第36讲：钢结构(四).doc

《第36讲：钢结构(四).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、5．梁的截面选择梁的截面设计前已知截面型式(工字形或箱形等)，梁的跨度、内力(M、y等)和钢材的设计强度。组合工字形截面简支粱的截面选择按下列步骤进行：(1)确定梁的高度(h)（图15－2－14）1)梁的最大高度hmax。在设计和选择梁的截面时，建筑上根据工艺设计和使用要求，先确定了建筑物的楼层高度和楼层间的净空要求。楼层高度减去净空高度，再扣除楼板结构等的高度，剩下的就是允许梁占据的最大高度hmax。梁的设计高度如果超过最大高度hmax，势必降低了净空而影响生产工艺要求或使用要求。否则就要提高层高，从而增加建筑物的造价

2、。因此，梁的设计高度不能超过最大高度hmax。2)梁的经济高度。梁的用钢量(即重量G)与截面面积A成正比，而梁的承载力则与截面模量w成正比，两者的比值ρ=W/A可以作为经济指标。即同样都满足安全、适用的梁，ρ值愈大愈经济。当然不能采用设计很多不同截面的粱，再从中选择一个ρ值最大值，而是根据经济条件，经过理论分析和经验总结，在开始设计时就能选择经济合适的高度he，梁的高度太大则腹板用钢量Gp大而翼缘用钢量Gt可小些，反之则梁腹板用钢量小而翼缘用钢量大。最经济是梁的腹板加翼缘总的用钢量(即总重量G)最小。经分析梁的经济高度h

3、e为he=3Wx2/5(15-2-15)经济高度亦可用下列经验公式计算(以cm计)he=7-30cm(15-2-16)式中he，Wx--梁的经济高度和截面模量，以cm计。Wx根据梁的最大应力，σmax=f的条件确定。3)梁的最小高度hmin。刚度条件决定了梁的最小高度hmin。刚度条件是要求梁的挠度不大于容许挠度[w]，即w≤[w]，而[w]为根据使用要求确定的值。设计时对梁的高度选择，应小于最大高度hmax，大于最小高度hmin，而接近或略小于hmin经济高度he,由于梁的高度在经济高度he附近略有变动对梁的重量G的影

4、响不大。既然不影响梁的重量G，则梁的高度小些，腹板的局部稳定性也好些，建筑物的实际净空也可增加些。所以在选择梁的高度时常取略小于he值(不超过10％)。由于某种特殊原因，设计选用的梁的高度只能小于经济高度he又小于最小高度hmin，只要逐项验算(强度、整体稳定、刚度、局部稳定等)都能合格，也是安全可用的。但这样的梁肯定是不经济的。设计选用的梁的高度如果大于最大高度hmax，是不能容许的，除非工艺设计和使用要求变更。梁的高度一般是指梁的截面高度h，但考虑到腹板是由钢板制作的，腹板高度hw数值若不是整数，则钢板下料常费工费时

5、而且多废料。所以设计时应根据钢板的规格，适当选取腹板高度hw为整数值(取10mm的倍数)，使钢板下料最经济，废料最少。(2)确定腹板厚度(tw)梁的腹板取得薄一些比较经济，但应满足抗剪强度和局部稳定的要求。考虑抗剪强度要求时，可近似地假定最大剪应力为腹板平均剪应力的1．2倍，即tw≥考虑局部稳定和构造等因素，腹板厚度可用下列经验公式估算：tw=(15-2-17)式中tw和hw的单位均为cm。实际采用的腹板厚度应不小于由式(15-2-17)求得的数值，并应符合钢板的现有规格。腹板的厚度太小，容易因锈蚀而降低承载能力，而且在

6、制造过程中易发生较大的翘曲变形，因此厚度一般不应太小，小跨度的梁有时可采用6rnm。厚度太大则既不经济，又增加制造上的困难，一般不超过22mm。但近年广泛应用的轻型门式刚架梁可以采用更薄的腹板厚度。(3)确定翼缘尺寸确定腹板尺寸后，可由下式求出需要的翼缘面积。A1=-twhw(15—2—18)选定翼缘的宽度b或厚度t；中的任一数值，即可求出另一数值。宽度太小不易保证梁的整体稳定，太大则冀缘中应力分布不均匀性比较严重，一般冀缘宽度b=(1／3--1／5)h。焊接梁的翼缘尽量用一层钢板，当一层钢板不能满足设计、施工要求时，可

7、由两层钢板组成，此时，外层板与内层板厚度之比宜为0.5—1.0。为保证受压翼缘的局部稳定，其自由外伸宽度与厚度之比不超过15。对吊车梁，上翼缘的宽度不宜小于300mm，以便于与轨道连接。为了承受吊车的水平荷载，有时将上翼缘加宽，做成单轴对称的工字形截面。在选择翼缘板尺寸时，同样应符合钢板的规格，宽度取10mm的倍数，厚度取2mm的倍数。例：单向工字形受弯构件的抗弯强度σ＝≤f,式中=1.0时,为使翼缘不先丧失局部稳定,应使翼缘外伸宽度与厚度之比b/t不超过(C)。A.9B.13:C.15D.40【解】本题属于记忆理解题型

8、。注意题目条件=1.0,则b/t≤15;当=1.05,h/t≤13。二、轴心受力构件轴心受力构件是只承受拉力或压力的构件，如采用螺栓球连接的空间网架杆件，两端铰接的柱子等；构件承受的弯矩很小而轴力很大时，工程设计中也往往作为轴心受力杆件考虑，如桁架中采用节点板方式连接的弦杆与腹杆。本章限于介绍等截面构件。(一)轴心受