受弯构件解读
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《受弯构件》课件

THANKS
直于截面。
扭矩
在扭矩作用下,受弯构件的截面上产 生扭矩,其大小与扭矩成正比,方向
垂直于截面。
剪应力
在剪力作用下,受弯构件的截面上产 生剪应力,其大小与剪力成正比,方 向与剪力方向相同。
挠度与转角
在弯矩作用下,受弯构件的截面会产 生挠度和转角,其大小与弯矩和跨度 有关。
02 受弯构件的受力分析
弯矩与剪力
构造要求与细节设计
配筋设计
根据弯矩分布情况合理布置钢筋,以提高构 件的承载力和延性。
预应力设计
通过施加预应力,改善构件的受力性能,提 高抗弯承载力和刚度。
连接与锚固设计
确保构件之间的连接可靠,防止因连接问题 导致的整体失稳或破坏。
细部构造处理
如钢筋的弯钩、搭接和锚固等,需满足相关 规范和构造要求。
稳定性
受弯构件在受到外部作用力时,可能会发生失稳现象,即构件失去承载能力而发 生弯曲或扭曲变形。稳定性分析是受弯构件设计的重要内容之一,需要采取相应 的措施来提高构件的稳定性。
03 受弯构件的截面设计
截面尺寸的选择
截面高度
01
根据跨度、荷载和材料特性选择合适的截面高度,以满足抗弯
承载力和刚度要求。
受弯构件
目录
Contents
• 受弯构件简介 • 受弯构件的受力分析 • 受弯构件的截面设计 • 受弯构件的施工与质量控制 • 受弯构件的加固与修复 • 受弯构件的发展趋势与展望
01 受弯构件简介
定义与分类
定义
受弯构件是指主要承受弯曲应力的构 件,通常为梁和板。
分类
根据材料可分为混凝土受弯构件、钢 受弯构件等;根据截面形式可分为矩 形、T形、I形等。
钢结构设计原理---受弯构件

M z GIt EIω (4.3.8)
I为截面翘曲扭转常数,又称扇性惯性矩。量纲为(L)6。
27
第4章 受弯构件的计算原理 常用开口薄壁截面的扇性惯性矩Iω值
双轴对称工字形截面
I
I1
h2 2
Iyh2 4
I1——一个翼缘截面对y轴的定
4.4.1 梁整体稳定的概念
15
第4章 受弯构件的计算原理
4.2.4 折算应力
《规范》规定,在组合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c,应对这些部位进行验 算。其强度验算式为:
z 2 c2 c 3 2 1 f (4.2.10)
My1
In
——弯曲正应力
9
第4章 受弯构件的计算原理
剪力中心S位置的一些简单规律 (1)双对称轴截面和点对称截面(如Z形截面),S与截 面形心重和; (2)单对称轴截面,S在对称轴上; (3)由矩形薄板中线相交于一点组成的截面,每个薄板中 的剪力通过该点,S在多板件的交汇点处。 常用开口薄壁截面的剪力中心S位置
10
2.弯曲剪应力计算
In—验算截面的净截面惯性矩; y1—验算点至中和轴的距离; S1—验算点以上或以下截面面积对中和轴的面积矩;
如工字形截面即为翼缘面积对中和轴的面积矩。
1—折算应力的强度设计值增大系数。
在式(4.2.10)中将强度设计值乘以增大系数1,是考虑到折算
应力最大值只在局部区域,同时几种应力在同一处都达到最大值, 且材料强度又同时为最小值的概率较小,故将设计强度适当提高。 当和c异号时比同号时要提早进入屈服,而此时塑性变形能力高, 危险性相对较小故取 1 =1.2。 和c同号时屈服延迟,脆性倾向增
第四章1受弯构件

将要开裂状态称为第Ⅰ阶段末,用Ⅰa表示
中和轴略有上 升
•
受拉边缘的应变达到极限拉应变,应力值达到混凝土抗拉强度的标准 值 f 应力20~30N/mm2 。受弯构件抗裂度的计算依据
tk
第Ⅱ阶段 混凝土开裂后到钢筋屈服前的阶段
• 受压区混凝土开始出现塑性变形,应力图形呈曲线变 化
钢筋刚刚屈服时极限状态称为第Ⅱ阶段末,用Ⅱa表示
学历只是一个受到教育的时间证明,不等于证明了一个人有实际才干。
第二节 受弯构件
1.概述 所谓的受弯构件是指承受弯矩和剪力共同作用 的构件。 单筋受弯构件是指在受弯构件中仅在受拉区配 置受力钢筋的构件。 双筋受弯构件是指即在受拉区又在截面受压区 也配置受力钢筋的构件。
常见的受弯构件
受弯构件总的破坏形式
As = α 1 f c bx / f y
判断适用条件2)
ρ > ρ s min
ft = 0.45 且0.2% fy
注意问题
ρ
A = bh
s 0
As , bh
ρmin ≤ρ ≤ ρb
As = ρ min bh
加大截面尺寸重新进行 设计,通常增大高度
OK!
