第13章-钢结构受弯构件word版本
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混凝土结构设计原理第13章预应力混凝土结构受弯构件的设计与计算
d dP1 p1 dl N sin 2 d ( N dN 1 ) sin Nd 2
con
R1
f1
p2 f2
Np
计算截面
x
d dP1
dF1 dP1 Nd
N
R1
N dN1
dF1
d / 2
d / 2 dl
(2)管道偏差引起的摩擦力
dP2 p2 dl N dl R2
13.2.2 斜截面承载力计算
斜截面抗剪承载力计算
0Vd Vcs V pb
斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值
Vcs 1 2 3 ( 0.45 10 3 )bh0 ( 2 0.6 p ) f cu,k sv f sv
预应力弯起钢筋的抗剪承载力设计值。
安装、运输阶段 构件仍受预加力和一期恒载的作用，但应注意： 预应力损失继续增加。 一期恒载应计入动力系数。 构件在运输及安装过程中，受力模式可能 发生改变，应根据实际施工情况进行验算。
使用阶段
预加力的合力 N p ( 偏心压力）
受力情况
一期恒载 G1
二期恒载 G2
车辆、人群等活载 Q
Ap
( pa f pd Ep c p ) f pd p0
Ap
先张法构件：
l l4 p0 con
后张法构件：
l p0 con Ep pc
计算简图
As
减小σ l1的措施：
采用两端张拉，减小θ 值及管道的长度x值。
T形截面受弯构件
x
As
Ap
判断T形截面类型 截面复核
con
R1
f1
p2 f2
Np
计算截面
x
d dP1
dF1 dP1 Nd
N
R1
N dN1
dF1
d / 2
d / 2 dl
(2)管道偏差引起的摩擦力
dP2 p2 dl N dl R2
13.2.2 斜截面承载力计算
斜截面抗剪承载力计算
0Vd Vcs V pb
斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值
Vcs 1 2 3 ( 0.45 10 3 )bh0 ( 2 0.6 p ) f cu,k sv f sv
预应力弯起钢筋的抗剪承载力设计值。
安装、运输阶段 构件仍受预加力和一期恒载的作用，但应注意： 预应力损失继续增加。 一期恒载应计入动力系数。 构件在运输及安装过程中，受力模式可能 发生改变，应根据实际施工情况进行验算。
使用阶段
预加力的合力 N p ( 偏心压力）
受力情况
一期恒载 G1
二期恒载 G2
车辆、人群等活载 Q
Ap
( pa f pd Ep c p ) f pd p0
Ap
先张法构件：
l l4 p0 con
后张法构件：
l p0 con Ep pc
计算简图
As
减小σ l1的措施：
采用两端张拉，减小θ 值及管道的长度x值。
T形截面受弯构件
x
As
Ap
判断T形截面类型 截面复核
钢结构第五章受弯构件
螺栓连接
适用于可拆卸的结构和临时性连接，具有施工方便、质量易于保证等优 点；但用钢量较大，且需要定期紧固。
03
铆钉连接
适用于承受动力荷载的结构，具有传力可靠、韧性和塑性好等优点；但
铆接工艺复杂、劳动强度高、用钢量也较大。
节点类型及其适用范围
刚接节点
能传递弯矩和剪力，适用 于固定支座和连续梁等需 要传递弯矩的结构。
03
受弯构件截面设计与优化
截面形状选择原则
01
02
03
符合受力要求
根据受弯构件所受荷载类 型、大小及分布情况，选 择能够有效承受弯矩和剪 力的截面形状。
便于加工制作
考虑现有加工设备和技术 水平，选择易于加工成型 的截面形状。
经济性
在满足受力要求和加工制 作的前提下，尽量选择材 料用量少、成本低的截面 形状。
连接固定
采用合适的连接方式将构件与基础或相邻构 件连接固定，确保稳定性和安全性。
验收标准和方法
验收标准
构件的尺寸偏差、形位公差、表面质量等应符合相关标准和 设计要求。
验收方法
