鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載能力

1、第3章 構(gòu)件的截面承載力3.構(gòu)件的截面承載能力3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇3.2 梁的類型及強(qiáng)度梁的類型及強(qiáng)度3.3 梁的局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力梁的局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力3.4 按強(qiáng)度選擇梁截面按強(qiáng)度選擇梁截面3.5 梁的內(nèi)力重分布和塑性設(shè)計(jì)梁的內(nèi)力重分布和塑性設(shè)計(jì)3.6拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度設(shè)計(jì)拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度設(shè)計(jì)第3章構(gòu)件的截面承載力3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇 一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用 軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件：桁架拉桿、網(wǎng)架、塔架：桁架拉桿、網(wǎng)架、塔

2、架 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件：桁架壓桿、工作平臺(tái)柱、各種結(jié)構(gòu)柱：桁架壓桿、工作平臺(tái)柱、各種結(jié)構(gòu)柱承載力極限狀態(tài)：承載力極限狀態(tài)： 強(qiáng)度、穩(wěn)定強(qiáng)度、穩(wěn)定正常使用極限狀態(tài)：剛度正常使用極限狀態(tài)：剛度3.1.1 軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用及截面形式軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用及截面形式軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件：強(qiáng)度控制：強(qiáng)度控制軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件：強(qiáng)度、穩(wěn)定必須同時(shí)滿足：強(qiáng)度、穩(wěn)定必須同時(shí)滿足u軸心受力構(gòu)件應(yīng)滿足兩個(gè)極限狀態(tài)：軸心受力構(gòu)件應(yīng)滿足兩個(gè)極限狀態(tài)：實(shí)腹式構(gòu)件實(shí)腹式構(gòu)件：型鋼截面：型鋼截面 焊接截面焊接截面二、軸心受力構(gòu)件的截面形式二、軸心受力構(gòu)件的截面形式格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度

3、及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力二、軸心受力構(gòu)件的截面形式二、軸心受力構(gòu)件的截面形式3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力 熱軋型鋼截面熱軋型鋼截面熱軋型鋼截面熱軋型鋼截面二、軸心受力構(gòu)件的截面形式二、軸心受力構(gòu)件的截面形式3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力 冷彎薄壁型鋼截面冷彎薄壁型鋼截面冷彎薄壁型鋼截面冷彎薄壁型鋼截面3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力型鋼和鋼板的組合截面型鋼和鋼板的組合截面實(shí)腹式組合截面實(shí)腹式組合截面格構(gòu)式組合截面格構(gòu)式組合截面二、軸心受力構(gòu)件的截面形式二、軸心受力構(gòu)件的截面形式3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度

4、及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力 對(duì)截面形式的要求對(duì)截面形式的要求 能提供強(qiáng)度所需要的截面積能提供強(qiáng)度所需要的截面積 制作比較簡(jiǎn)便制作比較簡(jiǎn)便 便于和相鄰的構(gòu)件連接便于和相鄰的構(gòu)件連接 截面開(kāi)展而壁厚較薄截面開(kāi)展而壁厚較薄3.1.2 軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力 承載極限承載極限： 截面平均應(yīng)力達(dá)到fu ，但缺少安全儲(chǔ)備 毛截面平均應(yīng)力達(dá)fy ，結(jié)構(gòu)變形過(guò)大 計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則： 毛截面平均應(yīng)力不超過(guò)fy 鋼材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系鋼材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系3.1.2 軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章

5、構(gòu)件的截面承載力 應(yīng)力集中現(xiàn)象應(yīng)力集中現(xiàn)象孔洞處截面應(yīng)力分布孔洞處截面應(yīng)力分布(a) 彈性狀態(tài)應(yīng)力彈性狀態(tài)應(yīng)力 (b) 極限狀態(tài)應(yīng)力極限狀態(tài)應(yīng)力3.1.2 軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式y(tǒng)R/33611nNAffP構(gòu)件的軸心拉力設(shè)計(jì)值；構(gòu)件的凈截面面積鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查，附表fANn3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力！對(duì)高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算要考對(duì)高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算要考慮孔前傳力的影響。慮孔前傳力的影響。3.1.3 軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力強(qiáng)度計(jì)

