钢结构受弯构件的计算.pdf

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1、受弯构件的计算梁受弯时截面正应力发展实际应力－应变曲线简化弹性弹塑性塑性应变硬化理想应力－应变曲线阶段阶段阶段阶段边缘有限全截面塑性硬化弹塑性屈服塑性发展塑性弹性准则准则准则工程采用变形过大弯矩－转角曲线梁的抗弯强度第4.1.1条：1、当梁的计算考虑塑性发展时，对截面板件宽厚比限制较严。2、对需要计算疲劳的梁，不允许塑性发展梁抗剪强度计算剪应力计算公式VySx材料力学公式IxtVy近似公式Aw抗剪强度验算f)maxvyxxAw－腹板毛截面积梁抗剪强度计算（续）第4.1.2条：VVyxxy剪应力分布V

2、max梁局部承压强度计算F局部压应力F局部压应力位置来源：由固定或移动集中荷载F引起位置：梁腹板与翼缘交界处局部承压强度验算式中：复合应力状态与折算应力验算截面上某一点同时出现2个及以上的应力分量复合应力状态对工字形梁，腹板边缘处在不利的应力状态222判断复合应力是否折算应力3fzsxyxyxyy屈服的第四强度理论2223f规范验算公式zscc1弯曲应力局部压应力剪应力－计算折算应力时的强当与c异号时11.21度设计值增大系数当与c同号，或

3、0时:1.1c1（考虑到折算应力点是（塑性变形能力低于异号应力场）梁的局部区域）满足梁整体稳定的简单判断第4.2.1条，第4.2.4条：符合以下条件之一，粱的整体稳定可保证，不必计算(1)有铺板（各种混凝土板、钢板）密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。(2)工字形截面简支梁：受压翼缘的自由长度l与其宽度b之比11不超过下表所规定的数值时。(3)箱形截面简支梁：截面尺寸满足h／b。≤6，且l／b不超11过下表所规定的数值时。不符合以上条件的梁，必须经精确计算来判断是否整体稳定简

4、支梁不需计算整体稳定的最大l／b值11跨中无侧向支撑点的梁跨中有侧向支撑点的梁项次荷载作用在上翼缘荷载作用在下翼缘不论荷载作用在何处工字形截面l1/b113235/fy20235/fy16235/fy箱形截面l/bh6,且l195235/f10bby00b受压翼缘b10l1l1侧向支撑工字形粱箱形粱影响梁整体稳定的因素Iω——扇形惯性矩1.截面刚度的影响I——截面扭转常数t3侧向抗弯刚度EI↑开口截面：It(1/3)bitiy抗扭刚度GI↑临界弯矩Mcrx↑2dst闭口截面：It4A0/

5、t抗翘曲刚度EI↑w侧向支撑↓M↑1crx2.侧向支撑距离的影响侧向支撑越是靠近受压翼缘，效果越好11侧向支撑影响梁整体稳定的因素(续一)3.荷载类型的影响Mcrx一般荷载1Mcrx纯弯1—荷载作用方式系数11.011.1311.3512.65荷载作用荷载作用4.荷载作用位置的影响在上翼缘在下翼缘不利稳定有利稳定影响梁整体稳定的因素(续二)侧向抗弯受压侧侧向抗弯5.受压翼缘的影响刚度大刚度小MMcrxcrx↑受拉侧↓(a)(b)2EI2y2IωGItMcrx12[2a

6、3By(2a3By)(12)]IyEIωa——横向荷载作用点到截面剪力中心的距离（反映荷载作用点在剪力中心的上方或是下方）122By——反映截面不对称程度的参数（反映Byy(xy)dAy0剪力中心在截面形心的上方或是下方）2Ix2——纯弯曲:0;均布荷载:0.46;跨中集中荷载0.553——纯弯曲:1;均布荷载:0.53;跨中集中荷载0.40约束程度↑M↑6.支座位移约束程度的影响crx222EIyIωyGIt(y)Mcrx[]2I22(y)yωEIω梁的整体稳定

7、稳定验算第4.2.2条：1、整体稳定系数物理意义2、梁整体稳定系数的计算第4.2.3条：双向受弯构件整体稳定第4.2.6条：用作减小梁受压翼缘自由长度的侧向支撑，其支撑力应将梁受压翼缘视作轴心压杆按第5.1.7条计算梁的局部稳定局部失稳的现象——在荷载作用下，受压应力作用的翼缘以及腹板上受压应力和剪应力作用的区域有可能偏离其正常位置而形成波形屈曲局部失稳的本质——是不同的周边约束条件的薄平板，在不同板面应力（压、剪）分布下的屈曲。局部失稳的危害——梁中板局部失稳后，截面上的应力能重分布，可以继续承载，但局部失稳

8、会恶化梁的受力性能，降低梁的强度和稳定性，降低刚度。提高梁强度、整体稳定性和局部稳定性之间的矛盾－－在设计梁时，从提高强度和刚度方面考虑，腹板宜高一些，薄一些，从提高整体稳定性方面考虑，翼缘宜宽一些，薄一些。但如从提高局部稳定性方面考虑，腹板和翼缘的宽厚比均应控制在一定的范围内。针对钢构件的板件局部稳定，可以采用两种不同的控制模式。其一是以屈曲为承载能力的极限状态，并通过对板件宽厚比的