受弯构件知识点

6.受弯构件

6.1 受弯构件的形式和应用

梁——承受横向荷载的实腹式受弯构件。 桁架——承受横向荷载的格构式受弯构件。

按功能分为：楼盖梁、平台梁、吊车梁、檩条、墙架梁 按制作方法分为：型钢梁、组合梁 6.2 梁的强度和刚度 一、梁的强度 1. 梁的抗弯强度

实腹梁的截面正应力发展过程分为弹性、弹塑性和塑性三个阶段

（2） 塑性设计

允许截面部分发展塑性，塑性发展区高度a 小于等于0.125h

2. 梁的抗剪强度

3. 梁的局部承压强度

当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算：

轴的净截面抵抗矩轴和对—、轴为强轴）轴的弯矩（轴和绕—、y x W W x y x M M ny nx y x 1.6148

，表查截面塑性发展系数，—、P y x γγ受压翼缘的厚度。—t 。钢材的抗剪强度设计值—腹板厚度；

—毛截面惯性矩；—面对中和轴的面积矩；计算剪应力处以上毛截

—用的剪力；计算截面沿腹板平面作—V w f t I S V

4. 梁在复杂应力作用下的强度计算

在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，

二、梁的刚度

梁的刚度用荷载作用下的挠度大小来衡量。

5.3 梁的整体稳定

一、梁整体稳定的概念

双轴对称工字形截面简支梁纯弯，支座为夹支座（只能绕x 轴， y 轴转动，不能绕z 轴转动，只能自由挠曲，不能扭转）。

梁整体失稳的现象：

侧向弯曲，伴随扭转——出平面的弯扭屈曲 二、梁整体稳定的保证

规范规定，当符合下列情况之一时，不必计算梁的整体稳定：p113

1.焊接工字形等截面简支梁和扎制H 型钢简支梁

2. 轧制普通工字钢简支梁

3. 轧制槽钢简支梁

4. 双轴对称工字形等截面（含H 型钢）悬臂梁 影响梁整体稳定承载力的因素 1. 荷载的类型 2. 荷载作用位置

。＝时，取＝同号或和当＝异号时，取和当计值增大系数，验算折算应力的强度设

—为负。以拉应力为正，压应力和剪应力和局部压应力，

、点上同时产生的正应力1.102.1111βσσσβσσβσσc c c c c

3. 梁的截面形式

4. 梁受压翼缘侧向支承点间的距离

5. 端部支承条件

6. 初始缺陷

7. 钢材强度

6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计 一、受压翼缘的局部稳定

梁受压翼缘板的局部稳定计算采用强度准则，即保证受压翼缘的 局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度

1. 工字形截面梁的受压翼缘 三边简支，一边自由的均匀受压板

2. 箱形截面梁的受压翼缘 四边简支的均匀受压板

受压翼缘的局部稳定不满足， 可加大翼缘板的厚度。 二、 腹板的局部稳定

梁腹板受到弯曲正应力、剪应力和局部 压应力的作用，在这些应力的作用下， 梁腹板的失稳形式如图所示。P118 1. 腹板加劲肋的配置

提高梁腹板局部稳定可采取以下措施： ① 加大腹板厚度——不经济 ② 设置加劲肋——经济有效

横向加劲肋：防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳；

纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布置在受压区； 短加劲肋： 防止局部压应力引起的失稳，布置在受压区。 同时布置有横向加劲肋和纵向加劲肋时，断纵不断横。 2. 保证腹板局部稳定的条件

梁腹板的局部稳定计算采用强度准则，即保证腹板的局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度

y

cr f b t ≥??

?

??=2

1006.18ηβχσ()

()

0.1235154.00.12351325.00.1425.0=≤>≤x y

x y f t

b f t

b γηγηχβ：＝设计时，取当梁的抗弯强度按弹性可得：＝，＝，＝取y f t

b 235

4025.00.140≤可得：＝，＝，＝取ηχβ

考虑到几种应力同时作用的情况，并考虑工程设计经验，规范对

记住那三个公式p120

三、加劲肋的构造和截面尺寸

y

w f t h 2352500均不应超过任何情况下，0

000

05.25.0100025.0.1h a h t h h a h w c ≤≤≤=≤≤时：且当横向加劲肋间距σ）（单侧：）（双侧：横向加劲肋外伸宽度m m h b m m h b s

s ??

? ??+≥+≥40302.14030.200s

b t 151.3≥加劲肋的厚度3

02

0003

003045.05.285.0/5.185.0/3.4w

y w

y w

z t h h a h a I h a t h I h a y t h I z ???? ?????? ??-≥>≥≤≥时，当时，当轴）矩（对纵向加劲肋的截面惯性轴）矩（对横向加劲肋的截面惯性

断纵不断横

向加劲肋加强时：同时用横向加劲肋和纵板边缘线

轴为与加劲肋相连的腹轴和加劲肋单侧布置时，

轴为腹板轴线轴和加劲肋双侧布置时，

z y z y

四、支承加劲肋的计算

支承加劲肋——承受固定集中荷载或支座反力的横向加劲肋。 1. 按轴心压杆计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性 2. 支承加劲肋的端面承压强度 按下式计算

3. 支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承受全部集中力或支反力 进行计算，假定应力沿焊缝长度均匀分布。 6.6 型钢梁的设计

