第六章受彎構(gòu)件

1、第六章第六章受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握的受彎構(gòu)件梁的種類和截面形式，型鋼梁的工作性能，強度和剛度計算。梁的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計算和加勁梁設(shè)置，焊接組合梁的截面選擇。 本章教學(xué)內(nèi)容 第一部分：梁的強度和剛度問題。 第二部分：梁的穩(wěn)定問題，包括梁的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。 第三部分：梁的截面選擇，包括型鋼梁和工字形焊接組合梁。 第四部分：梁的構(gòu)造問題。 本章重點 本章節(jié)的重點是掌握梁的強度和剛度的計算，梁的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定問題，梁的截面設(shè)計及計算；加勁肋的構(gòu)造問題。本章難點 梁的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定問題，熱軋工字型鋼梁和焊接工字形組合梁的設(shè)計，梁的加勁肋的設(shè)計方法和構(gòu)造

2、問題。 本章習(xí)題較多，公式也較多，問題比較抽象 。 鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件除要保證截面的抗彎強度、抗剪強鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件除要保證截面的抗彎強度、抗剪強度外還要保證構(gòu)件的度外還要保證構(gòu)件的整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性和受壓翼緣板件的和受壓翼緣板件的局部局部穩(wěn)定穩(wěn)定要求。對要求。對不利用腹板屈曲后強度不利用腹板屈曲后強度的構(gòu)件還要滿足的構(gòu)件還要滿足腹腹板局部穩(wěn)定板局部穩(wěn)定要求。這些屬于構(gòu)件設(shè)計的要求。這些屬于構(gòu)件設(shè)計的第一極限狀態(tài)第一極限狀態(tài)問問題，即題，即承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)問題。問題。 此外受彎構(gòu)件要有足夠的剛度，保證構(gòu)件的變形此外受彎構(gòu)件要有足夠的剛度，保證構(gòu)件的變形不不影響正常使用影響正常使用要求，

3、這屬于構(gòu)件設(shè)計的要求，這屬于構(gòu)件設(shè)計的第二極限狀態(tài)第二極限狀態(tài)問問題，即題，即正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)問題。問題。本章主要介紹實腹式本章主要介紹實腹式受彎構(gòu)件的強度、剛度、整體穩(wěn)受彎構(gòu)件的強度、剛度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定及腹板屈曲后強度的基本概念和相關(guān)的計定、局部穩(wěn)定及腹板屈曲后強度的基本概念和相關(guān)的計算方法算方法。 6-1受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用 承受承受橫向荷載和彎矩橫向荷載和彎矩的構(gòu)件叫的構(gòu)件叫受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件如果構(gòu)件中的彎矩不均如果構(gòu)件中的彎矩不均勻分布，那么構(gòu)件中還存在剪力。結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件一般稱之為勻分布，那么構(gòu)件中還存在剪力。結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件一般稱之為梁梁根根據(jù)

4、使用情況，它可能只在據(jù)使用情況，它可能只在一個主平面一個主平面內(nèi)受彎，稱為內(nèi)受彎，稱為單向單向受彎構(gòu)件，受彎構(gòu)件，也可能在也可能在兩個兩個主平面內(nèi)同時受彎，稱為主平面內(nèi)同時受彎，稱為雙向雙向受彎構(gòu)件。受彎構(gòu)件。工作平臺梁格拄拄支撐支撐主主梁梁次梁次梁板板簡單梁格普通梁格復(fù)式梁格6.1.1實腹式受彎構(gòu)件實腹式受彎構(gòu)件梁梁承受橫向荷載的受彎實腹式構(gòu)件（格構(gòu)式梁格構(gòu)式梁桁架）桁架） 樓蓋梁樓蓋梁 平臺梁平臺梁按功能分按功能分 吊車梁吊車梁 檁條檁條 墻架梁等墻架梁等按制作方法：按制作方法：型鋼梁、型鋼梁、 組合（截面）梁組合（截面）梁 1.型鋼梁型鋼梁優(yōu)先選用優(yōu)先選用截面：熱軋工字鋼、熱軋截面：熱軋

5、工字鋼、熱軋H型鋼、槽鋼型鋼、槽鋼腹板較厚，用鋼量大。腹板較厚，用鋼量大。冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼經(jīng)濟，但防腐要求高經(jīng)濟，但防腐要求高特點：構(gòu)造簡單，制造省工，成本較低。特點：構(gòu)造簡單，制造省工，成本較低。2.2.組合梁組合梁2.組合梁組合梁2.2.組合梁組合梁3.單向彎曲梁與雙向彎曲單向彎曲梁與雙向彎曲截面：工字型、箱型截面：工字型、箱型優(yōu)點；截面組成靈活、材料分布合理，節(jié)省優(yōu)點；截面組成靈活、材料分布合理，節(jié)省鋼材鋼材荷載較大或跨度較大時用荷載較大或跨度較大時用4.梁的計算內(nèi)容梁的計算內(nèi)容承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)強度強度抗彎強度抗彎強度抗剪強度抗剪強度局部壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力折算應(yīng)力折

6、算應(yīng)力整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 剛度剛度6.1.2 6.1.2 格構(gòu)式受彎構(gòu)件格構(gòu)式受彎構(gòu)件桁架桁架1、特點及應(yīng)用、特點及應(yīng)用截面特點：截面特點：以以弦桿弦桿代替梁代替梁翼緣翼緣，腹桿腹桿代替代替梁腹板梁腹板，腹桿與弦桿以腹桿與弦桿以節(jié)點節(jié)點連接連接受力特點：受力特點：M表現(xiàn)為上下表現(xiàn)為上下弦桿弦桿的的軸心壓力和拉力軸心壓力和拉力V表現(xiàn)為各表現(xiàn)為各腹桿腹桿的軸心壓力和拉力的軸心壓力和拉力優(yōu)點：優(yōu)點：外形靈活，跨度和高度較大時，用鋼量較外形靈活，跨度和高度較大時，用鋼量較實腹梁省，而剛度有所增加。實腹梁省，而剛度有所增加。缺點：桿件和節(jié)點較多，構(gòu)造復(fù)雜，制

7、造費工。缺點：桿件和節(jié)點較多，構(gòu)造復(fù)雜，制造費工。平面鋼桁架平面鋼桁架應(yīng)用（廣泛）應(yīng)用（廣泛）空間鋼桁架空間鋼桁架塔桅結(jié)構(gòu)，等塔桅結(jié)構(gòu)，等簡支梁式：受力明確，內(nèi)力不受支座沉陷影響簡支梁式：受力明確，內(nèi)力不受支座沉陷影響施工方便（應(yīng)用最廣）施工方便（應(yīng)用最廣）剛架橫梁式：剛度提高（常用于單層廠房結(jié)構(gòu)）剛架橫梁式：剛度提高（常用于單層廠房結(jié)構(gòu)）連續(xù)式：增加剛度，節(jié)約材料（橋架）連續(xù)式：增加剛度，節(jié)約材料（橋架）伸臂式：既有的節(jié)約材料的優(yōu)點，又有的伸臂式：既有的節(jié)約材料的優(yōu)點，又有的不受支座沉陷影響的優(yōu)點。但鉸接處不受支座沉陷影響的優(yōu)點。但鉸接處構(gòu)造復(fù)雜。構(gòu)造復(fù)雜。懸臂式：主要承受水平風(fēng)荷載產(chǎn)生的懸

