钢结构设计梁的设计张

第5章梁的设计梁的类型和梁格布置梁的设计腹板加劲肋的布置和设计§5.1梁的类型及梁格布置按弯曲变形状况分：

单向弯曲构件——构件在一个主轴平面内受弯；双向弯曲构件——构件在二个主轴平面内受弯。按支承条件分：简支梁、连续梁、悬臂梁

钢梁一般都用简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支座不均匀沉陷所产生的不利影响。不论何种支承的梁，当截面内力已知时，进行截面设计的原则和方法是相同的。5.1.1梁的类型图5.1.1梁的支承形式传力系统：

荷载→楼板→（次梁）→

主梁→柱→基础。次梁主要承受均布荷载，主梁主要承受集中荷载。图5.1.2梁格的布置图5.1.3梁的截面形式dh热轧型钢梁(a)焊接组合截面梁(b)冷弯薄壁型钢梁(c)空腹式截面梁(d)组合梁(e)

梁的截面形式特点：截面开展，力学性能好。须注意板件局部失稳。实腹式截面梁

5.1.2梁格布置图5.1.2*梁格的布置梁格是由许多梁排列而成的平面体系。例如楼盖和工作平台等。梁格上的荷载一般先由铺板传给次梁，再由次梁传给主梁，然后传到柱或墙，最后传给基础和地基。根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式①简式梁格——只有主梁，适用于梁跨度较小的情况；②普通式梁格——有次梁和主梁，次梁支承于主梁上；③复式梁格——除主梁和纵向次梁外，还有支承于纵向次梁上的横向次梁。5.1.3主次梁的连接主次梁的连接可以是叠接、平接或降低连接。叠接是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊缝或螺栓固顶。连接方法简单方便，但建筑高度大，使用受到限制。平接又称等高连接，次梁与主梁上翼缘位于同一平面其上铺板。该方法允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁的高度。降低连接用于复式梁格中，纵向次梁在低于主梁上翼缘的水平处与主梁相连，纵向次梁上叠放横向次梁。该方法允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁的高度。§5黄.2枯梁的府设计一般妥说来特，梁裙的设躁计步支骤通顽常是愈先根汗据强圈度和顽刚度侍要求尝，同叛时考形虑经轻济和箱稳定缸性等迹各个馒方面总，初助步选弊择截握面尺储寸，耐然后浙对所达选的晋截面进行纵强度妨、刚圈度、扔整体烛稳定嫁和局硬部稳葬定的面验算。如果耀验算脂结果戴不能惩满足今要求落，就亡需要迟重新纷选择袋截面猫或采佳取一焰些有征效的方措施贫予以碑解决问。对障组合碑梁，况还应循从经辈济考嗽虑是撇否需捡要采斥用变摄截面躺梁，午使其梅截面诊沿长初度的讨变化则与弯县矩的呜变化社相适寺应。此外事，还柳必须默妥善泄解决守翼缘胀与腹烧板的柱连接擦问题候，受糊钢材塑规格壳、运撑输和恐安装供条件腐的限妹制而武必须慌设置俘拼接极的问拨题，顿梁的膛支座掌以及开与其好他构孙件连六接的裹问题扫等等严。初选截面截面验算1.阶型钢复梁截航面只需至根据输计算膝所得娃到的惩梁中躺最大什弯矩黑按下义列公塔式求陈出需壳要的够净截肥面模大量，畜然后促在型患钢规浇格表卧中选秩择截叙面模废量接挥近的Wnx的型弃钢做远为试慎选截伸面。Mx——揉梁截今面内刃绕x轴的危最大谅弯矩卧设计们值；Wnx——醒截面强对x轴的劫净截朵面模听量；

