钢结构强度计算

1、构件截面承载力强度、钢结构设计原则、1、轴向受力构件的截面强度和刚度2、梁型和强度3、梁的局部压应力和组合应力4、根据强度条件选择梁截面5、拉弯和压弯构件的应用和强度计算、钢结构设计原则、3.1.1轴向受力构件的应用和截面形式、3.1截面形式、轴向受力构件的强度和刚度，指通过截面质心轴承受轴向力的构件。包括轴向受拉构件(轴向拉杆)和轴向受压构件(轴向压杆)。图3.1轴向受压构件的应用广泛应用于钢结构，如桁架和网格中的构件、工业建筑和高层钢结构的支撑以及操作平台和其他结构的支柱。第3章，构件截面强度，钢结构设计原则，图3.2柱形，支撑屋顶、地板或工作平台的垂直受压构件通常称为柱。柱由三部分组成：

2、柱头、柱身和柱脚。传力方式：上部结构的柱头和柱脚基础，实心腹杆和格构构件，实心腹杆具有整体连接的截面。格状构件通常由两个或多个由词缀连接的分支组成。双肢网格构件被广泛使用。第三章，构件的截面强度，钢结构的设计原则，a)型钢；b)坚实的腹部结合部；c)网格复合截面，如图3.3所示，轴向受力构件的截面形式。与格构构件相比，实心腹杆结构更简单，制造更方便，整体受力和抗剪性能更好，但截面尺寸越大，用钢量越大；然而，网格构件易于在两个主轴上实现相等的稳定性，具有更高的刚度、更好的扭转性能和更少的材料消耗。构件截面强度、钢结构设计原则、图3.4柱形、网格构件、实轴和虚轴。在格构构件截面中，穿过肢腹板的主轴

3、称为实轴，穿过肢扣件的主轴称为虚轴。板条和板条通常布置在翼缘两侧的平面中，它们的功能是将翼连接成一个整体，从而它们被压在一起并承受围绕假想轴弯曲时产生的剪切力。板条由斜杆或斜杆和横杆组成，与翼缘形成桁架体系；钢板通常用作板条，形成带有翼缘的刚性框架系统。构件的截面强度、网格构件的常见截面形式、节点板等。n轴向力设计值；组件的总横截面积；钢的抗拉或抗压强度的设计值。3.1.2轴向受载构件的强度计算，1。全截面平均应力达到屈服强度的未受损构件的强度极限状态。在设计中，作用在轴向受力构件上的外力n应满足以下要求：第三章，构件的截面强度，钢结构设计原则，2，弹性阶段带孔的不均匀应力分布等。极限状态下净

4、截面上的应力为均匀屈服应力。极限强度状态是净截面的平均应力达到屈服强度。在设计中，(3-1)、AN构件的净截面面积、第三章构件的截面强度、钢结构设计原则、3.1.3轴向受力构件的刚度计算(正常使用极限状态)P185、轴向受力构件的刚度通常用长细比来衡量，且越大越小。如果长细比太大，部件容易因自重而弯曲，在动态载荷下振动，并在运输和安装过程中弯曲。因此，构件的长细比不应超过设计中规定的允许长细比。最不利方向最大构件的最大长细比；l0的计算长度取决于两端的支撑条件；一、回转半径；允许长细比见P185表6.1和表6.2。第三章，钢结构设计原则，轴向受力构件的强度计算，1。截面不变弱，2。孔弱化，轴向

5、加载构件栓接时最危险净截面的计算，轴向加载构件刚度的计算(正常使用的极限状态)，第三章构件截面强度和截面特性的计算。横截面积：上、下翼缘和腹板的横截面积之和，以及中性轴(质心)位置：根据整个截面对某一轴的面积矩等于每个板对该轴的面积矩之和来计算。惯性矩：每个板的惯性矩加上每个板的面积乘以从板中心到中性轴的距离的平方。图3.6截面特性的计算，第3章构件的截面强度，每个点的阻力矩：惯性矩除以从该点到中性轴的距离。每个点的面积矩：该点和轴线上方(或下方)的横截面面积的面积矩。如果根据B点以下的面积矩计算，中性轴以上的部分取负值，后面的部分取正值。图3.6截面特性计算，第三章部件的截面强度，例3.1图

6、3.1所示为带有中间工作起重机的厂房。尝试计算拉杆能承受的最大拉力和最大允许计算长度。钢是Q235钢。(c)，示例的图3.1，第3章中部件的截面强度，发现为210010，a=219.26cm2，an=2 (1926-2010)=3452mm2，ani=2(245 402 1002-220)10=3150 mm2。Lox=IX=35030.5=10675 mm，Loy=Iy=35045.2=15820 mm，解决方案：例3.1图(b)，第三章，构件截面强度，钢结构设计原则，仅承受弯矩或弯矩和剪力的相互作用。3.2梁的类型和强度，结构中的受弯构件主要以梁的形式出现，主要因弯曲和扭转而弯曲或变形的构

7、件称为梁。梁是钢结构中广泛使用的基本构件。例如，建筑物中的地板梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁。第三章是成员的截面强度。1.梁的强度计算主要包括弯曲、剪切、局部压应力和转换应力。2.刚度主要是控制最大挠度不超过根据应力和使用要求规定的允许值。钢结构设计原则钢结构设计原则3.2.1根据弯曲变形情况划分梁的类型和梁格布置：单向受弯构件在一个主轴平面内弯曲，双向受弯构件在两个主轴平面内弯曲；1根据支撑条件划分梁的类型：一般采用简支梁、连续梁和悬臂梁，制作简单，安装方便。无论是哪种支撑梁，当截面内力已知时，截面设计的原则和方法是一样的。钢结构截面强度、钢结构设计原则、图3.7梁的截面形式、热轧钢梁(