6、算與軸心受拉一樣，一般其承載力由穩(wěn)定控制強(qiáng)度計(jì)算與軸心受拉一樣，一般其承載力由穩(wěn)定控制3.1.4索的受力性能和強(qiáng)度計(jì)算索的受力性能和強(qiáng)度計(jì)算-采用容許應(yīng)力法采用容許應(yīng)力法kfANkkmax0 . 32.5max安全系數(shù)，宜取鋼索材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值鋼索的有效截面面積值得的鋼索最大拉力標(biāo)準(zhǔn)各種組合工況下計(jì)算所、地震荷載、溫度等按恒載、活載、預(yù)應(yīng)力kfANkk a a）構(gòu)件凈截面面積計(jì)算）構(gòu)件凈截面面積計(jì)算An 取取-、-截面的較小面積計(jì)算截面的較小面積計(jì)算(a)(a)(b)(b)(c)(c)(d)(d)圖圖4.8 4.8 凈截面面積計(jì)算凈截面面積計(jì)算）（aNb 關(guān)于凈截面面積關(guān)于凈截面面積nA）（b

7、Nb面破壞沿面破壞沿tdtbAn03截面的較小面積截面和應(yīng)取截面破壞也可能沿截面破壞構(gòu)件可能沿nA3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力構(gòu)件凈截面上所受的力應(yīng)扣去已傳走的力構(gòu)件凈截面上所受的力應(yīng)扣去已傳走的力孔前傳力孔前傳力由于摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓是靠摩擦力傳力的，由于摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓是靠摩擦力傳力的， 每個(gè)螺栓所傳的力已由摩擦力在螺栓孔前傳走。每個(gè)螺栓所傳的力已由摩擦力在螺栓孔前傳走。用摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)件，存在用摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)件，存在孔前傳力孔前傳力3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力b b）摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)件摩擦

8、型高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)件孔前傳力孔前傳力NN一個(gè)螺栓受力一個(gè)螺栓受力 N/n第一排受力第一排受力 ；孔前孔前:孔后孔后:n1 1計(jì)算截面上的螺栓數(shù)。計(jì)算截面上的螺栓數(shù)。n連接一側(cè)螺栓數(shù)；連接一側(cè)螺栓數(shù)；計(jì)算截面上的力為：計(jì)算截面上的力為： )/5 . 01 (1nnNNNnn1 1Nnn121Nnn121fANnfAN摩擦型高強(qiáng)螺栓凈截面強(qiáng)度：摩擦型高強(qiáng)螺栓凈截面強(qiáng)度：摩擦型高強(qiáng)螺栓還應(yīng)驗(yàn)算毛截面強(qiáng)度：摩擦型高強(qiáng)螺栓還應(yīng)驗(yàn)算毛截面強(qiáng)度：)/5 . 01 (1nnNNN-計(jì)算截面上的受到的力計(jì)算截面上的受到的力構(gòu)件內(nèi)力變化蓋板內(nèi)力變化鋼板構(gòu)件N 1288400N N 蓋板N 03.1400 1240

9、0 8202280023512MdmmNkNQ例兩塊的鋼板用兩塊拼接蓋板進(jìn)行拼接。采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，孔徑，排列如圖所示，鋼板軸心受拉，拉力設(shè)計(jì)值，鋼材為鋼。要求：（）驗(yàn)算鋼板的強(qiáng)度（ ）驗(yàn)算拼接蓋板的強(qiáng)度面的強(qiáng)度）鋼板應(yīng)驗(yàn)算截（ 1237441222412400mmAn凈截面面積nnNN15 . 01kN600845 . 01800N2/N2/N2/215235mmNfQ鋼：解：3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力構(gòu)件內(nèi)力變化蓋板內(nèi)力變化鋼板構(gòu)件N 1288400N N 蓋板N 的面積蓋板應(yīng)驗(yàn)算截面)2(2249682248400mmAn凈截面面積fmmNAN23

10、/1258400104002/fmmNANn23/3 .160374410600滿足強(qiáng)度要求2480012400mmA毛截面面積fmmNAN23/7 .166480010800N2/N2/NnnNN15 . 0122kN300845 . 012800fmmNANn23/2 .1202496103002/3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力3.1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇第3章構(gòu)件的截面承載力例3.2、如圖所示一焊接工字形軸心受壓柱的截面，承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值N=4500kN（包括柱自重），翼緣鋼板為火焰切割邊，每塊翼緣板上設(shè)有兩個(gè)直徑為24毫米的螺栓孔。鋼板為Q235