2.截面校核
• 截面校核 (已知M,b、h、h0、fy 、 fc、 As 求Mu或者两者关系 ) 1.验算最小配筋率
α1 = 1.0, β1 = 0.8 , ξ b = 0.55 .
求计算系数
M 90 × 106 αs = = = 0.146 2 2 α1 f c bh0 1.0 × 14.3 × 200 × 465
则: ξ = 1− 故
1 − 2α s = 0 . 1 5 8 < ξ b = 0 .5 5, M
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 。
《受弯构件的正》课件

承载能力的分布与影响
承载能力的分布
受弯构件的承载能力在不同截面位置和 不同方向上存在差异,这种分布受到材 料性质、截面形状和尺寸、加载方式等 因素的影响。
VS
承载能力的影响
承载能力决定了受弯构件的安全性和稳定 性,对整个结构体系的可靠性和耐久性具 有重要影响。
提高承载能力的措施
优化截面形状和尺寸
发生失稳或破坏。
经济性
在满足安全性和功能性 的前提下,尽可能降低 构件的制造成本和材料
消耗。
轻量化
通过优化设计,减轻构 件的重量,提高结构的 整体性能和运输、安装
的便利性。
耐久性
保证受弯构件在使用寿 命期内能够保持其性能 和稳定性,不受环境因
素的影响。
优化设计方案与实施
01
02
03
04
拓扑优化
通过改变受弯构件的内部结构 ,优化其整体布局,以实现更 高的承载能力和更低的重量。
《受弯构件的正》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 受弯构件的基本概念 • 受弯构件的正应力 • 受弯构件的剪切力 • 受弯构件的弯曲变形 • 受弯构件的承载能力分析 • 受弯构件的优化设计
CHAPTER 01
受弯构件的基本概念
定义与分类
定义
受弯构件是受到弯曲应力的结构 构件。
分类
根据跨度、截面形式和受力情况 ,受弯构件可分为简支梁、连续 梁、悬臂梁等。
剪切力计算
剪切力的计算通常采用力学平衡原理,通过分析作用在构件上的外力,计算出剪 切力的大小。常用的计算方法有截面法和单位载荷法等。
剪切力的分布与影响
剪切力的分布
剪切力在受弯构件上通常是不均匀分布的,主要集中在跨中 区域。在梁的支座处,剪切力方向与支座反力方向相反,以 保持力的平衡。
受弯构件解读

l z = a + 5lzh=ya++25hhyR+;2 hR梁;端梁 端支支反反力力,, lzz==aa++22.5.h5yh+ ay +1;a 1 ;
a— — 集a—中—荷集载中沿荷载跨沿度跨方度向方向的的支支承承长长度度,,对对吊吊车车轮压轮,压无,资无料资时可料取时5可0m取m;50mm; hhyR————自hh轨ayR1———梁道———顶高自梁轨至度梁端道腹顶至高,至支度板梁腹座,计顶板板梁算无计外顶高算轨边无高缘轨度道度的道处时处距时的取的离取距距,hhRR离离取==00;值;;;不得大于 2.5 hy。 a1——当梁计算 端不至能支满座足板时,外对边承缘受的固距定集离中,荷取载值处不或支得座大处于,可2.通5 h过y。设置横向加劲
边缘的局部承压强度。假定集中荷载从作用处在 hy 高度范围内以 1:2.5 扩散,在
hR 高度范围内以 1:1 扩散,均匀分布于腹板高度计算边缘。这样得到的c 与理论
的局部压力的最大值十分接近。局部承压强度可按下式计算
c
F twlz
f
(5-7)
式中 F——集中荷载,对动力荷载应乘以动力系数; 式—中— 集F—中—荷集载中增荷载大,系对数动,力荷对载重应级乘工以动作力制系吊数车;轮 压 , =1.35; 对 其 它 荷 载 , —=—1.0集;中=1荷.0;载增 大系 数,对重级工作 制吊车 轮压, =1.35;对其它 荷载, lz — — 集lz —中—荷集 载中 荷在载腹在板腹计板 计算算高高度度处处 的的 假假定定分分布布长 度长,度对,跨对中 集跨中中荷集载中,荷 载 ,
