大工13秋《钢结构》辅导资料十二

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1、大连理工大学网络教育学院钢结构辅导资料十二主题：第五章受弯构件第一节概述第二节梁的强度计算第三节梁的刚度验算学习时间：2013年12月16日－12月22日内容：这周我们将学习本门课的第五章受弯构件。一、学习要求第一节概述第二节梁的强度计算第三节梁的刚度验算本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：1、了解梁的类型；2、掌握梁的强度计算；3、掌握梁的刚度验算；基本概念：梁的强度和刚度。知识点：受弯构件(梁)考虑截面部分塑性发展的强度计算；受弯构件(梁)满足强度要求的折算应力验算。二、主要内容概述1、梁的形式与分类梁是用来承受横向(竖向)荷载作用的一类构件,其内力

2、主要是弯矩M和剪力V，变形主要是由弯矩引起的弯曲变形，也称受弯构件。在建筑结构中应用广泛，常见的有工作平台梁﹑楼盖梁﹑墙架梁﹑吊车梁﹑檩条等。2、梁按不同方法分类第6页共6页大连理工大学网络教育学院3、梁的截面形式和应用对于中小跨度的梁常采用热轧工字钢和槽钢梁，檩条和墙架横梁则采用冷弯薄壁型钢梁较为经济，对于荷载和跨度较大时，由于热轧型钢规格的限制,型钢梁难以满足强度和刚度的要求，这时则应采用组合梁，对于荷载很大而梁高受限或对梁截面有较大抗扭刚度要求时，可采用箱型截面组合梁。组合梁当中最常用的是由三块钢板焊接成的焊接组合梁，铆接组合梁因其制作麻烦﹑焊接和高强

3、螺栓连接方法的迅速发展而已经基本上不用。近年来，为进一步节省钢材，发展了一些新型组合梁，如异种钢组合梁、钢与混凝土组合梁、蜂窝梁、预应力钢梁等。梁的强度和刚度计算1、梁的正应力梁的承载能力主要取决于梁的强度。一般在设计中总是按强度承载力选择截面，然后分别验算其它计算内容。梁在纯弯曲作用下的工作性能可用其弯矩M与挠度δ之间的关系来表示。它与单向一次拉伸试验的σ-ε关系形式上大体相同。为了便于分析，常取如图所示理想化的应力-应变关系。第6页共6页大连理工大学网络教育学院按理想化的应力-应变关系，梁在荷载作用下可大致分为四个工作阶段：弹性工作阶段该阶段荷载较小，梁

4、最外层纤维应力未超过屈服强度。对于直接承受动力荷载的梁，常以最外层纤维应力达到作为承载力极限状态，该极限状态称为弹性极限状态。弹塑性工作阶段随着荷载的增大，最外层纤维相继屈服，此时梁截面部分处于弹性，部分进入塑性。在钢结构设计规范中，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的受弯构件的计算，就是以部分截面进入塑性作为强度承载力极限状态，并将塑性区高度限制在(1/8～/4)h范围内。塑性工作阶段荷载再增大，梁截面全部进入塑性将呈现塑性铰，此时对应的弯矩称为塑性极限弯矩。应变硬化阶段钢材进入应变硬化阶段后，变形模量为，使梁在变形增加时，应力将继续有所增加。梁的塑性极限矩

5、与弹性极限弯矩的比值仅与截面的几何性质有关，其比值称为截面的形状系数。对于承受静力或间接动力荷载的梁：单向弯曲时：双向弯曲时：第6页共6页大连理工大学网络教育学院2、梁的剪应力在横向荷载作用下，一般梁截面在产生弯曲正应力的同时，还将伴随有剪应力的产生。对于实腹梁以截面上的最大剪应力达钢材的抗剪屈服点为极限状态，如图所示。3、梁的局部压应力梁在固定集中荷载(包括支座反力)处无加劲肋或有移动的集中荷载时，应计算腹板计算高度边缘处的局部压应力。它的翼缘类似于支承于腹板上的弹性地基梁，腹板边缘在F作用点处所产生的压应力最大，向两边逐渐变小。局部压应力验算公式为：4、

6、折算应力在组合梁腹板的计算高度处，当同时有较大的正应力σ、较大的剪应力τ和局部压应力作用，或同时有较大的σ和τ作用时，都应按下式验算折算应力：5、梁的刚度计算第6页共6页大连理工大学网络教育学院梁的刚度是保证梁能否正常使用的极限状态。如楼盖梁的挠度过大，将会使天花板抹灰脱落而影响结构的使用功能。因此有必要限制梁在正常使用时的最大挠度。受弯构件的刚度要求是：三、典型习题计算题如下图所示的两端简支的焊接组合截面H型钢梁，受静力荷载作用，，钢材为级钢，，试验算跨中荷载P作用位置的强度是否能够满足要求？解：（1）计算截面特性（2）P作用处梁所受的荷载值：弯矩：剪力：

7、（3）验算梁的应力值a、最大正应力：满足要求b、最大剪应力：满足要求c、折算应力第6页共6页大连理工大学网络教育学院满足要求第6页共6页