加劲肋设计课件
柱脚加劲肋表示方法
柱脚加劲肋表示方法
柱脚加劲肋表示方法是一种结构设计技术，用于加强柱脚的承载能力和抗震性能。
这种方法通过在柱脚处添加一定数量的钢筋和混凝土肋来增加柱脚的强度和刚度。
在柱脚加劲肋表示方法中，首先需要在柱脚附近进行周边梁的布置。
周边梁是
指连接柱子的横向梁，可以通过承载柱子上部荷载来转移到基础上，从而增加柱脚的承载能力。
周边梁的位置和尺寸应根据具体的结构要求和设计规范进行确定。
接下来，在柱脚顶部附近添加混凝土加劲肋。
加劲肋是一种横向的混凝土构件，在柱子的四个侧面进行布置。
加劲肋的作用是增加柱脚的抗弯刚度和抗剪承载能力，从而提高柱脚的整体稳定性。
加劲肋的尺寸和间距一般根据柱子的尺寸和设计要求进行确定。
对于大型柱子或者需要更高的抗震性能的结构，还可以考虑在柱脚周围添加钢
筋网或钢板。
这些钢筋网或钢板可以通过与柱脚加劲肋的连接来增加柱子的整体刚度和承载能力。
柱脚加劲肋表示方法可以有效地改善柱脚的力学性能，并提高结构的整体抗震
性能。
在进行柱脚加劲肋设计时，需要考虑柱子的尺寸、荷载条件、地震作用等因素，以确保设计的准确性和安全性。
结构工程师在设计过程中需要遵循相关的设计规范和标准，以保证结构的可靠性和稳定性。
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
加劲肋设计 共29页PPT资料
h0
bs
z
ts
z
图 加劲肋构造
y
（4）加劲肋的刚度
横向： Iz=112 ts(2bs+tw)33h0tW 3 纵向：a ＞0.85h0 Iy(2.5-0.45ha0)(ha0)2h0tW 3 y
a 0.85h0 Iy 1.5h0tW 3
h0
bs
y
ts
z
z
图 加劲肋构造
（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。
90
▲ 验算端面承压强度：
z
z
300
A ce=2(9- 03)0 8=96 m02m
150 150 150
sce=A F ce=29 5 1 6 630 0 =26 .7N 6/m2m <fce=32 N/5 m2m
▲ 计算加劲肋与腹板的角焊缝：取hf =6mm
计算长度：h0
F f
jA
F
z
z
F--集中荷载或支座反力
φ—稳定系数
按b类查表
由 λ = h0/iz z
cc cc
iz —绕z轴的回转半径
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
511041+3584442-24.02610051140351323511109041
[ ] =18.9mm=6l3<5vQ =5l0<0[vT]=4l00F/2 F
第5节梁的局部稳定和加劲肋设计2
第5节梁的局部稳定和加劲肋设计1.矩形板件的屈曲2.梁局部稳定计算的规范规定一、梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的压应力严格说来是不均匀的，但由于翼缘厚度与梁高相比很小，所以，接近均匀分布。
故翼缘的局部稳定可近似套用轴心受压构件相应验算式如下：1. 悬伸翼板（三边简支一边自由）①当抗弯强度计算时考虑截面塑性发展系数（γ x >1.0 ）时b t ≤13 235 f y (5-46)②当抗弯强度计算时按弹性考虑（γ x =1.0 ）时b t ≤15 235 f y (5-47)2. 箱形截面腹板间翼缘板（四边简支）b 0 t ≤40 235 f y (5-48)知识点讲解二、梁腹板的局部稳定钢结构设计规范规定，承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜考虑腹板屈曲后强度；而直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或其他不考虑屈曲后强度的组合梁，则按以下规定配置加劲肋，并计算各板段的稳定性。
加劲肋按其功能不同，分为间隔加劲肋和支承加劲肋。
前者只保证腹板的局部稳定（它包括横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋）；后者除保证腹板局部稳定外，还要承受位置固定的集中荷载。
图5-5-2-1 加劲肋的布置1.当h0/t w≤ 80 235/ f y 时，对有局部压应力（σc≠ 0 ）的梁，应按构造配置横向加劲肋( a ≤2.0 h0 ) ；但对无局部压应力（σc =0 ）的梁，可不配置加劲肋。
2.当h0/t w >80 235/ f y 时，应按计算配置横向加劲肋（图5-5-2-1 ）。
其中，当h0/t w > 170 235/ f y （受压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板、制动板或焊有钢轨时）或h0/t w >150 235/ f y （受压翼缘扭转未受到约束时）或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋（图5-5-2-1 ）。
局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋（图5-5-2-1 ）。
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。
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
钢桥中加劲肋的设计
钢桥中加劲肋的设计摘要：介绍了中国和日本规范中关于防止腹板发生局部屈曲而设定水平加劲肋和垂直加劲肋的方法关键词：钢梁,腹板,水平加劲肋, 垂直加劲肋Abstract: this paper introduces the rules in China and Japan about prevent buckling and web happen stiffening rib and vertical set level stiffening rib method Keywords: steel beam, webs, level of stiffening rib, vertical stiffening rib钢梁设计时，根据腹板的高厚比h0/tw 值来确定是否设置加劲肋。
1、中国的《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中指出当无局部压应力（σC=0）的梁，可不配置加劲肋。