采用测量工具对构件的尺寸、形位等进行测量，目视检查表 面质量，查阅相关质量证明文件等。对于不合格的构件，应 及时进行整改或返工处理，直至符合要求为止。
节点法
对于超静定结构，通过选取节点建立平衡方程，进 而求解内力的方法。
力矩分配法
适用于连续梁和无侧移刚架等结构，通过力矩分配 系数求解内力的方法。
剪力、弯矩图绘制
80%
剪力图的绘制
根据截面法或节点法求得的剪力 值，在构件上按比例绘制剪力图 。
100%
弯矩图的绘制
根据截面法或节点法求得的弯矩 值，在构件上按比例绘制弯矩图 。
适用于可拆卸的结构和临时性连接，具有施工方便、质量易于保证等优 点；但用钢量较大，且需要定期紧固。
03
铆钉连接
适用于承受动力荷载的结构，具有传力可靠、韧性和塑性好等优点；但
铆接工艺复杂、劳动强度高、用钢量也较大。
节点类型及其适用范围
刚接节点
能传递弯矩和剪力，适用 于固定支座和连续梁等需 要传递弯矩的结构。
03
受弯构件截面设计与优化
截面形状选择原则
01
02
03
符合受力要求
根据受弯构件所受荷载类 型、大小及分布情况，选 择能够有效承受弯矩和剪 力的截面形状。
便于加工制作
考虑现有加工设备和技术 水平，选择易于加工成型 的截面形状。
经济性
在满足受力要求和加工制 作的前提下，尽量选择材 料用量少、成本低的截面 形状。
连接固定
采用合适的连接方式将构件与基础或相邻构 件连接固定，确保稳定性和安全性。
验收标准和方法
验收标准
构件的尺寸偏差、形位公差、表面质量等应符合相关标准和 设计要求。
验收方法
采用测量工具对构件的尺寸、形位等进行测量，目视检查表 面质量，查阅相关质量证明文件等。对于不合格的构件，应 及时进行整改或返工处理，直至符合要求为止。
节点法
对于超静定结构，通过选取节点建立平衡方程，进 而求解内力的方法。
力矩分配法
适用于连续梁和无侧移刚架等结构，通过力矩分配 系数求解内力的方法。
剪力、弯矩图绘制
80%
剪力图的绘制
根据截面法或节点法求得的剪力 值，在构件上按比例绘制剪力图 。
100%
弯矩图的绘制
根据截面法或节点法求得的弯矩 值，在构件上按比例绘制弯矩图 。
钢结构受弯构件
2.3、梁的局部稳定和腹板加劲肋设计原则
（一）、受压翼缘的局部稳定
翼缘 图 为 梁局部失稳
腹板
受压翼缘的局部稳定
E t 2 cr ( ) 2 12(1 ) b
2
μ—钢材泊松比0.3 E—钢材弹性模量
屈曲系数
0.425 弹性约束系数 1.0
由条件
计算出
cr
cr f y
2.2梁整体稳定性
图 楼盖或工作平台梁格 (a)有刚性铺板；(b)无刚性铺板
当不满足前述不必计算整体稳定条件时，应对当梁的 整体稳定进行计算：
M x cr cr f y b f Wx R f y R
Mx f bWx
Mx—绕强轴作用的最大弯矩；
Wx—毛截面模量； φb—梁的整体稳定系数（见书上附表3）。
xW nx
4、最大剪力验算 5、整体稳定验算
VS max I t w f v
Mx f bW x
6、局压验算
7、刚度验算
c
F
tw lz
f
（二）双向弯曲型钢梁
以工字型钢为例 1、梁的内力求解： 设计荷载下的最大Mx’ 、V’ （不含自重）和 My 。
同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横。
腹板设加劲肋满足局部稳定要求
图为 梁腹板加劲肋
◆ 腹板局部稳定计算
1、仅用横向加劲肋 加强的腹板
同时受正应力、剪应力和边缘压应 力作用。
a
h0
图为 设置横向加劲肋
稳定条件：
2 σ σ τ c (σ ) σ (τ cr c,cr
cr
) 1
2
σ —腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算； σ —腹板边缘的局部压应力 ,σ c=F/(lztw) c τ —腹板平均剪应力,τ =V/(hwtw )；
钢结构5-受弯构件
根据分析结果，调整构件尺寸和连接方式。
施工图绘制
完成图纸绘制，准备施工。
优化方法与实例
尺寸优化
调整梁、柱等构件的截面尺寸，以实 现最优承载能力。
形状优化
