加劲肋设计
加劲肋设计
x
14
x
1200
10
14
y 5ql 4 5n 2 − 4 3 v= + Pl 384 EI 384nEI 5 × 1.6 × 12 4 × 1012 5 × 4 2 − 4 × 201× 103 × 123 × 109 = + 5 4 384 × 2.06 × 10 × 453511× 10 384 × 4 × 2.06 × 105 × 453511× 10 4 l l l = 18.9mm = < vQ = < [vT ] = F F 635 500 400 F / 2 F F /2
F /2
F
F
F
F /2
区格4右侧：V4 = 395.5 − 256 − 1.2 ×1.6 × 6 = 128kN M 4 = 1570kN ⋅ m My1 1570 × 10 × 600 σ= = = 202.4 N / mm 2 453511×10 4 Ix
6
3m
3m
3m
3m
M2 V2
M4
V4
V1 128 ×103 τ= = = 10.7 N / mm 2 hwt w 1200 ×10
> 0.8 235 = 1.04 235 < 1.2
τ cr = [1 − 0.59(λs − 0.8)] f v = [1 − 0.59 × (1.04 − 0.8)]× 125 = 107.3N / mm 2
(σ σ cr )2 + (τ τ cr )2 = (151.3 215)2 + (32.5 107.3)2 = 0.59 < 1
1
2
3
关于加劲肋设置的讨论
互动空间w w 协办关于加劲肋设置的讨论1 问题的提出何杰梁、柱腹板加劲肋在什么情况下需设置?《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102∶2002)(简称“门规”)中的规定比较含糊,只指明在有集中力作用的位置应设置,但是如果腹板高厚比超过《钢结构设计规范》(G B50017-2003) (简称“钢规”)限值时,应按“钢规”设置吗?若按“钢规”,势必增加用钢量。
只要满足“门规”规定,就可以不用设置腹板加劲肋吗?zc1985梁腹板高厚比不满足“钢规”时,可设置横向加劲肋,而不必加厚腹板,当不满足《建筑抗震设计规范》(G B50011-2001)(简称“抗震规范”)要求时,可否按“钢规”使用横向加劲肋,而不加厚腹板。
2 “门规”与“钢规”的区别w anyeqing2003“门规”与“钢规”的要求是有差别的。
“钢规”中梁高厚比超过80235Πfy时就要设横向加劲肋,而“门规”则仅要求高厚比不超过250235Πfy。
见过许多门式刚架结构都没有设横向加劲肋。
如果设的话,用钢量将会增加很多。
DX M200100Π2004210210按“门规”61111条,腹板高厚比较大时可不设加劲肋,这一点与“钢规”是不同的。
设计时应首先判断结构形式是否符合“门规”的规定。
如属于门式刚架则只需满足“门规”61111条即可,不必按“钢规”设计。
AQ轻钢设计不设置加劲肋是考虑利用腹板屈曲后强度,注意变截面时满足楔率的有关要求。
“钢规”只要通过第41411条验算即可,第413条的规定是不考虑腹板屈曲后强度的。
xxy“门规”第61111条第二款最后一段话和第61112条第三款有涉及,但没明确未考虑腹板屈曲后抗剪强度时设置加劲肋。
关于这点,可参考陈绍蕃教授的《钢结构稳定设计指南》中第八章第四节。
依个人理解,除柱边的梁加腋端之外,梁跨中部分弯矩较大,剪力较小,可按无拉力场设计,无需设置加劲肋。
笔者曾根据承受M和V的梁段推导出保证腹板局部稳定而不设置横向加劲肋的最大高厚比:在平均剪应力Π屈服强度为011时,为170;在平均剪应力Π屈服强度为014时,为110。
钢结构加劲肋版
中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构设计原理》课程设计任务书题目：钢框架工作平台设计姓名：班级：学号：建筑工程系一、设计规范及参考书籍1、规范（1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）（2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2010）（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）2、参考书籍（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999（3）陈绍藩. 钢结构，中国建筑工业出版社，2003（4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2005（5）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2006二、设计资料某厂一操作平台，平台尺寸16.000×18.000m，标高2.50m （第一组），平台布置图如图1所示。
