受彎構件 鋼結構設計原理 教學ppt課件

1、本章學習要求和指點本章學習要求和指點 受彎構件同軸心受拉、受壓構件一樣，是鋼構造常用的受彎構件同軸心受拉、受壓構件一樣，是鋼構造常用的構件方式，主要接受橫向荷載，也稱梁。但受彎構件不同于構件方式，主要接受橫向荷載，也稱梁。但受彎構件不同于軸心受力構件，它接受彎矩、剪力和部分范圍內(nèi)的集中荷載，軸心受力構件，它接受彎矩、剪力和部分范圍內(nèi)的集中荷載，故其強度計算比較復雜，同時當梁受壓翼緣側向支撐點間的故其強度計算比較復雜，同時當梁受壓翼緣側向支撐點間的間隔較大時，還須思索受彎構件整體穩(wěn)定，對組合板件那么間隔較大時，還須思索受彎構件整體穩(wěn)定，對組合板件那么應應計算部分穩(wěn)定，同時根據(jù)規(guī)定配置不同加勁肋，

2、以及在集中計算部分穩(wěn)定，同時根據(jù)規(guī)定配置不同加勁肋，以及在集中荷載處設置支撐加勁肋等，除此之外還須驗算正常運用極限荷載處設置支撐加勁肋等，除此之外還須驗算正常運用極限形狀下剛度，使其撓度不超越規(guī)定值。所以受彎構件的計算形狀下剛度，使其撓度不超越規(guī)定值。所以受彎構件的計算內(nèi)容比較多，其受力性能和計算方法比較復雜。內(nèi)容比較多，其受力性能和計算方法比較復雜。 1 1、掌握受彎構件類型與截面方式、掌握受彎構件類型與截面方式2 2、掌握受彎構件主要破壞方式、掌握受彎構件主要破壞方式3 3、掌握受彎構件強度、掌握受彎構件強度4 4、掌握受彎構件的整體穩(wěn)定、掌握受彎構件的整體穩(wěn)定5 5、掌握受彎構件的部分穩(wěn)

3、定、掌握受彎構件的部分穩(wěn)定6 6、掌握受彎構件的剛度、掌握受彎構件的剛度7 7、掌握受彎構件設計、掌握受彎構件設計 本章學習要點 本章學習目的 經(jīng)過本章內(nèi)容學習，對受彎構件進展強度、經(jīng)過本章內(nèi)容學習，對受彎構件進展強度、整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定和剛度四個方面驗算，能整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定和剛度四個方面驗算，能根據(jù)受彎構件跨度、荷載等情況正確進展構件根據(jù)受彎構件跨度、荷載等情況正確進展構件設計，并思索其構造措施，做到既平安又經(jīng)濟。設計，并思索其構造措施，做到既平安又經(jīng)濟。 一、構件類型一、構件類型1 1、受彎構件定義、受彎構件定義 只受彎矩作用或彎矩與剪力共同作用的構件。只受彎矩作用或彎矩與剪力共同作用的

4、構件。 受彎構件類型與截面方式受彎構件類型與截面方式m6m6kq1kq2kg梁計算簡圖梁計算簡圖樓面平面圖樓面平面圖m6 . 3m6 . 3m6 . 3m6 . 3m6 . 3負荷寬度受彎構件類型與截面方式受彎構件類型與截面方式熱軋型鋼截面熱軋型鋼截面組合截面組合截面冷彎薄壁型鋼截面冷彎薄壁型鋼截面空腹式截面空腹式截面鋼與混凝土組合截面鋼與混凝土組合截面按制造方法分按制造方法分實腹式實腹式空腹式蜂窩梁空腹式蜂窩梁型鋼截面型鋼截面組合截面組合截面熱軋熱軋冷彎薄壁冷彎薄壁焊接或鉚接焊接或鉚接鋼與混凝土鋼與混凝土2 2、受彎構件分類、受彎構件分類 按支承情況分：簡支梁、延續(xù)梁、懸臂梁等。按支承情況分

5、：簡支梁、延續(xù)梁、懸臂梁等。 受彎構件類型與截面方式受彎構件類型與截面方式 按受力情況分：按受力情況分： 單向彎曲和雙向彎曲。單向彎曲和雙向彎曲。 按截面沿長度變化分：等截面和變截面。按截面沿長度變化分：等截面和變截面。 受彎構件類型與截面方式受彎構件類型與截面方式 樓屋面梁主梁、次梁樓屋面梁主梁、次梁 按運用功能分按運用功能分 任務平臺梁任務平臺梁 吊車梁吊車梁 檁條或墻梁檁條或墻梁 受彎構件類型與截面方式受彎構件類型與截面方式在選擇截面時，應遵照以下原那么：在選擇截面時，應遵照以下原那么： 1 1、滿足抗彎、滿足抗彎 2 2、防止側扭、防止側扭 3 3、寬肢壁薄、寬肢壁薄 4 4、制造省工

6、、制造省工 5 5、銜接方便、銜接方便 二、截面方式二、截面方式受彎構件類型與截面方式受彎構件類型與截面方式受彎構件主要破壞方式受彎構件主要破壞方式主要破壞方式主要破壞方式 強度破壞強度破壞整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)部分失穩(wěn)部分失穩(wěn)剛度破壞剛度破壞截面應力分布截面應力分布整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)部分失穩(wěn)部分失穩(wěn) 受彎構件強度包括：抗彎強度、抗剪強度、受彎構件強度包括：抗彎強度、抗剪強度、 部分承壓強度、折算應力。部分承壓強度、折算應力。1、抗彎強度、抗彎強度 彎曲應力彎曲應力三個任務階段三個任務階段彈性階段彈性階段彈塑性階段彈塑性階段塑性階段塑性階段受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度1 1彈性階段彈性階段特點：截