改变构件的形状，如采用H形、箱形 等，提高稳定性。
优化方法与实例
• 拓扑优化：确定结构中最佳的材料分布，以满足性能要求。
优化方法与实例
大跨度桥梁
05
受弯构件的设计与优化
设计原则与流程
确保结构安全
满足承载力、稳定性和疲劳强度要求。
经济性
优化材料用量，降低成本。
设计原则与流程
• 可持续性：考虑环境影响，选择环保材料和工艺。
设计原则与流程
需求分析
明确结构用途、载荷和约束条件。
初步设计
确定梁、柱等主要构件的尺寸和布局。
设计原则与流程
详细设计
未来发展方向与挑战
高性能材料研发
满足更高强度、韧性和耐久性要求。
跨学科合作
加强结构工程、材料科学、计算机科学等多学科交叉融合。
THANKS
感谢观看
有限元法
利用计算机模拟技术，对钢结构进 行详细的数值分析，可以更准确地 预测其稳定性。
提高稳定性的措施
1 2
加强支撑
增加侧向支撑和加强筋，提高钢梁的侧向刚度和 稳定性。
选择合适的截面形状和尺寸
根据受力要求和稳定性要求，选择合适的截面形 状和尺寸。
3
预应力处理
通过施加预应力来提高钢结构的稳定性，防止失 稳的发生。
钢结构5-受弯构件
目录
• 受弯构件概述 • 受弯构件的受力分析 • 受弯构件的承载能力 • 受弯构件的稳定性分析 • 受弯构件的设计与优化
施工图绘制
完成图纸绘制，准备施工。
优化方法与实例
尺寸优化
调整梁、柱等构件的截面尺寸，以实 现最优承载能力。
形状优化
改变构件的形状，如采用H形、箱形 等，提高稳定性。
优化方法与实例
• 拓扑优化：确定结构中最佳的材料分布，以满足性能要求。
优化方法与实例
大跨度桥梁
05
受弯构件的设计与优化
设计原则与流程
确保结构安全
满足承载力、稳定性和疲劳强度要求。
经济性
优化材料用量，降低成本。
设计原则与流程
• 可持续性：考虑环境影响，选择环保材料和工艺。
设计原则与流程
需求分析
明确结构用途、载荷和约束条件。
初步设计
确定梁、柱等主要构件的尺寸和布局。
设计原则与流程
详细设计
未来发展方向与挑战
高性能材料研发
满足更高强度、韧性和耐久性要求。
跨学科合作
加强结构工程、材料科学、计算机科学等多学科交叉融合。
THANKS
感谢观看
有限元法
利用计算机模拟技术，对钢结构进 行详细的数值分析，可以更准确地 预测其稳定性。
提高稳定性的措施
1 2
加强支撑
增加侧向支撑和加强筋，提高钢梁的侧向刚度和 稳定性。
选择合适的截面形状和尺寸
根据受力要求和稳定性要求，选择合适的截面形 状和尺寸。
3
预应力处理
通过施加预应力来提高钢结构的稳定性，防止失 稳的发生。
钢结构5-受弯构件
目录
• 受弯构件概述 • 受弯构件的受力分析 • 受弯构件的承载能力 • 受弯构件的稳定性分析 • 受弯构件的设计与优化
钢结构-受弯构件
受弯构件要点：♦受弯构件概述；强度准则在受弯构件中的体现；边缘屈服弯矩与极限弯矩；截面塑性模量；单轴与双轴抗弯强度♦截面抗剪强度；局部承压强度；折算应力♦整体稳定♦局部稳定受弯构件概述的主要破坏形式受弯构件类型与受力特点1．基本概念♦受弯构件：弯矩作用或受弯矩和剪力共同作用的构件。
♦强轴：形心主轴中惯性矩、截面模量最大的主轴。
♦弱轴：与强轴垂直的主轴。
2．构件类型♦单向弯曲构件：构件在一个主平面受弯。
♦双向弯曲（斜弯曲）构件：构件在两个主平面受弯。
3．受力特点♦屈服点♦ 弹性核 ♦ 塑性区♦ 极限抗弯承载力主要破坏形式1． 截面强度破坏截面的平均应力达到屈服点f y ，截面应变迅速增加最后导致结构破坏。
通常以截面的平均应力达到屈服点f y 为轴心受压构件强度破坏准则。
2． 整体失稳破坏由于侧向干扰力或构件初始偏心等原因，受弯构件离开原来的平面，发生侧向挠曲和扭转称为受弯构件的整体失稳。
当轴力达到某一值时结构不能保持稳定的平衡状态，结构变形迅速增大开始丧失稳定性，最后导致结构破坏。
这时的轴心压力称为临界压力。
3． 局部失稳破坏构成受弯构件的板件在压应力和剪应力作用下局部出现波浪状的鼓曲变形，但轴线变形仍在弯曲平面内的的现象。
一般不一定作为构件整体破坏的判别准则。
