支承加劲肋在梁腹板两侧设置T50

第5章梁的设计

§5-1梁的类型和梁格布置

§5-2梁的设计

§5-3

腹板加劲肋的布置和设计

§5-4实腹梁的构造设计

§5-5吊车梁的设计特点第5章梁的设计

5.1.1梁的类型钢梁主要用做楼盖梁、平台梁、吊车梁、墙架梁、檩条;按梁的支承情况可将梁分为简支梁、连续梁、悬臂梁;按梁在结构中的作用不同可梁分为主梁与次梁;按截面是否沿构件轴线方向分为等截面梁与变截面梁;钢梁按制作方法不同分为型钢梁和焊接组合梁;型钢梁又分为热轧型钢梁和冷弯薄壁型钢梁;蜂窝梁，组合梁。

§5-1梁的类型和梁格布置

§5-1梁的类型和梁格布置5.1.2梁格布置1.简单式梁格2.普通式梁格3.复式梁格

§5-1梁的类型和梁格布置5.1.3主次梁连接

主次梁间的连接1.叠接2.平接3.降低连接

主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁

§5-1梁的类型和梁格布置

5.2.1梁的截面选择一.型钢梁截面的选择

选择型钢二.组合梁截面的选择梁高、腹板厚度和翼缘尺寸。1.梁高的估算1）确定梁的高度应考虑建筑要求2）梁的刚度3）梁的经济条件

§5-2梁的设计

§5-2梁的设计建筑高度决定梁的最大高度刚度决定梁最小高度梁最大挠度应符合要求：梁的刚度和高度有直接关系，充分发挥强度，取经济高度经验公式：

§5-2梁的设计2.腹板尺寸梁高确定腹板高也确定，腹板高为梁高减两个翼缘的厚度，腹板高考虑钢板规格，使腹板高度为50mm模数腹板厚度应满足：值一般较小，为满足局部稳定和构造要求，按下列经验公式算：

§5-2梁的设计3.翼缘尺寸

求得需要的净截面模量，则整个截面需要的惯性矩为：腹板惯性矩为：

翼缘惯性矩为：

§5-2梁的设计

b取(1/3～1/5)h，同时保证局部稳定，选择b和t时要符合钢板规格尺寸，一般b取10mm的倍数，t取2mm的倍数，且不小于8mm。5.2.2梁的验算强度验算1.正应力梁截面最大弯矩及可能产生最大正应力处的弯矩单向受弯时验算双向受弯时验算

§5-2梁的设计剪应力局部压应力4.折算应力

在组合梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力，应验算折算应力。二.梁的刚度验算下列简化计算公式：对等截面简支梁：

