钢梁截面设计方法的几点建议.pdf

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1、高立昂，等：钢梁截面设计方法的几点建议钢梁截面设计方法的几点建议高立昂杨应华甜～一{一盆a一_一讨一岫～舭蚕～一～一x一_一a蓉一．～_一至一毫～一一一=～一薹旧一(西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055)摘要：针对不同类型截面，提出基于强度控制的钢梁截面设计的相关方法，重点介绍双轴对称焊接工形截面利用腹板屈曲后强度进行设计的经验公式法。为对其进行理论补充，提出最佳弯剪通用高厚比的概念。算例表明，通过该法初选得到的截面一次即可通过验算，且一般能够得到用钢量较少的优良截面。关键词：钢梁；强度控制；截面设计；腹板屈

2、曲后强度；最佳通用高厚比；经验公式法DOI：10．13206／J．~g201408006如州卜盯_=⋯叫一SEVERALSUGGESTIoNSoNTHEDESIGNMETHoDFoRTHECRoSSSECTIoNoFSTEELBEAM霉一GaoLi’angYangYinghua(SchoolofCivilEngineering，Xi’anUniversityofArchitecture一_一a∞C一蓦nd～．～n一mTec～h_眦兰no一出～logy一．X～i～’0an～_垂710055．China)edft1e～t随

3、着国民经济和工业技术的发展，钢结构在我1钢梁按强度控制进行设计时的条件限制[3一国的应用越来越广泛，包括重要的基础设施、大型公在实际工程中，梁常与其他构件相连，有利于阻共建筑、桥梁、工业和民用建筑等。钢梁的设计一般止梁丧失整体稳定。具体说，符合下列任一情况时，要同时满足强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性的都不必计算梁的整体稳定性。要求，这使得其设计过程变得错综复杂。针对这一1)一有铺一板～(各～种钢～～筋混凝土板和钢板)密铺在受问题，对于跨度较小、荷载较轻的梁，本文建议优先压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止受压翼缘的侧选

4、用型钢进行验算，这是因为型钢在加工制作过程向位移时；中把翼缘和腹板做得较厚，可不考虑刚度和局部失2)H型钢或工形截面简支受压翼缘的自由长稳问题，但梁的整体稳定仍不能保证，这又使得材料度z与其宽度b之比不超过表1所规定的数值时；不能物尽其用。如若在满足建筑和施工要求的前提3)箱型截面简支梁，其截面尺寸满足h／b。≤6，下，采用合理的构造措施对受压翼缘的扭转进行约且Z／b。不超过95(235／fy)时。束，使问题转化为按照强度控制进行设计，可使设计由于上述稳定计算的理论依据都是以梁的支座过程进一步简化，同时兼顾经济性。然而

5、，对于跨度处不产生扭转变形为前提的，GB50017—2003《钢较大、受荷较大的梁，型钢往往满足不了要求，这时结构设计规范》4．2．5条规定梁的支座处应采取构需要采用焊接组合截面，而截面参数的选取及加劲造措施，以防止梁端截面扭转。条件1)是利用铺板肋的布设又使梁的设计愈加繁杂。笔者针对这一问的摩擦力防止侧向位移；条件2)和条件3)是基于屈题，提出了仅设置横向加劲肋E1并利用腹板屈曲曲前平面内变形的反向拱作用对侧向弯扭失稳临界后强度进行设计的经验公式法，引入了最佳弯剪通用高厚比。的概念，对其进行理论推导，使截面的设计更加

6、方便、经济、合理。Stee1Construction．2O14(8)，Vo1．29，No．18827科研开发弯矩有较大提高的考虑得出的。4—7在整体稳定不能保证的情况下，所选截面为I40a，比例题3-3(平台板能有效约束次梁整体稳定)表lH型钢或工形截面简支梁不需计算整体所选I32a钢材用量增加了28．2。可见，在梁按强稳定性的最大f-／6值度控制进行设计时的经济效应是相当可观的。3双轴对称焊接工形截面强度控制设计的经验公式法经验公式法是根据大量的设计实例总结出来的各截面参数之间的经验关系，使截面尺寸、截面特性注：其他

7、钢号的梁不需计算整体稳定性的最大z／6值，应取及所受荷载有机结合起来，并结合规范和规格对尺Q235钢的数值乘以。寸及其相关关系的限制，最终得出截面尺寸，使截面的初选变得简便易行。由于这些经验关系均来自于2型钢截面强度控制设计方法对已有成功截面的总结，按此方法设计出来的截面根据梁所受最大弯矩(先不考虑梁白重)估算出一般都满足强度、刚度和稳定性的要求。^／r梁所需净截面抵抗矩W一，然后查型钢表，选3．1不利用腹板屈曲后强度的公式法1zj梁的高度要同时满足不超过建筑设计或工艺设出型钢编号(截面抵抗矩要稍大于估算值)，最后考备

8、净空要求的最大梁高h，且不小于梁容许挠度虑自重，验算截面强度即可。要求的最小梁高h⋯(表2)。梁高的估算主要应满足文献E43中例题3-3和例题4—7在相同受荷条抗弯刚度要求，且不建议采用高强钢材l_5]。综上所件、相同跨度和支承下对考虑整体稳定与否所选截述：⋯≤h≤h及h≈h≈h(为经济高度)。面的比较说明强度控制设计方法的经济性