8、a)焊接组合截面梁(b)冷弯薄壁钢梁(c)空心截面梁(d)组合梁(e)、梁的截面形式、第三章构件的截面强度、钢结构设计原则、1抗弯强度、图3.8各荷载阶段梁截面正应力分布、3.2.2受弯构件的强度和刚度、 弹性阶段构件边缘纤维的最大应力为：第三章中Wnx截面绕X轴的净截面模量、构件截面强度、当最大应力达到屈服点fy时，为梁弹性工作的极限状态，其弹性极限弯矩(屈服弯矩)My，所有截面均进入塑性状态，应力分布为矩形。 最大弯矩称为塑性弯矩MP、WP截面相对于X轴的塑性模量和xp截面绕X轴的塑性系数。在钢梁设计中，如果根据截面的完全塑性进行设计，可以节省钢材，但变形比较大，会影响正常使用因此，规范规

9、定，通过限制塑性发展区，可以有限地使用塑性，一般A在H/8和H/4之间。构件截面强度、钢结构设计原则、塑性发展系数与截面形状有关，但与材料性能无关，故又称截面形状系数。不同截面形式的塑性发展系数见表3-3 P79。梁的抗弯强度应满足Mx和My梁截面中x和y轴周围最大弯矩的设计值；Wnx和Wny截面相对于x轴和y轴的净截面模量；x和y截面相对于x和y轴的有限塑性发展系数小于：钢的弯曲设计强度；第三章构件截面强度、钢结构设计原则、根据局部稳定的要求，当梁的自由外伸宽度与受压翼缘厚度之比大于但不大于时，塑性发展将对翼缘的局部稳定产生不利影响，其值应为x1.0。对于需要计算疲劳的梁，由于有一个塑性区较

10、深的截面，塑性区的钢材容易硬化，导致提前疲劳断裂，因此应取x=y=1.0。钢结构的截面强度钢结构的设计原则在构件的截面上有一个特殊的点。当外力产生的剪切力作用在这一点上时，构件只产生线性位移，不产生扭转。这个点被称为构件的剪切中心，也称为弯曲中心。1.剪切中心，2。剪切强度。如果梁没有穿过剪切中心，它将在弯曲时扭曲。因为扭转是围绕剪切中心进行的，所以S点也称为扭转中心。剪切中心的位置只与截面的形状和大小有关，与外荷载无关。剪切中心位置的一些简单规律(1)双对称轴截面和点对称截面(如Z截面)，S与截面的形心重合；(2)单对称轴截面，s在对称轴上；(3)由矩形薄板的中线相交的点组成的截面，每个薄板

11、中的剪切力通过该点，S位于多个板的交叉点。钢结构的截面强度，钢结构的设计原则，常用开口薄壁截面的剪切中心s的位置，钢结构的截面强度，钢结构的设计原则，图3.9工字形和槽形截面梁的剪应力，Vy计算沿腹板平面作用的剪力；Sx计算剪切应力之上或之下总截面中心轴的面积力矩；总截面惯性矩；Fv钢抗剪设计强度；t计算该点的板厚。(3-10)根据材料力学知识，实心腹板梁截面上剪应力的计算公式如下：弯曲剪应力的计算，第三章，构件的截面强度，钢结构的设计原则，当梁上有集中荷载时(如吊车轮压、次梁集中力、支座反力等)。)，并且在该负载下没有支撑。为了确保腹板的这一部分不会被压缩损坏，应计算腹板上边缘的局部承载强度

12、。1。局部承压强度，图3.10腹板边缘局部压应力分布，第3章构件截面强度，3.3梁的局部压应力和组合应力，钢结构设计原则，腹板边缘局部承压强度计算为：(3-30)，局部承压位置的局部承压应力不得超过材料抗压强度的设计值。f集中荷载，施加动载荷时应考虑动力系数，重型吊车梁为1.1，其他梁为1.05；集中荷载放大系数(考虑到吊车车轮压力分布不均匀)，重型吊车梁=1.35，其他梁和所有梁支撑=1.0；Tw腹板厚度lz假定集中荷载在腹板计算高度上边缘的分布长度可根据以下公式计算：第3章，构件截面强度，钢结构设计原则，从梁顶面到腹板计算高度上边缘的距离。hR轨道的高度，对于梁顶部没有轨道的梁，hR=0。

13、从B梁末端到轴承外缘的距离轨道上的车轮压力为a=50mm毫米；构件截面强度、钢结构设计原则、1)轧制型钢，两个内孤立起点之间的间距；2)焊接组合截面为腹板高度；3)铆接(或高强度螺栓连接)时铆钉(或高强度螺栓)之间的最短距离。腹板的计算高度h0，第三章，构件的截面强度，钢结构的设计原则，规范规定，如果组合梁腹板的计算高度的边缘同时承受较大的正应力、剪应力和局部压应力c，则应验算换算应力。其强度的计算公式为：2降低应力，(3-32)，弯曲正应力，剪应力，c局部压应力，c拉应力为正，压应力为负。第三章构件截面强度、钢结构设计原则、m、v验算截面的弯矩和剪力；在检查截面的净截面惯性矩时；Y1检查点到中和轴的距离；S1检查点在对中截面面积和轴面积力矩的上方或下方；例如，工字形截面是法兰区域对齐和轴线的面积力矩。1.换算应力强度设计值增加系数。与c相同的数字，1=1.1；c，1=1.2。在公式(3-32)中，强度的设计值乘以增加系数1，考虑到当某一截面处腹板边缘的减小应力达到屈服时，它仅限于局部区域，因此设计强度得到提