11、-B鋼，驗(yàn)算此柱截面。2232022050 .19523080104500AN230.8cm22.44-250t4A250cm1502502AmmNfmmNdAnn強(qiáng)度：二、截面驗(yàn)算：凈面積：毛面積：一、截面幾何特性： 例例3-33-3 圖示一有中級(jí)工作制吊車的廠房屋架的雙角鋼拉桿，圖示一有中級(jí)工作制吊車的廠房屋架的雙角鋼拉桿，截面為截面為210021001010，角鋼上有交錯(cuò)排列的普通螺栓孔，孔徑，角鋼上有交錯(cuò)排列的普通螺栓孔，孔徑d=20mmd=20mm。試計(jì)算此拉桿所能承受的最大拉力。鋼材為。試計(jì)算此拉桿所能承受的最大拉力。鋼材為Q235Q235鋼。鋼。(c)查得查得2100210010

12、,10,2/215mmNfA=219.26cm2 2An = 2 (1926 - 20= 2 (1926 - 2010)=3452 10)=3452 mm2AnI I = 2= 2 (2(245+ 4045+ 402 2+100+1002 2 - 2- 22020）10=315010=3150 mm2 2N=AnI I f =3150=3150215=677250N=677 kN215=677250N=677 kN 解解 ：3.2 梁的類型和強(qiáng)度3.2 梁的類型和強(qiáng)度梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力3.2.1梁的類型梁的類型梁梁承受承受橫向荷載橫向荷載的實(shí)腹式受彎構(gòu)件。的實(shí)腹式受彎構(gòu)件。桁

13、架桁架承受承受橫向荷載橫向荷載的格構(gòu)式受彎構(gòu)件。的格構(gòu)式受彎構(gòu)件。實(shí)腹式受彎構(gòu)件實(shí)腹式受彎構(gòu)件-梁梁圖圖5.1 5.1 梁的截面形式梁的截面形式第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度圖圖5.2 5.2 工作平臺(tái)梁格布置示例工作平臺(tái)梁格布置示例第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度圖圖5.3 5.3 梁格形式梁格形式第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度格構(gòu)式受彎構(gòu)件格構(gòu)式受彎構(gòu)件-桁架桁架簡(jiǎn)支梁式、剛架橫梁式、連續(xù)式、伸臂式、懸臂式簡(jiǎn)支梁式、剛架橫梁式、連續(xù)式、伸臂式、懸臂式圖圖5.4 5.4 梁式杵架的形式梁式杵架的形式第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度 按制作方

14、式制作方式分：型鋼梁和組合梁鋼梁類型第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度楔形梁楔形梁 按梁截面沿長(zhǎng)度有無(wú)變化梁截面沿長(zhǎng)度有無(wú)變化分：等截面梁和變截面梁蜂窩梁蜂窩梁第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度 按受力情況受力情況分：?jiǎn)蜗驈澢汉碗p向彎曲梁雙向彎曲梁雙向彎曲梁(a) 屋面檁條屋面檁條 (b) 吊車梁吊車梁第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度 預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力梁 基本原理：受拉側(cè)設(shè)置高預(yù)拉力的鋼筋，使梁受荷前反彎曲。 制作、施工過(guò)程復(fù)雜。預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力梁第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度 梁的極限承載能力包括：梁的極限承載能力包括：截面的強(qiáng)度截面的強(qiáng)度：彎、剪

15、、扭及綜合效應(yīng)。構(gòu)件的整體穩(wěn)定構(gòu)件的整體穩(wěn)定板件的局部穩(wěn)定板件的局部穩(wěn)定直接受重復(fù)荷載時(shí)，疲勞 梁的應(yīng)用范圍梁的應(yīng)用范圍： 房屋建筑和橋梁工程。 如樓蓋梁、平臺(tái)梁、吊車梁、檁條及大跨斜拉橋、懸索橋中的橋面梁等。 梁的正常使用極限狀態(tài)梁的正常使用極限狀態(tài)：指梁的剛度即撓度指梁的剛度即撓度第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力3.2.2梁的彎曲、剪切強(qiáng)度梁的彎曲、剪切強(qiáng)度1. 梁的抗彎強(qiáng)度梁的抗彎強(qiáng)度正應(yīng)力正應(yīng)力梁的梁的M -曲線曲線應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系簡(jiǎn)圖應(yīng)變關(guān)系簡(jiǎn)圖3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力實(shí)腹梁的截面正應(yīng)力發(fā)展過(guò)程分為實(shí)腹梁的

