第15章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算

2/5/20231第15章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算15.1鋼結(jié)構(gòu)軸心受力構(gòu)件15.2鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件15.3鋼結(jié)構(gòu)偏心受力構(gòu)件2/5/2023215.1鋼結(jié)構(gòu)軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件截面常用形式實(shí)腹式單個(gè)型鋼截面型鋼、鋼板組合雙角鋼組合截面冷彎薄壁型鋼截面15.1.1軸心受力構(gòu)件截面形式2/5/20233格構(gòu)式多個(gè)肢件組成肢件之間用綴材連接與肢件垂直的主形心軸=實(shí)軸與綴材垂直的主形心軸=虛軸2/5/20234構(gòu)件截面分類分類依據(jù)截面形式對(duì)哪一個(gè)主軸屈曲鋼材邊緣加工方法組成截面板材厚度分類結(jié)果a類截面b類截面c類截面d類截面附表332/5/20235以凈截面計(jì)算的強(qiáng)度條件凈截面無孔眼削弱，凈截面=毛截面有螺栓孔，齊列時(shí)=I-I截面錯(cuò)列時(shí)，I-I、或II-II截面強(qiáng)度條件15.1.2軸心受力構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算2/5/20236由凈截面和毛截面計(jì)算的強(qiáng)度條件適用情況高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接凈截面小于毛截面，但軸力由于表面的摩擦力而降低，可能沿凈截面破壞，也可能沿毛截面破壞強(qiáng)度條件凈截面強(qiáng)度所計(jì)算截面上高強(qiáng)度螺栓數(shù)目構(gòu)件一端連接的高強(qiáng)度螺栓總數(shù)毛截面強(qiáng)度2/5/2023715.1.3軸心受力構(gòu)件剛度計(jì)算剛度計(jì)算的原因滿足正常使用要求長(zhǎng)細(xì)比過大會(huì)有如下不利影響運(yùn)輸和安裝過程中產(chǎn)生彎曲或過大變形使用期間因自重而明顯下?lián)显趧?dòng)力荷載作用下發(fā)生較大的振動(dòng)壓桿的長(zhǎng)細(xì)比過大，會(huì)使極限承載力顯著降低；限制長(zhǎng)細(xì)比作為剛度條件2/5/20238剛度計(jì)算剛度條件：限制構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算截面雙軸對(duì)稱或極對(duì)稱截面單軸對(duì)稱（y為對(duì)稱軸）受壓考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響，用yz代替y容許長(zhǎng)細(xì)比表15-1、表15-22/5/2023915.1.4軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性穩(wěn)定系數(shù)定義：=cr/fy柱子曲線最大強(qiáng)度理論數(shù)值計(jì)算：96條曲線歸納4類值查附表342/5/202310整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

整體穩(wěn)定采用毛面積，用穩(wěn)定系數(shù)法計(jì)算或或無孔眼削弱受壓構(gòu)件只需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性無需驗(yàn)算強(qiáng)度有孔眼削弱受壓構(gòu)件需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性需驗(yàn)算強(qiáng)度2/5/202311局部穩(wěn)定性局部失穩(wěn)形態(tài)

部分板件發(fā)生屈曲腹板受壓失穩(wěn)翼緣板受壓失穩(wěn)局部失穩(wěn)的影響部分板件屈曲后退出工作，構(gòu)件有效面積減小加速整體失穩(wěn)2/5/202312—構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值，且

<30時(shí)，取=30