x——皂截面对x顺轴的惧有限塑性贯发展府系数主；f——北钢材宵抗弯多设计机强度趟；5.狼2.杜1美梁亡的截岁面选家择验算找梁的弯曲无应力雀，局圣部压醉应力摧，整彻体稳宪定和煎刚度弦。一般辽型钢抱梁可不千验算情折算肺应力膀，也正可不包验算沟剪应艺力。梁的丈内力脏较大这时，妖需采执用组副合梁匀。常撑用的内形式锦为由相三块谋钢板稠焊成削的工泊字形烟截面翻。组合浩梁的守截面暴选择滨设计醉包括碰：确定吓截面劈燕高度竞、腹板吊尺寸和翼缘扣尺寸。1）酬截面哈高度最大洁高度hma秩x——那满足建筑策设计神或工纪艺设衫备的安净空护要求谅；最小更高度hmi仇n——刚度枕要求匙，根敏据容掘许挠杯度查揉表；经济爆高度he——满足武使用进要求纱的前顺提下删使梁沫的总往用钢福量为码最小。2.记组合私梁截央面的泻选择梁的托经济尼高度he，经增验公劳式：综上乞所述迁，梁昂的高梳度应曾满足咏：并符茄合钢雨材尺拦寸规象格以受植均布移荷载接的简梦支梁脊为例倒：b均布屑荷载很作用揪下简猴支梁喊的最盼小高璃度[

]l/1000l/750l/600l/500l/400l/300l/250l/200hminQ235l/6l/8l/10l/12l/15l/20l/24l/30Q345l/4.1l/5.5l/6.8l/8.2l/10.2l/13.7l/16.4l/20.5Q390l/3.7l/4.9l/6.1l/7.4l/9.2l/12.3l/14.7l/18.22）腹稳板尺景寸抗剪泄强度愧要求只:考虑筐局部摩稳定汁和构匙造因送素:tw通常殊取8脊～2王2m吐m，纸2m林m的豪倍数颜。截面有削弱时宜取1.5腹板包高度hw因翼丽缘厚外度较底小，姐可取hw比h稍小武，满容足5戒0m塘m的祥模数。腹板场厚度twb翼缘耳宽度筐取1狠0m火m的乐倍数琴，厚星度取臂2m棒m的恢倍数胀。3）刃翼缘筝板尺角寸根据显所需乖要的婆截面打抵抗煌矩和孔选定窃的腹超板尺爸寸翼缘恩宽度b或厚岗度t只要氧定出绳一个塌，就值能确订定另恋一个袖。取b=(剩1／凶3～厌1／戴5)h，且满棉足：或b5.汗2.聚2誉截拿面验柔算1.强度云验算堡：包括正应赤力、腿剪应岸力、慨局部沃压应今力验算茄，对北组合丧梁还饱要验驾算翼蜡缘与学腹板教交界贵处的折算控应力。（4.2.2）(1潜)正应厨力(2涝)剪应脉力（4.2.4）(3企)局部让压应痛力（4.2.7）(4杂)折算召应力（4.2.10）2.刚度框验算淡：均布荷载下等截面简支梁集中荷载下等截面简支梁

≤[

]洞（）

——标准股荷载转下梁红的最劲大挠果度[

]—询—受弯丘构件帅的挠倘度限皮值，朋按附差表2歼.1踩规定段采用梁的字最大究挠度待可用游材料歇力学填、结厅构力趴学方播法计侄算。3.整体风稳定袍验算覆：(1待)判断爹梁是铲否需供要进换行整职体稳糟定验警算。(2除)如需樱要则案按照穗梁的贤截面片类型应选择沙适当纠的计床算公延式计州算整狐体稳嚷定系分数。(3遇)不论训哪种圾情况晕算得堪的稳禽定系犬数大于轻0.尤6，都外应采喘用修量正公骆式进车行修店正。（4.4.22）(4丝式)采用炸公式歉验算桃整体巡寿稳定袭承载倚力是膜否满丸足要土求。（4.4.27）4.局部屠稳定溪验算震：(1词)型钢必梁的灾局部阶稳定态都已与经满楼足要莫求不鞋必再愧验算象。(2兼)对于泉焊接页组合扮梁，起翼缘喊可以问通过牺限制茄板件怎宽厚翅比保僚证其竟不发彼生局殊部失数稳。(3海)腹板岭则较嗓为复悼杂，斑一种秋方法露是通财过设葱置加袄劲肋病的方私法保杠证其胞不发镇生局睁部失诞稳；滴另一是种方洁法是绪允许辰腹板圾发生问局部炊失稳刷，利全用其善屈曲问后承浊载力岛。加劲议肋可篮以成玩对布凳置于尝腹板屡两侧将，也泼可以沿单侧血布置律，支玻承加段劲肋李及重战级工季作制拳吊车消梁必载须两伞侧对丽称布煤置。h1h2h05.枣3.听1扶加劲锯肋布历置§5期.3禾腹携板加泪劲肋铁的布叠置和按设计横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开横向加劲肋的间距a应满足下列构造要求：0.5h0≤a≤2h0，无局部压应力的梁，当时a≤2.5h0；同时设有纵向加劲肋时a≤2h2；纵向加劲肋应布置在距腹板计算高度受压边缘h1=（1/5～1/4）h0范围内,短加劲肋的最小间距a1≤0.75h1

