单元三项目一受弯构件钢梁.pptx

单元三：项目一单元三：项目一受弯构件受弯构件钢梁钢梁钢结构构施工施工 项目一项目一 受弯构件受弯构件教学要求教学要求:1.1.了解受弯构件的种类及应用；了解受弯构件的种类及应用；3.3.了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原 理（难点）。理（难点）。4.4.了解型钢梁和组合梁设计的方法及其主要的构了解型钢梁和组合梁设计的方法及其主要的构造要求；造要求；5.5.了解梁的拼接和连接主要方法和要求。了解梁的拼接和连接主要方法和要求。2.2.掌握钢梁的强度、刚度计算；掌握钢梁的强度、刚度计算；项目一项目一 受弯构件受弯构件二、受弯构件的应用二、受弯构件的应用 楼楼(屋屋)盖梁、墙架梁、盖梁、墙架梁、檩条、吊车梁和工作平檩条、吊车梁和工作平台梁等。台梁等。一、受弯构件一、受弯构件承受横向荷载的构件承受横向荷载的构件 1.1 1.1 概述概述 项目一项目一 受弯构件受弯构件屋屋 面面 檩檩 条条 项目一项目一 受弯构件受弯构件用于屋面的用于屋面的C C型檩条型檩条屋盖梁屋盖梁 项目一项目一 受弯构件受弯构件三、受弯构件的分类三、受弯构件的分类1.1.按弯曲变形状况分类按弯曲变形状况分类 项目一项目一 受弯构件受弯构件2.按支承条件分类按支承条件分类 简支梁简支梁的用钢量虽然较多，但由于制造、安装、修理、的用钢量虽然较多，但由于制造、安装、修理、拆换较方便，而且不受温度变化和支座沉陷的影响，因而拆换较方便，而且不受温度变化和支座沉陷的影响，因而用得最为广泛。用得最为广泛。项目一项目一 受弯构件受弯构件3.3.按截面构成方式分类按截面构成方式分类 项目一项目一 受弯构件受弯构件 受弯构件的设计应满足：受弯构件的设计应满足：强度、整体稳定、局部稳定和强度、整体稳定、局部稳定和刚度刚度四个方面的要求。四个方面的要求。前三项属于前三项属于承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算，采用荷载的采用荷载的设计值设计值；第四项为第四项为正常使用极限状态的计算正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载的计算挠度时按荷载的标准值标准值进行。进行。正常使用极限状态正常使用极限状态 刚度刚度承载能力极限状态承载能力极限状态强度强度抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗剪强度局部压应力局部压应力折算应力折算应力整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定 项目一项目一 受弯构件受弯构件 1.2 1.2 钢梁的强度和刚度钢梁的强度和刚度一、梁的强度一、梁的强度一、梁的强度一、梁的强度 包括包括抗弯强度抗弯强度、抗剪强度抗剪强度、局部压应力局部压应力、折算应力折算应力的计算的计算1、抗弯强度、抗弯强度(弯曲正应力弯曲正应力)弯曲应力的三弯曲应力的三个工作阶段：个工作阶段：弹性阶段弹性阶段弹塑性阶段弹塑性阶段塑性阶段塑性阶段 项目一项目一 受弯构件受弯构件（1 1）弹性工作阶段）弹性工作阶段 特点：特点：截面上所有点都处于弹性状态；应力呈三角形分布；截面上所有点都处于弹性状态；应力呈三角形分布；公式公式:净截面抵抗矩（净截面模量）净截面抵抗矩（净截面模量）屈服应力屈服应力 项目一项目一 受弯构件受弯构件（2 2）弹塑性工作阶段）弹塑性工作阶段特点：特点：截面外缘部分进入塑性状态，中截面外缘部分进入塑性状态，中央部分仍保持弹性。央部分仍保持弹性。项目一项目一 受弯构件受弯构件（3 3）塑性）塑性工作阶段工作阶段特特点点：截截面面全全部部进进入入塑塑性性状状态态，形形成成塑塑性性铰铰；梁梁的的刚度降低，变形大。刚度降低，变形大。公式公式梁的净截面梁的净截面塑性模量塑性模量 、中性轴以上、下净截面对中性轴的面积矩。中性轴以上、下净截面对中性轴的面积矩。