We Wp
矩形截面:
(1)弹性阶段:y0 h / 2,We bh2 / 6 Wn,Wp 0, M y Wn fy
a— — 集a—中—荷集载中沿荷载跨沿度跨方度向方向的的支支承承长长度度,,对对吊吊车车轮压轮,压无,资无料资时可料取时5可0m取m;50mm; hhyR————自hh轨ayR1———梁道———顶高自梁轨至度梁端道腹顶至高,至支度板梁腹座,计顶板板梁算无计外顶高算轨边无高缘轨度道度的道处时处距时的取的离取距距,hhRR离离取==00;值;;;不得大于 2.5 hy。 a1——当梁计算 端不至能支满座足板时,外对边承缘受的固距定集离中,荷取载值处不或支得座大处于,可2.通5 h过y。设置横向加劲
边缘的局部承压强度。假定集中荷载从作用处在 hy 高度范围内以 1:2.5 扩散,在
hR 高度范围内以 1:1 扩散,均匀分布于腹板高度计算边缘。这样得到的c 与理论
的局部压力的最大值十分接近。局部承压强度可按下式计算
c
F twlz
f
(5-7)
式中 F——集中荷载,对动力荷载应乘以动力系数; 式—中— 集F—中—荷集载中增荷载大,系对数动,力荷对载重应级乘工以动作力制系吊数车;轮 压 , =1.35; 对 其 它 荷 载 , —=—1.0集;中=1荷.0;载增 大系 数,对重级工作 制吊车 轮压, =1.35;对其它 荷载, lz — — 集lz —中—荷集 载中 荷在载腹在板腹计板 计算算高高度度处处 的的 假假定定分分布布长 度长,度对,跨对中 集跨中中荷集载中,荷 载 ,
We Wp
矩形截面:
(1)弹性阶段:y0 h / 2,We bh2 / 6 Wn,Wp 0, M y Wn fy
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
钢结构原理 第五章 受弯构件解析

xp
pnx
M W F
x
nx
(5 3)
只取决于截面几何形状而与材料的性质无关
F
的形状系数。
X
Y
A1
X Aw
Y 对X轴 F 1.07 ( A1 Aw )
对Y轴 F 1.5
钢结构设计原理
第五章 受弯构件
2.抗弯强度计算 《规范》对于承受静荷载或间接动荷载的梁,梁设 计时只是有限制地利用截面的塑性,如工字形截面 塑性发展深度取a≤h/8。
b
满足:
t
Y
13 235 b 15 235
fy t
fy
时, x 1.0
XX Y
需要计算疲劳强度的梁:
x y 1.0
钢结构设计原理
第五章 受弯构件
(二)抗剪强度
Vmax Mmax
xx
t max
t VS
max
I tw
fv
(5 6)
钢结构设计原理
第五章 受弯构件
(三)局部压应力 当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且
钢结构设计原理
第五章 受弯构件
4.梁的计算内容
承载能力极限状态
强度
抗弯强度 抗剪强度 局部压应力 折算应力
整体稳定
局部稳定
正常使用极限状态 刚度
钢结构设计原理
第五章 受弯构件
5.1.1 截面强度破坏
◎ 抗弯强度 ◎ 抗剪强度 ◎ 局部压应力 ◎ 折算应力
5.1.2 整体失稳
◆当弯矩不大时,梁的弯曲平衡状态是稳定的。 ◆当弯矩增大到某一数值后,梁会突然出现很大的侧向弯曲 并伴随扭转,失去继续承载能力。 ◆只要外荷载稍微增加些,梁的变形就急剧增加并导致破 坏.这种现象称为梁的侧向弯扭屈曲或梁整体失稳。
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当计肋算予不 以加能强满,足 也可 时修,改对截承面受 尺寸固;定当集承受 中移荷动载集处中或 荷载支时座,处则, 只能可修通改过截设 面尺 置寸横。向加劲
肋予以加强,也可修改截面尺寸;当承受移动集中荷载时,则只能修改截面尺寸。
四、复杂应力状态下折算应力