。外伸免宽度摊：横向加劲肋的厚度：单侧贱布置时，耀外伸些宽度贯增加20洽％，厚度类不小恋于其关外伸绑宽度1/壁15。5.本3.源2启加劲比肋的丙构造户要求腹板地两侧读成对配置术横向待加劲约肋时远：焊接跳梁的庙横向晚加劲稻肋与饭翼缘继板相豪接处掌应切缩慧角，两当切众成斜姑角时供，其国宽约盆为bs/3(但虾不大睬于4愁0m跨m)磁，高上约为bs/2(但殿不大文于6晃0m膜m)渡。hobs横向乓加劲仇肋应直满足告:纵向妥加劲追肋应牺满足减:加劲疏肋必著须具逝备一喊定刚葵度，吼截面阅惯性匙矩应姜满足娃：短向匆加劲确肋外伸贴宽度帐应取膝为横匹向加沃劲肋份外伸胡宽度掘的倍贪,厚凤度同括样不镰小于唱短向虽加劲升肋外刷伸宽无度的1/合15。用型塘钢制郊成的烛加劲充肋，尖其截魂面惯毙性矩哭不应典小于糊相应艘钢板吃加劲虎肋的拴惯性导矩；在腹揭板两挨侧成虾对配纽奉置加廉劲肋叠，其动截面友惯性矿矩应狗按梁当腹板缴中心探线为闸轴计公算。腰在腹欠板一乎侧配东置的提加劲策肋，蜜其截欢面惯黎性矩束应按植与加厕劲肋舞相连萝的腹躁板边萌缘为邪轴线做进行时计算孤。yy5.纹3.单3矩支承译加劲慕肋计卡算1.涌端面瘦承压梁支塔承加唱劲肋业端部廉应按届所承龟受的讽支座蛛反力泽或固烈定集爬中荷园载进握行计趋算；晋当端厉部为悔刨平扩顶紧击时，硬按下筐式计海算其鸦端面秤的承舱压应犁力：CCCCC50-100t≤2t2.稳定性计算梁的支承加劲肋应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性。此受压构件的截面应包括加劲肋每侧范围内的腹板面积，计算长度取h0。3.桃焊粒缝强喂度验择算当端徐部为穿焊接泊时计耳算其加焊缝收应力快。加劲肋端面实际承压面积钢材承压强度设计值成对指布置4.牌对状突缘野支座扛，其尚伸出龙长度话不得勉大于灵其厚密度的董2倍前。§5陆.4把.1平焊饼接组翁合梁腔翼缘偏焊缝西计算单位个长度稼上的语剪力播Vh：§5樱.4惰实腹舞梁的秃构造草设计当有丘集中省力作夕用而木又未挤设加服劲肋问时，僵应进什行折和算应厉力计栏算集中惠力作坡用下杏局部掩压应坝力为当：则单刚位长打度焊裹缝所级受竖滑向压狭力为订：则翼掠缘与猜腹板您交接叛焊缝妖所受蜘垂直格于焊狡缝长蛋度方裁向的递应力座为：§5菌.4困实腹星梁的台构造戴设计§5国.4染.2退组冒合梁吹截面酷沿长让度的煎改变1：4（2罚）多谣层翼竖缘板去，可瓶采用丝式切断壳外层戴翼缘启板的掩方法料，早断点裁计算劫确定阳，做遣法如肆图：为了疑保证锋，断姓点处冷能正葡常工去作，揭实际甩断点担外伸盒长度l1应满掏足：lM1M1l1l11）精端部苏有正桐面角乓焊缝趣时：当hf≥0沫.7心5t1时：l1≥b1当hf<剂0.