8、臂式：主要承受水平風(fēng)荷載產(chǎn)生的M（塔架等）（塔架等）2 2、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)類型3 3、按桿件截面形式和節(jié)點構(gòu)造特點分類：、按桿件截面形式和節(jié)點構(gòu)造特點分類：普通鋼桁架（單腹壁桁架）：普通鋼桁架（單腹壁桁架）：形式：桿件常用形式：桿件常用雙角鋼組成雙角鋼組成的的T、十字形或軋制、十字形或軋制T形，節(jié)點處用一塊節(jié)點板相連。形，節(jié)點處用一塊節(jié)點板相連。特點：構(gòu)造簡單，應(yīng)用最廣特點：構(gòu)造簡單，應(yīng)用最廣重型桁架（雙腹壁桁架）：重型桁架（雙腹壁桁架）：形式：形式：桿件常用軋制桿件常用軋制H或焊接工形或箱形截面、或焊接工形或箱形截面、格構(gòu)式截面格構(gòu)式截面，節(jié)點處用兩塊節(jié)點板相連。，節(jié)點處用兩塊節(jié)點板相連。特

9、點：桿件受力較大特點：桿件受力較大輕型桁架：輕型桁架：形式：冷彎薄壁型鋼、小角鋼及圓鋼做成。節(jié)點形式：冷彎薄壁型鋼、小角鋼及圓鋼做成。節(jié)點處可用節(jié)點板或直接相連。處可用節(jié)點板或直接相連。適用范圍：用于跨度小、屋面輕的桁架。適用范圍：用于跨度小、屋面輕的桁架。本章主要介紹實腹式受彎構(gòu)件。本章主要介紹實腹式受彎構(gòu)件。6-2梁的強度和剛度梁的強度和剛度 在結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件-梁的主要作用是承受樓板等構(gòu)件傳來的橫向荷載，在框架結(jié)構(gòu)中還承受水平力的作用。這些荷載或作用在受彎構(gòu)件中產(chǎn)生彎矩和剪力，如果剪力沒有作用在構(gòu)件截面的剪心上，構(gòu)件除產(chǎn)生彎曲變形外還要產(chǎn)生扭矩。本節(jié)講述彎矩、剪力作用下受彎構(gòu)件截面的強度和

10、剛度問題。VmaxMmaxnxxWMfy彈性階段的最大彎矩彈性階段的最大彎矩: :a aa af fy yfy（6.2.1 ）nxyxWfMmax6.2.1梁的強度梁的強度 一、抗彎強度一、抗彎強度1、由材料力學(xué)知： 在彈性階段，當(dāng)構(gòu)件截面作用著繞形心主軸x軸的彎矩時。 2、彈塑性階段、彈塑性階段pnxynxnxyxpWfSSfM213、塑性工作階段、塑性工作階段（6.2.2）分為分為 和和 兩個區(qū)域。兩個區(qū)域。Efy max Efy a aa af fy y彈性區(qū)消失，形成塑性鉸彈性區(qū)消失，形成塑性鉸 。最大彎矩為：。最大彎矩為：式中：式中：S S1nx1nx、S S2nx2nx分別為中和軸

11、以上、以下截面對中分別為中和軸以上、以下截面對中和軸和軸X X軸的面積矩；軸的面積矩；Wpnx截面對中和軸的塑性抵抗矩。截面對中和軸的塑性抵抗矩。fy 塑性鉸彎矩塑性鉸彎矩pnxyxpWfM 與彈性最大彎矩與彈性最大彎矩nxyxWfMmax之比之比:nxpnxxxpFWWMMmax F只取決于截面幾何形狀而與材料的性質(zhì)無關(guān)只取決于截面幾何形狀而與材料的性質(zhì)無關(guān)的形狀系數(shù)的形狀系數(shù)。6.2.32.2.抗彎強度計算抗彎強度計算yx, 梁設(shè)計時只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性發(fā)展深度取ah/8。 x xaafy(1)單向彎曲梁單向彎曲梁(2)雙向彎曲梁雙向彎曲梁6.2.4fWMWMnyy

12、ynxxx6.2.5式中：-截面塑性發(fā)展系數(shù)，對于工字形截面梁截面塑性發(fā)展系數(shù)，對于工字形截面梁:2 . 1;05. 1yx 其他截面見表其他截面見表6.16.1。fWMnxxx當(dāng)翼緣外伸寬度當(dāng)翼緣外伸寬度b與其厚度與其厚度t之比滿足之比滿足:yyftbf23515235130 . 1x 需要計算疲勞強度的梁：需要計算疲勞強度的梁：0 . 1yx 二、二、抗剪強度抗剪強度VmaxMmaxtmax x xvftISVwmaxt按彈性設(shè)計：6.2.6式中式中 V 計算截面沿腹板平面的剪力；計算截面沿腹板平面的剪力； S 中和軸以上（或以下）毛截面對中和軸中和軸以上（或以下）毛截面對中和軸的面積矩；

13、的面積矩； I 毛截面慣性矩；毛截面慣性矩；tw腹板厚度。腹板厚度。三、局部壓應(yīng)力三、局部壓應(yīng)力 當(dāng)梁的翼緣受有沿腹板平面作用的固定集中荷載且荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時，或有移動的集中荷載時，應(yīng)驗算腹板高度邊緣的局部承壓強度。局部壓應(yīng)力 6.2.7F F 集中力集中力, ,對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；集中荷載增大系數(shù)，重級工作制吊車為集中荷載增大系數(shù)，重級工作制吊車為1.351.35， 其他為其他為1.01.0； l lz z -集中荷載在腹板計算高度邊緣的集中荷載在腹板計算高度邊緣的假定分布長度假定分布長度：跨中集中荷載：跨中集中荷載：Ryzhhal25 梁端支座反力

14、：梁端支座反力：15 . 2ahalyz cfltF zwc a a-集中荷載沿梁跨度方向的支承長度，對吊車輪壓可集中荷載沿梁跨度方向的支承長度，對吊車輪壓可 取為取為50mm50mm。 h hy y-自梁承載邊緣到腹板計算高度邊緣的距離。自梁承載邊緣到腹板計算高度邊緣的距離。 h hR R-軌道的高度，計算處無軌道時取軌道的高度，計算處無軌道時取0 0； a a1 1 - -梁端到支座板外邊緣的距離，按實際取，但不得梁端到支座板外邊緣的距離，按實際取，但不得 大于大于2.5h2.5hy y。hobt1hobt1ho腹板的計算高度腹板的計算高度h ho o的規(guī)定：的規(guī)定：1 1軋制型鋼，兩內(nèi)孤