对变截面简支梁：

§5-2梁的设计式中：：—均布线线荷载载标准准值；；—荷载标标准值值下梁梁的最最大弯弯矩；；—跨中毛毛截面面惯性性矩；；—支座附附近毛毛截面面惯性性矩；；三.整体稳稳定验验算梁的截截面类类型选选择计计算整整体稳稳定系系数。。焊接工工字钢钢和轧轧制H型钢简简支梁梁。轧制普普通工工字钢钢简支支梁。。轧制槽槽钢简简支梁梁。大于0.6时，都都应采采用相相应的的代代替§5-2梁的设设计四.局部稳稳定验验算型钢梁梁的局局部稳稳定不不验算算焊接组组合梁梁，翼翼缘限限制板板件宽宽厚比比腹板通通过设设置加加劲肋肋的方方法设置加加劲肋肋的原原则及及局部部稳定定验算算；另一方方法是是允许许腹板板发生生局部部失稳稳，利利用屈屈曲后后承载载力规范建建议对对于承承受静静力荷荷载和和间接接承受受动力力荷载载的梁梁宜考考虑利利用屈屈曲后后强度度。§5-2梁的设设计§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计5.3.1腹板加加劲肋肋的布布置要要求1.直接动动载吊吊车梁梁及其其它的的组合合梁，，可根根据腹腹板高高厚比比的大大小，，布置置横向向、纵纵向及及短向向加劲劲肋。。对于承承受静静力荷荷载的的梁宜宜考虑虑腹板板屈曲曲后强强度，，仅配配支承承加劲劲肋不不能满满足要要求时时应设设置中中间横横向加加劲肋肋。2.用型钢钢及钢钢板制制作，，宜成成对布布置，，也可可单侧侧布置置，支承加加劲肋肋、考考虑腹腹板屈屈曲后后强度度的梁梁的中中间横横向加加劲肋肋及重重级工工作制制吊车车梁的的加劲劲肋不不应单单侧配配置。。§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计3.不考虑虑屈曲曲后强强度的的组合合梁的的横向向加劲劲肋最最小间间距为为，，最大大间距距为。。对无局局部压压应力力的梁梁，当当时时可采采用2.5h0。短向向加劲劲肋的的最小小间距距为，，为为纵向向加劲劲肋至至腹板板计算算高度度上边边缘的的距离离。§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计5.3.2加劲肋肋的构构造要要求1.在腹板板两侧侧成对对配置置钢板板横向向加劲劲肋，，尺寸寸符合合下列列公式式要求求：外伸宽宽度：：xbs

