钢结构设计原理-4受弯构件

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1、第4章受弯构件§4.1梁的类型和梁的布置梁的定义：承受横向荷载或弯矩的构件分为单向受弯、双向受弯第一极限状态：抗弯强度、抗剪强度、整体稳定、局部稳定第二极限状态：刚度（变形）§4.1.1概述§4.1.2梁的类型按照功能分类楼盖梁、工作平台梁、吊车梁、墙架梁及檩条等按照支承条件分类简支梁、连续梁、悬臂梁按照在结构中的作用分类主梁（girders）与次梁（joists）按照截面沿轴线方向的变化分类等截面梁与变截面梁按照制作方法分类热轧型钢梁、冷弯薄壁型钢梁和焊接组合梁§4.1.3梁格布置承重梁的布置形式，称为梁格。简单式梁格(荷载→主梁→墙或柱，梁密，跨度小时使用)普通

2、式梁格(荷载→次梁→主梁→墙或柱，最为常用)复式梁格(荷载→横向次梁→纵向次梁→主梁→墙或柱，在主梁跨度大、荷载重的情况下)§4.1.4主次梁的连接叠接：次梁直接放在主梁或其它次梁上，用焊缝或螺栓固定。从安装上看这是最简单最方便的连接方法，但建筑高度大，使用常受限制。平接：次梁与主梁上翼缘位于同一平面，其上铺板。该法允许在给定的楼层建筑高度里增大主梁的高度。降低连接：用于复式梁格中，横向次梁在低于主梁上翼缘的水平处与主梁相连，横向次梁上叠放纵向次梁，铺板位于主梁之上。该法同样允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁高度。按支承方式也可分析刚接和铰接。动画资源－受弯构件－…

3、…§4.2受弯构件的强度和刚度§4.2.1弯曲强度弹性阶段的最大正应力Wnx为截面对x轴的净截面模量各加载阶段弯曲正应力的分布如按截面形成塑性铰进行设计，可节省钢材，但变形比较大，有时会影响正常使用。《规范》通过限制塑性发展区有限制的利用塑性，一般限制a在h/8~h/4之间，根据这一工作阶段定出塑性发展系数γ。规范中梁的抗弯强度验算公式对于双轴对称工字形截面γx=1.05，当绕y轴弯曲时γy=1.2；对于箱形截面γx=γy=1.05。γR为材料抗力分项系数，对Q235钢取1.087，对Q345、Q390、Q420钢取1.111。双向受弯时，梁的强度应满足：截面的塑性

4、发展系数§4.2.2抗剪强度剪力中心在构件截面上可以找到一点，当外力产生的剪力作用在这一点时构件只产生线位移，不产生扭转，这一点称为构件的剪力中心（剪心shearcenter）。剪心由材料力学知识确定。弯曲剪应力计算任意一点处的剪应力：双向受剪时：弹性设计时应满足的极限状态，即验算方法：局部压应力的产生在梁的固定集中荷载(包括支座反力)作用处无支承加劲肋，或有移动的集中荷载（如吊车轮压）,这时梁的腹板将承受集中荷载产生的局部压应力。局部压应力的分布模式局部压应力在梁腹板与上翼缘交界处最大，到下翼缘处减为零。局部压应力沿梁纵向分布也并不均匀，但为简化计算，假设在下述范

5、围内局部压应力均匀分布。计算时，假设局部压应力在荷载作用点以下的（吊车轨道高度）高度hR范围内以45o角扩散，在高度hy范围内以1：2.5的比例扩散，传至腹板与翼缘交界处。§4.2.3局部压应力局部压应力的验算F为集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数。ψ为集中荷载放大系数；对重级工作制吊车梁取1.35；其它梁取1.0；在所有梁支座处取1.0。lz集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算：跨中集中荷载：梁端支反力处：a为集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，轮压时取为50mm。b为梁端到支座板外边缘距离，如果b>2.5hy，取b=2.5hy。腹板的计算高度h0对

6、轧制型钢梁，为腹板与上、下翼缘相连处两内弧起点之间的距离；对焊接组合梁，为腹板高度；对铆接（或高强螺栓连接）组合梁，为上、下翼缘与腹板连接的铆钉（或高强螺栓）线间最近距离。当计算不能满足时，可设支承加劲肋，而对吊车荷载只能采用增加腹板厚度的方法。计算折算应力的原因在组合梁腹板计算高度h0边缘处同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连续梁中支座处或梁的翼缘截面改变处）；在这些部位尽管正应力、剪应力都不是最大，但在它们同时作用下该处可能更危险。在设计时要对这些部位的折算应力进行验算。要求折算应力小于等于钢材单向拉伸的屈服点。§4.2

7、.4折算应力计算折算应力的计算注意：上式中的各个应力应该是计算高度边缘处同一点的应力。其中弯曲正应力：In为梁净截面惯性矩，y1为计算点至中和轴的距离。β1为计算折算应力时的强度设计值增大系数。考虑到折算应力达屈服时，仅限于局部，所以设计强度予以提高。当σ和σc异号时取1.2；同号时或σc＝0时取1.1。梁的刚度用标准荷载作用下的挠度大小来度量。属于正常使用极限状态的验算。正常使用系指设备的正常运行、装饰物与非结构构件不受损坏以及人的舒适感等。梁的刚度可按下式验算：[v]梁的容许挠度值，一般情况下可参照附表2.1采用。§4.2.5受弯构件的刚度§4.3梁的扭转§