15、起點間距軋制型鋼，兩內(nèi)孤起點間距; ;2 2焊接組合截面，為腹板高度焊接組合截面，為腹板高度; ;3 3鉚接時為鉚釘間最近距離鉚接時為鉚釘間最近距離。 當(dāng)計算不能滿足要求時，對集中荷載（包括支座反力），可采用設(shè)置支承加勁肋的辦法，對吊車荷載只能采用增加腹板厚度的方法 。 四、折算應(yīng)力四、折算應(yīng)力根據(jù)第四強度理論，在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，若某一點的折算應(yīng)力達到鋼材單向拉伸的屈服點，則該點進入塑性狀態(tài)。 折算應(yīng)力：nxIyM. 其中：其中：1 計算折算應(yīng)力的設(shè)計值增大系數(shù)。計算折算應(yīng)力的設(shè)計值增大系數(shù)。 異號時，異號時，;2 . 11 c, c, 同號時或同號時或 , 0c 1 . 11 原因原因：1只

16、有局部某點達到塑性只有局部某點達到塑性2 2異號力場有利于塑性發(fā)展異號力場有利于塑性發(fā)展提高設(shè)計強度提高設(shè)計強度 )8 . 2 . 6(312c2c2ftwtISV t tcw zFt l 6.2.2受彎構(gòu)件的剛度受彎構(gòu)件的剛度 梁的剛度用標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的撓度大小來度量。梁的剛度不足將影響正常使用或外觀。所謂正常使用系指設(shè)備的正常運行、裝飾物與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受損壞以及人的舒適感等。一般梁在動力影響下發(fā)生的振動亦可以通過限制梁的變形來控制。因此，梁的剛度可按下式驗算： 2.2.9式中： - 由荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（不考慮不考慮荷載的分項系數(shù)和動力系數(shù)）引起的梁中最大撓度； QTuuu及分別為全部荷載下和可

17、變荷載下受彎構(gòu)分別為全部荷載下和可變荷載下受彎構(gòu)件撓度限值，按規(guī)范取件撓度限值，按規(guī)范取, ,見書附表見書附表2.12.1。 ,QTu uu u 冶金工廠或類似車間中設(shè)有工作級別為A7、A8級吊車的車間，其跨間每側(cè)吊車梁或吊車桁架的制動結(jié)構(gòu)，由一臺最大吊車橫向水平荷載（按荷載規(guī)范取值）所產(chǎn)生的撓度不宜超過制動結(jié)構(gòu)跨度的1/2200。 對于撓度的算法可用材料力學(xué)算法解出，也可用簡便算法。 等截面簡支梁：lvEIlMEIlMlv10485xxkxxk.翼緣截面改變的簡支梁：lvIIIEIlMlvx)2531 (10 xxxxk1.Ix跨中毛截面抵抗矩跨中毛截面抵抗矩 Ix1支座附近毛截面抵抗矩支座

18、附近毛截面抵抗矩 IxIx1計算內(nèi)容計算公式強度正應(yīng)力 剪應(yīng)力 局部壓應(yīng)力 折算應(yīng)力 剛度撓度 QTuuu及f12c2c23tfltFzwcvftISVwmaxtfWMWMnyyynxxx受彎構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)受彎構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 鋼構(gòu)件的截面鋼構(gòu)件的截面( (如工字形、槽形如工字形、槽形) )，其組成板，其組成板件較薄件較薄( (寬厚比一般大于寬厚比一般大于10)10)，屬薄壁構(gòu)件。薄壁截，屬薄壁構(gòu)件。薄壁截面剪應(yīng)力的計算宜用剪力流理論。面剪應(yīng)力的計算宜用剪力流理論。剪力流理論剪力流理論分布：剪應(yīng)力沿板件厚度均勻分布；分布：剪應(yīng)力沿板件厚度均勻分布； 方向：與各板件平行。方向：與各板件平行

19、。分布：剪應(yīng)力沿梁寬度均勻分布； 方向：與橫向荷載平行。 兩者在計算薄壁構(gòu)件腹板剪應(yīng)力時是一致的；但在計算翼緣剪應(yīng)力時，無論大小和方向都有差別。 一般情況下截面上剪力流的合力并不通過截面形心，而是一般情況下截面上剪力流的合力并不通過截面形心，而是在某一確定點，只有當(dāng)外荷載引起的截面剪力也通過此點時才能在某一確定點，只有當(dāng)外荷載引起的截面剪力也通過此點時才能維持內(nèi)外力的平衡，使構(gòu)件僅發(fā)生彎曲而不引起扭轉(zhuǎn)，該點稱為維持內(nèi)外力的平衡，使構(gòu)件僅發(fā)生彎曲而不引起扭轉(zhuǎn)，該點稱為剪力中心剪力中心（或彎曲中心）。（或彎曲中心）。 對圖所示的單軸對稱槽形截面，荷載平行于對圖所示的單軸對稱槽形截面，荷載平行于y

20、y軸作用時，翼軸作用時，翼緣中剪應(yīng)力的合力緣中剪應(yīng)力的合力H H形成偶力；腹板中豎向剪應(yīng)力的合力必然等于形成偶力；腹板中豎向剪應(yīng)力的合力必然等于外剪力外剪力V V。此槽形截面中的三個剪力的總合力，大小為。此槽形截面中的三個剪力的總合力，大小為V V，方向與，方向與y y軸平行，作用點距腹板中心線為軸平行，作用點距腹板中心線為e e0 0，由，由00 eVhHx2x1f422121IthbVhbttIVbtbtH t tx2204IthbHVhe 得得 此截面中剪應(yīng)力此截面中剪應(yīng)力 的總合力作用線與對的總合力作用線與對 稱軸的交點稱軸的交點S，稱為剪，稱為剪 切中心切中心。 常用開口薄壁截面的剪

21、力中心S位置 小結(jié)小結(jié) （1 1）外荷載的作用線或外力矩作用面通過剪切中心）外荷載的作用線或外力矩作用面通過剪切中心時，梁只產(chǎn)生彎曲；若不通過剪切中心，梁在彎曲的時，梁只產(chǎn)生彎曲；若不通過剪切中心，梁在彎曲的同時還要扭轉(zhuǎn)。同時還要扭轉(zhuǎn)。 （2 2）雙軸對稱截面以及對形心成點對稱的截面，剪）雙軸對稱截面以及對形心成點對稱的截面，剪切中心與截面形心相重合。切中心與截面形心相重合。 （3 3）單軸對稱截面，剪切中心在對稱軸上其具體位）單軸對稱截面，剪切中心在對稱軸上其具體位置可通過計算確定。置可通過計算確定。 （4 4）由相交于一點的直線段組成的截面，每個直線）由相交于一點的直線段組成的截面，每個直