受弯构件的截面强度强度准则1. 边缘纤维屈服准则截面上边缘处的最大应力达到屈服时即认为受弯构件的截面达到了强度极限，截面上的弯矩称为屈服弯矩。
此时构件在弹性阶段工作。
2. 全截面屈服准则一整个截面的应力达到截面承载极限强度的状态作为强度破坏的界限，此时截面上的弯矩称为塑性弯矩或极限弯矩。
3. 部分发展塑性准则将截面塑性区限制在某一范围，一旦塑性区达到规定的范围即视为强度破坏。
抗弯强度1. 缘纤维屈服准则 单向弯曲构件 双向弯曲构件 截面应力：d xn x f W M ≤=σ；d yny xn x f W M W M≤+=σ（或()()d xyn yn xn xyn x xn y xyn y yn x f I I I y I M I M x I M I M ≤--+-=2σ） 相关准则：1≤exdxM M ； 1≤+eydy exd xM M M M屈服弯矩：d xn exd f W M =；d yn eyd f W M =2. 全截面屈服准则 中性轴：⎰=dA f N y；⎰=ydA f My x；⎰=xdA f M y y相关准则：1≤pxdxM M ； 1≤+pydy pxd xM M M M极限弯矩：d pxn pxd f W M =；d pyn pyd f W M =3. 部分发展塑性准则截面应力：d exn x x f W M ≤γ； d eyny y exn x xf W M W M ≤+γγ截面塑性发展系数：ep x M M =γ相关准则：直线关系式：1≤exdx xM M γ； 1≤+eydy y exd x xM M M M γγ屈服弯矩：d xn exd f W M =；d yn eyd f W M =抗剪强度1． 单方向横向力作用 截面应力：vyd x x y f tI S V ≤=τ（vyd wy f A V ≤=τ）2． 双方向横向力作用vyd y y x x x y f tI S V tI S V ≤+=τ（或()()()vyd xyyx xxy x x y y xy y yx f tI II V I S I S V I S IS ≤--+-=2τ）局部承压强度y zw c f l t F≤=σ； 其中，分布长度y z h a l 2+= 否则，需要设置支承加劲肋。
钢结构受弯构件
ϕ b = σ cr / f y
－梁的整体稳定系数。 梁的整体稳定系数。
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纯弯曲的双轴对称焊接工字形截面简支梁的整体稳定系数 计算公式： 计算公式：
λ y t1 235 4320 Ah 1+ ϕb = 2 4 .4 h f λ yW x y
2
当 替
σ + σ − σσ c + 3τ ≤ β1 f
2 2 c 2
σ ,τ , σ c
－腹板计算高度边缘同一点上的弯曲正应力.剪应力和 腹板计算高度边缘同一点上的弯曲正应力. 局部压应力。 局部压应力。 β1－验算折算应力的强度设计值增大系数。 σc异号时 异号时， β1－验算折算应力的强度设计值增大系数。当σ与σc异号时， 取β1=1.2；当σ与σc同号时，β1=1.1。 β1=1.2； σc同号时，β1=1.1。 同号时
υ ≤ [υ ]
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5.4 梁的整体稳定和支撑
一.梁整体稳定的概念
梁的荷载作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时， 梁的荷载作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时，梁的弯曲平衡 状态是稳定的。 状态是稳定的。虽然外界各种因素会使梁产生微小的侧向弯曲和扭 转变形，但外界影响消失后，梁仍能恢复原来的弯曲平衡状态。 转变形，但外界影响消失后，梁仍能恢复原来的弯曲平衡状态。然 而，当荷载增大到某一 数值后， 数值后，梁在向下弯曲 的同时， 的同时，将突然发生侧 向弯曲和扭转变形而破 坏，这种现象称为梁的 侧向弯扭屈曲或整体失 稳。