>100時(shí)，取=100保證局部穩(wěn)定的措施

限制板件的寬厚比翼緣寬厚比b1—翼緣板自由外伸寬度2/5/202313腹板的高厚比—構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值，<30時(shí)，取=30；>100時(shí)，取=100。箱形截面受壓構(gòu)件中，腹板的計(jì)算高度與其厚度之比應(yīng)符合圓管的徑厚比熱軋型鋼構(gòu)件不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定2/5/202314例題15.1有一重級(jí)工作制吊車廠房屋架下弦構(gòu)件，截面為不等邊角鋼拼成，如圖所示，材料為Q235鋼。最大軸力設(shè)計(jì)值為N=452kN，計(jì)算長(zhǎng)度l0x=3000mm，l0y=7880mm。驗(yàn)算強(qiáng)度和剛度。2/5/202315解答：附表27N/mm2表15-2強(qiáng)度驗(yàn)算附表41:一個(gè)角鋼面積cm2mm2截面凈面積mm2應(yīng)力N/mm2N/mm2強(qiáng)度滿足要求2/5/202316剛度驗(yàn)算附表41cmmm利用附表41計(jì)算iycm4cmmm剛度滿足要求解畢2/5/202317例題15.2圖示為一管道支架，其支柱的壓力設(shè)計(jì)值為N=1600kN，柱兩端鉸接。鋼材為Q235，截面為工字鋼I56a，無孔眼削弱。該支柱是否能通過驗(yàn)算？2/5/202318解答：附表43mm，mmmmcm2cmcm附表27N/mm2表15-1無孔眼削弱，可不驗(yàn)算強(qiáng)度；軋制工字鋼腹板、翼緣板均較厚，可不驗(yàn)算局部穩(wěn)定。本題只需驗(yàn)算剛度和整體穩(wěn)定。2/5/202319計(jì)算長(zhǎng)度mmmm長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算剛度條件滿足要求2/5/202320滿足整體穩(wěn)定性要求穩(wěn)定性驗(yàn)算由y查附表附表33：b類截面附表34：N/mm2N/mm2解畢不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定2/5/202321截面形式截面選擇原則面積的分布盡量開展，增大I、i，提高整體穩(wěn)定和剛度使兩個(gè)主軸方向等穩(wěn)定性，即xy，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果便于與其他構(gòu)件進(jìn)行連接盡可能構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造方便15.1.5軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件設(shè)計(jì)

2/5/202322軸心受壓構(gòu)件的常用截面

雙軸對(duì)稱截面，避免彎扭失穩(wěn)軋制工字鋼、H型鋼焊接工字形截面、鋼管型鋼和鋼板組合截面截面設(shè)計(jì)估算面積假設(shè)長(zhǎng)細(xì)比=60~100由截面分類，定穩(wěn)定系數(shù)=min(x,y)整體穩(wěn)定條件計(jì)算面積2/5/202323計(jì)算兩個(gè)主軸所需慣性半徑選擇截面首先選用軋制工字鋼、H型鋼組合截面確定尺寸截面高、寬1、2見附表35結(jié)合所需面積，再考慮構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定、鋼材規(guī)格等確定截面初選尺寸。截面驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算（截面有削弱時(shí)），剛度驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算，局部穩(wěn)定驗(yàn)算2/5/202324實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求構(gòu)造目的防止腹板在施工和運(yùn)輸過程中發(fā)生變形提高構(gòu)件抗扭剛度構(gòu)造措施當(dāng)腹板高厚比時(shí)設(shè)橫向加勁肋：腹板兩側(cè)成對(duì)配置加勁肋間距3h0加勁肋尺寸外伸寬厚度2/5/202325例題15.3一軸心受壓柱，軸力設(shè)計(jì)值N=1200kN，材料為Q235鋼，計(jì)算長(zhǎng)度l0x=6000mm，l0y=3000mm，半高腹板上開有兩個(gè)直徑為16mm的螺栓孔。