22、線段中的剪力通過這個交點，所以剪切中心在此交點上。段中的剪力通過這個交點，所以剪切中心在此交點上。 （1）自由扭轉(zhuǎn)（圣維南扭轉(zhuǎn)或純扭轉(zhuǎn)） 軸向位移不受約束，截面可自由翹曲變形； 各截面的翹曲變形相同，縱向纖維保持直線且長度保持不變； 截面上只有剪應(yīng)力，沒有縱向正應(yīng)力。 （a） （2）約束扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn) 截面的翹曲受到約束； 構(gòu)件彎曲變形，產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和翹曲剪應(yīng)力。開口薄壁構(gòu)件自由扭轉(zhuǎn)時，根據(jù)彈性力學(xué)，其扭矩與扭轉(zhuǎn)率的關(guān)系為： Mt 作用扭矩； G 剪變模量； 截面的扭轉(zhuǎn)角； 單位長度的扭轉(zhuǎn)角，即扭轉(zhuǎn)率； It 截面的抗扭慣性矩。 tttGIzddGIM自由扭矩Mt （圣文南扭矩） 當(dāng)截面由幾個

23、狹長矩形板組成時(如工字形、形、槽形、角形等) ，It為： bi 、ti 為任意矩形板的寬度和厚度； k 修正系數(shù)，考慮了型鋼截面各部分連接處有內(nèi) 圓角，工字鋼和槽鋼截面翼緣厚度的變化。 角形截面：k=1.0 T形截面：k=1.15 槽形截面：k=1.12 工字形截面：k=1.25 niiitbkI13t3 自由扭轉(zhuǎn)(純扭轉(zhuǎn))時，開口薄壁構(gòu)件截面只有剪切應(yīng)力，其分布情況為在壁厚范圍內(nèi)組成一個封閉的剪力流。 最大剪應(yīng)力： t t tGItMttt開口與閉口薄壁構(gòu)件自由扭轉(zhuǎn)時剪應(yīng)力分布開口與閉口薄壁構(gòu)件自由扭轉(zhuǎn)時剪應(yīng)力分布區(qū)別：區(qū)別： （1 1）開口薄壁構(gòu)件：開口薄壁構(gòu)件： 分布：在壁厚范圍內(nèi)組成

24、一個封閉的剪力分布：在壁厚范圍內(nèi)組成一個封閉的剪力流。流。 大?。捍笮⊙乇诤裰本€變化，中心線處為大小：大小沿壁厚直線變化，中心線處為零，壁內(nèi)、外邊緣處為最大。零，壁內(nèi)、外邊緣處為最大。 方向：剪應(yīng)力的方向與壁厚中心線平行。方向：剪應(yīng)力的方向與壁厚中心線平行。 （2 2）閉口薄壁構(gòu)件：閉口薄壁構(gòu)件： 分布：截面壁厚兩側(cè)剪應(yīng)力方向相同。分布：截面壁厚兩側(cè)剪應(yīng)力方向相同。 大?。貉睾穸染鶆蚍植?。大?。貉睾穸染鶆蚍植?。t t 方向：方向為切線方向。 取長度為dx的一段桿，再用兩個與壁厚中線正交的縱截面從桿壁取出一小部分ABCD。設(shè)橫截面上C、D兩點剪應(yīng)力分別為t1和t2，壁厚分別為t1和t2。則兩個縱

25、向面AD和BC上的剪力分別為V1= t1t1dx和V2= t2t2dx。 自由扭轉(zhuǎn)時橫截面上無正應(yīng)力，由X=0知，V1= V2，從而可得t1t1= t2t2。 由上知，對任意橫截面上的點， t t = 常數(shù)。 微元ds上的剪力對原點的力矩為ht tds ， 總扭轉(zhuǎn)力矩為： 剪應(yīng)力為： 注：閉口截面的抗扭能力要比開口 截面的抗扭能力大得多 。tAshtMst tt t2dt AtM2t t t構(gòu)件的約束扭轉(zhuǎn)構(gòu)件的約束扭轉(zhuǎn) 實際結(jié)構(gòu)中截面的翹曲常受到限制，在構(gòu)件扭轉(zhuǎn)時縱向纖維產(chǎn)生伸長或縮短，截面上將產(chǎn)生附加的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。由于此現(xiàn)象由截面翹曲變形受到限制引起，因此稱約束扭轉(zhuǎn)，附加的正應(yīng)力和剪應(yīng)力

26、稱翹曲正應(yīng)力和翹曲剪應(yīng)力。翹曲剪應(yīng)力繞截面剪心形成抵抗翹曲扭矩的能力。 總扭距分為自由扭距和翹曲扭距兩部分。構(gòu)件扭轉(zhuǎn)平衡方程tTMMMM一懸臂構(gòu)件，一端固定且不 能翹曲，另一端自由受集中扭矩 作用，設(shè)任意截面轉(zhuǎn)角為，則 上下翼緣的水平位移為： 翼緣類似懸臂梁在自身平面 內(nèi)發(fā)生彎曲，每個翼緣對y軸的慣 性矩：2hu 1231tbI 每個翼緣上的彎矩和相應(yīng)的剪力為： 上下翼緣內(nèi)的剪力大小相等方向相反，構(gòu)成一個除自由扭轉(zhuǎn)扭矩以外的附加扭矩，即翹曲扭矩： 定義 為翹曲慣性矩（或扇性慣性 矩），則： 2111hEIuEIM 2111hEIuEIV 2211hEIhVM2121222 hIhII EIM翹

27、曲扭矩M （瓦格納扭矩） 開口薄壁構(gòu)件的約束扭轉(zhuǎn)微分方程 構(gòu)件承受約束扭轉(zhuǎn)時，各截面的翹曲扭矩M和自由扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩Mt ，與外扭矩MT相平衡即： 或 上式的通解為： 式中， ，積分常數(shù) C1、C2、C3由具體問題 的邊界條件確定。 ttTGIEIMMM0Tt MGIEI 2T321sinhcoshEIzMzCzCC t2EIGI 外扭矩作用下的約束扭轉(zhuǎn)，在構(gòu)件截面中將產(chǎn)生三種應(yīng)力 約束扭轉(zhuǎn)截面的應(yīng)力分布 由翹曲的約束產(chǎn)生的翹曲正應(yīng)力 由純扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力 由翹曲扭矩產(chǎn)生的翹曲剪應(yīng)力 ttt 6.36.3梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.3.1梁整體穩(wěn)定的概念梁整體穩(wěn)定的概念XXYY11XXYY

