[工学]钢结构讲义

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1、第五章受弯构件1§5.1梁的种类和截面型式型钢梁组合梁当跨度和荷载较小时，采用热轧型钢梁和冷弯薄壁型钢梁。当型钢梁不能满足要求时，采用组合梁，组合梁用钢板焊接、铆接或螺栓连接而成。梁的设计包括梁的强度计算、刚度计算、整体稳定计算、局部稳定计算。§5.2梁的强度和刚度梁在对称轴平面内的弯矩作用下，截面中的正应力发展分四个阶段：梁按制作方法分如工字形梁、箱形梁。21.弹性阶段开始受荷时，截面边缘应力σ

2、段荷载继增，至弹性核心消失，截面全部进入塑性。此时的弯矩称塑性弯矩，是梁能承担的极限弯矩。xyMxM

3、面的几何性质有关，而与材料强度无关。据弹塑性阶段的应力分布建立方程式中：Ae、Ap：分别为截面弹性区域和塑性区域的面积Inx、Wnx：分别为截面弹性区域对x轴的惯性矩和抵抗矩Wpnx：截面塑性区域对x轴的塑性抵抗矩所以My＝WnxfyMp＝Wpnxfy5以矩形截面来讲：说明仅与截面的几何性质有关，而与材料强度无关。圆截面ρ＝1.7；圆管ρ＝1.27；工字形截面ρ＝1.1～1.2；因翼缘和腹板的面积比不同，ρ是一个范围。若全截面弹性若全截面塑性ρ：称为形状系数6一.弯曲正应力弹性设计：仅边缘屈服，材料的强度性能未充分发挥；弹塑性设计：即允许截

4、面有一定的塑性发展，塑性发展区深度a=(1/8~1/4)h，引入截面塑性发展系数γx、γy塑性设计：出现塑性铰，导致变形过大。一根梁中只允许形成一个塑性铰，故塑性设计仅限于等截面梁。式中：Mx、My：绕x轴和y轴的弯矩；Wnx、Wny：对x轴和y轴的净截面抵抗矩；f：钢材的抗弯强度设计值。梁的设计单向弯曲：双向弯曲：7①若按弹性设计，取γx=1.0，γy=1.0对需要计算疲劳强度的梁，宜取γx=γy=1.0②若梁受压翼缘的自由外伸部分b/t介于之间，应取γx=1.0；③双轴对称工字形截面，当考虑截面部分发展塑性时，宜限制翼缘与腹板的面积比，

5、即：b1t/h0tw<1二.剪应力式中：S：计算截面以上或以下毛截面对中和轴的面积矩fv：钢材的抗剪强度设计值。型钢腹板较厚，一般均满足抗剪要求，不必验算。但当剪力最大截面处，截面有削弱时，要验算。和V：剪力；I：毛截面惯性矩；tW：腹板厚度；b1：翼缘宽度注意：剪应力近似分布8三.局部压应力当梁受腹板平面内的固定集中荷载且该处无支承加劲肋，或受有移动的集中荷载，应验算腹板高度边缘处：集中荷载增大系数；对重级工作制吊车梁F：集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；：集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度。集中荷载从作用处以1:1（在轨道高度

6、范围内）和1:2.5（在翼缘高度范围内）扩散，均匀分布于腹板计算高度边缘。的局部压应力：其它梁及支座处式中：、9a：集中荷载沿跨度方向的支承长度，对吊车轮压取a＝50mm；hR：轨道的高度；hy：自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离。腹板计算高度h0的取值：①热轧型钢梁取腹板与上、下翼缘相连处两内弧起点间的距离；②焊接组合梁取腹板高度；③用螺栓（或铆钉）连接的组合梁，取腹板与上、下翼缘连接螺栓间的最近距离。若σc＞f，???增加支承长度a设支承加劲肋对移动集中荷载：提问：对固定集中荷载增加腹板厚度tW10四.折算应力截面上的某点同时受较大的σ

7、、σc、τ，即处于复杂应力状态，应验算折算应力。式中：β1：折算应力的强度设计值增大系数；因折算应力仅发生在局部。当σ、σc异号，当σ、σc同号或σc＝0时，五.梁的刚度梁应有足够的刚度，满足正常使用极限状态的要求。计算时，不考虑动力系数，不考虑栓孔对截面的削弱。β1＝1.2β1＝1.1即：：由荷载标准值产生的最大挠度；：容许挠度值（查表）；11§5.3梁的整体稳定一.基本概念“叉形”简支座，若梁的承载力仅取决于强度，梁就会经弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段形成塑性铰而破坏。如曲线a。若梁的侧向抗弯刚度和抗扭刚度不足，梁就会在形成塑性铰以前（

8、曲线b），甚至在弹性阶段（曲线c），可能突然发生绕弱轴y轴的侧向弯曲，且同时伴有扭转变形而破坏，称之为梁的弯扭屈曲或梁丧失整体稳定，此时荷载称为临界荷载。分析失稳原因：不能绕z轴