試選擇工字鋼的型號(hào)。解（1）初選截面假定=100，熱軋工字鋼對(duì)x軸為a類截面，對(duì)y軸為b類截面，所以2/5/202326初選50a號(hào)工字鋼，幾何參數(shù)如下：螺栓孔處凈面積2/5/202327（2）截面驗(yàn)算強(qiáng)度剛度滿足要求滿足要求2/5/202328整體穩(wěn)定性y=97.7>>x=30.5滿足要求局部穩(wěn)定性軋制型鋼，不需要驗(yàn)算結(jié)論：選擇50a號(hào)工字鋼可行。2/5/20232915.2鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件一、實(shí)腹式受彎構(gòu)件：鋼梁鋼梁截面形式型鋼梁：熱軋型鋼冷彎薄壁型鋼組合梁：鋼板焊接（螺栓連接）而成15.2.1受彎構(gòu)件的形式2/5/202330鋼梁的支承形式簡(jiǎn)支鋼梁連續(xù)鋼梁懸臂鋼梁應(yīng)用領(lǐng)域屋蓋梁（含檁條）吊車梁工作平臺(tái)梁橋梁起重機(jī)大梁2/5/202331二、格構(gòu)式受彎構(gòu)件：桁架桁架的組成二力桿件：弦桿、腹桿節(jié)點(diǎn)：理想節(jié)點(diǎn)（轉(zhuǎn)動(dòng)、無摩擦）受力分工弦桿代替梁的翼緣腹桿代替梁的腹板2/5/202332桁架各部分名稱上弦桿下弦桿節(jié)點(diǎn)豎腹桿斜腹桿上弦桿受壓下弦桿受拉腹桿可受拉，也可受壓節(jié)間距桁架高h(yuǎn)整體受彎抵抗剪力抵抗彎矩2/5/202333桁架形式三角形梯形平行弦桁架應(yīng)用屋架、托架桁架橋起重機(jī)臂…桿件軸心受力，其設(shè)計(jì)計(jì)算見上一節(jié)（15.1）。2/5/20233415.2.2鋼梁的強(qiáng)度和剛度15.2.2.1鋼梁的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度的內(nèi)涵抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度局部承壓強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力計(jì)算彈性計(jì)算彈塑性計(jì)算2/5/202335一、梁的抗彎強(qiáng)度三個(gè)工作階段彈性工作階段胡克定律成立邊緣正應(yīng)力屈服為彈性階段的末端彈塑性工作階段邊緣部分區(qū)域屈服屈服區(qū)域高度a<h/2彈性極限彎矩Me2/5/202336塑性工作階段形成塑性鉸塑性極限彎矩與彈性極限彎矩之比整個(gè)截面進(jìn)入塑性區(qū)塑性極限彎矩Mp受拉區(qū)面積A1和壓區(qū)面積A2相等只和截面幾何形狀有關(guān)，稱為截面形狀系數(shù)。矩形1.5圓形1.7圓管1.272/5/202337梁的抗彎強(qiáng)度考慮一定的塑性變形限制塑性發(fā)展高度a0.125h控制塑性發(fā)展系數(shù)：1F強(qiáng)度條件強(qiáng)度計(jì)算取凈截面單向彎曲雙向彎曲2/5/202338關(guān)于塑性發(fā)展系數(shù)工字型截面：x=1.05、y=1.20箱形截面：x=y=1.05其他截面，查附表35需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的梁，宜取x=y=1.0單向彎曲雙向彎曲受壓翼緣自由外伸寬度b與厚度t之比采用彈性設(shè)計(jì)fy不考慮厚度影響的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（后同）2/5/202339二、梁的抗剪強(qiáng)度剪應(yīng)力分布規(guī)律按彈性計(jì)算剪應(yīng)力在截面上的分布剪應(yīng)力強(qiáng)度條件中和軸上剪應(yīng)力最大腹板主要抗剪，剪應(yīng)力拋物線分布。