變截面剛架斜梁的計(jì)算ppt課件

1、一、剛架梁局部穩(wěn)定驗(yàn)算1、剛架梁的寬厚比限值和腹板屈曲后強(qiáng)度利用（1）、剛架梁受壓翼緣板的寬厚比限值： （2）、剛架梁腹板的寬厚比限值： 式中 、 受壓翼緣的外伸寬度與厚度； 、 腹板的高度與厚度2、剛架梁的抗剪驗(yàn)算 在進(jìn)行剛架梁的截面設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)約鋼材，允許腹板發(fā)生局部屈曲，并利用其屈曲后的強(qiáng)度。因此按照門式剛架輕型房屋鋼結(jié)fbyt235151fthyww235250b1hwtwt1ppt課件. 構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)范，工字形截面梁腹板的受剪板幅，當(dāng)腹板的高度變化不超過(guò)60mm/m時(shí)，其抗剪承載力設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算： 當(dāng) 0.8時(shí) = 當(dāng) 0.8 1.4時(shí) = 當(dāng) 1.4時(shí) 式中 鋼材的抗剪強(qiáng)

2、度設(shè)計(jì)值 腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 腹板板幅的平均高度 參數(shù)(按下述公式計(jì)算) fthvvwwdwwfvfvfvfvw8 . 064. 01wffvwv275. 01fvfvhww2ppt課件. 當(dāng) 時(shí)， 當(dāng) 時(shí)， 式中 腹板橫向加勁肋的間距 腹板在純剪切荷載作用下的屈曲系數(shù)。當(dāng)不設(shè)中間加勁肋時(shí) =5.34.3、腹板的有效寬度 當(dāng)工字形截面梁的腹板及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按有效寬度計(jì)算其截面集合特性。有效寬度取為： 當(dāng)腹板全部受壓時(shí) = 式（31a） fkthywww235371/hwahakw/2/34.54 1/hwahakw/2/434.5ahwkhehw3ppt課件. 當(dāng)腹板部分

3、受拉時(shí)，受拉區(qū)全部有效，受壓區(qū)有效寬度為 （31b） 式中 腹板受壓區(qū)有效寬度 腹板受壓區(qū)寬度 有效寬度系數(shù)，按下列公式計(jì)算： 當(dāng) （32a） 當(dāng) （32b） 當(dāng) （32c） 式中 與板件受彎、受壓有關(guān)的參數(shù)，計(jì)算式如下： hhcehehc時(shí)8.0p時(shí)2.18.0p時(shí)2.1p18.09.012.124.064.0pfkthywwp/2351.2833 式4ppt課件. 式中 板件在正應(yīng)力作用下的屈曲系數(shù) = 為腹板邊緣正應(yīng)力比值，以壓為正，拉為負(fù)，1 -1； 當(dāng)腹板邊緣最大應(yīng)力 0時(shí)， 當(dāng)腹板部分受拉，即 0時(shí)， k1112.0161122k1211RfyRRRRhe521hheehhheee

4、12hhee4 .01hhee6 . 025ppt課件. 4、剛架梁的強(qiáng)度計(jì)算 （1）、工字形截面剛架梁屬于壓彎構(gòu)件，在剪力V和彎矩M的共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求： 當(dāng)V 時(shí) 當(dāng) 時(shí) 當(dāng)截面為雙軸對(duì)稱時(shí) 式中 兩 翼緣所承擔(dān)的彎矩； 構(gòu)件有效截面所承擔(dān)的彎矩， ； V0.5dMeM VddV V0.5 15.021MVVMMMdfeffthAwffMMfMefWeeM6ppt課件. 構(gòu)件有效截面最大受壓纖維的截面模量； 構(gòu)件翼緣的截面面積； 腹板抗剪承載力設(shè)計(jì)值。 （2）、工字型截面梁在剪力V、彎矩M軸力N共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求： 當(dāng) 當(dāng) WeAfVd時(shí)0.5VVdMNeMANwM

5、MeeeNe時(shí)VddV 0.5V15 . 021MVVMMMdNfNeNf7ppt課件. 當(dāng)截面為雙軸對(duì)稱時(shí) 式中 有效截面面積； 兼承壓力時(shí)兩翼緣所能承受的彎矩。 5、梁腹板加勁肋的配置 梁腹板應(yīng)在中柱連接處、較大固定集中荷載作用處和翼緣轉(zhuǎn) 折處設(shè)置橫向加勁肋。其他部位是否設(shè)置中間加勁肋，根據(jù)計(jì) 算需要確定。但門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定， 當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時(shí)，橫向加勁肋間距a宜取 。 當(dāng)梁腹板在剪應(yīng)力作用下發(fā)生屈曲后，將以拉力帶的方式承 受繼續(xù)增加的剪力，亦即起類似桁架斜腹桿的作用，而橫向加勁 肋則相當(dāng)于受壓的桁架豎桿。因此，中間橫向加勁肋除承受集中 ANfthAMwfNfA

