中南大学钢结构 第六章受弯构件ppt课件.ppt

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1、钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第六章受弯构件(梁)1、受弯构件的类型和截面2、受弯构件的主要破坏形式3、受弯构件的截面强度4、构件扭转5、受弯构件整体失稳的弯扭平衡方程及临界弯矩6、受弯构件中板件的局部稳定7、受弯构件的变形和变形能力第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure图6.1.1受弯构件的截面形式dh热轧型钢梁(a)焊接组合截面梁(b)冷弯薄壁型钢梁(c)空腹式截面梁(d)组合梁(e)受弯构件

2、的截面形式第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure§6.2受弯构件的主要破坏形式截面强度破坏整体失稳局部失稳破坏形式截面的强度计算内容构件的整体稳定构件的局部稳定腹板屈曲后的强度构件的刚度-挠度第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure6.2.1受弯构件的强度1.截面上的正应力Mx——梁截面内绕x轴的最大弯矩设计值;Wnx——截面对x轴的净截面模量;x——截面对x轴的有限塑性发展系数;f——钢材

3、抗弯设计强度;在荷载作用下,受弯构件上将产生弯矩和剪力。(6.1)第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure——截面对x轴的有限塑性发展系数,对于工字型截面x=1.05,y=1.20;平面内受弯的实腹式构件我国在梁的抗弯强度计算中,考虑了截面上部分发展塑性。两种情况下x=y=1:一是当需要计算疲劳时;二是当工字型截面受压翼缘板的外伸宽度与其厚度之比大于,不超过(6.2)第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSte

4、elStructure2截面上的剪应力(6.3)V——梁截面的剪力设计值;Sx——计算剪应力处以上截面对x轴的面积矩;Ix——截面对x轴的毛截面惯性矩;fv——钢材抗剪设计强度;第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure3腹板计算高度边缘的局部承压强度腹板计算高度:腹板与上、下翼缘相连接处两内弧起点间距离(扎制型钢)。当梁的翼缘受有沿腹板平面作用并指向腹板的集中荷载,且荷载处未设置加劲肋时。需验算腹板该处的局部承压。第六章受弯构件钢结构设计原理De

5、signPrinciplesofSteelStructure(6.5)F——集中荷载;φ——动力荷载系数,重级工作制吊车φ=1.35,其他梁φ=1.0;tw——腹板厚度;lz——集中荷载在腹板计算高度上的假定分布长度;(6.4)a——集中荷载沿梁跨度方向的支撑长度,对于吊车的轮压a=50mm;hy——梁顶面至所计算的腹板计算高度边缘的距离;hR——轨道高度,无轨道时hR=0;验算制作腹板时:第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure4折算应力在连续

6、梁的支座处或简支梁翼缘截面改变处,腹板计算高度边缘常受到较大的正应力、剪应力和局部压应力,应力状态复杂。因此,需验算该点的折算应力。(6.6)σ、τ和σc——分别为腹板计算高度同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力,σ和σc以拉应力为正,压应力为负;β1——考虑验算折算应力部位只是局部,引入的强度设计值增大系数,σ与σc以异号时,取β1=1.2,σ与σc同号时,取β1=1.1。腹板计算高度边缘的局部承压强度和折算应力只有在规定的情况下,需要计算。第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPri

7、nciplesofSteelStructure梁失稳后,在梁上任意截取截面1-1,变形后1-1截面沿x,y轴的位移为u,v,截面扭转角为。根据小变形假设,可认为变形前后作用在1-1截面上的弯矩M矢量的方向不变,变形后可在梁上建立随截面移动的坐标,、为截面两主轴方向,为构件纵轴切线方向,z轴与轴间的夹角为du/dz。M在、、上的分量为:建立绕两主轴的弯曲平衡微分方程为:绕纵轴的扭转平衡微分方程为:第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStruc

8、ture最后得:(6.23)双轴对称工字型截面简支梁的弯扭屈曲系数k项为将梁当做压杆时绕弱轴y的欧拉临界力。梁的整体稳定还与荷载种类有关。采用弹性稳定理论可以推出在各种荷载条件下梁的临界弯矩表达式。第六章受弯构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure2、单轴对称工字型截面简支梁纯弯作用下的整体稳定采用能量法可求出在不同荷载种类和作用位置情况下的梁的临界弯矩为:(6.24)式中:β1、β2和β3:和荷载类型有关的系数a:荷载作用点至剪心s的距离

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