bs/2（≤60）bs/3（≤40）yh0ts§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计厚度度：：在腹板板一侧侧配置置的钢钢板横横向加加劲肋肋，其其外伸伸宽度度应大大于1.2倍，厚厚度不不小于于其外外伸宽宽度的的1/15。2.焊接梁梁的横横向加加劲肋肋与翼翼缘板板相接接处应应切角角，当当切成成斜角角时，，其宽宽约为为(但不大大于40mm)，高约为为(但不大大于60mm)。z’z’z’z’zztwbstwbsbstszz§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计3.在同时时用横横向加加劲肋肋和纵纵向加加劲肋肋加强强的腹腹板中中，横横向加加劲肋肋的的截面面尺寸寸除应应符合合上述述规定定外，，其截截面惯惯性矩矩尚应应符合合下式式要求求：4.纵向加加劲肋肋的截截面惯惯性矩矩，，应符符合下下列公公式要要求：：当时时，当时时，5.短加劲劲肋6.型钢加加劲肋肋§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计5.3.3支承加加劲肋肋的计计算按承受受梁支支座反反力或或固定定集中中荷载载的轴轴心受受压构构件计计算在在腹板板平面面外的的稳定定性。。此受受压构构件的的截面面应包包括加加劲肋肋和加加劲肋肋每侧侧范范围内内的腹腹板面面积，，计算算长度度取。。力较小时焊接，力较大时刨平顶紧。h0a§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计1.定义支承加加劲肋肋的作作用是是把集集中力力或支支座反反力通通过加加劲肋肋传给给梁腹腹板。。目的的是使使集中中力间间接传传给腹腹板，，从而而避免免使腹腹板局局部压压屈。。支承承加劲劲肋在在梁腹腹板两两侧设设置。。其受受力如如同轴轴心受受压柱柱。设设计时时应保保证其其在腹腹板平平面外外的整整体稳稳定。。(2t)§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计2．普通通式梁梁支承承肋应应与上上下翼翼缘刨刨平顶顶紧。。粱端端剪力力通过过焊缝缝传给给翼缘缘，再再传给给柱顶顶板。。突缘支支承肋肋向下下伸出出下翼翼缘。。且不不超过过其厚厚度的的两倍倍(2t)，粱的最最大剪剪力通通过焊焊缝传传给突突缘支支承肋肋再通通过水水平焊焊缝传传到柱柱顶板板上去去。(2t)§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计(1)局部承承压：：σc＝R／Ace≤fceAce——端部承承压面面积(接触处处净面面积））；fce——钢材端端面承承压强强度设设计值值。2tRAce/23.传力计计算§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计(2)稳定计计算：：支承加加劲肋肋按轴轴心受受压验验算腹腹板平平面外外的整整体稳稳定。。计算算长度度近似似取腹腹板高高度h0。(≥2t)R§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计范围内内的腹腹板面面积。。公式式为：：截面积积A包括加加劲肋肋截面面积和和加劲劲肋两两侧φ——轴心受受压稳稳定系系数。。(≥2t)R§5-3腹板加加劲肋肋的布布置和和设计计(3)加劲肋与底底板之间的的水平角焊焊缝：式中：lw——每条焊缝的的长度lwβ＝1.22焊缝强度增增大系数(≥2t)R§5-3腹板加劲肋肋的布置和和设计(4)加劲肋与腹腹板之间的的竖向角焊焊缝：假设焊缝应应力均匀分分布式中：lw——每条焊缝缝长度，，突缘支支座加劲劲肋为两两条；每每条lw。普通梁加加劲肋为为四条焊焊缝；每每条lw。(≥2t)R§5-3腹板加劲劲肋的布布置和设设计§5-4实腹梁的的构造设设计5.4.1翼缘与腹腹板连接接焊缝设设计1.焊接工字字形，焊焊缝单位位长度的的纵向剪剪力为：：Vhτ1τmax§5-4实腹梁的的构造设设计双面角焊焊缝需要要的焊角角尺寸为为：2.梁上集中中荷载，，未设支支承加紧紧肋，或或有移动动的集中中荷载，，则焊缝缝不仅受受水平剪剪力，，还还受竖向向荷载引引起的压压力产生生的竖向向剪力作作用。单单位长度度焊缝所所受竖向向压力为为：§5-4实腹梁的的构造设设计5.4.2梁截面沿沿长度的的改变变截面梁梁可以改改变梁高高，可以以改变梁梁宽；多层翼缘缘板的梁梁可改变变翼缘的的层数；；变化梁的的截面应应尽量不不使梁的的构造过过于复杂杂，过多多增加制制作费用用。M1l/6b1bl/6l/6§5-4实腹梁的的构造设设计根据焊缝缝质量可可采用对对接直焊焊缝或斜斜焊缝。。分析表表明，截截面改变变一次可可节约钢钢材10%～20%；改变两两次，最最多只能能再节约约3%～4%，因此一一般只变变一次截截面。跨跨度较小小梁，常常不改变变截面。。b1b§5-4实腹梁的的构造设设计(1/6~1/5)lh≥h/2角钢抵紧紧焊接另一种改改变翼缘缘宽度的的做法。。有时为了了降低梁梁的建筑筑高度，，节省钢钢材，常常将简支支梁的下下翼缘做做成折线线状，翼翼缘截面面保持不不变，梁梁端腹板板高度应应按抗剪剪强度计计算确定定，且不不应小于于跨中腹腹板高度度的一半半。§5-4实腹梁的的构造设设计l1l1理论切断点当翼缘采采用两层层钢板时时，外层层钢板与与内层钢钢板厚度度比宜为为0.5~1.0。改变梁梁的截面面可通过过切断外外层翼缘缘板实现现。§5-4实腹梁的的构造设设计5.4.3梁的拼接接梁的拼接接分工厂厂拼接和和工地拼拼接两种种对接焊焊缝直接接相连，，加盖板板的连接接方法。。采用斜斜焊缝。。