16、截面正應(yīng)力發(fā)展過(guò)程分為彈性彈性、彈塑性彈塑性、塑性塑性和和應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化四個(gè)階段四個(gè)階段塑性階段會(huì)出現(xiàn)過(guò)度的變形而不適于繼續(xù)承載，因此設(shè)計(jì)塑性階段會(huì)出現(xiàn)過(guò)度的變形而不適于繼續(xù)承載，因此設(shè)計(jì)中不應(yīng)用到此階段。中不應(yīng)用到此階段。梁的正應(yīng)力分布梁的正應(yīng)力分布正應(yīng)力發(fā)展的四個(gè)階段正應(yīng)力發(fā)展的四個(gè)階段：梁的正應(yīng)力分布梁的正應(yīng)力分布(a) 彈性工作階段：疲勞計(jì)算、冷彎薄壁型鋼(b) 彈塑性工作階段：一般受彎構(gòu)件(c) 塑性工作階段：塑性鉸(d) 應(yīng)變硬化階段：一般不利用第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度彈性工作階段彈性工作階段 Me=Wnfy各階段最大彎矩各階段最大彎矩：塑性工作階段塑性工作階

17、段 Mp=Wpnfy Wpn= S1n+ S2n彈塑性階段彈塑性階段 極限彎矩在彈性彎矩和塑性彎矩之間。規(guī)范：塑性發(fā)展深度規(guī)范：塑性發(fā)展深度a0.125h第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度！截面塑性發(fā)展系數(shù)：截面塑性發(fā)展系數(shù)： x和和 y，取，取值值1.01.2之間。之間。如工字形截面如工字形截面 x =1.05， y=1.2；箱形截面箱形截面 x= y=1.05截面簡(jiǎn)圖截面簡(jiǎn)圖第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力（1） 彈性設(shè)計(jì)（需驗(yàn)算疲勞的梁、薄壁桿）彈性設(shè)計(jì)（需驗(yàn)算疲勞的梁、薄壁桿）軸的凈截面抵抗矩軸和對(duì)、軸為強(qiáng)軸）軸的彎矩（

18、軸和繞、yxWWxyxMMnynxyxfWMWMfWMnyynxxnxx雙向彎曲：?jiǎn)蜗驈澢簍twhyf byf xx3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力3 . 379，表查截面塑性發(fā)展系數(shù)，、Pyx（2） 部分發(fā)展塑性設(shè)計(jì)（一般的梁部分發(fā)展塑性設(shè)計(jì)（一般的梁）允許截面允許截面部分發(fā)展塑性部分發(fā)展塑性fWMWMfWMnyyynxxxnxxx雙向彎曲：?jiǎn)蜗驈澢簍twhbf ycyf aaxx3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力ttwhbxx為了避免梁受壓翼緣的為了避免梁受壓翼緣的局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)出現(xiàn)在出現(xiàn)在強(qiáng)度破壞強(qiáng)度破壞之前：之前：受壓翼緣的厚度。寬度；受壓翼緣板的自由外伸t

19、b0 . 1235152351323515yxyyyftbfftb時(shí)，取，且當(dāng)表表3-3 3-3 截面塑性發(fā)展系數(shù)截面塑性發(fā)展系數(shù)x x、y y值值第3章構(gòu)件的截面承載力第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度表表3-3 3-3 截面塑性發(fā)展系數(shù)截面塑性發(fā)展系數(shù)x x、y y值續(xù)表值續(xù)表3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力2. 梁的抗剪強(qiáng)度梁的抗剪強(qiáng)度剪應(yīng)力剪應(yīng)力VwfItVSmax在主平面內(nèi)受彎的梁，其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算在主平面內(nèi)受彎的梁，其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：。鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值腹板厚度；毛截面慣性矩；面對(duì)中和軸的面積矩；計(jì)算剪