6、eMNfhwhw28ppt課件. 荷載和翼緣轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的應(yīng)力外，還要承受拉應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生的壓力，該拉力按下列公式計(jì)算： 當(dāng) = = 當(dāng) = 式中 拉力場(chǎng)產(chǎn)生的壓力； 利用拉立場(chǎng)時(shí)腹板的屈曲剪應(yīng)力； 參數(shù)。 加勁肋穩(wěn)定性驗(yàn)算按GB50017規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行，計(jì)算長(zhǎng)度取腹 板高度 ，截面取加勁板全部和其兩側(cè)各 寬度范圍內(nèi) 的腹板面積，按兩端鉸接軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。 crwwsthNV9 . 0Nscrtw時(shí)25. 18 . 0wcrfvw8 . 08 . 01時(shí)25. 1wcrwfv2hwfy235159ppt課件. 6、梁在剛架平面整體穩(wěn)定性的計(jì)算 6、1、輕型鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定設(shè)計(jì)的基本理論 輕型鋼結(jié)構(gòu)

7、剛架的穩(wěn)定設(shè)計(jì)包括平面內(nèi)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)和平面外 的穩(wěn)定驗(yàn)算。主剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定是由剛架平面內(nèi)的剛度和構(gòu)件 截面剛度提供的；主剛架平面外的穩(wěn)定是由結(jié)構(gòu)縱向支撐和構(gòu)件 截面剛度保障的。主剛架整體穩(wěn)定的近似設(shè)計(jì)方法是將結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 定問(wèn)題分解和等效為梁和柱構(gòu)件的穩(wěn)定問(wèn)題。采用彎矩不均勻系 數(shù)考慮構(gòu)件內(nèi)實(shí)際彎矩分布；采用計(jì)算長(zhǎng)度概念等效考慮梁和柱 構(gòu)件在剛架中的邊界約束條件。輕型鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型是平面剛 架。剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定屬于上述第二類穩(wěn)定問(wèn)題，平面外整 體穩(wěn)定屬于第一類穩(wěn)定問(wèn)題。輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定問(wèn) 題屬于第三類穩(wěn)定問(wèn)題。 10ppt課件. 6、2、計(jì)算長(zhǎng)度確定 現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于穩(wěn)定設(shè)計(jì)的近似公

8、式是基于兩端鉸接這一理想構(gòu)件的研究和推導(dǎo)得到的。但是，實(shí)際結(jié)構(gòu)中的梁和柱邊界支承條件十分復(fù)雜。實(shí)際構(gòu)件和理想構(gòu)件的等效原則是兩者屈曲臨界力相等，根據(jù)這一等效原則可以得到實(shí)際構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。換言之，實(shí)際構(gòu)件是具有計(jì)算長(zhǎng)度的理想構(gòu)件的一部分。這樣，規(guī)范的穩(wěn)定設(shè)計(jì)近似公式就可以直接應(yīng)用于實(shí)際構(gòu)件，只是以計(jì)算長(zhǎng)度代替實(shí)際構(gòu)件長(zhǎng)度。 現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算長(zhǎng)度采用近似公式和圖表計(jì)算。輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件平面外的計(jì)算長(zhǎng)度為其側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離，其依據(jù)主要因?yàn)橹吸c(diǎn)處一般為平面外失穩(wěn)波形的反彎點(diǎn)。可以認(rèn)為交叉支撐和剛性系桿與剛架梁柱的連接點(diǎn)為構(gòu)件的側(cè)向支撐點(diǎn)。屋面檁條和墻面檁條往往連接于梁和柱

9、的一側(cè)翼緣，而梁和柱的兩側(cè)翼緣都可能因受壓從而產(chǎn)生側(cè)向失穩(wěn)和側(cè)向位移。所以，檁條和梁柱單側(cè)翼緣的連接點(diǎn)不能作為梁柱構(gòu)件的側(cè)向支撐點(diǎn)。 下面介紹剛架梁在剛架平面內(nèi)和平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。11ppt課件. 6、3、橫梁在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 （1）變截面楔形梁在剛架平面內(nèi)的整體按下列公式計(jì)算： 式中 小頭的軸線壓力設(shè)計(jì)值； 大頭的彎矩設(shè)計(jì)值； 小頭的有效截面面積； 大頭有效截面最大受壓纖維的截面模量； 桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，按楔形梁確定其計(jì)算長(zhǎng)度， 取小頭截面的回轉(zhuǎn)半徑，有GB50017規(guī)范查的。 等效彎矩系數(shù)。由于輕型門式剛架都屬于有側(cè)移失 穩(wěn)，故 =1.0. fWNNMAeExmxe1001