≥10tw对接焊缝缝连接组合梁工工厂拼接接拼接盖板板连接§5-4实腹梁的的构造设设计§5-4实腹梁的的构造设设计无论采用用图（a）还是采用用图（b），改变后的的梁高都都必须大大于原来来梁高的的一半。。图示为逐逐步改变变腹板高高度，此此时在下下翼缘开开始由水水平转为为倾斜的的两处均均需设置置腹板加加劲肋。。§5-4实腹梁的的构造设设计图示为一一双层翼翼缘板的的焊接工工字形截截面简支支梁。在在外层盖盖板(冀缘板)理论切断断点x处，板梁梁截面由由图(b)转变成图图(c)。按图(c)所示单层层翼缘板板截面的的抗弯强强度可得得此截面面能承受受的弯矩矩Ml，然后由M1即可求得得理论切切断点r。§5-4实腹梁的的构造设设计2414553500500组合梁的的工地拼拼接高强螺栓栓连接§5-4实腹梁的的构造设设计组合梁应应满足强强度、刚刚度、整整体稳定定和局部部稳定要要求。选选择截面面时一般般首先考考虑抗弯弯强度要要求，并并在计算算过程中中随时兼兼顾其它它各项要要求。现现以双轴轴对称焊焊接工形形梁为例例，截面面共有四四个基本本尺寸h(或h0)、tw、b、t，计算顺序序为先确确定h0，次次tw，最后b和t。一.截面选择择twh0hbtt组合梁的的设计组合梁的的设计twh0hbtt1．截面高高度h(或腹板高高度h0)梁腹板高高度h0应根据下下面三个个参考高高度确定定：(1)建筑容许许最大梁梁高hmax(2)刚度要求求最小梁梁高hmin(3)经济梁高高组合梁的的设计(1)建筑容许许最大梁梁高hmax当梁上平平台面的的标高已已定，梁梁高太大大将减小小下层空空间的净净空高度度，影响响下层通通行或设设备放置置。根据据下层使使用所要要求的最最小净空空高度，，可算出出建筑容容许的最最大梁高高hmax(梁上次梁梁、楼板板、面层层做法和和梁下突突出部分分、吊顶顶高度以以及预计计挠度留留量和必必要空隙隙等应作作扣除)。hmax最小净空空高度组合梁的的设计(2)刚度要求求最小梁梁高hmin刚度要求求梁有一一定的高高度hmin，否则梁的的挠度会会超过规规定的容容许挠度度。Wx1=Wx2Ix1、Wx1Ix2、Wx2Ix1<Ix2xxxx组合梁的的设计钢梁设计计时一般般应使σmax达到或按按近γf，以充分利利用钢材材强度。。由此，，不同高高度h的梁截面面只要有有足够的的Wx，就能满足足强度要要求。这这些梁截截面的Wx基本相同同，但h小的梁截截面将有有较小的的惯性矩矩I=Wxh/2，从而粱的的挠度较较大(按h的反比加加大)。当h＜hmin时就不能能满足刚刚度的最最低要求求。Wx1=Wx2Ix1、Wx1Ix2、Wx2Ix1<Ix2xxxx组合梁的的设计下面推导导hmin的公式。。简支梁的的最大挠挠度v一般可近近似地取取为:单向弯曲曲的梁，，抗弯强强度的验验算条件件是:f是钢材的的抗弯强强度设计计值。γx是截面塑塑性发展展系数。。组合梁的的设计上式中，，Mx是弯矩的的设计值值，今若若把Mx改作弯矩矩的标准准值，取取Mx＝1.3Mxk，则上式应应改为：：式中，数数字1.3是取恒荷荷载分项项系数1.2和活荷载载分项系系数1.4的平均值值。当实实际梁中中活荷载载为主时时，1.3这数字就就还要加加大，否否则应减减小。组合梁的的设计因为：所以，将将式改写为：：代入式并且使组合梁的的设计在一定的的荷载作作用下，，梁的截截面高度度取得大大时，梁梁截面的的腹板以以及今后后将介绍绍的腹板板加劲肋肋所用钢钢材将增增加，而而翼缘板板的面积积将减小小。反之之亦然。。因此理理论上可可推导出出一个梁梁的高度度使整个个梁的用用钢量为为最少，，这个高高度就称称为经济济高度he。目前设计计实践中中经常采采用的经经济高度度公式是是：3．梁的经济高高度he式中，或者单位为cm3