变截面刚架斜梁的计算ppt课件

1、一、刚架梁局部稳定验算1、刚架梁的宽厚比限值和腹板屈曲后强度利用（1）、刚架梁受压翼缘板的宽厚比限值： （2）、刚架梁腹板的宽厚比限值： 式中 、 受压翼缘的外伸宽度与厚度； 、 腹板的高度与厚度2、刚架梁的抗剪验算 在进行刚架梁的截面设计时，为了节约钢材，允许腹板发生局部屈曲，并利用其屈曲后的强度。因此按照门式刚架轻型房屋钢结fbyt235151fthyww235250b1hwtwt1ppt课件. 构技术规程规范，工字形截面梁腹板的受剪板幅，当腹板的高度变化不超过60mm/m时，其抗剪承载力设计值可按下列公式计算： 当 0.8时 = 当 0.8 1.4时 = 当 1.4时 式中 钢材的抗剪强

2、度设计值 腹板屈曲后抗剪强度设计值 腹板板幅的平均高度 参数(按下述公式计算) fthvvwwdwwfvfvfvfvw8 . 064. 01wffvwv275. 01fvfvhww2ppt课件. 当 时， 当 时， 式中 腹板横向加劲肋的间距 腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数。当不设中间加劲肋时 =5.34.3、腹板的有效宽度 当工字形截面梁的腹板及受压板幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算其截面集合特性。有效宽度取为： 当腹板全部受压时 = 式（31a） fkthywww235371/hwahakw/2/34.54 1/hwahakw/2/434.5ahwkhehw3ppt课件. 当腹板部分

3、受拉时，受拉区全部有效，受压区有效宽度为 （31b） 式中 腹板受压区有效宽度 腹板受压区宽度 有效宽度系数，按下列公式计算： 当 （32a） 当 （32b） 当 （32c） 式中 与板件受弯、受压有关的参数，计算式如下： hhcehehc时8.0p时2.18.0p时2.1p18.09.012.124.064.0pfkthywwp/2351.2833 式4ppt课件. 式中 板件在正应力作用下的屈曲系数 = 为腹板边缘正应力比值，以压为正，拉为负，1 -1； 当腹板边缘最大应力 0时， 当腹板部分受拉，即 0时， k1112.0161122k1211RfyRRRRhe521hheehhheee

4、12hhee4 .01hhee6 . 025ppt课件. 4、刚架梁的强度计算 （1）、工字形截面刚架梁属于压弯构件，在剪力V和弯矩M的共同作用下的强度应符合下列要求： 当V 时 当 时 当截面为双轴对称时 式中 两 翼缘所承担的弯矩； 构件有效截面所承担的弯矩， ； V0.5dMeM VddV V0.5 15.021MVVMMMdfeffthAwffMMfMefWeeM6ppt课件. 构件有效截面最大受压纤维的截面模量； 构件翼缘的截面面积； 腹板抗剪承载力设计值。 （2）、工字型截面梁在剪力V、弯矩M轴力N共同作用下的强度应符合下列要求： 当 当 WeAfVd时0.5VVdMNeMANwM

5、MeeeNe时VddV 0.5V15 . 021MVVMMMdNfNeNf7ppt课件. 当截面为双轴对称时 式中 有效截面面积； 兼承压力时两翼缘所能承受的弯矩。 5、梁腹板加劲肋的配置 梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处和翼缘转 折处设置横向加劲肋。其他部位是否设置中间加劲肋，根据计 算需要确定。但门式刚架轻型房屋钢结构技术规程规定， 当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距a宜取 。 当梁腹板在剪应力作用下发生屈曲后，将以拉力带的方式承 受继续增加的剪力，亦即起类似桁架斜腹杆的作用，而横向加劲 肋则相当于受压的桁架竖杆。因此，中间横向加劲肋除承受集中 ANfthAMwfNfA

6、eMNfhwhw28ppt课件. 荷载和翼缘转折产生的应力外，还要承受拉应力场产生的压力，该拉力按下列公式计算： 当 = = 当 = 式中 拉力场产生的压力； 利用拉立场时腹板的屈曲剪应力； 参数。 加劲肋稳定性验算按GB50017规范的规定进行，计算长度取腹 板高度 ，截面取加劲板全部和其两侧各 宽度范围内 的腹板面积，按两端铰接轴心受压构件进行计算。 crwwsthNV9 . 0Nscrtw时25. 18 . 0wcrfvw8 . 08 . 01时25. 1wcrwfv2hwfy235159ppt课件. 6、梁在刚架平面整体稳定性的计算 6、1、轻型钢结构整体稳定设计的基本理论 轻型钢结构

7、刚架的稳定设计包括平面内的稳定设计和平面外 的稳定验算。主刚架平面内的稳定是由刚架平面内的刚度和构件 截面刚度提供的；主刚架平面外的稳定是由结构纵向支撑和构件 截面刚度保障的。主刚架整体稳定的近似设计方法是将结构的稳 定问题分解和等效为梁和柱构件的稳定问题。采用弯矩不均匀系 数考虑构件内实际弯矩分布；采用计算长度概念等效考虑梁和柱 构件在刚架中的边界约束条件。轻型钢结构的计算模型是平面刚 架。刚架平面内的整体稳定属于上述第二类稳定问题，平面外整 体稳定属于第一类稳定问题。轻型钢结构构件的板件局部稳定问 题属于第三类稳定问题。 10ppt课件. 6、2、计算长度确定 现行规范关于稳定设计的近似公