28、梁維持其穩(wěn)定平衡狀態(tài)所承擔(dān)的最大荷載或最大彎梁維持其穩(wěn)定平衡狀態(tài)所承擔(dān)的最大荷載或最大彎矩，稱為矩，稱為臨界荷載臨界荷載或或臨界彎矩臨界彎矩。 受壓翼緣應(yīng)力達臨應(yīng)力，受壓翼緣應(yīng)力達臨應(yīng)力，其弱軸為其弱軸為 1 -11 -1軸，但由于有軸，但由于有腹板作連續(xù)支承，（下翼緣和腹板作連續(xù)支承，（下翼緣和腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)定的支承），只有繞定的支承），只有繞y y軸屈曲，軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然產(chǎn)截面的剪切中心重合，必然產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。生扭轉(zhuǎn)。 整體失穩(wěn)原因分析：M上翼緣受壓上翼緣受壓下翼緣受拉下翼緣受拉腹板阻止上

29、翼緣腹板阻止上翼緣繞繞x-x軸屈曲軸屈曲帶動整個截面帶動整個截面繞繞y-y軸屈曲軸屈曲 6.3.2梁的臨界彎矩梁的臨界彎矩Mcr建立建立1基本假定基本假定（1 1）彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時鋼梁處于彈性）彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時鋼梁處于彈性 階段；階段；（2 2）梁端為夾支座（只能繞）梁端為夾支座（只能繞x x軸，軸，y y軸轉(zhuǎn)動，不能繞軸轉(zhuǎn)動，不能繞z z軸軸 轉(zhuǎn)動，只能自由撓曲，不能扭轉(zhuǎn)）；轉(zhuǎn)動，只能自由撓曲，不能扭轉(zhuǎn)）；（3 3）梁變形后，力偶矩與原來的方向平行）梁變形后，力偶矩與原來的方向平行( (即小變形即小變形) )。 2.純彎曲梁的臨界彎矩純彎曲梁的臨界彎矩MMZYYY

30、ZZdzdvv圖圖 1 1zXZMXZZdzdudzduMMu圖圖 2 2MXXYYXYYMuv圖圖 3 3MdzvdEIx22 在在y yz z平面內(nèi)為梁在最大剛度平面內(nèi)彎曲，其平面內(nèi)為梁在最大剛度平面內(nèi)彎曲，其彎矩的平衡方程為：彎矩的平衡方程為：（1）YZZdzdvvz圖圖1 1 YYXMM在在x x z z 平面內(nèi)為梁的平面內(nèi)為梁的側(cè)向彎曲，其彎矩的平側(cè)向彎曲，其彎矩的平衡方程為：衡方程為：MdzudEIy22（2）MXXYYXYYMuv圖圖 3 3由于梁端部夾支，中部任意截面扭轉(zhuǎn)時，縱向纖維發(fā)生了彎曲，由于梁端部夾支，中部任意截面扭轉(zhuǎn)時，縱向纖維發(fā)生了彎曲，屬于約束扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)的微分方

31、程為屬于約束扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)的微分方程為( (參見構(gòu)件的約束扭轉(zhuǎn)，參見構(gòu)件的約束扭轉(zhuǎn)，教科書教科書4.24.2）：，MuGIEItw 02 ytwEIMGIEI（3 ）（4）將將(3)再微分一次，并利用再微分一次，并利用(2)消去消去u得到只有未知數(shù)得到只有未知數(shù)的彎扭屈曲的彎扭屈曲微分方程微分方程:zXXZZdzdudzduMMu圖圖 2 2MLzC sin )(0sin224eLzCEIMLGILEIytw0224ytwEIMLGILEI設(shè)：使上式在任何使上式在任何 z z 值都成立，則方括號中的數(shù)值必為零，值都成立，則方括號中的數(shù)值必為零，即：即：lGIEIlGIEIGIEIlMtytytw

32、cr221稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)，對于雙軸對稱工字形截面稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)，對于雙軸對稱工字形截面I Iw w=I=Iy y(h/2)(h/2)2 2222221211tytwGIEIlhGIEIltyGIEIlh22上式中的上式中的M M即為該梁的臨界彎矩即為該梁的臨界彎矩M Mcrcr臨界彎矩表達式為： -稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)荷載情況荷載情況值值MMM荷載作用于形心荷載作用于形心荷載作用于上、下翼緣荷載作用于上、下翼緣“”用用于荷載作于荷載作用在上翼緣用在上翼緣“”用用于荷載作于荷載作用在下翼緣用在下翼緣. .說明說明 2 .10135.1 74.19.12135.1m

33、 10113.1 44.19.11113.1m 21 6.3.1tyGIEIlh22112121lGIEIlGIEIGIEIlMtytytwcr3.3.單軸對稱截面工字單軸對稱截面工字形截面梁的臨界彎矩形截面梁的臨界彎矩aSyoh1h2Oxy單軸對稱截面單軸對稱截面圖圖 4 wtywyyycrEIGIlIIBaBalEIM22232322211 S-為剪切中心為剪切中心022)(21ydAyxyIBAxy 其中其中（參見鐵木辛柯（參見鐵木辛柯“彈性穩(wěn)定理論彈性穩(wěn)定理論”一書）一書）yIhIhIy22110 剪切中心坐標(biāo)剪切中心坐標(biāo)aSyoh1h2OxyI 1I 2系數(shù)系數(shù)321 值值荷荷 載載

34、 類類 型型跨中點集中荷載跨中點集中荷載滿跨均布荷載滿跨均布荷載純彎曲純彎曲1 2 3 1.351.131.00.550.460.00.400.531.0 4.影響梁整體穩(wěn)定的主要因素影響梁整體穩(wěn)定的主要因素1側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度；2受壓翼緣的自由長度(受壓翼緣側(cè)向支承點間距);3荷載作用種類；4荷載作用位置；5梁的支座情況。112121lGIEIlGIEIGIEIlMtytytwcr6.3.3提高梁整體穩(wěn)定性的主要措施提高梁整體穩(wěn)定性的主要措施1.增加受壓翼緣的寬度；2.在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐。3、當(dāng)梁跨內(nèi)無法增設(shè)側(cè)向支撐時，宜采用閉合箱型截面，因其 Iy、It和I均較開口截面的大。 4、

35、增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。支座盡量采用夾支座，在實際設(shè)計中，我們必須采取措施使梁端不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。 在以上措施中沒有提到荷載種類和荷載作用位置，這是因為在設(shè)計中他們一般并不取決于設(shè)計者。 1.不需要計算整體穩(wěn)定的條件不需要計算整體穩(wěn)定的條件1)1)、有鋪板有鋪板( (各種鋼筋混凝土板和鋼板各種鋼筋混凝土板和鋼板) )密鋪在梁的受壓翼緣上并密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止其發(fā)生與其牢固相連、能阻止其發(fā)生側(cè)向位移側(cè)向位移時。時。2)2)H H型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自由長度型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自由長度l l1 1與其寬度與其寬度b b1 1之比不超過下表規(guī)定

