梁钢结构计算.ppt

19受弯构件——梁(2)掌握型钢梁和焊接组合梁的截面设计方法；
(3)掌握梁腹板和翼缘局部稳定的保证条件和措施，掌握加劲肋的设计方法；
(4)掌握梁中各焊缝的计算方法；
(5)掌握梁变截面的设计以及梁的构造要求。本章内容19.1概述图19.1梁的截面形式19.2梁的强度、刚度和整体稳定①弹性工作阶段
②弹塑性工作阶段
③塑性工作阶段
把边缘纤维达到屈服点视为梁承载能力的极限状态，作为设计时的依据，叫做弹性设计；在一定的条件下，考虑塑性变形的发展，称为塑性设计。
《规范》规定：计算抗弯强度时，对直接承受动力荷载的受弯构件，不考虑截面塑性变形的发展；对承受静力荷载或间接承受动力荷载的受弯构件，考虑截面部分发生塑变。①承受静力荷载或间接承受动力荷载时
单向弯曲

双向弯曲

γx、γy为截面塑性发展系数，对工字形截面，γx=1.05,γy=1.20；对箱形截面，γx=γy=1.05；对其他截面可按表19.1采用；②直接承受动力荷载时，仍按式(19.1)和式(19.2)计算，但应取γx=γy=1.0。显见，γ=1.0时，即为弹性设计，也就是说，对于直接承受动力荷载以及受压翼缘尺寸接近局部稳定限值时，不应考虑塑性发展。
(2)抗剪强度计算
在主平面内受弯的实腹构件，其抗剪强度按下式计算：(3)局部承压强度计算
当梁的上翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载而未设支承加劲肋，或受有移动集中荷载作用时，应验算腹板计算高度边缘的局部承压强度。
在集中荷载作用下，翼缘类似支承于腹板的弹性地基梁。腹板计算高度边缘的压应力分布如图19.3(c)的曲线所示。梁的局部承压强度可按下式计算：腹板计算高度h0规定如下：对轧制型钢梁，为腹板与上、下翼缘相接处两内弧起点间的距离(可查型钢表计算)；对焊接组合梁即为腹板高度；对铆接(或高强螺栓连接)组合梁，为上、下翼缘与腹板连接的铆钉(或高强度螺栓)线间最近距离，见图19.4所示。(4)折算应力的计算
在组合梁的腹板计算高度边缘处，可能同时受有较大的弯曲应力、剪应力和局部压应力；在连续梁的支座处或梁的翼缘截面改变处，可能同时受有较大的弯曲应力与剪应力。
在这种情况下，对腹板计算高度边缘应验算折算应力：图19.2梁受荷时各阶段弯曲应力的分布表19.1截面塑性发展系数γx、γy图19.3图19.4腹板计算高度梁的挠度应满足下式

梁的挠度可直接应用材料力学公式求得，如均布荷载作用下等截面简支梁，其中点最大挠度为在梁的最大刚度平面内，受有垂直荷载作用时，梁的上部受压，而下部受拉，如果梁的侧面没有支承点或支承点很少时，当荷载增加到某一数值后，梁的弯矩最大处就会出现很大的侧向弯曲和扭转，而失去了继续承担荷载的能力，只要外荷载再稍有增加，梁的变形便急剧地增大而导致破坏，这种情况称梁丧失了整体稳定，如图19.5(a)所示。
梁丧失整体稳定之前所能承受的最大弯矩叫做临界弯矩，与临界弯矩相应的弯曲压应力叫做临界应力。图19.5梁的失稳19.2.3.2整体稳定的计算公式在最大刚度平面内受弯的构件，其整体稳定性按下式计算

在两个主平面内受弯的工字形截面构件的整体稳定按下式计算19.2.3.3整体稳定系数的计算《规范》对该式进行了一系列的简化，给出了实用计算公式。
(1)焊接工字形等截面简支梁(2)轧制普通工字钢简支梁的φb
轧制工字钢由于翼缘内侧有斜坡，翼缘与腹板连接处有圆角，故截面几何特征值求法不同于组合工字形截面。
由于轧制工字钢规格尺寸固定，《规范》给出了可直接查轧制工字钢φb的表格，见表19.4。(3)轧制槽钢简支梁的φb
《规范》给出简化的近似公式，不论荷载的形式和作用位置均按下式计算：

《规范》规定，当上述所得的φb值大于0.6时，认为梁进入弹塑性工作，应以φb′代替φb，而φb′可按下式进行计算：【例19.1】焊接工字形截面简支梁，跨度为12m，承受3个标准值为P=190kN的集中力(一个在跨中，另两个对称布置在距跨中3m处)，梁自重标准值为1.9kN/m，采用Q235钢，在跨中有一侧向支承点，验算该梁整体稳定。
【解】(1)l1/b=20>13
故需验算整体稳定性。
(2)计算截面几何特征
Ix=648500cm4
Iy=6300cm4
A=140×1+2×30×1.4=224cm4
Wx==9080cm3iy=5.3cm
λy=113
(3)计算整体稳定系数φb和φb′
由表19.3第5项得βb=1.15
因系双轴对称截面ηb=0
φb=1.413
φb′=0.87
(4)整体稳定验算
Mmax=1637kN·m
Mmax/φb′Wx=207.4N/mm2<f=215N/mm2表19.4轧制普通工字钢简支梁的φb19.3型钢梁设计19.