项目一项目一 受弯构件受弯构件抗弯强度的验算抗弯强度的验算以梁内塑性发展到一定深度作为设计极限状态以梁内塑性发展到一定深度作为设计极限状态 项目一项目一 受弯构件受弯构件表表3-1 3-1 截面塑性发展系数截面塑性发展系数x x、y y值值P65P65表表3 31 1 项目一项目一 受弯构件受弯构件表表3-1 3-1 截面塑性发展系数截面塑性发展系数x x、y y值值 续表续表 项目一项目一 受弯构件受弯构件 对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，塑对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，塑性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取宜取 x=y=1.0。当翼缘外伸宽度当翼缘外伸宽度b b与其厚度与其厚度t t之比为：之比为：时，时，塑性发展对翼缘局部稳定会有不利影响，应取塑性发展对翼缘局部稳定会有不利影响，应取 x 1.0。X XX XY YY Yb bt t 项目一项目一 受弯构件受弯构件2、抗剪强度、抗剪强度(剪应力剪应力)主要发生在实腹梁的腹板上。按主要发生在实腹梁的腹板上。按弹性设计，以最大剪应力达到钢弹性设计，以最大剪应力达到钢材的抗剪屈服剪应力为极限状态。材的抗剪屈服剪应力为极限状态。式中式中S 计算剪应力处以上或计算剪应力处以上或 以下毛截面对中性轴的面积矩以下毛截面对中性轴的面积矩 I毛截面惯性矩毛截面惯性矩 tw计算点处截面的宽度或板计算点处截面的宽度或板 件的厚度件的厚度 f v钢材抗剪设计强度钢材抗剪设计强度 项目一项目一 受弯构件受弯构件3 3 局部压应力局部压应力局部压应力局部压应力腹板边缘局部压应力分布腹板边缘局部压应力分布 主要用于集中力情形（主要用于集中力情形（如：如：受支座反力受支座反力R R，集中力，集中力F F 处，处，吊车吊车梁吊车轮压等梁吊车轮压等）当翼缘的竖向集中力作用处无竖向支撑肋时，腹板边缘存在沿当翼缘的竖向集中力作用处无竖向支撑肋时，腹板边缘存在沿高度方向的局部压应力。高度方向的局部压应力。项目一项目一 受弯构件受弯构件 lz z 腹板的假定压力分布长度腹板的假定压力分布长度 F 集中荷载集中荷载(动力荷载应考虑动力系数动力荷载应考虑动力系数,一般取一般取1.1)1.1)；集中荷载增大系数集中荷载增大系数,重级工作制吊车轮压重级工作制吊车轮压1.35,1.35,其他其他1.01.0；a 支承长度，吊车轮压取支承长度，吊车轮压取50mm 50mm 梁中部梁中部 lz z=a+5+5hy y+2+2hR R 梁梁 端（支座处）端（支座处）lz z=a+2.5+2.5hy y+a1 1 hR R 轨道高度轨道高度 hy y 自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离图图3-4 3-4 梁的局部受压梁的局部受压a a1 1梁端到支座板外边缘的距离，按实际取梁端到支座板外边缘的距离，按实际取,但不得大于但不得大于2.5h2.5hy y。项目一项目一 受弯构件受弯构件图图3-5 3-5 局部压应力局部压应力(a)(a)梁梁 端端 lz=a+2.5hy+a1+hR 项目一项目一 受弯构件受弯构件梁中部梁中部 lz z=a+5+5hy y+2+2hR R 图图3-5 3-5 局部压应力局部压应力(c)(c)(b)(b)项目一项目一 受弯构件受弯构件 项目一项目一 受弯构件受弯构件 组合梁腹板计算高度边缘处组合梁腹板计算高度边缘处,可能同时受较大的正可能同时受较大的正应力、剪应力和局部压应力应力、剪应力和局部压应力、c、腹板根部同一点处同时产生的应力，腹板根部同一点处同时产生的应力，、c c 拉为正，压为负。拉为正，压为负。1 1强度设计值增大系数。强度设计值增大系数。、c c同号或同号或 c c=0=0取取1.11.1，异号取异号取1.21.24、折算应力、折算应力 、c的共同作用的共同作用y1yxc 项目一项目一 受弯构件受弯构件二二二二 梁的刚度梁的刚度梁的刚度梁的刚度 梁必须有一定的刚度才能保证正常使用和观感梁必须有一定的刚度才能保证正常使用和观感。梁的刚度可。梁的刚度可用标准荷载作用下的挠度进行衡量。梁的刚度可按下式验算：用标准荷载作用下的挠度进行衡量。