鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-受彎構(gòu)件1

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 喻瑩 汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件：受彎構(gòu)件：只承受只承受彎矩彎矩或或彎矩與剪力彎矩與剪力共同作用的構(gòu)件。共同作用的構(gòu)件。梁梁剛度剛度強(qiáng)度強(qiáng)度整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) （設(shè)計(jì)值）（設(shè)計(jì)值）正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) （標(biāo)準(zhǔn)值）（標(biāo)準(zhǔn)值）汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 受彎構(gòu)件的受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度強(qiáng)度和剛度 梁的梁的整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定的基本概念、驗(yàn)算方法以及的基本概念、驗(yàn)算方法以及 提高整體穩(wěn)定性的措施提高整體穩(wěn)定性的措施 梁板件梁板件局部穩(wěn)定

2、局部穩(wěn)定的基本概念、有關(guān)規(guī)定和的基本概念、有關(guān)規(guī)定和 驗(yàn)算方法驗(yàn)算方法 鋼梁設(shè)計(jì)鋼梁設(shè)計(jì)第五章 受彎構(gòu)件汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度12梁的扭轉(zhuǎn)梁的整體穩(wěn)定3第五章 受彎構(gòu)件汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理一、彎曲強(qiáng)度一、彎曲強(qiáng)度c)彈性彈性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMy0.6時(shí)，時(shí)，必須以必須以 b代替進(jìn)行修正。代替進(jìn)行修正。0.1282.007.1bb（4.4.27）軋制普通工字鋼軋制普通工字鋼根據(jù)鋼號(hào)和側(cè)向支承點(diǎn)間的距離，其根據(jù)鋼號(hào)和側(cè)向支承點(diǎn)間的距離，其 b值值直接由查表得到，當(dāng)直接由查表得到，當(dāng) b值大于值大于0.60.6

3、時(shí)，也需要進(jìn)行修正。時(shí)，也需要進(jìn)行修正。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理yxbxyyMMfWW（4.4.28）2.2.雙向受彎梁雙向受彎梁My繞弱軸的彎矩；繞弱軸的彎矩；Wx 、Wy按受壓纖維確定的對(duì)按受壓纖維確定的對(duì)x軸和對(duì)軸和對(duì)y軸的毛截面模量；軸的毛截面模量； b 繞強(qiáng)軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)。繞強(qiáng)軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)。 y取值同塑性發(fā)展系數(shù)，但并不表示截面沿取值同塑性發(fā)展系數(shù)，但并不表示截面沿y軸已經(jīng)進(jìn)軸已經(jīng)進(jìn)入塑性階段，而是為了入塑性階段，而是為了降低后一項(xiàng)的影響和保持與強(qiáng)度公降低后一項(xiàng)的影響和保持與強(qiáng)度公式的一致性式的一致性。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土

4、木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理1）荷載的類型；荷載的類型； 2）荷載的作用位置；荷載的作用位置； 3）梁的側(cè)向剛度梁的側(cè)向剛度EIy、扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)剛度GIt 、翹曲剛度翹曲剛度EI；4）受壓翼緣的自由長(zhǎng)度受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1 ；5）梁的支座約束程度。梁的支座約束程度。 五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施1.1.影響梁整體穩(wěn)定的因素影響梁整體穩(wěn)定的因素梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施提高梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定性是提高梁整體

5、穩(wěn)定提高梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定性是提高梁整體穩(wěn)定的有效方法。較經(jīng)濟(jì)合理的方法是的有效方法。較經(jīng)濟(jì)合理的方法是設(shè)置側(cè)向支撐，設(shè)置側(cè)向支撐，減少梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度減少梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度。2.2.增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施1）增大增大受壓翼緣受壓翼緣的寬度的寬度；2）在受壓翼緣設(shè)置在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐側(cè)向支撐；3）當(dāng)梁跨內(nèi)無(wú)法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采取當(dāng)梁跨內(nèi)無(wú)法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采取閉合箱形截面閉合箱形截面；4）增加梁兩端的增加梁兩端的約束約束提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

6、計(jì)原理 六、不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況六、不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況 （1） H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度l1與其與其寬度寬度b1之比不超過(guò)下表所列數(shù)值時(shí)之比不超過(guò)下表所列數(shù)值時(shí)。H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的最大型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的最大l1/b1值值 跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)的梁鋼 號(hào)荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點(diǎn)的梁，不論荷載作用于何處Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工

7、程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 （3 3）對(duì)箱形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)滿足對(duì)箱形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)滿足h/b0 6，且，且 l1/b195（ 235/fy）時(shí)）時(shí)結(jié)構(gòu)就不會(huì)喪失整體穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)就不會(huì)喪失整體穩(wěn)定。 箱形截面箱形截面 （2 2）有）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能，能阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移（截面扭轉(zhuǎn)）時(shí)。阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移（截面扭轉(zhuǎn)）時(shí)。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m例例5-1： 某簡(jiǎn)支梁，焊接工字形截面，跨度中點(diǎn)

8、及兩端都某簡(jiǎn)支梁，焊接工字形截面，跨度中點(diǎn)及兩端都設(shè)有側(cè)向支承，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值及梁截面尺寸如圖所示，荷設(shè)有側(cè)向支承，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值及梁截面尺寸如圖所示，荷載作用于梁的上翼緣，設(shè)梁的自重為載作用于梁的上翼緣，設(shè)梁的自重為1.57kN/m，材料為，材料為Q235，試計(jì)算此梁的整體穩(wěn)定性。，試計(jì)算此梁的整體穩(wěn)定性。 解解：步驟步驟1判定是否要進(jìn)行整體穩(wěn)定的驗(yàn)算判定是否要進(jìn)行整體穩(wěn)定的驗(yàn)算梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度l16m，l1/b160027 2216，因此應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定。因此應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定。 梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理yyxx270 x10270 x

9、101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m步驟步驟2計(jì)算梁的截面幾何參數(shù)計(jì)算梁的截面幾何參數(shù)梁截面幾何參數(shù)：梁截面幾何參數(shù)：Ix=4050106 mm4，Iy32.8106 mm4 A=13800 mm2，Wx570104 mm3 mkN9586130214 . 13904 . 112)57. 12 . 1 (812maxM步驟步驟3計(jì)算梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值 梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m查表得：查表得： b=1.15；代入代入 b 計(jì)算公式得：計(jì)算公式得： b =1.1520.6 , 需要修正，需要修正， b=0步驟步驟4計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù) 梁的整體穩(wěn)定32y 1bbb2yy432023514.4xtAhWhf（4.4.25）汕頭大學(xué)土木工程系本科課程 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m代入代入 b 計(jì)算公式得：計(jì)算公式得： b =1.152