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三.梁整体稳定的计算方法
M x σ cr σ cr f y ≤ = = ϕb f σ = Wx γR f yγ R
钢结构受弯构件课件
性，取塑性发展深度 a0.12h5[图6.6(c)]。
•
PPT学习交流
21
• 这样，梁的抗弯强度按下列规定计算；
Mx f
xWnx
Mx My f
xWnx yWny
• •
=1.0x、x5，=x
y
为截面塑性发展系数：对工字形截面，
==11.2.005；；y对对箱其形他截截面面，，可按表6.1采用；
• 在土木工程中，除少数情况如吊车梁、起重机 大梁或上承式铁路板梁桥等可单根梁或两根梁成 对布置外，通常由若干梁平行或交叉排列而成梁 格，图6.2即为工作平台梁格布置示例。
•
PPT学习交流
5
PPT学习交流
6
•
根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三
种类型：
• (1)单向梁格
• 只有主梁，适用于
• 楼盖或平台结构的
y
PPT学习交流
22
为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，规
范规定：①当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚
度t之比大于13 235/ f y (但不超过15 235/ f y )时，
应取
= 1x .0。 钢材牌号所指屈服点 ,即f不y 分
钢材厚度一律取为；Q235钢，235；Q345钢，
345；Q390钢，390；Q420钢，420。
M xp fy(S 1 n xS 2 n)xfy W pnx
• 式中 、 —分别为中和轴以上、以下净截面对中和轴x
的面积S矩1n；x S 2 nx
•
—净截面对x轴的塑性模量
• 塑性W 铰p弯n矩xS1nx与弹S2性n最x 大弯矩
之比为：
•
M xp
M xe
M W xp
•
PPT学习交流
21
• 这样，梁的抗弯强度按下列规定计算；
Mx f
xWnx
Mx My f
xWnx yWny
• •
=1.0x、x5，=x
y
为截面塑性发展系数：对工字形截面，
==11.2.005；；y对对箱其形他截截面面，，可按表6.1采用；
• 在土木工程中，除少数情况如吊车梁、起重机 大梁或上承式铁路板梁桥等可单根梁或两根梁成 对布置外，通常由若干梁平行或交叉排列而成梁 格，图6.2即为工作平台梁格布置示例。
•
PPT学习交流
5
PPT学习交流
6
•
根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三
种类型：
• (1)单向梁格
• 只有主梁，适用于
• 楼盖或平台结构的
y
PPT学习交流
22
为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，规
范规定：①当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚
度t之比大于13 235/ f y (但不超过15 235/ f y )时，
应取
= 1x .0。 钢材牌号所指屈服点 ,即f不y 分
钢材厚度一律取为；Q235钢，235；Q345钢，
345；Q390钢，390；Q420钢，420。
M xp fy(S 1 n xS 2 n)xfy W pnx
• 式中 、 —分别为中和轴以上、以下净截面对中和轴x
的面积S矩1n；x S 2 nx
•
—净截面对x轴的塑性模量
• 塑性W 铰p弯n矩xS1nx与弹S2性n最x 大弯矩
之比为：
•
M xp
M xe
M W xp
钢结构受弯构件
（5-5）
235
b1
13 f y
t
15
235 fy
时取rx =1.0
2、直接承受动力荷载：
rx = ry=1.0
3、不直接承受动力荷载固端梁、连续梁
塑性铰：M x Wpnx f
f 0.9
(5-6)
（二）梁的抗剪强度
=