0 1 2 xy2 yz2 zx2 3x 2 y y 2 z z 2 x
边 缘 的 局 部 承 压 强 度 。 假 定 集 中 荷 载 从 作 用 处 在 h y 高 度 范 围 内 以 1 :2 .5 扩 散 , 在
h R 高 度 范 围 内 以 1 :1 扩 散 , 均 匀 分 布 于 腹 板 高 度 计 算 边 缘 。 这 样 得 到 的 c 与 理 论
的
局
部
压
Ap
yfydAAe yfyy0ydAAp
yfydA
fy
Ae
yyy0dAAp
ydAfy
Ie/y0Wp fy
WeWp
矩形截面:
(1)弹性阶段:y 0 h /2 ,W e b h 2 /6 W n ,W p 0 ,M y W n fy
(2)塑性阶段:y 0 0 ,W p b h 2 /4 W p n ,W e 0 ,M p W p n fy
lz ——集 lz —中—荷集载 中荷在载腹在板腹计 板计 算算高高度度处处的 的假假定定分分布布 长度 长,度对,跨对中集 跨中中荷集载中,荷载, lz=a+5lzh=ya++25hhyR+; 2hR梁;端 梁端 支支反反力力,,lzz==aa++22.5.h5yh+ay+1;a1;
a——集a—中—荷集载中沿 荷载跨沿度跨方度向 方向 的的支支承承长长度 度,,对对吊吊车车轮压 轮,压无,资无料资 时可 料取时5可0m取m;50mm; hhyR— —— —自 hh轨 ayR1— — —梁 道— — —顶 高自 梁 轨至 度 梁 端 道腹 顶 至 高 ,至 支 度 板 梁腹 座 ,计 顶板 板 梁算 无计 外 顶高 算 轨 边 无高 缘 轨 度 道度 的 道处 时处 距 时的 取的 离 取距距 , hhRR离 离 取==00; 值; ;;不得大于 2.5 hy。 a1——当梁计端 算不至能支满座足板 时, 外对边承缘受的固距 定集 离中,荷取载值处不 或支得座大处于,可 2.通 5 h过y。 设置横向加劲
(3)弹塑性阶段: My Mpy Mp My MySfMy
截面形状系数:Sf Mp /Mn M pyM yW nfy
第三节 规范采用强度计算公式
一、弯曲正应力
以部分截面发展塑性(1/4截面,a=h/8)为极限状态:
x(y)
Mx(y) f W x(y) xn(yn)
式中:
γ为塑性发展系数,按P172,表5.1;
eq 2c 2c 3 21f
(4)复杂应力作用下的强度计算 当腹板计算高度处同时承受较大的正应力、剪应力或局部压应力时,需计算
该处的折算应力
2 c2 c 32 1f
(5-8)
式中 、、c——腹板计算高度处同一点的弯曲正应力、剪应力和局部压应力,
=(Mx/Wnx)×(h0/h) ,以拉应力为正,压应力为负;
力
的
最大值ຫໍສະໝຸດ 十分接近
。
局
部
c
承 压F twlz
强
度 f
可
按
下
式
计
算
( 5-7)
式中 F——集中荷载,对动力荷载应乘以动力系数;
式 —中—集F—中—荷集载中增 荷载 大,系对数动, 力荷 对载重应级乘工以动 作力制系吊数车;轮压,=1.35;对其它荷载, —=— 1.0集;中 =1荷 .0;载增大系数,对重级工作制吊车轮压,=1.35;对其它荷载,
1——局部承压强度设计值增大系数,当与c 同号或c=0 时,
1=1.1,当与c 异号时取1=1.2。
第四节 梁的整体稳定计算
一、基本概念 整体失稳现象:
机理分析:梁受弯变形后,上翼缘受压,由于梁侧向 刚度不够,就会发生梁的侧向弯曲失稳变形;梁截面从上 至下弯曲量不等,就形成截面的扭转变形,同时还有弯矩 作用平面内的弯曲变形,故梁的整体失稳为弯扭失稳形式, 完整的说应为:侧向弯曲扭转失稳。 有效措施:上翼缘侧移刚度,上翼缘侧向计算长度。
吊 车格钢梁 梁构、 分工式为作 型平:钢台 当梁梁 和、跨组墙 合度架 梁梁超两、 大檩过类条 一。、 如桥定图梁 距等5 - 1。离所 示时。 ,最好采用格构桁架
