钢结构受弯构件(梁)的有关设计与计算课件

受弯构件的计算原理理解受弯构件的工作性能掌握受弯构件的猴度和刚度i的计算方法;了解受弯构件整体稳定和局部稳定的基本欐念,理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施;熟悉局部稳定的验算方法及有关规定§41概述承受横向荷载和弯矩的构件称为受弯构件。结构中的实腹式受弯构件一般称为梁,梁在钢结构中是应用较广泛的种基本构件。例如房屋建筑中的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁。横向荷载弯矩平台构件内力弯矩剪力梁格弯矩+剪力,附加很小的轴力受弯构件的设计应满足:强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的要求。前三项属于承载能力极限状态计算,采用荷载的设计值;第四项为正常使用极限状态的计算,计算挠度时按荷载的标准值进行。抗弯强度强度〈抗剪强度局部压应力承载能力极限状态折算应力整体稳定局部稳定正常使用极限状态刚度§42受弯构件的强度和刚度421弯曲强度塑性弹性全部塑性s文塑忆M<MM=M,M<M<M,M=M1.工作性能图421各荷载阶段梁截面上的的正应力分布弹性阶段构件边缘纤维最大应力为:(42.1)Wn、w截面绕x轴的净截面模量m当最大应力达到屈服点时,构件截面处于弹性极限状态,其上弯矩为屈服弯矩M随着M的进一步增大截面全部进入塑性状态,应力分布呈矩形。弯矩达到最大极限称为塑性弯矩M,截面形成塑性铰。/Wm-截面对x轴的截面塑性模量。WB=Sn+SmSn、S2n-中和轴以上、下净截面对中和轴的面积矩。yY截面绕x轴的塑性系数塑性系数与截面形状有关,而与材料的性质无关,所以又称截面形状系数。2.抗弯强度计算规范引入有限塑性发展系数γ和γ来表征截面抗弯强度的提高。梁设计时只是有限制地利用截面的塑性,塑性发展深度取a≤h8h/4。梁的抗弯强度应满足:()轴单向弯曲时G=M=55(422YWyRM(2)绕x,y轴双向弯曲时aMx+)≤f(423)式中rxWoxywnM、M、—梁截面内绕x、y轴的最大弯矩设计值Wn、Wnw-截面对x、y轴的净截面模量Yx、Y、—截面对x、y轴的有限塑性发展系数,小于y∫—钢材抗弯设计强度。截面塑性发展系数的取值见P110-~111表4.2.1额面形Y,截面形式7,,中1x|xan=16121.05▲当翼缘外伸宽度6与其厚度之比为:235bs5/235时,塑性发展对翼缘局部稳定会有不利影响,应取γ=10。▲对于需要计算疲劳的梁,因为有塑性区深入的截面,塑性区钢材易发生硬化,促使疲劳断袈提前发生,宜取y=y1.0。422抗剪强度1.剪力中心在构件截面上有一特殊点S,当外力产生的剪力作用在该点时构件只产生线位移,不产生扭转,这一点S称为构件的剪力中心。也称弯曲中心,若外力不通过剪力中心,梁在穹曲的同时还会发生扭转,由于扭转是绕剪力中心取矩进行的,故S点又称为扭转中心。剪力中心的位置近与截面的形状和尺寸有关,而与外荷载无关剪力中心S位置的一些简单规律1)双对称轴截面和点对称截面〔如Z形截面),S与截面形心重和;(2)单对称轴截面,S在对称轴上3)由矩形薄板中线相交于一点组成的截面,每个薄板中的剪力通过该