Vs Itw
fv
（三）梁的局部承压强度
c
F
t ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl z
（6-9重）级：1.35 其他：1.0
4、应变硬化工作阶段
二、梁的强度计算公式
f 1、承受静力或间接承受动力荷载：
（1）单向弯曲：
Mx rx wnx
（5-4）
（2）双向弯曲：
f Mx rx wnx
My ry wny
双轴对称工字型：rx =1.05 ry =1.2
箱形：rx = ry=1.05
其他截面 P142 表5-1
限制条件：
双轴对称工字型： b 0
加强受压翼缘工字型：b 0.8(2b 1)
加强受拉翼缘工字型：b 2 b 1
I1
b
I1 I2
当 b 0.6
时梁进入弹塑性阶段，M cr
,b
' b
轧制普通工字钢 查附3－2
' b
1.07
0.282 b
1.0
四、b 的近似计算
当
y 120
235 fy
1、工字形
且受均布弯矩作用
双向受弯梁
二、应用
工作平台梁、楼盖梁、墙架梁、吊车梁、柃条
图5－1 梁的截面类型
§5-2 梁的强度和刚度
一、梁的强度
双轴对称工字型梁在荷载作用下的四个工作阶段： fy
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13.2.2 钢梁的强度计算 4.梁在复杂应力作用下的强度计算
（2）在组合梁的腹板计算高度边缘处
2c2 c321f
M xh0 W nxh
和c均以拉应力为应 正力 值为 ，负 压值；
1—验算折算应力 计的 值强 增度 大设 系数；
傅昶彬课件系列—结构设计原理
第13章 钢结构受弯构件
主要内容
13.1 钢结构受弯构件的形式 13.2 钢梁的强度和刚度 13.3 钢梁的整体稳定和局部稳定 13.5 钢梁截面设计
四川大学建环学院 2018.3
13.1 钢结构受弯构件的形式
13.1.1 钢梁的形式
工作平台梁
13.1 钢结构受弯构件的形式
截面形式
x
y
y
y
y
y
x xx x x xx
y
y
y
y
x xx x x x x x
1.05
y
y
y
y
y
x
1x
2 y
y x 1x
2 y
y x 1x
2 y
y
x
x1
y2
x1 1.05 1.2 x2 1.2 1.05
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 3.截面塑性发展系数
以下情况 x y 1.0
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 2.截面形状系数
塑性工作阶段塑性铰最大弯矩
M x pfyS 1 n x S 2 n xfy W pnx
对 于 矩 W nx b 形 2h 6 ， W 截 pn x b 面 2h 41 .5 W nx
塑性铰弯矩Mxp与弹性最大弯矩Mxe之比
截面形状系数
F
MxpWpnx1.0 Mxe Wnx
• 弯曲正应力和剪应力
• 局部压应力 • 折算应力
稳定性 ● 整体稳定 ● 局部稳定
➢正常使用极限状态
在荷载标准值作用下，梁的最大挠度不 超过规范规定的容许挠度。
13.2 钢梁的强度和刚度
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 1.正应力发展的三个阶段
（1）弹性工作阶段 边缘纤维的最大应力
m ax
即Wpn x FW nx
矩形截 F面 1.5
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 3.截面塑性发展系数
实际设计时，在非动力荷载作用下，一般考 虑截面部分塑性发展（规范采用）。
单向受弯maxM xWxnx f
双
向
受
弯m
a
xM xWxnx
My
yWny
f
x、y —截面塑性发展系附数表2，6查
截面塑性发展系数（部分）
热轧型钢梁
冷弯薄壁型钢梁
宽翼缘 H型钢
钢梁截面形式
13.1.1 钢梁的形式
组合梁
13.1.1 钢梁的形式
预应力钢梁
360 540
