受弯构件-组合梁的设计（钢结构）

钢结构专业课件▶格构式受弯构件主要承受横向荷载的格构式受弯构件称为桁架。与梁相比，其特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替腹板，而在各节点将腹杆与弦杆连接。桁架整体受弯时，弯矩表现为上、下弦杆的轴心压力和拉力，剪力则表现为各腹杆的轴心压力或拉力。钢桁架可以根据不同使用要求制成所需的外形，对跨度和高度较大的构件，其钢材用量比实腹梁有所减少，而刚度却有所增加。只是桁架的杆件和节点较多，构造较复杂，制造较为费工。格构式受弯构件格构式受弯构件与梁一样，平面钢桁架在土木工程中应用很广泛，例如建筑工程中的屋架、托架、吊车桁架(桁架式吊车梁)，桥梁中的桁架桥，还有其他领域，如起重机臂架、水工闸门和海洋平台的主要受弯构件等。大跨度屋盖结构中采用的钢网架，以及各种类型的塔桅结构，则属于空间钢桁架。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架的结构类型有简支梁式、刚架横梁式、连续式、伸臂式和悬臂式。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架的结构类型有：简支梁式，受力明确，杆件内力不受支座沉陷的影响，施工方便，使用最广。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架的结构类型有：刚架横梁式，将桁架端部上下弦与钢柱相连组成单跨或多跨刚架，可提高其水平刚度，常用于单层厂房结构。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架的结构类型有：连续式，跨越较大的桥架常用多跨连续的桁架，可增加刚度并节约材料。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架的结构类型：伸臂式，既有连续式节约材料的优点，又有简支梁式不受支座沉陷影响的优点，只是铰接处构造较复杂。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架的结构类型：悬臂式，用于塔架等，主要承受水平风荷载引起的弯矩。格构式受弯构件格构式受弯构件钢桁架按杆件截面形式和节点构造特点可分为普通、重型和轻型三种。普通钢桁架通常指在每个节点用一块节点板相连的单腹壁桁架，杆件一般采用双角钢组成的T形、十字形截面或轧制T形截面，构造简单，应用最广。重型钢桁架的杆件受力较大，通常采用轧制H型钢或三板焊接工字形截面，也采用四板焊接的箱形截面或双槽钢、双工字钢组成的格构式截面每个节点处用两块平行的节点板连接，通常称为双腹壁桁架。轻型钢桁架指用冷弯薄壁型钢或小角钢及圆钢做成的桁架，节点处可用节点板相连，也可将杆件直接连接，主要用于跨度小、屋面轻的屋盖桁架。格构式受弯构件格构式受弯构件组合梁的设计一、试选截面选择组合梁的截面时，首先要初步估算梁的截面高度、腹板厚度和翼缘尺寸。1.梁的截面高度确定梁的截面高度应考虑建筑高度、刚度条件和经济条件。建筑高度是指梁的底面到铺板顶面之间的高度，它往往由生产工艺和使用要求决定。给定了建筑高度也就决定了梁的最大高度，有时还限制了梁与梁之间的连接形式。组合梁的设计一、试选截面1.梁的截面高度从用料最省出发，可以定出梁的经济高度。梁的经济高度，其确切含义是满足一切条件（强度、刚度、整体稳定和局部稳定）的、梁用钢量最少的高度。但条件多了之后，需按照优化设计的方法用计算机求解，比较复杂。对楼盖和平台结构来说，组合梁一般用作主梁。由于主梁的侧向有次梁支承，整体稳定不是最主要的，所以，梁的截面一般由抗弯强度控制。以下计算的便是满足抗弯强度的、梁用钢量最少的高度。这个高度在一般情况下就是梁的经济高度。组合梁的设计一、试选截面1.梁的截面高度实际采用的梁高，应大于由刚度条件确定的最小高度，而大约等于或略小于经济高度。梁的高度不能影响建筑物使用要求所需的净空尺寸，即不能大于建筑物的最大允许梁高。确定梁高时，应适当考虑腹板的规格尺寸，一般取腹板高度为50mm的倍数。组合梁的设计一、试选截面2.腹板厚度腹板厚度应满足抗剪强度的要求。初选截面时，可近似地假定最大剪应力为腹板平均剪应力的1.2倍，腹板的抗剪强度计算公式简化为：组合梁的设计一、试选截面2.腹板厚度为了考虑局部稳定和构造等因素，腹板厚度一般用下列经验公式进行估算：实际采用的腹板厚度应考虑钢板的现有规格，一般为2mm的倍数。对于非吊车梁，腹板厚度取值宜比式的计算值略小；对考虑腹板屈曲后强度的梁，腹板厚度可更小，但不得小于6mm，也不宜使高厚比超过250。组合梁的设计一、试选截面3.翼缘尺寸组合梁的设计二、截面验算根据试选的截面尺寸，求出截面的各种几何数据，如惯性矩、截面模量等，然后进行验算。梁的截面验算包括强度、刚度、整体稳定和局部稳定几个方面。其中，腹板的局部稳定通常是采用配置加劲肋来保证的。组合梁的设计三、组合梁截面沿长度的改变梁的弯矩是沿梁的长度变化的，因此，梁的截面如能随弯矩而变化，则可节约钢材。对跨度较小的梁，截面改变经济效果不大，或者改变截面节约的钢材不能抵消构造复杂带来的加工困难时，则不宜改变截面。组合梁的设计三、组合梁截面沿长度的改变单层翼缘板的焊接梁改变截面时，宜改变翼缘板的宽度而不改变其厚度。因改变厚度时，该处应力集中严重，且使梁顶部不平，有时使梁支承其他构件不便。组合梁的设计三、组合梁截面沿长度的改变多层翼缘板的梁，可用切断外层板的办法来改变梁的截面理论切断点