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
(k)
梁格:纵横交错的主次梁组成的平面体系 (1)简式梁格:单一主梁 (2)普通梁格:分主、次梁 (3)复式梁格:分主梁及横、纵次梁
梁板共同作用:
(1)共同工作:组合楼板 (2)不共同工作:一般的钢筋混凝土楼板
第二节 抗弯强度
截面正应力发展三个阶段: (1)弹性阶段:承受动力荷载 My Wn fy (2)弹塑性阶段:静力荷载或者间接动荷载
(3)塑性阶段: Mp Wpn fy
截面弹塑性阶段抗弯承载力:
M
ydA
Ae
有两种情况下塑性发展系数取γ=1.0;
二、抗剪强度
VS I xtw
fV
方法:剪力流理论分析,假定沿薄壁厚度方向均匀分布;
S : (1) 当计算腹板上任一点竖向剪应力时:为计算剪应
力处以上或以下毛截面对中和轴x的面积矩; (2) 当计算翼缘上任一点的水平剪应力时:以左或右 毛截面对中和轴x的面积矩;
第一节 绪 论
概念:承受横向荷载,楼盖梁、吊车梁、檩条、桥梁等;
分类: 型钢截面:加工方便、制造简单、成本低;
实腹式 组合截面:型钢没法满足强度和刚度要求时;
5.1 梁 的 类 型 和 应 用 钢 梁 主 要 用 以 承 受 横 向 荷 载 ,在 建 筑 结 构 中 应 用 非 常 广 泛 ,常 见 的 有 楼 盖 梁 、
t w 为计算剪应力处截面厚度;
三、腹板局部压应力
c
F
twlz
f
移动集中吊车轮压
固定集中荷载(支座反力)
(a )
(b )
c
图 5-5 局 部 压 应 力
当 梁 的 翼 缘 承 受 较 大 的 固 定 集 中 荷 载( 包 括 支 座 )而 又 未 设 支 承 加 劲 肋 [ 图 5 - 5
( a) ]或 受 有 移 动 的 集 中 荷 载 ( 如 吊 车 轮 压 ) [图 5-5( b) ]时 , 应 计 算 腹 板 高 度
肋予以加强,也可修改截面尺寸;当承受移动集中荷载时,则只能修改截面尺寸。
四、复杂应力状态下折算应力
0 1 2 xy2 yz2 zx2 3x 2 y y 2 z z 2 x
边 缘 的 局 部 承 压 强 度 。 假 定 集 中 荷 载 从 作 用 处 在 h y 高 度 范 围 内 以 1 :2 .5 扩 散 , 在
h R 高 度 范 围 内 以 1 :1 扩 散 , 均 匀 分 布 于 腹 板 高 度 计 算 边 缘 。 这 样 得 到 的 c 与 理 论
的
局
部
压
Ap
yfydAAe yfyy0ydAAp
yfydA
fy
Ae
yyy0dAAp
ydAfy
Ie/y0Wp fy
WeWp
矩形截面:
(1)弹性阶段:y 0 h /2 ,W e b h 2 /6 W n ,W p 0 ,M y W n fy
(2)塑性阶段:y 0 0 ,W p b h 2 /4 W p n ,W e 0 ,M p W p n fy
lz ——集 lz —中—荷集载 中荷在载腹在板腹计 板计 算算高高度度处处的 的假假定定分分布布 长度 长,度对,跨对中集 跨中中荷集载中,荷载, lz=a+5lzh=ya++25hhyR+; 2hR梁;端 梁端 支支反反力力,,lzz==aa++22.5.h5yh+ay+1;a1;
a——集a—中—荷集载中沿 荷载跨沿度跨方度向 方向 的的支支承承长长度 度,,对对吊吊车车轮压 轮,压无,资无料资 时可 料取时5可0m取m;50mm; hhyR— —— —自 hh轨 ayR1— — —梁 道— — —顶 高自 梁 轨至 度 梁 端 道腹 顶 至 高 ,至 支 度 板 梁腹 座 ,计 顶板 板 梁算 无计 外 顶高 算 轨 边 无高 缘 轨 度 道度 的 道处 时处 距 时的 取的 离 取距距 , hhRR离 离 取==00; 值; ;;不得大于 2.5 hy。 a1——当梁计端 算不至能支满座足板 时, 外对边承缘受的固距 定集 离中,荷取载值处不 或支得座大处于,可 2.通 5 h过y。 设置横向加劲