该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按4.0kN/m2考虑。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
三、设计内容要求（1）板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算）（2）选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）（3）选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）（4）柱的设计（截面设计、整体稳定性验算）（5）节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接）（6）计算说明书，包括（1）～（5）部分内容（7）绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详图（边柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。
(A2图纸一张)四、设计过程1.板的设计（1）板的选择选用8mm厚的压纹钢板，钢材牌号为Q235，其自重为66.8kg/m2。
梁的局部稳定与加劲肋设计
2－纵向加劲肋
3－短加劲肋
受弯构件中板件的局部失稳临界应力
• 受弯构件截面主要由平板组成，在设计时，从强度
方面考虑，腹板宜高一些，薄一些；翼缘宜宽一些， 薄一些；翼缘的宽厚比应尽量大。但如设计不当， 则在荷载作用下在受压应力和剪应力作用的腹板区 及受压翼缘有可能偏离其正常位置而形成波形屈 曲—即局部失稳。局部失稳的本质是不同约束条件 的平板在不同应力分布下的屈曲。局部失稳临界应 力的一般表达式为：
1.81 0.255 h0 a 1.683 h0 tw 84 235 f y
• 复合应力作用板件屈曲 ➢ 仅配置横向加劲肋
( )2 c ( )2 1
cr
ccr
cr
➢ 配有纵向加劲肋的上区格（偏心受压）
( )2 c ( )2 1
cr1
ccr1
cr1
➢ 配有纵向加劲肋的下区格（偏心受压，σc2≈σc）
h0 tw 85 235 f y
• 弯曲应力弹性屈曲
➢如不设加劲肋， k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭转不约
束） cr
k
2
12(1
E 2
)
(
tw h0
)
2
793(100tw )2 h0
fVy
h0 tw 177 235 f y
h0 tw 153 235 f y
• 局部压应力弹性屈曲 ➢按a/h0=2设置横向加劲肋， k≈18.4,η=1.0
cr( cr )
k
2 E 12(1 2 )
( tw h0
)2
• 剪切应力屈曲
➢ 如不设加劲肋，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23
cr
k
加劲肋设计课件
边缘压应力作用。
稳定条件：
(σσcr
)2+
σ σ
c c,cr
+
(ττ
)2 1
cr
σ —腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算； σ c—腹板边缘的局部压应力,σ c=F/(lztw) τ —腹板平均剪应力,τ =V/(hwtw )；
σcr σc,cr τcr —临界应力。
图 应力形式
①s cr的表达式，以lb = fy scr 作为参数：
x
1200
( ) 10
I x= 3 1 0 .8 3 2 - 2 2 1 9 32 1 = 4 0 25 c4 3 m 51 14 1
W x=45365 .4 1= 1713c8m 36
y
S = 3 1 0 .4 6 .7 + 0 1 6 3 0 = 0 43 c3m 49
② 内力计算
当l b 0.85时，
s cr
＝
f
当0.85 < lb 1.25时，scr=[1 -0.75(l b-0.85) ] f
当l b >1.25时，
s cr
=1.1 f