梁的刚度可按下式验算：标准荷载下梁的最大挠度标准荷载下梁的最大挠度 受弯构件的挠度限值，按附受弯构件的挠度限值，按附P68P68表表3-23-2规定采用规定采用。一般说来，梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。一般说来，梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。均布荷载下等均布荷载下等截面简支梁截面简支梁集中荷载下等集中荷载下等截面简支梁截面简支梁式中，式中，Ix跨中毛截面惯性矩跨中毛截面惯性矩Mx跨中截面弯矩跨中截面弯矩 项目一项目一 受弯构件受弯构件1.3 梁的整体稳定梁的整体稳定一、一、梁整体稳定的验算和稳定系数的计算梁整体稳定的验算和稳定系数的计算分析右边公式分析右边公式为提高强为提高强度和刚度度和刚度Wnx和和Ix尽可能大尽可能大梁截面尽量梁截面尽量高、窄（高、窄（等等面积情况下面积情况下）太高太窄又太高太窄又会引起会引起失稳失稳 项目一项目一 受弯构件受弯构件强度强度-弯曲弯曲失稳失稳弯曲弯曲+扭转扭转MyzMxMzM图图1-7 1-7 梁的整体失稳梁的整体失稳(c)(c)(b)(b)(d)(d)(a)(a)项目一项目一 受弯构件受弯构件梁整体稳定公式梁整体稳定公式 项目一项目一 受弯构件受弯构件1、等截面焊接工字型和轧制、等截面焊接工字型和轧制H型钢，整体稳定系数型钢，整体稳定系数 b计算公式：计算公式：式中式中 b等效临界弯矩系数等效临界弯矩系数；它主要考虑各种荷载种类和位置所对应的稳定系数与纯弯条件下稳定它主要考虑各种荷载种类和位置所对应的稳定系数与纯弯条件下稳定系数的差异；系数的差异；按按P70表表3-3采用。采用。y=l l1/iy梁在侧向支点间，截面绕梁在侧向支点间，截面绕y-y轴的长细比；轴的长细比；l1受压翼缘侧向支承点间距离（梁的支座处视为有侧向支承）；受压翼缘侧向支承点间距离（梁的支座处视为有侧向支承）；iy梁毛截面对梁毛截面对y轴的截面回转半径；轴的截面回转半径；A梁的毛截面面积；梁的毛截面面积；h、t1梁截面全高、受压翼缘厚度；梁截面全高、受压翼缘厚度；b截面不对称修正系数。截面不对称修正系数。双轴对称工字形截面：双轴对称工字形截面：b=0单轴对称工字形截面取值见单轴对称工字形截面取值见P69。项目一项目一 受弯构件受弯构件2.轧制普通工字钢简支梁轧制普通工字钢简支梁3.轧制槽钢简支梁轧制槽钢简支梁h、b、t分别为槽钢截面的高度、翼缘宽度和平均厚度。分别为槽钢截面的高度、翼缘宽度和平均厚度。轧制槽钢简支梁的稳定系数与荷载形式和作用点位置无关轧制槽钢简支梁的稳定系数与荷载形式和作用点位置无关。项目一项目一 受弯构件受弯构件 当算得的当算得的 b0.6时，时，考虑残余应力等缺陷的影响，考虑残余应力等缺陷的影响，考虑残余应力等缺陷的影响，考虑残余应力等缺陷的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，降低，降低，降低，必须以必须以 b代替进行修正。代替进行修正。P70(3-13)项目一项目一 受弯构件受弯构件双向受弯梁双向受弯梁式中式中My绕弱轴的弯矩；绕弱轴的弯矩；Wx、Wy按受压纤维确定的对按受压纤维确定的对x轴和对轴和对y轴的毛截面模量；轴的毛截面模量；b 绕强轴弯曲确定的梁整体稳定系数。绕强轴弯曲确定的梁整体稳定系数。y y取值同塑性发展系数，但并不表示截面沿取值同塑性发展系数，但并不表示截面沿y y轴已进入轴已进入塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公式塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公式的一致性。的一致性。项目一项目一 受弯构件受弯构件 提高梁受压翼缘的侧向稳定性是提高梁整体稳定的有效方法。较经济合理的方法是设置侧向支撑，减少梁受压翼缘的自由长度。二、增强梁整体稳定的措施二、增强梁整体稳定的措施1 1）增大梁截面尺寸，）增大梁截面尺寸，增大受压翼缘增大受压翼缘的宽度最为有效；的宽度最为有效；2 2）在受压翼缘设置侧向支撑；）在受压翼缘设置侧向支撑；3 3）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；4 4）增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端）增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端 不能发生扭转。