20、應(yīng)力處以上毛截用的剪力；計(jì)算截面沿腹板平面作VwftISVbhVmaxb=1.5VS=twI twmax3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力3.2.3梁的扭轉(zhuǎn)梁的扭轉(zhuǎn)1. 自由扭轉(zhuǎn)自由扭轉(zhuǎn)截面不受任何約束，能夠自由產(chǎn)生翹曲變形的扭轉(zhuǎn)。截面不受任何約束，能夠自由產(chǎn)生翹曲變形的扭轉(zhuǎn)。niiittstststkbIbttMItMGIM133max3131IG薄板組合開(kāi)口截面時(shí)扭轉(zhuǎn)常數(shù)或扭轉(zhuǎn)慣性矩截面厚度，即扭率桿件單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角材料的剪切模量截面上的扭矩對(duì)于狹長(zhǎng)矩形截面3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力2.約束扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn) 桿件在扭轉(zhuǎn)荷載作用下由于支承條件或荷載條件的不同，截面不

21、能完全桿件在扭轉(zhuǎn)荷載作用下由于支承條件或荷載條件的不同，截面不能完全自由地產(chǎn)生變形，即翹曲變形受到約束的扭轉(zhuǎn)自由地產(chǎn)生變形，即翹曲變形受到約束的扭轉(zhuǎn)2/222(22222222yffffffwsTAwfwfwtsIIyIMdzdhEIdzudEIMdzdhdzudhuMMMAdVMhVMGIM軸的慣性矩，一個(gè)翼緣繞一個(gè)翼緣的側(cè)向彎矩其中指翼緣面積）為約束扭轉(zhuǎn)力矩3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力 223333233334222wtTyfwwffwffffEIGIMhIhIIdzdEIdzdhEIhVMdzdhEIdzudEIdzdMV3.2 梁的類型和強(qiáng)度第3章構(gòu)件的截面承載力3.約

22、束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力 垂直線是至該切線的切線，所在的板件厚度中線做的有向線段，在計(jì)算點(diǎn)從剪力中心出發(fā)到為扇性坐標(biāo)，為梁截面的扇性模量為雙力矩，軸的慣性矩梁翼緣繞sssdssWBIBWByIhxExIMpwwwfffws20 3.3 梁的局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力第3章構(gòu)件的截面承載力3.3.1局部壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力3.3 梁的局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力梁的局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力。軌道的梁軌道的高度，對(duì)梁頂無(wú)度上邊緣的距離；自梁頂面至腹板計(jì)算高；的輪壓可取的支承長(zhǎng)度，對(duì)鋼軌上集中荷載沿梁跨度方向梁端支反力：跨中集中荷載：，度邊緣的假定分布長(zhǎng)度集中荷載在腹板計(jì)算高；其他荷載級(jí)工作制吊車輪壓集中荷載增大系數(shù)；

23、重考慮動(dòng)力系數(shù)；集中荷載，對(duì)動(dòng)力荷載0505 . 2250 . 135. 11RRhhhmmaahalhhallFyyzRyzzh 0twahyRaFhyzlzl1ayh0hwtaafltFzwc當(dāng)梁上翼緣受有沿腹板平面作用的當(dāng)梁上翼緣受有沿腹板平面作用的集中荷載、且該荷載處又未設(shè)置支集中荷載、且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時(shí)，腹板計(jì)算高度上邊緣承加勁肋時(shí)，腹板計(jì)算高度上邊緣的局部承壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：的局部承壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：3.3 梁的局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力第3章構(gòu)件的截面承載力3.3.2多種應(yīng)力的組合效應(yīng)多種應(yīng)力的組合效應(yīng)在梁的腹板計(jì)算高度邊緣處，若同時(shí)受有較大的正應(yīng)在梁的腹板計(jì)算高度邊緣

24、處，若同時(shí)受有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)，按下式驗(yàn)算折算應(yīng)力：和剪應(yīng)力時(shí)，按下式驗(yàn)算折算應(yīng)力：。時(shí)，取同號(hào)或和當(dāng)異號(hào)時(shí)，取和當(dāng)計(jì)值增大系數(shù)，驗(yàn)算折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)為負(fù)。以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力和剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，、點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力腹板計(jì)算高度邊緣同一、1 . 102 . 1111cccccfcc122233.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面3.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面按強(qiáng)度條件選擇梁截面第3章構(gòu)件的截面承載力3.4.1初選截面初選截面一、型鋼梁：一、型鋼梁：fMWxxnx二、焊接工字鋼梁二、焊接工字鋼梁截面選擇步驟為

25、：估算梁的高度，截面選擇步驟為：估算梁的高度，決定腹板的厚度和翼緣尺寸。決定腹板的厚度和翼緣尺寸。1. 梁的截面高度梁的截面高度 的倍數(shù)。取腹板高度為。；對(duì)吊車梁，有孔眼時(shí)，；，最大彎矩處無(wú)孔眼時(shí)的單位是，的單位是mmfMWmmhcmWxxsx509 . 07 . 09 . 085. 005. 13 )(3071034. 1316minmaxcmWhvlflhhxeT的經(jīng)濟(jì)高度：梁的經(jīng)濟(jì)條件決定了梁；小高度：梁的剛度要求決定了最；了梁的最大高度梁的建筑高度要求決定3.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面第3章構(gòu)件的截面承載力選擇腹板厚度要考慮抗剪強(qiáng)度選擇腹板厚度要考慮抗剪強(qiáng)度偏小vwwfhVtmax2 .