/
l2 b
图 应力形式
当受压翼缘扭转受到完全约束时：
l =2hc t w
b 177
fy 235
其他情况时：
l = 2 hc t w fy
图 支承加劲肋
F 2.端面承压强度
sce
=
F Ace
fce
Ace
ts
t
≤2t
F
z Ace
图5.26 支承加劲肋
fce—钢材端面承压强度设计值 Ace—端面承压面积
钢结构加劲肋小结
钢结构加劲肋小结陈绍蕃《钢结构稳定设计指南》第三版7.4.1介绍了钢结构的加劲肋设计：加劲肋是保障板件不失稳的一项重要手段。
加劲肋的具体作用是在板件屈曲时保持挺直，从而对板件提供一条支撑边。
加劲肋必须设置在适当的位置，并具有足够的刚度和截面积，才能起到应有的作用。
均匀受压的板设置纵向加劲肋，位置设置在板宽度的中央，或者把板宽度分成三个或者更多的等分。
受弯的板在受压区设置纵向加劲肋，并偏向应力较大的一边。
受剪构件，可以设置纵向或者横向加劲肋。
加劲肋的设置类型（纵向、横向以及短加劲肋）和设置位置，是与板的屈曲破坏模式息息相关的：对于均匀受压板，屈曲失稳形态为沿着纵向形成一个或者若干个半波，如下图所示这样的失稳形态，设置纵向加劲肋当然效果做好，纵向加劲肋穿过失稳半波，加劲效果最好，而假横向加劲肋，则几乎没有效果。
受弯的板件（不均匀压力作用）板件一端受压一端受拉，失稳波形为在受压区附近的鼓曲变形，下图所示所以需要将纵向加劲肋加在受压区并靠向压应力较大的一边。
受剪板件的屈曲失稳波形为斜向45°左右的鼓曲变形，这样的变形，纵向或者横向加劲肋都会提高屈曲临界应力。
综上，加劲的设置位置，都是在受压区，是为了提高受压板件的屈曲临界应力，抑制屈曲变形。
《钢结构设计规范》GB50017-2003，4.3.6中，对于加劲肋的外伸宽度和厚度都做了具体的规定：在具体的钢结构设计过程中，我们经常会画如下图所示的节点：这样的节点，需要如何套用《钢结构设计规范》GB50017-2003，4.3.6条的板厚要求？15-15剖面的14mm厚的板子，与翼缘焊接区域长度为179mm,自由悬挑部分长度为110mm,如果按照 4.3.6条厚度的要求，板要做成（179+110）/15=20mm厚，还是做成179/15=12mm厚？15-15剖面的14mm厚的板子，支撑条件为一边全部简支，一边完全自由，另外两边有一部分简支一部分自由的板件，受力方式可以转化为在翼缘受集中压力和弯矩的剪弯构件，所以厚度的限制，应该取与翼缘焊接部分的长度179mm,板厚最少要做到12mm是比较合理的！。
梁的加劲肋设计范文
梁的加劲肋设计范文加强肋的设计需要考虑梁的几何形状、材料特性以及加载条件等因素。
下面将介绍几种常用的加强肋设计方法。
1.等截面增加肋等截面增加肋是最常见的加强肋设计方法之一、该方法是在梁的底部或顶部等距离划分出一定数量的矩形肋。
这些肋的宽度、高度和间距可以根据需要进行选取。
通常情况下，肋的高度应设置为梁截面高度的1/6到1/4，并且肋的宽度应小于梁截面宽度的1/3、在等截面增加肋中，肋与梁的连接可以采用焊接、螺栓连接或预埋连接等方式。
2.不等截面增加肋不等截面增加肋是在梁的截面不同位置设置不同高度或宽度的肋。
根据梁的受力分布情况和几何形状，可以在梁的一侧或两侧增加不同高度的肋。
这种设计方法可以更好地适应梁受力的变化，并提高梁的刚度和强度。
3.倍宽肋设计倍宽肋设计是在梁的一侧设置一条宽度较大的加强肋。
该设计方法适用于需要提高梁的抗弯刚度的情况。
倍宽肋可以在梁的正上方、正下方或一侧。
在等截面倍宽肋设计中，肋的高度应设置为梁截面高度的1/6到1/4，并且肋的宽度应小于梁截面宽度的1/34.斜肋设计斜肋设计是在梁的截面上设置斜向的加强肋，可以提高梁的承载能力和抗挠性。
斜肋的角度可以根据梁受力的分布情况进行选择。
通常情况下，斜肋的角度应在15到30度之间。
在斜肋设计中，肋与梁的连接可以采用焊接、螺栓连接或预埋连接等方式。
加强肋的设计需要注意以下几点：1.加强肋与梁的连接应牢固可靠，能够承受相应的荷载。
2.加强肋的尺寸和数量应根据梁的受力和加载条件进行选择，确保其能够提供足够的强度和刚度。
3.加强肋应具有足够的韧性和耐久性，以保证梁的使用寿命。
4.加强肋的布置应符合结构设计的要求，避免对梁的正常使用造成影响。
在实际工程中，加强肋的设计是梁设计的重要环节之一、通过合理设计和优化加强肋的形状和位置，可以提高梁的结构性能，增强其承载能力和抗挠性，从而有效地满足工程项目的需求。
同时，加强肋的设计也需要考虑材料的选择和施工的可行性，以确保设计与实际施工之间的一致性。
钢箱梁开口加劲肋设计探讨_图文.