不能发生扭转。项目一项目一 受弯构件受弯构件（2）H型钢或工字形型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其与其宽度宽度b1之比不超过下表所列数值时。之比不超过下表所列数值时。H型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大l1/b1值值 P72 （1 1）有有刚刚性性铺铺板板密密铺铺在在梁梁的的受受压压翼翼缘缘上上并并与与其其牢牢固固相相连连接接，能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。三、三、不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况 项目一项目一 受弯构件受弯构件 （3）对箱形截面）对箱形截面 简支梁简支梁h/b0 6，且，且 l1/b195（235/fy）。）。箱形截面箱形截面不符合以上条件的梁，必须经计算来判断是否整体稳定不符合以上条件的梁，必须经计算来判断是否整体稳定 项目一项目一 受弯构件受弯构件1.4 1.4 组合梁的局部稳定和腹板加劲肋设计组合梁的局部稳定和腹板加劲肋设计一、一、概概述述为提高强度和刚度，腹板宜高为提高强度和刚度，腹板宜高为提高整体稳定性，翼缘宜宽为提高整体稳定性，翼缘宜宽较宽较薄较宽较薄轧制型钢不需局部稳定验算，轧制型钢不需局部稳定验算，组合薄壁截面应验算局部稳定。组合薄壁截面应验算局部稳定。受压翼缘屈曲腹板屈曲 项目一项目一 受弯构件受弯构件受弯构件在荷载作用下，受弯构件在荷载作用下，当荷载达到某一值时，梁当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平出平面波形鼓曲面波形鼓曲，称为，称为梁的局部失稳。梁的局部失稳。局部失稳局部失稳现象现象板件鼓曲板件鼓曲受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲腹板屈曲腹板屈曲局部失稳局部失稳局部失稳局部失稳 项目一项目一 受弯构件受弯构件二、组合梁翼缘的局部稳定二、组合梁翼缘的局部稳定规范规范对梁翼缘采取限制宽厚比来保证其局部对梁翼缘采取限制宽厚比来保证其局部稳定。稳定。x x=1.07=1.07 x x=1.0=1.01 1、工字型截面、工字型截面 项目一项目一 受弯构件受弯构件 箱形截面翼缘的中间部分相当于箱形截面翼缘的中间部分相当于四边简支板，四边简支板，四边简支板，四边简支板，使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时考虑梁使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时考虑梁使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时考虑梁使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时考虑梁翼缘发展塑性，则：翼缘发展塑性，则：翼缘发展塑性，则：翼缘发展塑性，则：箱形截面箱形截面 项目一项目一 受弯构件受弯构件三、组合梁腹板的局部稳定三、组合梁腹板的局部稳定腹板的局部稳定性与腹板的受力情况、腹板的高厚比腹板的局部稳定性与腹板的受力情况、腹板的高厚比h ho o/t/tw w，及材料性能有关，规范规定通过限制，及材料性能有关，规范规定通过限制h h0 0/t/tw w的值来保证腹板的局部稳定。的值来保证腹板的局部稳定。在局部压应力下在局部压应力下 在在剪应力作用下剪应力作用下 在在弯曲应力作用下弯曲应力作用下 项目一项目一 受弯构件受弯构件 梁腹板梁腹板梁腹板梁腹板受力复杂受力复杂受力复杂受力复杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。