(3)弹塑性阶段: My Mpy Mp My MySfMy
截面形状系数:Sf Mp /Mn M pyM yW nfy
第三节 规范采用强度计算公式
一、弯曲正应力
以部分截面发展塑性(1/4截面,a=h/8)为极限状态:
x(y)
Mx(y) f W x(y) xn(yn)
式中:
γ为塑性发展系数,按P172,表5.1;
eq 2c 2c 3 21f
(4)复杂应力作用下的强度计算 当腹板计算高度处同时承受较大的正应力、剪应力或局部压应力时,需计算
该处的折算应力
2 c2 c 32 1f
(5-8)
式中 、、c——腹板计算高度处同一点的弯曲正应力、剪应力和局部压应力,
=(Mx/Wnx)×(h0/h) ,以拉应力为正,压应力为负;
力
的
最大值ຫໍສະໝຸດ 十分接近
。
局
部
c
承 压F twlz
强
度 f
可
按
下
式
计
算
( 5-7)
式中 F——集中荷载,对动力荷载应乘以动力系数;
式 —中—集F—中—荷集载中增 荷载 大,系对数动, 力荷 对载重应级乘工以动 作力制系吊数车;轮压,=1.35;对其它荷载, —=— 1.0集;中 =1荷 .0;载增大系数,对重级工作制吊车轮压,=1.35;对其它荷载,
1——局部承压强度设计值增大系数,当与c 同号或c=0 时,
1=1.1,当与c 异号时取1=1.2。
第四节 梁的整体稳定计算
一、基本概念 整体失稳现象:
机理分析:梁受弯变形后,上翼缘受压,由于梁侧向 刚度不够,就会发生梁的侧向弯曲失稳变形;梁截面从上 至下弯曲量不等,就形成截面的扭转变形,同时还有弯矩 作用平面内的弯曲变形,故梁的整体失稳为弯扭失稳形式, 完整的说应为:侧向弯曲扭转失稳。 有效措施:上翼缘侧移刚度,上翼缘侧向计算长度。
吊 车格钢梁 梁构、 分工式为作 型平:钢台 当梁梁 和、跨组墙 合度架 梁梁超两、 大檩过类条 一。、 如桥定图梁 距等5 - 1。离所 示时。 ,最好采用格构桁架
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
(k)
梁格:纵横交错的主次梁组成的平面体系 (1)简式梁格:单一主梁 (2)普通梁格:分主、次梁 (3)复式梁格:分主梁及横、纵次梁
梁板共同作用:
(1)共同工作:组合楼板 (2)不共同工作:一般的钢筋混凝土楼板
第二节 抗弯强度
截面正应力发展三个阶段: (1)弹性阶段:承受动力荷载 My Wn fy (2)弹塑性阶段:静力荷载或者间接动荷载
(3)塑性阶段: Mp Wpn fy
截面弹塑性阶段抗弯承载力:
M
ydA
Ae
有两种情况下塑性发展系数取γ=1.0;
二、抗剪强度
VS I xtw
fV
方法:剪力流理论分析,假定沿薄壁厚度方向均匀分布;
S : (1) 当计算腹板上任一点竖向剪应力时:为计算剪应
力处以上或以下毛截面对中和轴x的面积矩; (2) 当计算翼缘上任一点的水平剪应力时:以左或右 毛截面对中和轴x的面积矩;
第一节 绪 论
概念:承受横向荷载,楼盖梁、吊车梁、檩条、桥梁等;
分类: 型钢截面:加工方便、制造简单、成本低;
实腹式 组合截面:型钢没法满足强度和刚度要求时;
5.1 梁 的 类 型 和 应 用 钢 梁 主 要 用 以 承 受 横 向 荷 载 ,在 建 筑 结 构 中 应 用 非 常 广 泛 ,常 见 的 有 楼 盖 梁 、
t w 为计算剪应力处截面厚度;
三、腹板局部压应力
c
F
twlz
f
移动集中吊车轮压
固定集中荷载(支座反力)
(a )
(b )
c
图 5-5 局 部 压 应 力
当 梁 的 翼 缘 承 受 较 大 的 固 定 集 中 荷 载( 包 括 支 座 )而 又 未 设 支 承 加 劲 肋 [ 图 5 - 5
( a) ]或 受 有 移 动 的 集 中 荷 载 ( 如 吊 车 轮 压 ) [图 5-5( b) ]时 , 应 计 算 腹 板 高 度