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