26、 1腹板厚度一般用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算：腹板厚度一般用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算：的倍數(shù)。范圍內(nèi)，一般為腹板厚度最好在的單位均為和mmmmcmhtww22282. 腹板厚度腹板厚度）（cmhtww11fbtwtwhhxxfA3.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面第3章構(gòu)件的截面承載力3. 翼緣尺寸翼緣尺寸的倍數(shù)。的倍數(shù)，厚度宜取翼緣寬度宜取翼緣厚度：翼緣寬度：翼緣面積：mmmmbAthbhthWAfffwwwxf210315161fbtwtwhhxxfA確定翼緣尺寸時(shí)，應(yīng)注意滿足局部穩(wěn)定的要求：確定翼緣尺寸時(shí)，應(yīng)注意滿足局部穩(wěn)定的要求：。是受壓翼緣的外伸寬度；bftbftbxyxy0 . 1235150 . 1235

27、133.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面第3章構(gòu)件的截面承載力3.4.2梁截面驗(yàn)算梁截面驗(yàn)算按照實(shí)際的截面尺寸進(jìn)行梁的強(qiáng)度驗(yàn)算按照實(shí)際的截面尺寸進(jìn)行梁的強(qiáng)度驗(yàn)算ffltFfItVSfWMWMfWMcczwcvwnyyynxxxnxxx12223) 1 (折算應(yīng)力：局部承壓強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：（雙向彎曲）（單向彎曲）抗彎強(qiáng)度：強(qiáng)度驗(yàn)算3.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面第3章構(gòu)件的截面承載力3.4.3梁截面沿長(zhǎng)度改變梁截面沿長(zhǎng)度改變梁的彎矩沿長(zhǎng)度而變，為了節(jié)約鋼材可將組合梁截面隨彎矩變化梁的彎矩沿長(zhǎng)度而變，為了節(jié)約鋼材可將組合梁截面隨彎矩變化而改變。變截面梁可以改變梁寬，也可改變梁高。而改變。變截面梁可以改變梁寬，

28、也可改變梁高。ha=l/6lMMM：bbha=l/61M1M梁高改變時(shí)梁高改變時(shí)可使上翼緣保持一平面，支座處的高可使上翼緣保持一平面，支座處的高度應(yīng)滿抗剪強(qiáng)度的要求，但不宜小于度應(yīng)滿抗剪強(qiáng)度的要求，但不宜小于跨中高度的跨中高度的1/2。梁寬改變時(shí)梁寬改變時(shí)，主要變上下翼緣寬度，較窄翼緣寬度主要變上下翼緣寬度，較窄翼緣寬度b 應(yīng)滿足截面開(kāi)始改變處的彎矩應(yīng)滿足截面開(kāi)始改變處的彎矩M1下下的強(qiáng)度要求，還應(yīng)驗(yàn)算該截面的腹板的強(qiáng)度要求，還應(yīng)驗(yàn)算該截面的腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力。與翼緣交接處的折算應(yīng)力。b5 . 2:13.4 按強(qiáng)度條件選擇梁截面第3章構(gòu)件的截面承載力對(duì)于均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，最對(duì)于均

29、布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，最優(yōu)截面改變處是離支座優(yōu)截面改變處是離支座1/6跨度處?？缍忍帯Ａ航孛嬉话阒桓淖円淮?，對(duì)于跨度梁截面一般只改變一次，對(duì)于跨度較小的組合梁，不宜改變截面。較小的組合梁，不宜改變截面。多層翼緣板的梁，可用切斷外層板的多層翼緣板的梁，可用切斷外層板的方法來(lái)改變梁的截面。方法來(lái)改變梁的截面。a=l/6lMMM：bbha=l/61M1M3.5 梁的內(nèi)力重分布和塑性設(shè)計(jì)例例3.3 某焊接工字形等截面簡(jiǎn)支樓蓋梁，截面尺寸見(jiàn)圖，截面無(wú)削弱，在跨某焊接工字形等截面簡(jiǎn)支樓蓋梁，截面尺寸見(jiàn)圖，截面無(wú)削弱，在跨度中點(diǎn)和兩端設(shè)有支撐，材料為度中點(diǎn)和兩端設(shè)有支撐，材料為Q345-B級(jí)鋼。集中荷載標(biāo)準(zhǔn)