36、時。之比不超過下表規(guī)定時。12.015.09.5Q42012.515.510.0Q39013.016.510.5Q34516.020.013.0Q235荷載作用在荷載作用在下翼緣下翼緣荷載作用在荷載作用在上翼緣上翼緣跨中受壓翼緣有側(cè)向支承跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點的梁點的梁,不論荷載作用在何不論荷載作用在何處處跨中無側(cè)向支承點的梁跨中無側(cè)向支承點的梁 l l1 1/ /b b1 1 條件條件鋼號鋼號6.3.3整體穩(wěn)定計算整體穩(wěn)定計算2.整體穩(wěn)定計算整體穩(wěn)定計算當(dāng)截面僅作用當(dāng)截面僅作用Mx時：時：（1）不滿足以上條件時，按下式計算梁的整體穩(wěn)定性：）不滿足以上條件時，按下式計算梁的整體穩(wěn)定性：穩(wěn)定系

37、數(shù)。材料分項系數(shù)；式中即：ycrbRxbxbRyycrRcrxxffWMfffWM6.3.2b bb b0 0t t1 1h h0 0t tw wt tw wt t2 2b b1 1b b2 2h h3）對于箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足）對于箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足： yfblbh23595, 6010 很容易滿足很容易滿足任意橫向荷載作用下：任意橫向荷載作用下：A、軋制、軋制H H型鋼或焊接等截面工字形簡支梁型鋼或焊接等截面工字形簡支梁取值見規(guī)范。單軸對稱截面雙軸對稱時截面不對稱影響系數(shù)，受壓翼緣的厚度；梁高，；等效臨界彎矩系數(shù)；式中bbbyybybyxybbthilfhtWAhhh

38、hh02354 . 414320112126.3.3（2）穩(wěn)定系數(shù)的計算）穩(wěn)定系數(shù)的計算hbt l111B、軋制普通工字形簡支梁、軋制普通工字形簡支梁可查表得到。可查表得到。b C、其他截面的穩(wěn)定系數(shù)計算祥見規(guī)范。、其他截面的穩(wěn)定系數(shù)計算祥見規(guī)范。上述穩(wěn)定系數(shù)時按彈性理論得到的，當(dāng)梁已經(jīng)進入彈塑性工作狀上述穩(wěn)定系數(shù)時按彈性理論得到的，當(dāng)梁已經(jīng)進入彈塑性工作狀態(tài)，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低，因此應(yīng)對穩(wěn)定系數(shù)加以修正，即：態(tài)，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低，因此應(yīng)對穩(wěn)定系數(shù)加以修正，即：，其其中中：代代替替，穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算時時應(yīng)應(yīng)以以當(dāng)當(dāng)bbb 6.0bb 282. 007. 1 不大于1.06.3.4當(dāng)截

39、面同時作用當(dāng)截面同時作用Mx、My時：時：fWMWMyyyxbx6.3.5強度公式的一致性。強度公式的一致性。影響和保持與影響和保持與而是為了降低后一項的而是為了降低后一項的塑性階段，塑性階段，軸以進入軸以進入但并不表示沿但并不表示沿取值同塑性發(fā)展系數(shù)，取值同塑性發(fā)展系數(shù)，yy 例例1： 如圖所示 工字形簡支主梁，Q235F 鋼，f =215N/mm2 ，fv =125N/mm2 承受兩個次梁傳來的集中力P =250KN 作用（設(shè)計值），次梁作為主梁的側(cè)向支承，不計主梁自重， 。 要求：1）驗算主梁的強度 2）判別梁的整體穩(wěn)定性是否需要驗算 解解:主梁強度驗算： 梁的截面特性： 正應(yīng)力強度：

40、剪應(yīng)力強度： 該截面上腹板與翼緣連接處正應(yīng)力、剪應(yīng)力都較大，所以需驗算折算應(yīng)力。 此點： 所以強度滿足要求。 2）梁的整體穩(wěn)定性驗算： 所以不必驗算整體穩(wěn)定性。 例例2設(shè)圖所示的平臺梁格，恒荷載（不包括梁自重）活荷載次梁跨度為5m，間距為2.5m，鋼材為Q235鋼。,試按平臺鋪板與次梁連牢，選擇次梁的截面，2/5 . 1mkN2/9mkN故平臺與次梁連牢時，不必計算整體穩(wěn)定，設(shè)梁的自重0.5kN/m，其線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：荷載設(shè)計值為：最大彎矩為：所需截面模量：選用 無需強度和抗剪驗算， 次梁連于主梁的加勁肋上，不需驗算局部承壓強度。 驗算撓度，在全部荷載作用下：在可變荷載作用下： 例例3某跨度6

41、米的簡支梁承受均布荷載作用（作用在梁的上翼緣），其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為20kN/m，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m。該梁擬采用Q235鋼制成的焊接組合工字形截面； 要求：1）驗算主梁的抗彎強度 2）驗算梁的整體穩(wěn)定性150解： 梁的截面特性：（L1=3m） 例例4如圖6-4所示一焊接組合截面板梁，截面尺寸為：翼緣板寬度b=300mm，厚度為t=12mm；腹板高度為 =450mm，厚度為 =10mm,Q235鋼材。梁的兩端簡支，跨度為6m，跨中受一集中荷載作用，荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：恒載40KN，活載70KN(靜力荷載)。試對梁的抗彎強度、抗剪強度、折算應(yīng)力、整體穩(wěn)定性和剛度進行驗算。( ， =125N/m

42、m2, = ) 降低計算量，這里已給出構(gòu)件截面部分幾何特性參數(shù)： 解：荷載設(shè)計值計算。P=1.240+1.470=146KNM= =219KNmV= =73KN 1、構(gòu)件截面幾何特性計算： =7.88cm=76.12、強度驗算：422. 04 .47301600111hbt l抗彎強度 = =101.5N/mm2f 抗剪強度 = =17.1N/mm2fv=99.23、整體穩(wěn)定性驗算：因 故需要驗算整體穩(wěn)定性。81.018.073.0b162030600bl折算應(yīng)力：=13.4=916. 0834. 1282. 007. 1282. 007. 1bbfmmNWMxbx236/7 .1101021