13.1.1 钢梁的形式
切割线
焊接
蜂窝梁
13.1.2 钢桁架的形式
i 1 10 i1 3
i 1 10
梁式桁架
悬臂式
13.2 钢梁的强度和刚度
➢承载能力极限状态
强度
为避免梁失去强度前受压翼缘局部失稳，规范规 定当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚度t之比 大于
13 23fy5 但不 15 2 超 3fy5 过 时， x 应 1.0 ； 取
直接承受动力荷载且需要计算疲劳的梁，如重级 工作制的吊车梁；
特别重要结构的主梁； 格构式截面绕虚轴弯曲时。
13.2 钢梁的强度和刚度
（3）塑性工作阶段
fy
x Mxp
x
h
截面弯矩
Mxp fyWpnx
截面应力
13.2 钢梁的强度和刚度
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 1.正应力发展的三个阶段
fy
fy
fy
a a
M fyWnx fyW nxM fyW pnx Mxp fyWpnx
弹性工作阶段 弹塑性工作阶段
塑性工作阶段
实腹钢梁正应力发展的三个阶段
fy
x Mx
x
h
截面弯矩
M fyWnx
截面应变 截面应力
13.2 钢梁的强度和刚度
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 1.正应力发展的三个阶段
（2）弹塑性工作阶段
fy
x Mxe
x
h a
a
截面弯矩
fyW nxM fyW pnx
截面应力
13.2 钢梁的强度和刚度
13.2.1 塑性发展对梁受力的影响 1.正应力发展的三个阶段
13.2.2 钢梁的强度计算
1.抗弯强度
单向受弯maxM xWxnx f
双
向
受
弯m
a
xM xWxnx
My
yWny
f
13.2 钢梁的强度和刚度
13.2.2 钢梁的强度计算 2.抗剪强度
（1）梁腹板剪应力分布
（2）剪应力强度验算
max
VS Itw
fv
13.2.2 钢梁的强度计算 3.局部承压强度
13.1.1 钢梁的形式
框架梁
13.1 钢结构受弯构件的形式
13.1.1 钢梁的形式
门式刚架
13.1 钢结构受弯构件的形式
13.1.1 钢梁的形式
连续吊车梁
13.1 钢结构受弯构件的形式
13.1.1 钢梁的形式
檩条 檩条
加劲肋
2m 2m 2m
3m
15m
2m 2m 2m
变截面实腹屋面梁
13.1.1 钢梁的形式
（5） 局部承压强度计算公式
c
F
twlz
f
集中荷载增大系数
对重级工作制吊车轮压 1.35
对其他荷载 1.0
13.2.2 钢梁的强度计算
4.梁在复杂应力作用下的强度计算
（1）验算截面位置 1）沿梁长方向 ✓ 支座处 ✓ 集中荷载作用点的剪力较大侧 ✓ 梁变截面处的截面较小一侧 2）沿梁高方向 为腹板计算高度边缘处
1）集中荷载不通过轨道传递
lz a5hy
a
hy
tw1 1
h0
lz
lz
hy
a1 a
hR
13.2.2 钢梁的强度计算 3.局部承压强度
（4）在腹板计算高度边缘的假定分布长度 2）集中荷载通过轨道传递 lza5hy2hR 取a=50mm
轨道的高度
lz tw
lz
z
hy
hy h0
13.2.2 钢梁的强度计算 3.局部承压强度
（3）腹板的计算高度h0
➢ 对轧制型钢梁为腹板在与上下翼缘相交接处两内弧起点间 的距离；
➢ 对于焊接组合梁，为腹板高度； ➢ 对于铆接或高强度螺栓连接组合梁，为上下翼缘与腹板连
接的铆钉（或高强度螺栓）线间最近距离。
钢梁不同截面h0取值
13.2.2 钢梁的强度计算 3.局部承压强度
（4）在腹板计算高度边缘的假定分布长度
（1）集中荷载处未设支承加劲肋
a
hy
hy
tw 1 1
h0
lz
lz
a1 a
计算时通常假定集中荷载从作用标高处扩散， 并均匀分布于腹板计算边缘，假定分布长度为lz。
hR
hy
13.2.2 钢梁的强度计算 3.局部承压强度
（2）移动集中荷载（吊车轮压）
lz tw
lz
z
集中荷载通过轨道传递
h0
hy
13.2.2 钢梁的强度计算 3.局部承压强度