《钢结构第五讲梁》PPT课件

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1、§4-1概述§4-2强度和刚度§4-3梁的扭转§4-4梁的整体稳定第4章受弯构件计算原理§4-5梁板件局部稳定§4-6梁腹板屈曲后强度第4章受弯构件计算原理承受横向荷载和弯矩的构件叫受弯构件或梁1.按荷载作用：在一个主平面内受弯，称为单向受弯构件在两个主平面内同时受弯，称为双向受弯构件2.按功能分：楼盖梁、平台梁、檩条、吊车梁等3.按制作方法：型钢梁（薄壁型钢）、组合梁、蜂窝梁4.按支承条件：实腹式、桁架§4-1概述§4-1概述型钢梁加工简单，造价较廉，但截面尺寸受规格的限制。当荷载和跨度较大致使型钢截面不能满足要求时，则采用组合粱。型钢梁§4-1概述§4-1概述§4-1概述现场

2、焊接设备基础箱型钢梁§4-1概述在原有大楼增设轻钢结构§4-1概述(a)双轴对称焊接板粱；(b)加强受压翼缘的焊接板梁；(c)双层翼缘板焊接板梁；§4-1概述(d)高强度螺接连接的工字形板梁；(e)焊接箱形板梁§4-1概述蜂窝梁钢与混凝土组合梁§4-1概述工字形焊接钢梁横向加劲肋纵向加劲肋短加劲肋§4-1概述按承载能力极限状态的计算，需采用荷载的设计值；按正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载标准值进行。第一极限状态：截面的抗弯强度、抗剪强度等、整体稳定性、局部稳定、腹板屈曲后强度第二极限状态：刚度大部分重要的梁将采用板梁，因而梁的计算中还应包括下列内容：1.梁截面沿梁跨度方向

3、的改变；2.翼缘板与腹板的连接计算；3.梁腹板的加劲肋设计；4.梁的拼接；5.梁与梁的连接和梁的支座等。§4-1概述4.2.1弯曲强度§4-2强度和刚度4.2.2抗剪强度4.2.3局部压力4.2.4折算应力4.2.5刚度§4-2强度和刚度1.弹性工作状态粱弯曲截面应力线性分布，边缘最大应力应满足下式:4.2.1弯曲强度§4-2强度和刚度In——梁截面惯性矩；Wn——梁截面弹性抵抗矩。M——梁的最大弯矩；f——钢材设计强度；h——梁截面高度。§4-2强度和刚度2．弹塑性状态当弯矩继续增加，截面边缘部分截面屈服。最后弹性核心部分逐渐减少直至全截面进入塑性，形成两个矩形应力块。塑性极限

4、弯矩Mp＝Wepfy，Wep为截面塑性抵抗矩，此时截面形成塑性铰。弯矩的发展§4-2强度和刚度为了使梁截面有一定的安全储备，设计时不采用塑性抵抗矩，而是采用较小的弹塑性抵抗矩，采用部分边缘纤维屈服淮则，规范规定钢梁单向受弯抗弯强度：式中：γ——塑性发展系数，查表获得。按截面形成塑性铰进行设计，省钢材，但变形比较大，会影响正常使用。规定可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。§4-2强度和刚度截面塑性发展系数γx、γy值§4-2强度和刚度截面塑性发展系数γx、γy值§4-2强度和刚度对于双向弯曲梁．近似按两方向应力叠加，计算公式:对于双轴对称工字形截面

5、当绕y轴弯曲时对于箱形截面计算示意图注：1.计算疲劳的梁γx=γy=1.02.γx=1.03.格构式构件绕虚轴γx=1.0§4-2强度和刚度§4-2强度和刚度4.2.2抗剪强度一.剪力中心外荷载产生的剪力作用位置不是剪心时将其挪到剪心上。这时剪心上不但作用剪力，还作用有平移剪力产生的扭矩。扭矩使整个截面绕剪心转动剪切中心(或剪力中心)剪切中心的定义是：开口薄壁截面上剪力流合力沿截面两个形心主轴方向分力的交点，因而得名。若构件所受横向荷载通过截面的剪切中心，则构件将不受到扭矩作用因而构件只会弯曲而不扭转，若荷载不通过截面的剪切中心，则构件必同时发生弯曲和扭转。在这个意义上剪切中心因

6、此也常被称为弯曲中心。根据定义，可得到结论：§4-2强度和刚度单轴对称工字形截面的剪切中心不与其形心重合，但必位于对称轴上接近于较大翼缘一侧，具体位置需经计算确定(见图(b))；开口薄壁截面如有对称轴，则剪切中心必位于对称轴上；双轴对称截面的剪切中心必与该截面的形心重合(见图(a)；§4-2强度和刚度十字形截面、角形截面和T形截面，由于组成其截面的狭长短形截面中心线的交点只有一点，该交点就是它们的剪切中心(见图(c)~图(e))；槽形截面的剪切中心必位于其腹板外侧的对称轴上，具体位置需经计算确定(见图(f))。§4-2强度和刚度梁的截面剪力分布如图。截面剪应力为：工字形截面和槽形

7、截面上的剪力流二.弯曲剪应力计算§4-2强度和刚度式中：V——梁的剪力设计值；S——计算剪应力处以上截面对中和轴的面积矩I——截面惯性矩；b——计算剪应力处的截面宽度。S和I一般可按毛截面计算。对工形截面，估算时可近似取:τ＝(1.1~1.2)V／htw≤fv，偏安全可按1.2V／htw计算。§4-2强度和刚度如梁端反力靠腹板连接传递，则该处剪力应按只由腹扳承受，并按其实有净尺寸(矩形截面)计算剪应力:梁端反力靠腹板连接§4-2强度和刚度在梁的固定集中荷载(包括支座反力)作用处无