43、58916. 010219，故剛度條件能夠滿足。4、撓度驗算滿足=6.4 6.4 梁的局部穩(wěn)定梁的局部穩(wěn)定6.4.16.4.1梁的局部失穩(wěn)概念梁的局部失穩(wěn)概念 當(dāng)荷載達到某一值時，梁的腹板和受壓翼緣將不能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，稱為梁的局部失穩(wěn) 由于鋼材的輕質(zhì)高強，鋼構(gòu)件的承載力往往由整體穩(wěn)定承載力控制。為合理有效使用鋼材，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面一般設(shè)計的比較開展，板件寬而薄對整體穩(wěn)定是有利的，但這又帶來了局部穩(wěn)定問題。除方、圓形等實體截面外一般構(gòu)件都可看成由薄板按一定構(gòu)成規(guī)律組成的，構(gòu)件的局部穩(wěn)定問題就是保證這些板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生局部失穩(wěn)或者在設(shè)計中合理利用板件的屈曲后性能。6.4

44、.2受壓翼緣的局部穩(wěn)定受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁的受壓翼緣可近似視為：梁的受壓翼緣可近似視為：一單向均勻受壓薄板一單向均勻受壓薄板，其臨界應(yīng)力為：，其臨界應(yīng)力為：其余符號同前。其余符號同前。彈性模量折減系數(shù)彈性模量折減系數(shù)；板邊緣的彈性約束系數(shù)板邊緣的彈性約束系數(shù)屈曲系數(shù)；屈曲系數(shù)；式中：式中：;)1(12222 h hc c n n h hcc btEcr將將E=206X103N/mm2，=0.3代入上式，得代入上式，得2100618 bt.crh h并視受壓翼緣懸伸部分，為三邊簡支，且板長趨于無窮大，故并視受壓翼緣懸伸部分，為三邊簡支，且板長趨于無窮大，故=0.425；不考慮腹板對翼緣的約束作用

45、，；不考慮腹板對翼緣的約束作用，令，令=0.25，則，則： c1c122100953.310025.00.1425.0618 btbt.crycrf 由由條件，得：條件，得：yftb23513 yftb23515 yftb235400 （四邊4.01.00.25chch ， ， ， ， yftb23513 b bt tt tb bb b0 0t th h0 0t tw wb bb b0 0t th h0 0t tw wyftb23513 yftb235400 6.4.3 腹板的局部穩(wěn)定一、加勁肋的設(shè)置一、加勁肋的設(shè)置 x x x xmaxtmaxV VmaxM Mmax縱向加勁肋縱向加勁肋橫向

46、加勁肋橫向加勁肋腹板屬四邊支承的矩形板 a=0.52 h0h01/41/5h0 1.純彎屈曲純彎屈曲2022)1(12 htEwcru ucc 由非均勻受壓薄板的由非均勻受壓薄板的屈曲理論，得：屈曲理論，得：20100618 ht.wcr即：即：ycrf 提高提高臨界應(yīng)力臨界應(yīng)力的有效辦法的有效辦法：設(shè)縱向加勁肋。：設(shè)縱向加勁肋。對于腹板不設(shè)縱向加勁肋時，若保證其彎曲應(yīng)力下的局對于腹板不設(shè)縱向加勁肋時，若保證其彎曲應(yīng)力下的局部穩(wěn)定應(yīng)使：部穩(wěn)定應(yīng)使：h0ayfht 20wcr)100(6 .18cc ，得得：受受約約束束和和未未受受約約束束分分別別相相當(dāng)當(dāng)于于梁梁受受壓壓翼翼緣緣和和，)(23.

47、166.19 .23 c c ywywfthfth23515323517700 和和腹板腹板不會不會發(fā)生發(fā)生彎曲屈曲彎曲屈曲，否則在受壓區(qū)，否則在受壓區(qū)設(shè)縱向加勁肋設(shè)縱向加勁肋。ywywfthfth23515023517000 和和規(guī)范?。阂?guī)范?。簽椴辉O(shè)為不設(shè)縱向縱向加勁肋加勁肋限值限值。即：即：2、純剪屈曲純剪屈曲222)1(12 dtEwcru ucct thoa2100618dt.wcrt ahd,min0 彈性階段臨界應(yīng)力：彈性階段臨界應(yīng)力：即：式中：式中：彈塑性階段臨界應(yīng)力，取經(jīng)驗公式：彈塑性階段臨界應(yīng)力，取經(jīng)驗公式：crpcrtttvypf8 . 0 t t，取取剪剪切切比比例例極

48、極限限不不考考慮慮殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響若不發(fā)生剪切屈曲，則應(yīng)使：若不發(fā)生剪切屈曲，則應(yīng)使：3yvycrff t tywfth235850 ，得得：，取取25.134.50 c c ha規(guī)范取規(guī)范?。簓wfth235800 為不設(shè)為不設(shè)橫向橫向加勁肋加勁肋限值限值。腹板就不會由于剪切屈曲而破壞否則應(yīng)設(shè)橫向加勁肋。腹板就不會由于剪切屈曲而破壞否則應(yīng)設(shè)橫向加勁肋。 3 3、局部壓應(yīng)力下的屈曲、局部壓應(yīng)力下的屈曲20100618 ht.wc,crcrc , hoa若在局部壓應(yīng)力下不發(fā)生局部失穩(wěn)，應(yīng)滿足：若在局部壓應(yīng)力下不發(fā)生局部失穩(wěn)，應(yīng)滿足：yc,crf ywfth235840 腹板在局部壓應(yīng)

49、力下不會發(fā)生屈曲。腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲。規(guī)范?。阂?guī)范取：ywfth235800 ，得：，時，當(dāng)683. 1275. 520cha綜上所述，綜上所述，直接承受動力荷載直接承受動力荷載的實腹梁的實腹梁加勁肋加勁肋設(shè)置如下：設(shè)置如下：時，可不配置加勁肋；當(dāng)；時，按構(gòu)造配置加勁肋當(dāng)，0023580) 1 (0ccywfth肋，其中：，按計算配置橫向加勁ywfth23580)2(0束）束）（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受約（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受約當(dāng)當(dāng)ywfth2351500 ,2351700時）受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受約束（當(dāng)ywfth或計算需要或計算需要應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱

50、向加勁肋。07ha ；任何情況下，任何情況下，ywfth235250)3(0 (4) (4) 梁的梁的支座處支座處和上翼緣受有較大固定和上翼緣受有較大固定集中荷載處集中荷載處，宜，宜 設(shè)置設(shè)置支承加勁肋支承加勁肋。 以上公式中以上公式中h h0 0為腹板的計算高度，為腹板的計算高度，t tw w為腹板厚度；為腹板厚度；對于單軸對稱截面梁，對于單軸對稱截面梁，在確定是否配置縱向加勁肋時，h0取腹板受壓區(qū)高度hc的2倍。0025 . 0hah ywfth235100005 . 2 ha 0025 . 0hah 07ha 二、配置加勁肋的腹板穩(wěn)定計算二、配置加勁肋的腹板穩(wěn)定計算1.1.僅用橫向加勁肋