8、式是基于两端铰接这一理想构件的研究和推导得到的。但是，实际结构中的梁和柱边界支承条件十分复杂。实际构件和理想构件的等效原则是两者屈曲临界力相等，根据这一等效原则可以得到实际构件的计算长度。换言之，实际构件是具有计算长度的理想构件的一部分。这样，规范的稳定设计近似公式就可以直接应用于实际构件，只是以计算长度代替实际构件长度。 现行规范对于轻型钢结构构件的平面内稳定计算长度采用近似公式和图表计算。轻型钢结构构件平面外的计算长度为其侧向支撑点间的距离，其依据主要因为支撑点处一般为平面外失稳波形的反弯点。可以认为交叉支撑和刚性系杆与刚架梁柱的连接点为构件的侧向支撑点。屋面檩条和墙面檩条往往连接于梁和柱

9、的一侧翼缘，而梁和柱的两侧翼缘都可能因受压从而产生侧向失稳和侧向位移。所以，檩条和梁柱单侧翼缘的连接点不能作为梁柱构件的侧向支撑点。 下面介绍刚架梁在刚架平面内和平面外的整体稳定验算。11ppt课件. 6、3、横梁在刚架平面内的稳定性验算 （1）变截面楔形梁在刚架平面内的整体按下列公式计算： 式中 小头的轴线压力设计值； 大头的弯矩设计值； 小头的有效截面面积； 大头有效截面最大受压纤维的截面模量； 杆件轴心受压稳定系数，按楔形梁确定其计算长度， 取小头截面的回转半径，有GB50017规范查的。 等效弯矩系数。由于轻型门式刚架都属于有侧移失 稳，故 =1.0. fWNNMAeExmxe1001

10、0 x01NN0M1A0eW1exmxmx12ppt课件. 参数，计算 时回转半径 以小头截面为准，计算公 式如下： = 当柱的最大弯矩不出现大头时， 和 分别取最大弯矩和 该弯矩所在的有效截面模量. （2）、下面介绍如何确定横梁在刚架平面内的计算长度 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程附录D 中楔形 梁在刚架平面内的换算长度系数的规定，计算出楔形梁在刚架 平 面内的换算系数。 刚架斜梁为楔形变截面构件时，在平面内整体稳定验算时计算 时所用的 是用计算长度，由公式 ，故 Nx0Ei0M1We1Nx0E2021 . 1AeENx0Eilb0lb13ppt课件. 需要计算长度代替实际构件长度，记算

11、长度 ，s为 一个坡面的长度， 为换算长度系数，斜梁一个坡面相连楔形段的 长度比为 ， 和 为两段斜梁左右两段截面大头的高度， 为 斜梁中部截面小头的高度。 则两段楔形段的楔率 和 可按下列公式确定： slb2 S1Sd0d2d1d1d2d0121011dd1022dd14ppt课件. 根据计算出的 、 、 ，查门式刚架轻型房屋钢结构技术规程附录D中的图表，即可查出楔形梁在刚架平面内的换算系数 ， 然后由公式 ,即可求出计算长度，在按照上述验算刚架平面内稳定的公式验算即可。 6、4梁在刚架平面外的整体稳定性的计算 （1）、横梁在刚架平面外的计算长度 轻型钢结构构件平面外的计算长度为其侧向支撑点

12、间的距离， 其依据主要因为支撑点处一般为平面外失稳波形的反弯点。可以 认为交叉支撑和刚性系杆与刚架梁柱的连接点为构件的侧向支撑 点。屋面檩条和墙面檩条往往连接于梁和柱的一侧翼缘，而梁和 柱的两侧翼缘都可能因受压从而产生侧向失稳和侧向位移，所以， 檩条和梁柱单侧翼缘的连接点不能作为梁柱构件的侧向支撑点。 但是，当檩条与构件连接处设置了隅撑，且在轻型钢结构中设置 檩条和隅撑的轻型钢结构一般都为封闭式结构，围护板材的面内 12Slb215ppt课件. 剪切刚度足以抵抗主结构构件绕其弱轴的弯曲变形，所以构件平面 外弯扭失稳和弯曲失稳系数计算时都可以取隅撑之间的距离作为件 平面外的计算长度（如下图）。檩

13、条a隅撑梁a16ppt课件. （2）、变截面楔形梁在刚架平面内的整体按下列公式计算： 式中 轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小头 为准，按现行国家标准钢结构设计规范GB50017的规定采用， 计算长度取纵向支撑点的距离。若各段线刚度差别较大，确定计算 长度时可考虑各段间的相互约束。 fWMAebtey1100N0 .1ty17ppt课件. 均匀弯曲楔形受弯构件的稳定系数； 所计算构件段小头截面的轴压力； 所计算构件段大头截面的弯矩； 等效弯矩系数； 在刚架平面内以小头为准的参数。 其中对于均匀受弯构件横梁的整体稳定系数 ，对于双轴对称的工字形截面杆件，按下列公式计算： （6.4-1）b

14、N0M1tNx0EbfhtWhAyxybyows2350043204 . 42400020Ahfsl0023. 0118ppt课件. 式中 、 、 、 分别为构件的截面面积、截面高 度、截面模量、受压翼缘截面厚度。 受压翼缘截面面积； 受压翼缘与受压区腹板1/3高度组成的截面绕y轴的回转半径； 楔形构件计算区段的平面外计算长度，取支撑间距离。 当两翼缘截面不相等时，在公式（6.4-1）中应参照现行国家标 准钢结构设计规范GB50017公式（附B-1）J加上截面不对称影响 系数 项。当按公式（6.4-1）计算的 大于0.6时，应按现行国 家标准钢结构设计规范GB50017的规定查出相应的 代替