坏75t1时：l1≥1烘.5b12）介端部以无正胜面角残焊缝壳时：l1≥2b1b1、t1--沸-外层雄翼缘场板的睛宽度浴和厚帐度；hf--寨焊脚慎尺寸垒。lM1M1l1l1§5励.4船.3持梁的穷拼接成、连稼接和奖支座一、垄梁的纳拼接1、伟型钢华梁的巩拼接帝：2、岩组合零梁的浮拼接在：≥10tw~500~50012344551245345拼接斤处对狡接焊秒缝不烟能与矮基本金属观等强递时,受拉僚翼缘违焊缝应计完算确殃定；翼缘群拼接袋板的尖内力刘应按蔬下式计算:N1=AfnfAfn--被拼盟接翼滩缘板涨净截映面面烦积。腹板铺拼接蒙板及蹄其连煎接承颂担的泽内力许为：1）拼钉接截晶面处抵的全羞部剪源力v；2）按镜刚度日分配趣到腹酒板上吗的弯黑矩Mw：梁的山设计界步骤加劲治肋设沙计[例足题5尊.1扩]某车情间工逐作平族台梁疯格布精置如点图所讽示，盾平台动上无蜂动力乎荷载坛，均碰布活敞荷载施标准乎值为广4.范5k驶N/撕m2，恒输载标裁准值处为3熊kN恢/m2，钢性材为裁Q2印35抱B，钳假定拘平台偷板为姑刚性步，可梁以保炒证次心梁的柿整体梦稳定盐。试袄设计棚主梁茧（组积合截椒面）午和次枝梁（仪型钢踏）。6000q4×3m=12m3m6m4×3m=12m6m6mA[解韵]1.著次梁甲设计1）宝荷载宪及内翠力计印算将次晚梁A售设计霞为简骗支梁翻，其巴计算意简图底如下特图。均布犹荷载浆设计容值：均布拨荷载仅标准弹值：次梁传承受帮的线维荷载鞭标准舱值为绩：次梁龙承受舍的线免荷载炭设计异值为尖：3）抵截面季强度浩验算支座种处最胖大剪组力：跨中桌最大采弯矩宿：次梁制所需婚要的帖净截福面抵全抗矩戴为：查P咏42给7附范表8从.5歇，选溪用I3稀2a，梁报自重g=牙52蓄.6牢9×只9.理8＝战51宽6N戏/m宾，Ix=1震10沙80嚼cm4Wx=6等92足.5折cm3，Sx=4殿00昼.5放cm3，tw=9曾.5粥mm毙。梁自椒重产泰生的沸弯矩竹：总弯横矩：2）厨初选贩截面支座乌处最愈大剪悔应力炼：4）少刚度抵验算钩(采露用标个准荷枣载)可见歉型钢筒由于纱腹板葬较厚庆，剪烟应力给一般稻不起判控制草作用君。因勇此只拦有在照截面糊有较闭大削将弱时币才必屋须验柏算剪跨应力疲。梁跨令中最皆大弯灵曲应童力：满足4×3000=12000173.8173.8173.82.掉主梁婶设计4×3m=12m3m6m4×3m=12m6m6m1）状内力衣计算B将主触梁B只也设钥计为区简支灿梁，毁其计柱算简币图如闹下图激。两侧挥次梁路对主心梁产故生的尸压力沃为：主梁种的支格座反默力（咱未计邀主梁趁自重都）：跨中薄最大哑弯矩鼻：2）手初选疮截面梁所筝需要酸的净抗截面仓抵抗石矩为亿：梁的熟高度花在净可空上线无限形制，下按刚既度要眼求，充工作缺平台正主梁确的容科许挠砌度为l/4酬00，则衰梁容纠许的前最小振高度求为：（啦参照甜均布四荷载积作用昂）参照奖以上杀数据道，考食虑到争梁截睛面高尼度大稳一些动，更牌有利谅于增丹加刚熄度，慌初选赛梁的匪腹板将高度hw=1口00江cm。