51、加強的腹板僅用橫向加勁肋加強的腹板h h0 0a ahoa12,2crcrcccrtt式中式中: 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力應(yīng)力 -計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力 c c腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計算時取腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計算時取=1.0=1.0。wwthV t t，ywyfthf2358023517000025 . 0hah 的的實實用用表表達達式式如如下下：。單單獨獨作作用用下下的的臨臨界界應(yīng)應(yīng)力力crccrcrccrccrcr, t t t t

52、t t 的計算的計算）（cr 1crybf 2bycrf 在彈性范圍可取在彈性范圍可取:21 .1bcrf 2351772,104 . 71206ywcbwcrbfthht則：受到約束時：）當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)的計算公式：66.19 .23c，未受到約束時：）當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)22351532105 . 5206ywcbwcrfthht ，則則：），（23.19 .23c。，雙雙軸軸對對稱稱截截面面梁梁腹腹板板彎彎曲曲受受壓壓區(qū)區(qū)高高度度式式中中：02hhhcc 如圖：的曲線，則性上起點為彈塑影響，??；考慮缺陷的時，對于無缺陷板，當(dāng)crbycrbAf85. 0 10.851.01.25bcrf

53、fy yf fA AB B2byf 0取值如下：點采用直線過渡，所以、，塑性的分界點，取點為彈性，crbBAAB25. 121 . 1 :25. 185. 075. 01 :25. 185. 0 :85. 0bcrbbcrbcrbfff時當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)0.851.01.25bcrf fy yf fA AB B2byf 0的的計計算算）（crt t2crvysft t 23534. 5441,34. 541023311200202030ywbwcrsfhathhtahhat則：時：）當(dāng)?shù)挠嬎愎剑?35434. 541,434. 51023312200202030ywbwcrfhathhtahhat

54、則：時：）當(dāng)?shù)娜≈担旱娜≈担褐本€，則直線，則塑性的交點，過渡段取塑性的交點，過渡段取為彈性與彈為彈性與彈的上起點，的上起點，為為取取crsvycrsft t t t 2 . 18 . 0 vcrsf t t 時時，當(dāng)當(dāng)8.0 vscrsf)8 . 0(59. 01,2 . 18 . 0 t t 時時當(dāng)當(dāng)221 .1,2 .1svsvycrsff t t 時時當(dāng)當(dāng)?shù)挠嬎愕挠嬎悖╟rc,3 引入通用高厚比引入通用高厚比crcycf, 23528101860203ywcwcrcfthht c c c c ，則則：由由， 計算如下：計算如下：所以，所以，取取時時當(dāng)當(dāng)時，取時，取當(dāng)當(dāng)coohahaha

55、ha cccc03059 .18, 25 . 183. 14 .139 .105 . 15 . 0 23583. 14 .139 .1028:5 . 15 . 030yowocfhathha 時時當(dāng)當(dāng)23559 .1828: 25 .10yowocfhathha 時時當(dāng)當(dāng)?shù)牡娜∪≈抵担褐敝本€線，則則塑塑性性的的交交點點，過過渡渡段段取取為為彈彈性性與與彈彈的的上上起起點點，為為取取crccycrccf,2 . 19 . 0 2,1 .1,2 .1)9 .0(79.01,2 .19 .0,9 .0ccrccccrcccrccfff 時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)2.2.同時設(shè)置橫向和縱向加勁肋的腹板同

56、時設(shè)置橫向和縱向加勁肋的腹板ah hh hh1（1 1）受壓區(qū)區(qū)格）受壓區(qū)區(qū)格 ：12121,1crcrcccrttywfth2351700：的實用計算表達式如下的實用計算表達式如下1,11,crccrcr t t 高度受壓邊緣的距離。縱向加勁肋至腹板計算未受到約束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)代替：改為公式計算，但應(yīng)將按）111111123564235751hfthbfthaywbywbbbcrcr;2101代替改為公式計算，但應(yīng)將按）hhcrcrtt23540235563111111,ywcywccbcrcrcfthbftha未受到束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約

57、束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)代替：改為公式計算，但應(yīng)將按）(2)(2)下區(qū)格下區(qū)格 ：ah hh hh21222,2222crcrcccrtt式中式中: 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲 壓應(yīng)力；壓應(yīng)力；腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取 計算同前。計算同前。：的的實實用用計計算算表表達達式式如如下下2,22,crccrcr t t 高度受拉邊緣的距離?？v向加勁肋至腹板計算代替：改為公式計算，但應(yīng)將按）222222351941hfthywbbbcrcr;2202代替改為公式計算，但應(yīng)將按）hhcrc

58、rtt2,2:32220,2,hahahhcrCcrc取時當(dāng)代替改為公式計算，但應(yīng)將按）( () )受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板ah hh hh112121,1crcrcccrtt式中：式中： 、c c 、-計算同前；計算同前；：的的實實用用計計算算表表達達式式如如下下1,11,crccrcr t t ;11公公式式計計算算按按）crcr ;21101代替、改為、公式計算，但應(yīng)將按）ahahcrcrtt111111111111,5 . 04 . 012 . 123573235872 . 13hahaftabftaahaywcywccbcr

59、crc時：上式右側(cè)乘以當(dāng)未受到束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)時：當(dāng)代替：改為公式計算，但應(yīng)將按） 對于直接承受動力荷載的吊車梁及類似構(gòu)件或其它不考慮腹板屈曲后強度的組合梁，可根據(jù)腹板高厚比的大小，按劃定的范圍在梁腹板上布置橫向加勁肋、縱向加勁肋及短向加勁肋以保證腹板的局部穩(wěn)定。 對于承受靜力荷載的梁宜考慮腹板屈曲后強度，僅配支承加勁肋不能滿足要求時應(yīng)設(shè)置中間橫向加勁肋。 加勁肋可用型鋼及鋼板制作，一般用鋼板制作的較多。加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對布置，也可單側(cè)布置，但支承加勁肋、考慮腹板屈曲后強度的梁的中間橫向加勁肋及重級工作制吊車梁的加勁肋不應(yīng)單側(cè)配置。 ( (四）加勁

60、肋的構(gòu)造和截面尺寸四）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸1 1加勁肋布置加勁肋布置宜成對布置，對于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。宜成對布置，對于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。橫向加勁肋的間距橫向加勁肋的間距a a應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：0025 . 0hah 當(dāng)當(dāng) 時時,100, 00 wcth 005 . 25 . 0hah 縱向加勁肋至腹板計算高度邊緣的距離應(yīng)在縱向加勁肋至腹板計算高度邊緣的距離應(yīng)在: :范范圍圍內(nèi)內(nèi)。25 .2cchh(1)(1)僅設(shè)置橫向加勁肋時僅設(shè)置橫向加勁肋時2.2.加勁肋的截面尺寸加勁肋的截面尺寸橫向加勁肋的寬度：橫向加勁肋的寬度：40mm300 hbs單側(cè)布置時，外伸寬度增加單側(cè)布置時，外