组合梁截面选择的一种改进设计方法

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1、第29卷第1期南昌工程学院学报VoJ.29No.12010年2月JournalofNanchangInstituteofTechnologyFeb.2010文章编号:1674—0076(2010)01—0021—04组合梁截面选择的一种改进设计方法熊义泳,陈述,罗文海(南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西南昌330099)摘要:对传统设计方法推导经济梁高的几个近似假设做一些变换,可得出一些常用翼缘厚度对应的经济粱高计算公式.截面选择时,用所推导的公式计算的结果选用腹板高度;在满足构造要求、翼缘局部稳定条件下,尽量增加翼缘宽度;可得出给定腹板厚度的用铜量较少的截面,将几

2、个较优截面进行比较,便可得到符合工程经验、用钢量较少的工字形钢梁截面.算例表明,所提出的截面选择改进方法,与电算优化结果相近,可供有关专业人员参考.关键词:钢结构;组合梁;截面选择中图分类号:TU392.1文献标识码:AAnimproveddesignmethodforselectionofcompositebeamXIONGYi—yong,CHENShu,LUOWen—hai(SchoolofCivilandArchitecturalEngineering,NanchangInstituteofTechology,Nanchang330009,China)Abstr

3、act:Makingsometransformationstothetraditionalformulaofdeducingthebeamheight,wecarlobtainthecorrespondingbeamheightofcommonusedflangethickness.Whencomputingthewebheightandflangesizebytheformulaproposedinthispaper,ontheconditionofmeetingtheconstructionrequirementsandthelocalstabilityofthe

4、flange,weshouldincreasetheflangewidthasmuchaspossible,thenthesectionwithgivenwebthicknesswhichcostslesssteelcanbeobtained.Twoorseveralbettersectionsarecomparedwit}leachother,andfinallywegetthebeststeelbeamofI—shapesectionwhichcostsleaststeelandsuitstheengineer—ingpractice.Thecomputation

5、alexamplesillustratethattheimprovedmethodpresentedinthispaperisveryclosetothecomputerizedcalculation,whichcanbeusedinmanyfields,suchasengineeringapplication,teach-ingandscientificresearch.Keywords:steelstructure;compositebeam;sectionselection钢结构组合梁一般采用工字形截面,有关组合梁的截面高度,传统的方法是采用近似估算公式计算.由

6、于有些假设比较粗糙,以致估算的经济高度与实际的经济高度相差较大.按传统方法难以选出最优(即最经济)的截面.按照现代钢结构计算理论、钢梁的稳定条件等[,可以减少传统方法中的一些经验性估计.在传统设计方法的基础上,对某些假定做一些变换,计算方法做一些修改,可使手算选择的截面比较接近最优截面.1腹板经济高度h的估算公式在钢结构楼盖和平台中,组合梁一般用作主梁.由于主梁的侧向有次梁支承,整体稳定一般不是影响可靠性的主要问题,所以梁的截面常常由抗弯强度控制,满足抗弯强度且用钢量最小的梁高就是钢梁的经济高度.设双轴对称工字形组合梁的截面尺寸如图l所示.截面对轴的惯性矩,一般可近似

7、取为L2JL:twh~/12+2Af(hi/2)=W~h/2,(1)式中为截面对轴的截面模量,其余符号几何意义如图1所示.由此可得每个翼缘的面积收稿日期:2009—12—01基金项目:江西省科技计划项目(2007CC02000)作者简介:熊义泳(1945一),男,教授,主要从事结构工程的教学和研究工作南昌工程学院学报2010年AW.h/h}一tw2八on21).(2)根据工程经验,设h=1.03h,hl:1.015h,代入式(2),则Af=/h一0.162th.(3)工字形梁截面面积实际上是2个翼缘面积(2Af)与腹板面积(twh)之和.考虑到组合梁

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