证腹板的局部稳定不经济，也不合理。证腹板的局部稳定不经济，也不合理。证腹板的局部稳定不经济，也不合理。一般采用加劲肋的方法来增加板件尺一般采用加劲肋的方法来增加板件尺寸，寸，防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。从而提高局部稳定承载力。从而提高局部稳定承载力。纵向加劲肋纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋短加劲肋短加劲肋横向加劲肋横向加劲肋主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；纵向加劲肋纵向加劲肋主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；短加劲肋短加劲肋 主要防止局部压应力下的腹板失稳。主要防止局部压应力下的腹板失稳。腹板加劲肋的布置腹板加劲肋的布置组合梁腹板加劲肋的设计组合梁腹板加劲肋的设计 项目一项目一 受弯构件受弯构件 横向加劲肋的间距横向加劲肋的间距a应满足下列构造要求：应满足下列构造要求：0.5hoa2ho，无局，无局部压应力的梁，当部压应力的梁，当ho/tw100时时a2.5ho；同时设有纵向加劲肋时；同时设有纵向加劲肋时a2h2；纵向加劲肋应布置在距腹板计算高度受压边缘纵向加劲肋应布置在距腹板计算高度受压边缘h1=（1/51/4）h0范围内。范围内。加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布置，加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布置，支承加劲肋及重支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置级工作制吊车梁必须两侧对称布置。h1h2h0 加劲肋布置加劲肋布置加劲肋布置加劲肋布置1、腹板加劲肋的布置和设计腹板加劲肋的布置和设计横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开 项目一项目一 受弯构件受弯构件外伸宽度：外伸宽度：横向加劲肋的厚度横向加劲肋的厚度：单侧布置单侧布置时，外伸宽度增加时，外伸宽度增加20，厚度厚度不小于其外伸宽度不小于其外伸宽度1/15。、加劲肋的构造要求加劲肋的构造要求加劲肋的构造要求加劲肋的构造要求腹板两侧成对腹板两侧成对配置横向加劲肋时：配置横向加劲肋时：焊接梁的横向加劲肋与翼缘板相接处应切角，当切成斜角时，焊接梁的横向加劲肋与翼缘板相接处应切角，当切成斜角时，其宽约为其宽约为bs/3(但不大于但不大于40mm)，高约为，高约为bs/2(但不大于但不大于60mm)。hobs 项目一项目一 受弯构件受弯构件横向加劲肋应满足横向加劲肋应满足:纵向加劲肋应满足纵向加劲肋应满足:加劲肋必须具备一定刚度，截面惯性矩应加劲肋必须具备一定刚度，截面惯性矩应满足：满足：P74短向加劲肋的最小间距为短向加劲肋的最小间距为0.75h0.75h1 1。短向加劲肋。短向加劲肋外伸外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽度的宽度应取为横向加劲肋外伸宽度的0.7-1.00.7-1.0倍倍,厚度厚度同样不小于短向加劲肋外伸宽度的同样不小于短向加劲肋外伸宽度的1/151/15。yy 项目一项目一 受弯构件受弯构件、梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则 P74P74P74P74表表表表3-63-63-63-6 项目一项目一 受弯构件受弯构件四、支承加劲肋的构造四、支承加劲肋的构造1、支承加劲肋概念、支承加劲肋概念 承受集中力或支座反力（下图）的横向加劲肋。承受集中力或支座反力（下图）的横向加劲肋。2、加劲肋形式：、加劲肋形式：a、一般式（图一般式（图a）；）；b、突缘式（图、突缘式（图b）。）。计算平面外稳定性计算平面外稳定性 项目一项目一 受弯构件受弯构件1.1.端面承压端面承压A Acece-加劲肋端面实际承压面积加劲肋端面实际承压面积;fcece-钢材承压强度设计值。