钢结构设计原理梁学习教案.pptx

钢结构设计(shèjì)原理梁只承受弯矩或弯矩与剪力共同作用的构件称为受弯构件。结构中的受弯构件主要以梁的形式(xíngshì)出现，以弯曲变形为主或发生弯扭变形的构件称为梁。
作用于梁上的荷载通常有：均布荷载、集中荷载；
按工程力学的弹性方法计算荷载作用效应（弯矩、剪力、变形等）；
按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。受弯构件(gòujiàn)设计内容应用类型按传力系统的作用(zuòyòng)分：
荷载—楼板—次梁—主梁—柱—基础
次梁主要承受板传来的均布荷载，主梁主要承受次梁传来的集中荷载。依截面的变化情况分等截面梁和变截面梁。

预应力梁在梁的受拉侧设置(shèzhì)具有较高预拉力的高强度钢索，原理与预应力混凝土梁相同。

梁格根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式
①简单式梁格——只有(zhǐyǒu)主梁，适用于梁跨度较小的情况；
②普通式梁格——有次梁和主梁，次梁支承于主梁上；
③复式梁格——除主梁和纵向次梁外，还有支承于纵向次梁上的横向次梁。钢梁常用截面(jiémiàn)形式超过(chāoguò)承载能力极限状态的破坏截面强度(qiángdù)破坏构件的整体失稳（平衡状态(zhuàngtài)变化）1.梁的强度计算主要包括(bāokuò)抗弯、抗剪、局部压应力和折算应力等强度应足够。梁的强度(qiángdù)计算梁的各个工作(gōngzuò)阶段应力分析梁的各个(gègè)工作阶段应力分析抗弯强度的计算(jìsuàn)单向受弯且为连续(liánxù)梁或固端梁时，允许按照塑性设计方法进行设计。
MxWpnxf根据局部稳定要求，当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于但不超过时，塑性发展对翼缘局部稳定会有不利影响，应取x＝1.0。在构件截面上有一特殊点S，当外力产生(chǎnshēng)的剪力作用在该点时构件只产生(chǎnshēng)线位移，不产生(chǎnshēng)扭转，这一点S称为构件的剪力中心，也称弯曲中心。常用开口薄壁截面的剪力中心S位置V——计算截面沿腹板平面作用(zuòyòng)的剪力；
S——计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩；
I——毛截面惯性矩；
fv——钢材抗剪设计强度；
tw——计算点处板件的厚度。根据(gēnjù)材料力学知识，实腹梁截面上的剪应力计算式为：当梁上有集中(jízhōng)荷载（如吊车轮压、次梁传来的集中(jízhōng)力、支座反力等）作用时，且该荷载处又未设置支承加劲肋时，集中(jízhōng)荷载由翼缘传至腹板，腹板边缘存在沿高度方向的局部压应力。为保证这部分腹板不致受压破坏，应计算腹板上边缘处的局部承压强度。假定(jiǎdìng)压力从作用处在hR高度范围内以1：1和在hy高度范围内以1：2.5的坡度向两边扩散。腹板边缘处的局部(júbù)承强度的计算公式为：hy—自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离。
hR—轨道的高度，对梁顶无轨道的梁hR=0。
b—梁端到支座板外边缘的距离，按实际(shíjì)取值，但不得大于2.5hy1）轧制型钢，两内孤起点(qǐdiǎn)间距;《规范》规定，在组合梁的腹板计算高度边缘(biānyuán)处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力c，应对折算应力进行验算。其强度验算式为：M、V—验算截面的弯矩及剪力；
In—验算截面的净截面惯性矩；y1—验算点至中和轴的距离；
S1—验算点以上或以下截面面积对中和轴的面积矩；
如工字形截面即为翼缘面积对中和轴的面积矩。
1—折算应力的强度(qiángdù)设计值增大系数。
和c同号时，1=1.1；和c异号时，1=1.2。梁的刚度(ɡānɡdù)计算梁整体(zhěngtǐ)稳定的概念基本假定
1）弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处于弹性阶段；
2）梁端为铰支座（不能发生x,y方向的位移，也不能发生绕z方向的转动，可发生绕x,y轴的转动）；梁端截面不受约束，可自由翘曲。
3）梁的变形(biànxíng)属小变形(biànxíng)范围。双轴对称工字形截面(jiémiàn)简支梁的临界弯矩边界条件(5-15)单轴对称截面，采用能量法可求出在不同荷载种类(zhǒnglèi)和作用位置情况下的梁的临界弯矩：by——截面不对称修正系数。反映(fǎnyìng)截面不对称程度。影响(yǐngxiǎng)梁整体稳定性的因素（e）荷载作用点位置的影响
荷载作用在剪心之上（上翼缘）加速屈曲，不利；荷载作用在剪心之下（下翼缘）延缓(yánhuǎn)屈曲，有利。为保证梁不发生整体失稳，梁的最大压应力不应大于临界弯矩Mcr产生(chǎnshēng)的的临界压应力cr，同时考虑抗力分项系数γR。（5-20）等截面焊接工字形和轧制H型钢(xínggāng)