S為中和軸為界的半個(gè)毛面積對(duì)中和軸的矩I為毛面積對(duì)中和軸的慣性矩2/5/202340三、局部承壓強(qiáng)度需要驗(yàn)算局部承壓強(qiáng)度的情況翼緣受有沿腹板平面作用的集中荷載（含支座反力），且集中力作用處未設(shè)支承加勁肋驗(yàn)算部位計(jì)算面積驗(yàn)算部位：計(jì)算高度上邊緣點(diǎn)熱軋工字鋼，腹翼交界內(nèi)弧起點(diǎn)焊接工字鋼，腹翼交界點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓連接，腹翼連接螺栓，腹板距離中心最近的螺栓孔處2/5/202341局部受壓計(jì)算面積腹板厚度tw力的實(shí)際作用長(zhǎng)度（支承長(zhǎng)度）a（軌道輪壓可取50mm）向下擴(kuò)散到計(jì)算點(diǎn)梁邊緣至計(jì)算點(diǎn)的距離hy按1:2.5擴(kuò)軌道高度hR按1:1擴(kuò)圖示支座處2/5/202342——集中荷載增大系數(shù)局部承壓強(qiáng)度F——集中荷載設(shè)計(jì)值2/5/202343四、復(fù)合應(yīng)力計(jì)算梁腹板計(jì)算高度邊緣點(diǎn)正應(yīng)力不是最大，但較大剪應(yīng)力不是最大，但較大可能還存在局部壓應(yīng)力c復(fù)合應(yīng)力計(jì)算各種應(yīng)力計(jì)算復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)腹板計(jì)算高度梁高腹板計(jì)算點(diǎn)以外梁截面對(duì)中和軸的矩2/5/202344復(fù)合應(yīng)力計(jì)算折算應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)彎曲正應(yīng)力和局部壓應(yīng)力異號(hào)時(shí)，塑性變形能力比同號(hào)時(shí)大，故強(qiáng)度增大系數(shù)大。腹板邊緣局部區(qū)域幾種應(yīng)力以較大值在同一點(diǎn)出現(xiàn)的概率很小，故將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值予以提高。2/5/202345鋼梁的剛度剛度限制原因變形過大人感覺不舒服、不安全抹灰開裂，影響結(jié)構(gòu)功能吊車梁變形過大，影響吊車的運(yùn)行剛度參數(shù)梁的撓度和轉(zhuǎn)角鋼結(jié)構(gòu)中以限制撓度作為剛度條件15.2.2.2鋼梁的剛度計(jì)算剛度不足不能保證正常使用2/5/202346鋼梁的剛度計(jì)算計(jì)算要求荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值（正常使用狀態(tài)）不考慮螺栓孔引起的截面削弱剛度條件控制參量：撓度v剛度條件vT=總荷載引起的撓度撓度容許值，見附表37。vQ=可變荷載引起的撓度屋蓋主梁抹灰頂棚的次梁其他梁2/5/202347例題15.4一工作平臺(tái)的次梁，采用40a號(hào)熱軋工字鋼，材料為Q235。梁的跨度l=6m，在主梁上的支承長(zhǎng)度a=80mm，支座處未設(shè)支承加勁。線荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=10kN/m，qk=29kN/m，線荷載設(shè)計(jì)值g+q=49.7kN/m。試驗(yàn)算梁的強(qiáng)度和剛度。解1.梁的強(qiáng)度lg+qkN.mkNkN安全等級(jí)為二級(jí)2/5/202348型鋼表（附表42）>16mm材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（附表27）抗彎：f=205N/mm2局部承壓、復(fù)合受力：f=215N/mm2抗剪：fv=125N/mm2（1）抗彎強(qiáng)度N/mm2<f=205N/mm2滿足2/5/202349（2）抗剪強(qiáng)度N/mm2<fv=125N/mm2滿足（3）局部承壓強(qiáng)度未設(shè)支承加勁，需要驗(yàn)算局部承壓強(qiáng)度N/mm2<f=215N/mm2滿足2/5/202350（4）復(fù)合應(yīng)力mm腹板計(jì)算點(diǎn)局部應(yīng)力和剪應(yīng)力較大，但彎曲正應(yīng)力為零，故無需計(jì)算折算應(yīng)力。lg+q跨中截面彎矩最大、剪力為零支座截面剪力最大、彎矩為零2.剛度計(jì)算mmmmmm滿足要求！