钢材承压强度设计值。CCCCC50-100tho2t3/sb2/sb成对布置成对布置 项目一项目一 受弯构件受弯构件3.3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承受全部集中力支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承受全部集中力或支座反力，计算时假定应力沿焊缝长度均匀分布。或支座反力，计算时假定应力沿焊缝长度均匀分布。2.2.加劲肋应按轴心受压构件验算其垂直于腹板方向的加劲肋应按轴心受压构件验算其垂直于腹板方向的整体稳定，截面为十字形截面，取加劲肋每侧腹板长整体稳定，截面为十字形截面，取加劲肋每侧腹板长度为度为 及加劲肋及加劲肋,作为计算截面面积。作为计算截面面积。4.4.支承加劲肋与翼缘的连接焊缝，应按传力情况进行连支承加劲肋与翼缘的连接焊缝，应按传力情况进行连接焊缝计算。接焊缝计算。项目一项目一 受弯构件受弯构件、初选截面、初选截面n 只需根据计算所得到的梁中最大弯矩按下列公式求出需要的净截面模只需根据计算所得到的梁中最大弯矩按下列公式求出需要的净截面模量，然后在型钢规格表中选择截面模量接近的量，然后在型钢规格表中选择截面模量接近的Wnx的型钢做为试选截面。的型钢做为试选截面。Mx梁截面内绕梁截面内绕x轴的最大弯矩设计值；轴的最大弯矩设计值；Wnx截面对截面对x轴的净截面模量；轴的净截面模量；x截面截面对对x轴的有限轴的有限塑性发展系数；塑性发展系数；f 钢材抗弯设计强度钢材抗弯设计强度；五、五、五、五、型钢梁设计型钢梁设计型钢梁设计型钢梁设计 使其抵抗矩不小于计算所需值的使其抵抗矩不小于计算所需值的使其抵抗矩不小于计算所需值的使其抵抗矩不小于计算所需值的97%97%97%97%即可即可即可即可n n 验算梁的验算梁的验算梁的验算梁的弯曲应力，局部压应力，整体稳定和刚度。弯曲应力，局部压应力，整体稳定和刚度。弯曲应力，局部压应力，整体稳定和刚度。弯曲应力，局部压应力，整体稳定和刚度。一般型钢梁一般型钢梁一般型钢梁一般型钢梁可不验算折算应力，也可不验算剪应力。可不验算折算应力，也可不验算剪应力。可不验算折算应力，也可不验算剪应力。可不验算折算应力，也可不验算剪应力。、确定设计条件、确定设计条件、计算梁的内力、计算梁的内力 项目一项目一 受弯构件受弯构件 梁的内力较大时，需采用组合梁。常用的形式为由三块钢梁的内力较大时，需采用组合梁。常用的形式为由三块钢梁的内力较大时，需采用组合梁。常用的形式为由三块钢梁的内力较大时，需采用组合梁。常用的形式为由三块钢板焊成的工字形截面。板焊成的工字形截面。板焊成的工字形截面。板焊成的工字形截面。组合梁的截面选择设计包括：组合梁的截面选择设计包括：确定截面确定截面高度、高度、腹板尺寸腹板尺寸和和翼缘尺寸翼缘尺寸。1 1 1 1）截面高度）截面高度）截面高度）截面高度 P80P80最大高度最大高度最大高度最大高度h hmaxmax满足满足满足满足建筑设计或工艺设备的净空要求；建筑设计或工艺设备的净空要求；建筑设计或工艺设备的净空要求；建筑设计或工艺设备的净空要求；最小高度最小高度最小高度最小高度h hminmin刚度要求，根据容许挠度查表；刚度要求，根据容许挠度查表；刚度要求，根据容许挠度查表；刚度要求，根据容许挠度查表；经济高度经济高度经济高度经济高度h he e 满足使用要求的前提下使梁的总用钢量为最小。满足使用要求的前提下使梁的总用钢量为最小。满足使用要求的前提下使梁的总用钢量为最小。满足使用要求的前提下使梁的总用钢量为最小。1 1）.组合梁截面的选择组合梁截面的选择六、组合梁设计六、组合梁设计六、组合梁设计六、组合梁设计 即梁的高度应满足：即梁的高度应满足：项目一项目一 受弯构件受弯构件均布荷载作用下简支梁的最小高度均布荷载作用下简支梁的最小高度 l/1000l/770l/600l/500l/400l/300l/270l/200hminQ237l/6l/8l/10l/12l/17l/20l/24l/30Q347l/4.1l/7.7l/6.8l/8.2l/10.2 l/13.7 l/16.4 l/20.7Q390l/3.7l/4.9l/6.1l/7.4l/9.2l/12.3 l/14.7 l/18.2 项目一项目一 受弯构件受弯构件 2 2）腹板厚度）腹板厚度）腹板厚度）腹板厚度t tw w 抗剪强度要求抗剪强度要求抗剪强度要求抗剪强度要求:考虑局部稳定和构造因素考虑局部稳定和构造因素考虑局部稳定和构造因素考虑局部稳定和构造因素:t tw w通常取通常取通常取通常取8 822mm22mm，2mm2mm的倍数。