邓娟红,等:钢箱梁开口加劲肋设计探讨钢箱梁开口加劲肋设计探讨邓娟红宋一凡陈至辰(长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室西安710064摘要结合钢箱梁设计工程实践,利用有限元程序ANSYS7.0对钢箱梁顶板、底板开口加劲肋进行了全面的计算分析,模型采用Shell63单元离散,通过计算给出了开口加劲肋的间距、高度对钢箱直粱桥和钢箱弯梁桥受力性能的影响规律,从而达到加劲肋优化设计的目的,为同类桥梁设计提供参考。
关键词开口加劲肋钢箱梁直箱梁弯箱梁DESIGN RESEARCH oN oPEN STIFFENER FoR STEEL BoX GIRDERDeng JuanhOng SOng Yifan Chen Zhichen(Chang 7an University,Major Laboratory for Highway Bridge and Tunne“n Shaanxi Xi’an 710064ABSlRACT(n the basis of steel box girder design engineering practice,it is conducted a fuU calculation and a analysis of the stiffeners for steel box girder r∞f and fl∞r using ANSYS 7.0.It is found that there is apparent reguladty between the height and space of the stiffeners and the stressed peI’formance of the straight steel box girder and th e curved box girder bridge.Thus it offers an e“ectivemethod for the optimum design of stiffener.KEY WoRDS open stiffener steel box girder straight box girder curved box girder 近年来随着高等级公路的修建和城市高架桥、立交桥建设的需要,钢箱梁桥结构在我国已被广泛采用。
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短加劲肋
柱间支撑
图
梁腹板的失稳
(a)弯曲正应力单独作用下；(b)剪应力单独作用下；(c)局部压应力单独作用下
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。
0.85h0
bs
y
ts z
图 加劲肋构造
z
（5）大型梁，可采用以肢尖焊于腹板的角钢加劲肋， 其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。 （6）横向加劲肋切角
（7）直接受动荷的梁,中间 横肋下端不应与受拉翼缘焊接, 下面留 有50-100mm缝隙。 bs/3(≤40) bs/2
(≤60)
50-100
cr c,cr τ cr σ σ
—临界应力。
图 应力形式
①s cr的表达式，以 lb = fy scr 作为参数： 当 l b 0.85时，
scr ＝ f
当 0.85 < l b 1.25时， scr =[ 1 - 0.75(l b - 0.85 ) ] f
当 l b >1.25时，
scr =1.1 f / l 2 b
z
图 加劲肋构造
z
支承加劲肋的计算
1.腹板平面外的稳定性(绕z轴):按轴心压杆计算 截面面积：加劲肋面积+2c c=15tw 计算长度：h0 235 fy F F
ts
F f jA
由 λ = h0/iz
z cc z cc
z
F--集中荷载或支座反力
φ—稳定系数
按b类查表
iz —绕z轴的回转半径
图 支承加劲肋
梁的局部稳定和腹板加劲肋设计
翼缘
腹板
焊接组合梁局部失稳
1）翼缘不发生局部失稳条件:
当采用塑性设计时
b1
235 fy
b / t 13
t
当采用弹性设计时
b / t 15
235 fy
b0
箱型梁翼缘板
b 0 / t 40 235 fy
t
梁的局部稳定和腹板加劲肋设计
2）腹板的局部稳定
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 腹板的高厚比限值（加紧肋布置见教材）
h0
bs
ts z
图 加劲肋构造
z
（4）加劲肋的刚度
y
3 3
横向： I z = 纵向：a
1 12
t s ( 2 bs + t w ) 3 h0 t W
0
＞ 0. 85h
I y ( 2 . 5 - 0 . 45
I y 1 .5 h0 t W
3
a h0
)(
a h0
) h0 t W
2
3
y
a
h0
(s s cr ) 2
+ (t t cr
)2
= (151 . 3 215
)2
+ (32 . 5 107 . 3 ) = 0 . 59 < 1
2
F /2
F
F
F
F /2
区格 4 右侧： V 4 = 395 . 5 - 256 - 1 . 2 1 . 6 6 = 128 kN M
4