一、单向弯曲型钢梁

二、双向弯曲型钢梁

型钢梁的剪应力和局部稳定一般不需验算 6.7 组合梁的设计 一、试选截面

截面选择步骤为：估算梁的高度， 决定腹板的厚度和翼缘尺寸。 1. 梁的截面高度

处断开。～缘接，一般在距受拉翼下端不应与受拉翼缘焊

梁，中间横向加劲肋对直接承受动力荷载的）的斜角；（高约），

（约在加劲肋端部应切去宽m m m m b m m b s s 10050602/403/.5≤≤处。缘腹板计算高度受压边纵向加劲肋一般布置在4~.600h h 。，附表查值，钢材端面承压强度设计—端部承压面积；—集中荷载或支座反力；—1.1313P f A F f A F ce ce ce

ce ce ≤=σ()()())f M W f W M f M W f W M b x x b x nx nx x ??γγmax max max max ≤?≤≤?≤整体稳定：抗弯强度：f M M f

M W W M W f W M W M x y x x y ny nx

y x x nx ny y y nx x x γαγγγγγ+=???? ??+≤?≤+1抗弯强度：（槽钢）＝型钢和工字钢）或（窄翼缘＝取对小型号的型钢，近似56ααH 性。

弯曲时可以允许发展塑表示绕弱轴低第二项的影响，不是在此处只是用来适当降

注：式中的整体稳定：y y y y x b x

f

W M W M γγ?≤+

()的倍数。

取腹板高度为。～＝；对吊车梁，～＝有孔眼时，；＝，，最大弯矩处无孔眼时的单位是，的单位是m m f M W m m

h m m W x x s x 509.07.09.085.005.13αααα=

2. 腹板厚度

选择腹板厚度要考虑抗剪强度

腹板厚度一般用经验公式进行估算：

3. 翼缘尺寸

4. 截面验算

梁的截面尺寸确定后，要验算截面的强度、刚度、整体稳定和局部稳定

确定翼缘尺寸时，应注意满足局部稳定的要求：

()()

。

是受压翼缘的外伸宽度；

b f t b f t b x y

x y

0.1235

150.1235

13=≤>≤γγ偏小—v

w w f h V t max 2.1≥）

（mm h t w w

5.3=的倍数。范围内，一般为～腹板厚度最好在

的单位均为和mm mm mm h t w

w 2228的倍数。的倍数，厚度宜取翼缘宽度宜取

翼缘厚度：翼缘宽度：翼缘面积：m m m m A t h b h

t h W A f

f f

w

w w x f 21031~5161=??? ??

=-=f f l t F f

It VS f W M W M f W M c c z w c v

w ny

y y nx x x

nx x x 12223)1(βτσσσσψστγγσγσ≤+-≤=≤=≤+=≤=＋折算应力：局部承压强度：抗剪强度：（双向弯曲）（单向弯曲）抗弯强度：强度验算[]v v ≤刚度验算)2(

5. 组合梁截面沿长度的改变

梁的弯矩沿长度而变，为了节约钢材可将组合梁截面随弯矩变化 而改变。变截面梁可以改变梁宽，也可改变梁高

梁高改变时可使上翼缘保持一平面，支座处的高度应满抗剪强度的要求，但不宜小于跨中高度的1/2 梁宽改变时，

主要变上下翼缘宽度，较窄翼缘宽度b ’ 应满足截面开始改变处的弯矩M1下 的强度要求，还应验算该截面的腹板与翼缘交接处的折算应力。

对于均布荷载作用下的简支梁，最优截面改变处是离支座1/6跨度处 多层翼缘板的梁，可用切断外层板的方法来改变梁的截面

梁截面一般只改变一次，对于跨度较小的组合梁，不宜改变截面 6. 焊接组合梁翼缘焊缝的计算

梁弯曲时，翼缘与腹板之间将产生水平剪应力

（双向弯曲）

（单向弯曲）整体稳定验算f W M W M f W M y

y y x b x

x b x ≤+=≤=γ?σ?σ)3(11235152351342

,2≤???

?

??++???? ??≤cr cr c c cr y

y f

f t b ττσσσσ的腹板：）仅用横向加劲肋加强

腹板：

或受压翼缘：局部稳定验算）

（1

122

22,22222121,1≤???? ??++???? ??≤???

? ??+???? ??+cr cr c c cr cr cr c c cr ττσσσσττσσσσ肋之间的区格：②受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格：①受压翼缘与纵向加劲纵向加劲肋加强的腹板）同时用横向加劲肋和1

132

22,22222

121,1≤???? ??++???

? ??≤???

? ??+???? ??+cr cr c c cr cr cr c c cr ττσσσσττσσσσ肋之间的区格：②受拉翼缘与纵向加劲格：肋和短加劲肋之间的区①受压翼缘与纵向加劲区格肋之间设有短加劲肋的在受压翼缘与纵向加劲）面积矩。

翼缘截面对梁中和轴的—力为：沿梁单位长度的水平剪11

111S I VS t t I VS t v x

w w x w =?==τ

6.8 梁的拼接、连接和支座p134

w

f x f

w f f x f f I VS h f h I VS h v 4.14.17.021111≥≤=?=：所需焊缝的焊脚尺寸为得由τ2124.114.17.02???? ??+???? ??≥=?=x z f w f f z

f z f f I VS l F f h l h F

l h F βψψψσ：所需焊缝的焊脚尺寸为有局部压应力作用时，