的倍数。的倍数。的倍数。截面有削弱时宜取截面有削弱时宜取截面有削弱时宜取截面有削弱时宜取1.71.71.71.7 项目一项目一 受弯构件受弯构件翼缘宽度取翼缘宽度取翼缘宽度取翼缘宽度取10mm10mm的倍数，厚度取的倍数，厚度取的倍数，厚度取的倍数，厚度取2mm2mm的倍数。的倍数。的倍数。的倍数。3 3）翼缘板尺寸）翼缘板尺寸）翼缘板尺寸）翼缘板尺寸根据所需要的截面抵抗矩和选定的腹板尺寸根据所需要的截面抵抗矩和选定的腹板尺寸根据所需要的截面抵抗矩和选定的腹板尺寸根据所需要的截面抵抗矩和选定的腹板尺寸翼缘宽度翼缘宽度b或厚度或厚度t只要定出一个，就能确定另一个。只要定出一个，就能确定另一个。取取取取b=(1b=(13 31 17)h7)h，且满足：，且满足：，且满足：，且满足：或或或或 项目一项目一 受弯构件受弯构件 截面验算截面验算1.强度验算：强度验算：包括包括正应力、剪应力、局部压应力正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的算翼缘与腹板交界处的折算应力折算应力。(1)正应力正应力(2)剪应力剪应力(3)局部压应力局部压应力(4)折算应力折算应力 项目一项目一 受弯构件受弯构件2.刚度验算：刚度验算：均布荷载下等均布荷载下等截面简支梁截面简支梁集中荷载下等集中荷载下等截面简支梁截面简支梁 标准荷载下梁的最大挠度标准荷载下梁的最大挠度 受弯构件的挠度限值，按受弯构件的挠度限值，按P68P68表表3-23-2采用采用梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。项目一项目一 受弯构件受弯构件3.整体稳定验算：整体稳定验算：(1)判断梁是否需要进行整体稳定验算。判断梁是否需要进行整体稳定验算。(2)如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公式计算整体如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公式计算整体稳定系数。稳定系数。(3)不论哪种情况算得的稳定系数不论哪种情况算得的稳定系数大于大于0.60.6，都应采用修正公，都应采用修正公式进行修正。式进行修正。(4)采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。项目一项目一 受弯构件受弯构件4.局部稳定验算：局部稳定验算：(1)型钢梁的局部稳定都已经满足要求不必再验算。型钢梁的局部稳定都已经满足要求不必再验算。(2)对于焊接组合梁，翼缘可以通过限制板件宽厚比保证对于焊接组合梁，翼缘可以通过限制板件宽厚比保证其不发生局部失稳。其不发生局部失稳。(3)腹板是通过设置加劲肋的方法保证其不发生局部失稳。腹板是通过设置加劲肋的方法保证其不发生局部失稳。项目一项目一 受弯构件受弯构件梁的设计步骤梁的设计步骤梁的设计步骤梁的设计步骤 加劲肋设计加劲肋设计加劲肋设计加劲肋设计 项目一项目一 受弯构件受弯构件1.5 梁的拼接和连接梁的拼接和连接一、一、梁的拼接梁的拼接1.1.工厂拼接工厂拼接v拼接位置应错开，避拼接位置应错开，避免焊缝集中。免焊缝集中。v翼缘板和腹板分别接翼缘板和腹板分别接长后在拼接，减少焊长后在拼接，减少焊接应力。接应力。v常采用正面对接焊缝，常采用正面对接焊缝，施焊时用引弧板。施焊时用引弧板。1010t tw w 项目一项目一 受弯构件受弯构件2.2.工地拼接工地拼接500500 5005001234 4551245345工地拼接要求工地拼接要求:拼接位置设于弯拼接位置设于弯矩较小处，一般采用矩较小处，一般采用V V型剖口对型剖口对接焊缝，接焊缝，为减小焊缝应力为减小焊缝应力，在工，在工厂制作时，应将翼缘焊缝端部留厂制作时，应将翼缘焊缝端部留出出500mm500mm到工地后再进行焊接。