= 1570 kN m My 1 Ix 1570 10 600
h0 t w
fy
235
当 1.5 < a h 0 2 时： fy h0 tw lc = 28 18.9 - 5a / h 0 235
加劲肋构造和截面尺寸
（1）双侧配置的横肋 （单侧增加20%）
y
bs ≧ h0 /30 ～40 ts ≧ bs /15
（2）横向加劲肋间距 0.5 h0≦a ≦ 2 h0 （3）腹板同时设横肋和纵肋，相交处切断纵肋, 横肋连续
4 -6
F /2
F
F
F
F /2
3m
3m
204 10 7850 10 = 160 kg / m = 1 . 6 kN / m 支座处剪力设计值为：
3m
3m
V = 1 . 5 256 + 跨中弯矩设计值为： 1 . 2 1 . 6 6 = 395 . 5 kN
M = 1 . 5 256 6 - 256 3 + 1 . 2 1 . 6 12 / 8 = 1570 kN m
4
= 37 . 9 N / mm
2
< f v = 125 N / mm
2
局部压应力和折算应力 都不需验算。
④ 整体稳定验算
l1 / b1 = 3000 / 300 = 10 < 16 235 f y = 16
x
y
300
14
不需验算整体稳定。 ⑤ 刚度验算
v = = 5 ql
4
x
1200
10
14
+
5n - 4
2
F /2
F
F
F
F /2
= 1 . 5 256 3 - 1 . 2 1 . 6 3 / 2 = 1143 . 4 kN m
2
3m
3m
3m
3m
s =
t =
My 1 Ix V1 hwtw
= =
1143 . 4 10 600
6
453511 10 389 . 7 10 1200 10
ls =
41
h0 t w 5 . 34 + 4 ( h 0 a )
2
fy 235
= 41
1200 / 10 5 . 34 + 4 (1200 / 1500
235
)2
= 1 . 04
> 0 .8 < 1 .2
235
2
t cr = [1 - 0 . 59 ( l s - 0 . 8 )] f v = [1 - 0 . 59 (1 . 04 - 0 . 8 )] 125 = 107 . 3 N / mm
F 2.端面承压强度
s ce =
F A ce
f ce
ts
t
≤2t
F
z
Ace
图5.26
Ace
支承加劲肋
fce—钢材端面承压强度设计值
Ace—端面承压面积
F tf = f fw 3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝 0.7hf lw
[例]
承受由次 梁传来的集中荷载， 工作平台的主梁为等截面简支梁，
2
(s s cr )2
+ (t t cr
)2
= ( 202 . 4 215
)2
+ (10 . 7 107 . 3 ) = 0 . 90 < 1
2
横向加劲肋间距
1500 mm 是满足要求的。
横向加劲肋截面： 横向加劲肋成对布置在
外伸宽度： bs h0 30 + 40 =
F /2
F
F
F
F /2
主梁腹板两侧
t cr = fv
t cr = 1.1 fv /l s2
fy 235
图5.22
应力形式
当a h0 1.0 时：
l s=
41 4 + 5.34(h0 a ) 2
h0 t w
当a h 0 >1.0时：
l s=
41 5.34 + 4 (h0 a ) 2
h0 tw
fy
235
③ sc ,cr 的表达式，以 l c = fy sc ,cr 作为参数： 当 l c 0.9时，
考虑加劲肋两端各切去 以减少焊接应力。
c
c
c
宽 30 mm ，高 50 mm 的斜角，
⑥支承加劲肋 1)次梁支承加劲肋 按轴心压杆验算支承加
可以计入支承加劲肋截 c = 15 t w 235 fy = 15 10 劲肋在腹板平面外的稳 加劲肋采用 2－ 90 8 板 面的腹板宽度为： 235 235
图
应力形式
2hc t w fy 当受压翼缘扭转受到完全约束时： l b = 177 235 其他情况时： hc — 腹板受压区高度
lb =
2 hc t w fy 153 235
② tcr 的表达式,以 l s = f vy t cr 作为参数：
当 l s 0.8时， 当 l s >1.2时， 当 0.8 < l s 1.2时，t cr= [1 - 0.59 (l s- 0.8 )] fv
3m 3m
3m
3m
1200 30
+ 40 = 80 mm ，取 b s = 90 mm
厚度： b s
bs 15
=
90 15
= 6 mm ，取 t s = 8 mm
1
2
3
4
8 1500 = 12000
3
Iz =
1 12
3
0 . 8 19
= 457 . 3 cm
34bs4 Nhomakorabeabs
> 3 h 0 t w = 3 120 1 = 360 cm
为：
2
F /2
F
定性
= 150 mm
切角30×50
F F
支承加劲肋的截面特性
F /2
A s = 2 9 0 . 8 + 2 15 1 = 44 . 4 cm Iz = iz = 1 12 Iz As = 457 . 3 44 . 8 = 3 . 2 cm 0 . 8 ( 2 9 + 1 ) = 457 . 3 cm