10、0 x01NN0M1A0eW1exmxmx12ppt課件. 參數(shù)，計(jì)算 時(shí)回轉(zhuǎn)半徑 以小頭截面為準(zhǔn)，計(jì)算公 式如下： = 當(dāng)柱的最大彎矩不出現(xiàn)大頭時(shí)， 和 分別取最大彎矩和 該彎矩所在的有效截面模量. （2）、下面介紹如何確定橫梁在剛架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度 根據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程附錄D 中楔形 梁在剛架平面內(nèi)的換算長(zhǎng)度系數(shù)的規(guī)定，計(jì)算出楔形梁在剛架 平 面內(nèi)的換算系數(shù)。 剛架斜梁為楔形變截面構(gòu)件時(shí)，在平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)計(jì)算 時(shí)所用的 是用計(jì)算長(zhǎng)度，由公式 ，故 Nx0Ei0M1We1Nx0E2021 . 1AeENx0Eilb0lb13ppt課件. 需要計(jì)算長(zhǎng)度代替實(shí)際構(gòu)件長(zhǎng)度，記算

11、長(zhǎng)度 ，s為 一個(gè)坡面的長(zhǎng)度， 為換算長(zhǎng)度系數(shù)，斜梁一個(gè)坡面相連楔形段的 長(zhǎng)度比為 ， 和 為兩段斜梁左右兩段截面大頭的高度， 為 斜梁中部截面小頭的高度。 則兩段楔形段的楔率 和 可按下列公式確定： slb2 S1Sd0d2d1d1d2d0121011dd1022dd14ppt課件. 根據(jù)計(jì)算出的 、 、 ，查門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程附錄D中的圖表，即可查出楔形梁在剛架平面內(nèi)的換算系數(shù) ， 然后由公式 ,即可求出計(jì)算長(zhǎng)度，在按照上述驗(yàn)算剛架平面內(nèi)穩(wěn)定的公式驗(yàn)算即可。 6、4梁在剛架平面外的整體穩(wěn)定性的計(jì)算 （1）、橫梁在剛架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度 輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件平面外的計(jì)算長(zhǎng)度為其側(cè)向支撐點(diǎn)

12、間的距離， 其依據(jù)主要因?yàn)橹吸c(diǎn)處一般為平面外失穩(wěn)波形的反彎點(diǎn)?？梢?認(rèn)為交叉支撐和剛性系桿與剛架梁柱的連接點(diǎn)為構(gòu)件的側(cè)向支撐 點(diǎn)。屋面檁條和墻面檁條往往連接于梁和柱的一側(cè)翼緣，而梁和 柱的兩側(cè)翼緣都可能因受壓從而產(chǎn)生側(cè)向失穩(wěn)和側(cè)向位移，所以， 檁條和梁柱單側(cè)翼緣的連接點(diǎn)不能作為梁柱構(gòu)件的側(cè)向支撐點(diǎn)。 但是，當(dāng)檁條與構(gòu)件連接處設(shè)置了隅撐，且在輕型鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置 檁條和隅撐的輕型鋼結(jié)構(gòu)一般都為封閉式結(jié)構(gòu)，圍護(hù)板材的面內(nèi) 12Slb215ppt課件. 剪切剛度足以抵抗主結(jié)構(gòu)構(gòu)件繞其弱軸的彎曲變形，所以構(gòu)件平面 外彎扭失穩(wěn)和彎曲失穩(wěn)系數(shù)計(jì)算時(shí)都可以取隅撐之間的距離作為件 平面外的計(jì)算長(zhǎng)度（如下圖）。檁

13、條a隅撐梁a16ppt課件. （2）、變截面楔形梁在剛架平面內(nèi)的整體按下列公式計(jì)算： 式中 軸心受壓構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定系數(shù)，以小頭 為準(zhǔn)，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017的規(guī)定采用， 計(jì)算長(zhǎng)度取縱向支撐點(diǎn)的距離。若各段線剛度差別較大，確定計(jì)算 長(zhǎng)度時(shí)可考慮各段間的相互約束。 fWMAebtey1100N0 .1ty17ppt課件. 均勻彎曲楔形受彎構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； 所計(jì)算構(gòu)件段小頭截面的軸壓力； 所計(jì)算構(gòu)件段大頭截面的彎矩； 等效彎矩系數(shù)； 在剛架平面內(nèi)以小頭為準(zhǔn)的參數(shù)。 其中對(duì)于均勻受彎構(gòu)件橫梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ，對(duì)于雙軸對(duì)稱的工字形截面桿件，按下列公式計(jì)算： （6.4-1）b

14、N0M1tNx0EbfhtWhAyxybyows2350043204 . 42400020Ahfsl0023. 0118ppt課件. 式中 、 、 、 分別為構(gòu)件的截面面積、截面高 度、截面模量、受壓翼緣截面厚度。 受壓翼緣截面面積； 受壓翼緣與受壓區(qū)腹板1/3高度組成的截面繞y軸的回轉(zhuǎn)半徑； 楔形構(gòu)件計(jì)算區(qū)段的平面外計(jì)算長(zhǎng)度，取支撐間距離。 當(dāng)兩翼緣截面不相等時(shí)，在公式（6.4-1）中應(yīng)參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017公式（附B-1）J加上截面不對(duì)稱影響 系數(shù) 項(xiàng)。當(dāng)按公式（6.4-1）計(jì)算的 大于0.6時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017的規(guī)定查出相應(yīng)的 代替