30、值級(jí)鋼。集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk=330kN，為間接動(dòng)力荷載，其中永久荷載和可變荷載效應(yīng)各占一半，作用在梁的頂為間接動(dòng)力荷載，其中永久荷載和可變荷載效應(yīng)各占一半，作用在梁的頂面，其沿梁跨度方向的支承長(zhǎng)度為面，其沿梁跨度方向的支承長(zhǎng)度為130毫米，試計(jì)算該梁的強(qiáng)度和剛度是否毫米，試計(jì)算該梁的強(qiáng)度和剛度是否滿足要求？滿足要求？第3章構(gòu)件的截面承載力3.5 梁的內(nèi)力重分布和塑性設(shè)計(jì)3.5 梁的內(nèi)力重分布和塑性設(shè)計(jì)梁的內(nèi)力重分布和塑性設(shè)計(jì)第3章構(gòu)件的截面承載力3.6 拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算3.6 拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算第3章構(gòu)件的截面承載力.1、

31、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用壓彎（拉彎）構(gòu)件壓彎（拉彎）構(gòu)件同時(shí)承受軸向力和彎矩的構(gòu)件同時(shí)承受軸向力和彎矩的構(gòu)件 軸向力的偏心作用軸向力的偏心作用彎矩的產(chǎn)生彎矩的產(chǎn)生 端彎矩作用端彎矩作用 橫向荷載作用橫向荷載作用壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件3.6 拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算第3章構(gòu)件的截面承載力一、壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足一、壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足兩個(gè)極限狀態(tài)兩個(gè)極限狀態(tài)的要求：的要求：1.承載力承載力極限狀態(tài)極限狀態(tài)強(qiáng)度強(qiáng)度穩(wěn)定穩(wěn)定實(shí)腹式構(gòu)件實(shí)腹式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定平面外穩(wěn)定平面外穩(wěn)定彎矩作用在實(shí)軸上彎矩作用在實(shí)軸上

32、彎矩作用在虛軸上彎矩作用在虛軸上2.正常使用極限狀態(tài)：即剛度要求，主要是限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比正常使用極限狀態(tài)：即剛度要求，主要是限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比二、拉彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足二、拉彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足兩個(gè)極限狀態(tài)兩個(gè)極限狀態(tài)的要求：的要求：1.承載能力極限狀態(tài)：主要為強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)：主要為強(qiáng)度2.正常使用極限狀態(tài)：限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比正常使用極限狀態(tài)：限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比3.6 拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算第3章構(gòu)件的截面承載力.2、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算假設(shè)軸向力不變而彎矩不斷增加，截面應(yīng)力發(fā)展分為四個(gè)階段：假設(shè)軸向力不變而彎矩不斷增加，截面應(yīng)力發(fā)展分為四個(gè)階段：1. 邊緣纖維最大應(yīng)力達(dá)屈服點(diǎn)；邊緣纖維最大應(yīng)力達(dá)屈服點(diǎn)；2. 最大應(yīng)力一側(cè)部分發(fā)展塑性；最大應(yīng)力一側(cè)部分發(fā)展塑性；3. 兩側(cè)均部分發(fā)展塑性；兩側(cè)均部分發(fā)展塑性；4. 全截面進(jìn)入塑性。全截面進(jìn)入塑性。3.6 拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算第3章構(gòu)件的截面承載力一、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則：一、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則：1.邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：構(gòu)件受力最大截面邊緣處的最大應(yīng)力達(dá)到屈服，便達(dá)到強(qiáng)度構(gòu)件受力最大截面邊緣處的最大應(yīng)力達(dá)到屈服，便達(dá)到強(qiáng)度極限，構(gòu)件處在彈性工作階段。計(jì)算采用彈性抵抗矩極限，構(gòu)件處在彈性工作階段。計(jì)算采用彈性抵抗矩2.全截