2/5/20235115.2.3梁的整體穩(wěn)定一、梁整體穩(wěn)定的概念整體失穩(wěn)高而窄的梁，荷載較小時(shí)平面彎曲是穩(wěn)定的荷載較大時(shí)，突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形而破壞，這種現(xiàn)象稱為梁的側(cè)向彎扭屈曲或整體失穩(wěn)2/5/202352臨界應(yīng)力工字形截面簡(jiǎn)支梁，臨界彎矩為臨界應(yīng)力為提高側(cè)向抗彎剛度提高抗扭剛度減小受壓翼緣自由長(zhǎng)度l2/5/202353H型鋼或等截面工字形簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度l1與寬度b1之比不超過規(guī)定值時(shí)（表15-4）跨中無側(cè)向支承點(diǎn)的梁，l1為其跨度；跨中有側(cè)向支承點(diǎn)的梁，l1為側(cè)向支點(diǎn)間距離（支座處視為有側(cè)向支承）箱形截面簡(jiǎn)支梁，尺寸滿足整體穩(wěn)定有保障的三種情況（不必驗(yàn)算）有鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時(shí)2/5/202354二、整體穩(wěn)定驗(yàn)算驗(yàn)算公式理論公式整體穩(wěn)定系數(shù)b材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f實(shí)用公式雙向彎曲時(shí)2/5/202355整體穩(wěn)定系數(shù)軋制普通工字鋼梁可查教材附表38。整體穩(wěn)定系數(shù)按規(guī)范附錄3方法確定（1）軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁當(dāng)b>0.6時(shí)，則需要修正（2）焊接工字形和軋制H型鋼簡(jiǎn)支梁2/5/202356尺寸關(guān)系整體穩(wěn)定等效臨界彎矩系數(shù)b見附表39受壓翼緣兩相鄰側(cè)支點(diǎn)間的距離截面不對(duì)稱影響b

雙軸對(duì)稱：b=0單軸對(duì)稱：加強(qiáng)受壓翼緣加強(qiáng)受拉翼緣I1、I2分別為受壓、受拉翼緣對(duì)y軸的慣性矩2/5/202357例題15.5工字鋼（I32a）簡(jiǎn)支梁，計(jì)算跨度4m，材料牌號(hào)為Q235-B。承受均布荷載作用，其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值8.9kN/m(不含梁自重)，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為28.2kN/m，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50年。梁跨中上翼緣無支承點(diǎn)，與鋪板無牢固聯(lián)系。驗(yàn)算該梁之強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。解答：查表附表27N/mm2N/mm2附表32N/mm22/5/202358內(nèi)力計(jì)算kN/mkN/m附表43自重：52.717kg/m0.52kN/m腹板厚：tw=d=9.5mmcm4,cm3cm

附表372/5/202359kN.mkN.mkN.mkN跨中彎矩最大1.35組合小于該值支座剪力最大2/5/202360強(qiáng)度滿足要求強(qiáng)度驗(yàn)算正應(yīng)力N/mm2N/mm2剪應(yīng)力N/mm2N/mm22/5/202361整體穩(wěn)定性滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算查附表37修正N/mm2N/mm2解畢2/5/20236215.2.4鋼梁的局部穩(wěn)定一、局部穩(wěn)定的概念局部失穩(wěn)梁薄而寬的板件，承受壓應(yīng)力或剪應(yīng)力作用突然偏離原來的平面位置發(fā)生顯著的波形屈曲梁局部失穩(wěn)的類型翼緣板受壓失穩(wěn)腹板受剪失穩(wěn)（剪壓失穩(wěn)）局部失穩(wěn)熱軋型鋼，板件的寬厚比較小，能保證局部穩(wěn)定對(duì)于組合截面鋼梁，局部穩(wěn)定是個(gè)問題2/5/202363二、受壓翼緣局部穩(wěn)定穩(wěn)定條件臨界應(yīng)力ab厚度t彈性狀態(tài)下，臨界應(yīng)力考慮到殘余應(yīng)力的影響，材料已進(jìn)入塑性階段，模量取0.5Ek=0.4252/5/202364穩(wěn)定條件即翼緣局部穩(wěn)定驗(yàn)算懸挑部分寬厚比當(dāng)抗彎強(qiáng)度取x=1.0時(shí)，放寬箱形梁翼緣板在兩腹板之間的無支承部分2/5/202365三、腹板局部穩(wěn)定設(shè)置加勁肋當(dāng)h0/tw80(235/fy)1/2時(shí)，有局部壓應(yīng)力的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋；但對(duì)無局部壓應(yīng)力的梁，可不配置加勁肋2/5/202366當(dāng)h0/tw>80(235/fy)1/2時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋。其中當(dāng)h0/tw>170(235/fy)1/2（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）或h0/tw>150(235/fy)1/2時(shí)（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)），或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力較大的梁，必要時(shí)尚宜在受壓區(qū)配置短加勁肋任何情況下h0/tw不應(yīng)超過250，h0取腹板受壓區(qū)高度hc的2倍。梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載時(shí)，宜設(shè)置支承加勁肋。2/5/202367加勁肋的構(gòu)造要求加勁肋宜在腹板兩側(cè)對(duì)稱布置橫向加勁肋最小間距0.5h0，最大間距2h0縱向加勁肋至腹板計(jì)算高度受壓邊緣的距離應(yīng)在hc/2.5~hc/2范圍內(nèi)腹板兩側(cè)對(duì)稱布置橫向加勁肋腹板一側(cè)布置橫向加勁肋2/5/202368同時(shí)用橫向加勁肋和縱向加勁肋時(shí)，橫向加勁肋對(duì)腹板縱軸的慣性矩縱向加勁肋由截面慣性矩控制短加勁肋的最小間距為0.75h1。外伸寬度取橫向加勁外伸寬度的0.7~1.0倍；厚度不小于寬度的1/15。2/5/20236915.2.5鋼梁的截面設(shè)計(jì)一、型鋼梁截面設(shè)計(jì)單向彎曲梁整體穩(wěn)定有保證時(shí)，按抗彎強(qiáng)度確定凈截面需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定時(shí)，按穩(wěn)定條件確定毛截面穩(wěn)定系數(shù)估計(jì)假定選擇型鋼號(hào)后，進(jìn)行相應(yīng)驗(yàn)算。2/5/202370雙向彎曲梁設(shè)計(jì)時(shí)盡量滿足不需要計(jì)算整體穩(wěn)定的條件由抗彎條件設(shè)計(jì)截面對(duì)工字鋼、窄翼H型鋼，取=6~7對(duì)槽鋼，=5~6選定型號(hào)，驗(yàn)算強(qiáng)度和剛度2/5/202371二、組合鋼梁截面設(shè)計(jì)梁截面高度h最大高度hmax，由建筑高度限定最小高度hmin，由剛度條件確定經(jīng)濟(jì)高度hs，滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性條件，用鋼量最省之高度長(zhǎng)度單位為mm無孔眼=x=1.05有孔眼=0.85~0.9吊車梁=0.7~0.92/5/202372腹板尺寸腹板高度hw腹板厚度tw介于最大、最小高度之間，通常略小于經(jīng)濟(jì)高度，取50mm的倍數(shù)?？紤]局部穩(wěn)定和構(gòu)造要求，經(jīng)驗(yàn)公式單位：mm取2mm的倍數(shù)且6mm翼緣板尺寸寬度bf=(1/5~1/3)h，取10mm的倍數(shù)厚度t=Af/bf懸挑部分寬厚比滿足局部穩(wěn)定要求。t取2mm的倍數(shù)2/5/202373翼緣焊縫計(jì)算沿梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上水平剪力角焊縫的焊腳尺寸翼緣毛截面對(duì)中和軸的靜矩采用T形對(duì)接與角接組合焊縫時(shí)，焊縫與金屬等強(qiáng)，可不驗(yàn)算焊縫。