到工地后再进行焊接。为改善受力情况，可将翼为改善受力情况，可将翼缘和腹板拼接位置略微错缘和腹板拼接位置略微错开，但在运输和吊装过程开，但在运输和吊装过程总端部易碰损。总端部易碰损。项目一项目一 受弯构件受弯构件二、梁的连接二、梁的连接二、梁的连接二、梁的连接主次梁的连接可以是主次梁的连接可以是叠接、平接叠接、平接。叠接叠接是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊缝或螺栓固是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊缝或螺栓固顶。连接方法简单方便，但建筑高度大，使用受到限制。顶。连接方法简单方便，但建筑高度大，使用受到限制。平接平接又称等高连接，次梁与主梁上翼缘位于同一平面其上又称等高连接，次梁与主梁上翼缘位于同一平面其上铺板。该方法允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁的高度。铺板。该方法允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁的高度。项目一项目一 受弯构件受弯构件特点：次梁放在主梁上。特点：次梁放在主梁上。优点：构造简单优点：构造简单缺点：不利于整体稳定，占缺点：不利于整体稳定，占 用空间大。用空间大。注意：次梁处，主梁腹板应注意：次梁处，主梁腹板应 设横向加劲肋，并与设横向加劲肋，并与 腹板局部稳定要求结腹板局部稳定要求结 合起来。合起来。a)叠接叠接二、二、梁的连接梁的连接1 1、叠、叠 接接 项目一项目一 受弯构件受弯构件平接平接特点：次梁和主梁腹板横肋相连，特点：次梁和主梁腹板横肋相连，支反力经横肋传给腹板。支反力经横肋传给腹板。次梁简支。次梁简支。优点：有利于整体稳定，优点：有利于整体稳定，占用空间小。占用空间小。缺点：构造较复杂。缺点：构造较复杂。注意：次梁梁端截面需削去上翼缘、部分腹板和一半下翼缘。注意：次梁梁端截面需削去上翼缘、部分腹板和一半下翼缘。应验算次梁端部截面抗剪强度。应验算次梁端部截面抗剪强度。主梁反力较大时，需设承托。主梁反力较大时，需设承托。b)平接平接 项目一项目一 受弯构件受弯构件连续主次连续主次梁连接梁连接连接盖板接盖板支托顶板支托顶板承托竖板承托竖板盖板宽度要比次梁盖板宽度要比次梁上翼缘小上翼缘小2030mm2030mm 项目一项目一 受弯构件受弯构件Q345Q345钢，t=20mmt=20mm 项目一项目一 受弯构件受弯构件 项目一项目一 受弯构件受弯构件 项目一项目一 受弯构件受弯构件 项目一项目一 受弯构件受弯构件讨论讨论纵向加劲肋纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋短加劲肋短加劲肋腹板加劲肋的布置腹板加劲肋的布置1、中间横向加劲肋和支承加劲肋有何区别？、中间横向加劲肋和支承加劲肋有何区别？回答回答：图示各加劲肋的作用？：图示各加劲肋的作用？思考？思考？项目一项目一 受弯构件受弯构件答：答：v横向加劲肋横向加劲肋主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；v纵向加劲肋纵向加劲肋主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；v短加劲肋短加劲肋 主要防止局部压应力下的腹板失稳。主要防止局部压应力下的腹板失稳。中间横向加劲肋中间横向加劲肋的作用就是为了增强梁腹板的局部稳定。的作用就是为了增强梁腹板的局部稳定。支承加劲肋支承加劲肋除了上述功能以外，它还兼有在集中力作用下，保除了上述功能以外，它还兼有在集中力作用下，保证梁其翼缘与腹板交界处的局部受压强度满足要求的功能。证梁其翼缘与腹板交界处的局部受压强度满足要求的功能。（两者的计算没有本质的区别，唯一的不同在于支承加劲肋上的荷载除了按横向加（两者的计算没有本质的区别，唯一的不同在于支承加劲肋上的荷载除了按横向加劲肋考虑时所有的荷载外，还应再按实际作用情况加上它所受到的集中力。）劲肋考虑时所有的荷载外，还应再按实际作用情况加上它所受到的集中力。）思考：思考：