当h0/tw≤时，有局部压应力（σC≠0）的梁，应按构造配置横向加劲肋。
当h0/tw>时，应配置横向加劲肋。
其中，当h0/tw>时，（受压翼缘扭转受到约束，如联有混凝土桥面板）或h0/tw>时，（受压翼缘扭转未受到约束时），或按计算需要时，应在弯曲应力较大格区的受压区增加配置纵向加劲肋。
局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。
在任何情况下，h0/tw均不应超过250。
此处的h0为腹板的计算高度，tw为腹板的厚度2. 日本的《道路桥示方书》（平成14年3月）是否需要设置垂直加劲肋a）腹板的高度如果超过了表-1的值，就需要在腹板上设置垂直加劲肋，计算剪应力相比于允许剪应力较小时，表-1中的值可以乘以扩大系数，此系数为，但此系数不能超过1.2 。
表-1垂直加劲肋省略时的上下翼缘板的最大间距钢种Q235 Q345 Q390腹板高度70t 57t 50tt：腹板的板厚b）垂直加劲肋的间距垂直加劲肋的间隔，需要满足下式的同时还要满足a/b≦1.5。
加劲肋设计
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
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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
3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝
t f
=F 0.7hf lw
f
w f
[例] 工作平台的主梁为等截面简支梁，承受由次梁传来的集中荷载，
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。
同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横。
腹板局部稳定计算
a
仅用横向加劲肋加
h0
强的腹板
同时受正应力、剪应力和
图 设置横向加劲肋
l s=
41
h0 t w
4+ 5.34(h0 a) 2
fy 235
当a h0 >1.0时：
l=
h0 tw
fy
s 41 5.34 +4(h0 a ) 2 235
图5.22 应力形式
③sc,cr 的表达式，以l c =
fy
s c , cr
作为参数：
当l c 0.9时，
sc,cr＝ f
当 0.9< l c1.2时，sc,cr = [1-0.79(l c -0.9)] f
当
l c
>1.2时，
s c, cr
=1.1 f
/
l
2 c
当 0.5 a h 0 1.5时：
lc =
28
h0 t w
10.9 +13.4(1.83-a / h0)3
fy 235
当 1.5 < a h 0 2时：
lc =
28
h0 tw
18.9 -5a / h0
fy 235
图 应力形式
加劲肋构造和截面尺寸
b 153 235
hc — 腹板受压区高度
②tcr 的表达式,以 l s = fvy t cr 作为参数： 当l s 0.8时， t cr = fv
当0.8 < l s 1.2时，t cr= [1 -0.59(l s-0.8)] fv
当l s >1.2时，
t
cr
=
1.1
fv
/l
2 s
当a h0 1.0 时：
a 0.85h0 Iy 1.5h0tW 3
h0
bs
y
ts
z
z
图 加劲肋构造
（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
Байду номын сангаас
（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)
y
（1）双侧配置的横肋（单侧增加20%）
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
h0
bs
z
ts
z
图 加劲肋构造
y
（4）加劲肋的刚度
横向： Iz=112 ts(2bs+tw)33h0tW 3 纵向：a ＞0.85h0 Iy(2.5-0.45ha0)(ha0)2h0tW 3 y
bs/2
(≤60)
50-100
z
z
图 加劲肋构造
支承加劲肋的计算
F 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 235
fy
ts
计算长度：h0
F f
jA
F
z
z
F--集中荷载或支座反力
φ—稳定系数
按b类查表
由 λ = h0/iz z
cc cc
iz —绕z轴的回转半径
加劲肋设计
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 b / t 13 235 fy
当采用弹性设计时 b / t 15 235 fy
箱型梁翼缘板
b0 / t 40
235 fy
b1 t
b0 t
梁受压翼缘板局稳计算采用强度准则，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。
平台主梁——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）
横向加劲肋
纵向加劲肋
短加劲肋
◆ 腹板加劲肋的设置原则
(1) 当 ho /tw 80 235 fy
可不设, 有局部压应力 按构造设置横肋
F/2
F
F
F
F/2
主梁的自重标准值为：
3m
3m 3m
3m
204104785010-6 =160kg/m=1.6kN/m
(2) 当 ho /tw > 80 235 fy
按计算设置横肋
(3) 当 ho /tw >170 235 fy
设置横肋, 在弯矩较大区段设置 纵肋,局部压应力很大的梁,在受 压区设置短加劲肋
(4) 支座及上翼缘有较大集中荷载处设支乘加劲肋
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
标准值为 201 kN，设计值256 kN，钢材为 Q 235 钢，焊条为E 43系列,
手工焊。在次梁连接处设置有支承加劲肋。试验算该梁是否满足要求。
F/2 F
F
F F/2
y
3m 3m 3m 3m
300
例图
14
[解] ① 计算截面特性
A = 2 3 1 0 .4 + 1 2 1 = 2 0c 0 2 m 4 x