再按凶经验拦公式棋，可萄得梁纯的经泰济高白度：腹板瓜厚度宏按抗烤剪强纷度：考虑忌局部屈稳定中和构伪造因杀素:可见害依剪乱力要图求所迎需的搂腹板乒厚度扒很小桥。取腹捏板厚t=8岁mm。根据替近似孔公式如计算桶所需且翼缘仍板面买积：翼缘高板宽器：b=(唤1/鹊5~训1/丑3)h=2寨00旧~3统30得mm秤，取b=2扒80霞mm。翼缘吵板厚纺：t=3咸28纤6/悉28题0=仔11怀.7恳mm免，取t=1莫4m轿m。翼缘股外伸许宽度象：b1=(扛28丑0-吸8)邀/2情=1懂36经mm。梁翼肉缘板栏的局页部稳铃定可尽以保甩证，岔且截而面可真以考途虑部虚分塑小性发被展。孤梁截长面如扣图所恒示。1482801410001482801410003）肯截面赵验算截面欲的实妈际几全何性寨质：主梁杜自重给估算鼠：g＝柄14狭9.著2k茶g/舱m×物9.桥8×1位0-3＝1选.4笑6k滴N/辨m单位汗长度电梁的谢质量寺为：式中1.拔2为考笼虑腹除板加呀劲肋待等附怨加构贞造用递钢使器自重哗增大浆的系叮数，站则梁怕的自珍重为索：15寺8.座4×1猜0-4×7席85筹0×促1.捉2＝岸14伤9.穴2k柜g/舰m由梁少自重拘产生搭的跨馒中最附大弯娘矩：由梁愁自重做产生钟的支剖座剪贵力：跨中串最大棚弯矩碌：强度吗验算弯曲弦应力眼：满足剪应麻力、蜻刚度泡不需挨验算载，次梁男作用跳处设飞置支劫承加开劲肋乏，所绘以也在不需脱验算毯局部绳压应粮力。整体写稳定闯验算次梁过可视洞为主驴梁受猾压翼鸽缘的菊侧向扯支撑碰，故l1/b1=3敞00查0/刮28让0=跃10扔.7护<1罪6，熊不必回进行丙整体赔稳定建验算独。腹板菊区格奸A局胆部稳收定验艇算平均崇剪力御：梁腹陶板的建高厚质比：局部姐稳定姿验算应按尖计算染配置矛横向静加劲盈肋。裂考虑拴到次捎梁处惹应配柿置支蒜承加筝劲肋拴，故尘取横腰向加宅劲肋崇的间椅距a=1鸡50巧0m交m<红2h0=2峰00恳0m边m疗，各区限格可猴按无吓局部墓压应叨力的统情况隐考虑领。8×1500=12000AB区格扮A左轿端内故力：区格撕A右哈端内避力：设次肆梁不初能有修效约捕束主碌梁受遵压翼忍缘的锄扭转绿，则迷由（扭）得埋：a/芝h0=1位50淋0/劳10谣00牵=1摘.5它>1粉,则鲜由（逗）得伴：设次侍梁不记能有去效约孙束主旬梁受醒压翼弃缘的谱扭转合，则带由（肿）得国：平均傻弯矩腥：平均腾剪力妖：区格勤B左软端内贷力：区格绘B右牌端内天力：平均巴弯矩嚷：设置慈加劲势肋后内局部收稳定极满足304080支承申加劲江肋设非计（尺略）[例森5.接2]验算差一跨骨