钢结构之_钢梁.ppt

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1、第四章钢梁第一节钢梁的形式及应用一、钢梁的形式1、支承情况：简支梁、连续梁、悬臂梁2、受力情况：单向弯曲、双向弯曲3、制造方法：轧成梁、组合梁4、外型：实腹梁、桁架梁、蜂窝梁5、截面形式：工字形、槽形、箱形6、材料性能：同种钢梁、异种钢梁、钢与砼组合梁7、截面对称情况：单轴对称、双轴对称8、截面变化情况：等截面梁、变截面梁（变梁高、变翼缘宽度）二、应用1、荷载或跨度较小时采用轧成梁；较大则采用组合梁2、工字形梁适合于强轴方向受弯3、荷载或跨度较大，且梁高受限制或有较高的抗扭要求时，可采用双腹式箱形截面梁三、钢梁的设计内容1、强度计算抗弯、抗剪、局部压应力

2、、折算应力强度2、刚度计算3、整体稳定计算4、局部稳定计算第二节钢梁的强度计算一、弯曲强度弯曲应力与弯曲应变的关系类似于钢材简单拉伸试验，并假设钢材为理想的弹塑性材料。1、弹性阶段最大边缘应力σ=Mymax/In=M/Wnx≤fy弹性极限弯矩Me=Wnxfy2、弹塑性阶段边缘σ=fy塑性区由边缘向内部发展,由于塑性区受弹性区的约束，钢梁仍能承受荷载3、塑性阶段塑性区扩展到整个截面,塑性变形急剧发展，并形成塑性铰，达到承载能力的极限（1）中和轴的位置a.中和轴平分截面b.不对称截面的中和轴与形心轴不重合（2）形心轴的位置形心轴对称于上、下等截面的形心.（3）

3、塑性极限弯矩（4）形状系数Fa.矩形截面b.工字形截面F=1.08～1.17F与截面形状有关，随边缘面积的增大而减小，故称为形状系数。实际设计时采用的抵抗矩为We，1≤

4、b与其厚度t1的比值：1、弯曲强度计算单向弯曲双向弯曲二、钢梁的强度计算Mx作用My作用2、剪切强度计算3、折算应力第三节钢梁的整体稳定一、整体稳定1、整体失稳当弯应力尚未达到屈服点之前，而弯矩超过临界限值，使钢梁发生侧向弯扭屈曲，从稳定平衡状态转变为不稳定状态。2、原因受压翼缘发生侧向失稳3、整体失稳形式受拉翼缘对受压翼缘的侧向变形有牵制作用，从而使受压翼缘发生较大的侧向变形，受拉翼缘发生较小的侧向变形4、临界荷载临界荷载的大小取决于受压翼缘的自由长度l1和受压翼缘的宽度b1通过设置侧向支撑来减小受压翼缘的自由长度l1和加大受压翼缘的宽度b15、影响整体

5、稳定性因素（1）荷载形式最小居中最大（2）荷载作用位置作用在上翼缘有加大侧向变形的趋势作用在下翼缘有减小侧向变形的趋势（3）钢梁跨度（4）侧向支撑情况（5）几何特性1、不需验算整体稳定性的情况（1）有刚性面板与受压翼缘相连（2）工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1的比值不超过规定值二、整体稳定性的验算方法2、整体稳定的验算公式3、整体稳定系数（1）焊接工字形等截面简支梁（2）轧制普通工字钢简支梁附录6表3查取（3）轧制槽钢简支梁（4）双轴对称工字形等截面悬臂梁按附6－1公式计算（5）受均布弯矩作用的整体稳定近似计算A.工字形截面B.T形截面（

6、6）系数修正第四节轧成梁的设计1、计算最大的Mx、V2、截面抵抗矩3、按W查型钢表选择合适的型钢4、验算弯应力强度，必要时验算整体稳定性5、必要时验算剪应力强度(由于轧成梁腹板一般较厚，一般不必验算)6、验算刚度（挠度验算）7、验算腹板的局部压应力第七节薄板的稳定性一、梁与柱的局部稳定性概念1、局部失稳薄板（如较宽或高薄的翼缘、腹板）在发生强度破坏或丧失整体稳定之前，会突然偏离原来的平面位置，而发生显著的波形屈曲的现象。几个概念：（1）中面（2）节线2、薄板失稳时的屈曲形状（1）均匀受压（2）弯应力作用（3）剪应力作用3、提高局部稳定性的措施（1）增加板厚

7、（针对翼缘）（2）设加劲肋（针对腹板）A.横向加劲肋：梁端部，较大剪应力B.纵向加劲肋：梁中部，较大弯应力二、薄板失稳时的临界应力1、压应力、弯应力作用（1）四边简支a.均匀受压kmin=4；b.弯应力kmin=23.9（2）两受载边简支，两侧边固定a.均匀受压kmin=6.97；b.弯应力kmin=39.62、剪应力作用a/b减小，κ值增大3、提高临界应力的措施两个认识：(1)用横加劲肋将腹板划分成若干较小的区段，来减小各板段的a/b值，能使受剪时的稳定系数k提高。但当薄板受压或者受弯时，除非将将加劲肋间距a布置的小于0.7b或0.4b，才能显著提高k值

8、，否则效果甚微。(2)当a/b≤2时，用横加劲肋来减小各板段的a/