2/5/202374基本概念外力因素軸向拉力或軸向壓力彎矩：軸向力偏心、端彎矩、橫向荷載15.3鋼結(jié)構(gòu)偏心受力構(gòu)件拉彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件15.3.1偏心受力構(gòu)件概述2/5/202375荷載偏心形式彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)，單向偏心（單向拉彎構(gòu)件、單向壓彎構(gòu)件）彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)，雙向偏心（雙向拉彎構(gòu)件、雙向壓彎構(gòu)件）拉彎壓彎構(gòu)件的應(yīng)用單層工業(yè)廠房廠房排架柱：壓彎構(gòu)件屋架上下弦桿有節(jié)間荷載作用時(shí)上弦壓彎構(gòu)件下弦拉彎構(gòu)件2/5/202376鋼結(jié)構(gòu)柱框架柱：壓彎或拉彎工作平臺(tái)柱剛架立柱門式剛架三鉸剛架2/5/202377設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容拉彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算剛度計(jì)算壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算剛度計(jì)算整體穩(wěn)定（面內(nèi)、面外）局部穩(wěn)定（驗(yàn)算板件寬厚比）鋼柱拉彎斷裂2/5/20237815.3.2拉(壓)彎構(gòu)件的

強(qiáng)度和剛度拉（壓）彎構(gòu)件的強(qiáng)度強(qiáng)度公式理論上：以截面出現(xiàn)塑性鉸的應(yīng)力作為強(qiáng)度極限，強(qiáng)度相關(guān)曲線為凸曲線實(shí)用上：相關(guān)曲線簡(jiǎn)化為直線公式形式：疊加軸力公式和彎曲公式2/5/202379不考慮塑性發(fā)展的情況當(dāng)壓彎構(gòu)件受壓翼緣外伸寬度b與厚度t之比單偏心雙偏心取x=1.0需要計(jì)算疲勞的拉(壓)彎構(gòu)件，宜x=y=1.0彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式拉(壓)彎構(gòu)件，=1.02/5/202380拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度剛度計(jì)算公式控制長(zhǎng)細(xì)比來保證構(gòu)件的剛度計(jì)算公式或容許長(zhǎng)細(xì)比拉彎構(gòu)件按軸心受拉構(gòu)件取值壓彎構(gòu)件按軸心受壓構(gòu)件取值2/5/202381例題15.5某拉彎構(gòu)件，Q345鋼，熱軋普通工字鋼I22a，截面無削弱。承受軸向拉力設(shè)計(jì)值800kN，橫向均布荷載設(shè)計(jì)值7kN/m（不含構(gòu)件自重）。試驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度。解答：N/mm2cm2重力0.33kN/mcm3cm，cm22a號(hào)工字鋼2/5/202382強(qiáng)度驗(yàn)算kNkN.m滿足強(qiáng)度條件N/mm2N/mm2剛度驗(yàn)算滿足剛度條件2/5/20238315.3.3壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定面內(nèi)彎曲失穩(wěn)面外彎扭失穩(wěn)一、壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定彎矩平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算方法邊緣屈服準(zhǔn)則—理論公式極限承載能力準(zhǔn)則—數(shù)值計(jì)算采用公式邊緣屈服準(zhǔn)則理論公式的形式數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正（引進(jìn)修正系數(shù)）2/5/202384mx—等效彎矩系數(shù)有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí)，產(chǎn)生反向曲率取0.85，產(chǎn)生同向曲率時(shí)取1.0面內(nèi)整體穩(wěn)定的公式歐拉臨界力除以抗力分項(xiàng)系數(shù)1.11）框架柱和兩端支承的構(gòu)件無橫向荷載作用時(shí)端彎矩，同向曲率取同號(hào)，反向曲率取異號(hào)。分母絕對(duì)值大于分子無端彎矩但有橫向荷載取1.02）懸臂構(gòu)件、分析內(nèi)力未考慮二階效應(yīng)的無支撐純框架和弱支撐框架柱，取1.0彎矩作用平面內(nèi)對(duì)較大受壓纖維的毛截面模量