钢结构设计原理-受弯构件1

1、钢结构设计原理钢结构设计原理 汕头大学土木工程系本科课程 喻莹 汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理第五章 受弯构件受弯构件：受弯构件：只承受只承受弯矩弯矩或或弯矩与剪力弯矩与剪力共同作用的构件。共同作用的构件。梁梁刚度刚度强度强度整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定承载能力极限状态承载能力极限状态 （设计值）（设计值）正常使用极限状态正常使用极限状态 （标准值）（标准值）汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理 受弯构件的受弯构件的强度和刚度强度和刚度 梁的梁的整体稳定整体稳定的基本概念、验算方法以及的基本概念、验算方法以及 提高整体稳定性的措施提高整体稳定性的措施 梁板件梁板件局部稳定

2、局部稳定的基本概念、有关规定和的基本概念、有关规定和 验算方法验算方法 钢梁设计钢梁设计第五章 受弯构件汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理受弯构件的强度和刚度12梁的扭转梁的整体稳定3第五章 受弯构件汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理一、弯曲强度一、弯曲强度c)弹性弹性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMy0.6时，时，必须以必须以 b代替进行修正。代替进行修正。0.1282.007.1bb（4.4.27）轧制普通工字钢轧制普通工字钢根据钢号和侧向支承点间的距离，其根据钢号和侧向支承点间的距离，其 b值值直接由查表得到，当直接由查表得到，当 b值大于值大于0.60.6

3、时，也需要进行修正。时，也需要进行修正。梁的整体稳定3汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理yxbxyyMMfWW（4.4.28）2.2.双向受弯梁双向受弯梁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轴已经进轴已经进入塑性阶段，而是为了入塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公降低后一项的影响和保持与强度公式的一致性式的一致性。梁的整体稳定3汕头大学土

4、木工程系本科课程 钢结构设计原理1）荷载的类型；荷载的类型； 2）荷载的作用位置；荷载的作用位置； 3）梁的侧向刚度梁的侧向刚度EIy、扭转刚度扭转刚度GIt 、翘曲刚度翘曲刚度EI；4）受压翼缘的自由长度受压翼缘的自由长度l1 ；5）梁的支座约束程度。梁的支座约束程度。 五、影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施五、影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施1.1.影响梁整体稳定的因素影响梁整体稳定的因素梁的整体稳定3汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理五、影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施五、影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施提高梁受压翼缘的侧向稳定性是提高梁整体

5、稳定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的有效方法。较经济合理的方法是设置侧向支撑，设置侧向支撑，减少梁受压翼缘的自由长度减少梁受压翼缘的自由长度。2.2.增强梁整体稳定的措施增强梁整体稳定的措施1）增大增大受压翼缘受压翼缘的宽度的宽度；2）在受压翼缘设置在受压翼缘设置侧向支撑侧向支撑；3）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面闭合箱形截面；4）增加梁两端的增加梁两端的约束约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发生扭转。能发生扭转。梁的整体稳定3汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设

6、计原理 六、不需验算梁的整体稳定的情况六、不需验算梁的整体稳定的情况 （1） H型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度型钢或工字形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 跨中无侧向支承点的梁钢 号荷载作用在上翼缘荷载作用在下翼缘跨中受压翼缘有侧向支承点的梁，不论荷载作用于何处Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0梁的整体稳定3汕头大学土木工

7、程系本科课程 钢结构设计原理 （3 3）对箱形截面简支梁，当满足对箱形截面简支梁，当满足h/b0 6，且，且 l1/b195（ 235/fy）时）时结构就不会丧失整体稳定。结构就不会丧失整体稳定。 箱形截面箱形截面 （2 2）有）有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能，能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。梁的整体稳定3汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m例例5-1： 某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点

8、及两端都某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为1.57kN/m，材料为，材料为Q235，试计算此梁的整体稳定性。，试计算此梁的整体稳定性。 解解：步骤步骤1判定是否要进行整体稳定的验算判定是否要进行整体稳定的验算梁受压翼缘自由长度梁受压翼缘自由长度l16m，l1/b160027 2216，因此应计算梁的整体稳定。因此应计算梁的整体稳定。 梁的整体稳定3汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理yyxx270 x10270 x

9、101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m步骤步骤2计算梁的截面几何参数计算梁的截面几何参数梁截面几何参数：梁截面几何参数：Ix=4050106 mm4，Iy32.8106 mm4 A=13800 mm2，Wx570104 mm3 mkN9586130214 . 13904 . 112)57. 12 . 1 (812maxM步骤步骤3计算梁的最大弯矩设计值计算梁的最大弯矩设计值 梁的整体稳定3汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m查表得：查表得： b=1.15；代入代入 b 计算公式得：计算公式得： b =1.1520.6 , 需要修正，需要修正， b=0步骤步骤4计算整体稳定系数计算整体稳定系数 梁的整体稳定32y 1bbb2yy432023514.4xtAhWhf（4.4.25）汕头大学土木工程系本科课程 钢结构设计原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m代入代入 b 计算公式得：计算公式得： b =1.152