7、面上一切點都處于彈性形狀；應力三角形分布；特點：截面上一切點都處于彈性形狀；應力三角形分布； 公式公式: : 凈截面彈性抵抗矩凈截面彈性模量凈截面彈性抵抗矩凈截面彈性模量 屈服應力屈服應力yenefWMenWyf邊緣屈服準那邊緣屈服準那么么受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度特點：特點：截面外緣部分進入塑性形狀，中央部分仍堅持彈性。截面外緣部分進入塑性形狀，中央部分仍堅持彈性。2 2彈塑性階段彈塑性階段 有限塑性準那么有限塑性準那么3 3塑性階段塑性階段特點：特點： 截面全部進入塑性形狀，構成塑性鉸；截面全部進入塑性形狀，構成塑性鉸； 梁的剛度降低，變形大。梁的剛度降低，變形大。公式公式: :yp

8、npfWMpnW 梁凈截面塑性模量梁凈截面塑性模量nnpnSSW21 、 中和軸以上、以下凈截面對中和軸中和軸以上、以下凈截面對中和軸面積矩。面積矩。 nS1nS2完全塑性準那完全塑性準那么么受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度pnW計算步驟：計算步驟：受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度a a、找出到達極限彎矩時截面中和軸，、找出到達極限彎矩時截面中和軸， 即：與彎曲主軸平行面積平分線，即：與彎曲主軸平行面積平分線， 該中和軸兩邊面積相等。該中和軸兩邊面積相等。 在雙軸對稱截面中，該軸就是主軸。在雙軸對稱截面中，該軸就是主軸。b b、分別求兩側面積對中和軸的面積矩，、分別求兩側面積對中和軸的面積矩，

9、 面積矩之和即為塑性截面模量。面積矩之和即為塑性截面模量。42422bhhhbWpnx62bhWenx對矩形截面：對矩形截面：而：而：塑性開展系數(shù)塑性開展系數(shù):npnynypneppWWfWfWMM受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度對矩形截面：對矩形截面：5 . 16422bhbhWWnxnpxpx受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度【例一】彈性截面模量與塑性截面模量計算?！纠弧繌椥越孛婺Ａ颗c塑性截面模量計算。 T形截面：形截面：1010200250求：強軸方向和弱軸方向的塑性截面模量，求：強軸方向和弱軸方向的塑性截面模量， 并與彈性截面模量比較。并與彈性截面模量比較。解：解：1、截面面積、截面面

10、積 244001024010200mmA受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度2440010)250(py-mmyp303520002103010)1030()530(10200mmSu324200023025010)30250(mmSl329400024200052000mmSSWlupnx2、求強軸方向塑性截面模量、求強軸方向塑性截面模量 3、求弱軸方向塑性截面模量、求弱軸方向塑性截面模量 32210600010240412001041mmWpny受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度mmy2 .734400)102240(102405102001mmy8 .1762 .73250223)52 .73

11、(1020010200121enxI42328582123)1208 .176(1024024010121mm3113904662 .7328582123mmyIWenxenx3221616648 myIWenxenx4、求對兩主軸彈性截面模量、求對兩主軸彈性截面模量 受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度33366866671024012120010121mmIeny36686710066866672mmbIWenyeny82. 1161664294000,min21enxenxpnxpxWWW59. 166867106000enypnypyWW5、兩方向塑性截面模量與彈

12、性截面模量比較、兩方向塑性截面模量與彈性截面模量比較 fWMnxxfWMWMnyynxx單向彎曲：單向彎曲：雙向彎曲：雙向彎曲：Mx、My 梁截面內(nèi)繞梁截面內(nèi)繞x、y軸的軸的 最大計算彎矩最大計算彎矩Wnx、Wny 截面對截面對x、y軸的凈截軸的凈截面面 抵抗矩抵抗矩 x、y 截面對截面對x、y軸的有限塑軸的有限塑性性 開展系數(shù)開展系數(shù) f 鋼材抗彎設計強度鋼材抗彎設計強度 工程上以梁內(nèi)塑性開展到一定深度作為設計極限形狀，工程上以梁內(nèi)塑性開展到一定深度作為設計極限形狀，即采用有限塑性準那么。即采用有限塑性準那么。 受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度有限塑性開展系數(shù)

13、有限塑性開展系數(shù):05. 1x2 . 1y05. 1x05. 1y對工字形截面：對工字形截面：對箱形截面：對箱形截面： pxx1pyy1其它截面方式的有限塑性開展系數(shù)詳見規(guī)范或手冊。其它截面方式的有限塑性開展系數(shù)詳見規(guī)范或手冊。 受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度1yxyyftbf23515235131xyrr關于截面有限塑性系數(shù)規(guī)定：關于截面有限塑性系數(shù)規(guī)定：a、僅接受靜載或間接動荷載時思索塑性開展，、僅接受靜載或間接動荷載時思索塑性開展， 對接受直接動力荷載，取對接受直接動力荷載，取b、充分保證受彎構件不發(fā)生整體失穩(wěn)。、充分保證受彎構件不發(fā)生整體失穩(wěn)。c、為保證受壓翼緣不發(fā)生部分失穩(wěn)，、為保

14、證受壓翼緣不發(fā)生部分失穩(wěn)， 當當 時，取時，取受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度235Q2215mmNf 【例二】受彎構件正應力強度驗算?！纠渴軓潣嫾龖姸闰炈?。一焊接工字鋼梁截面一焊接工字鋼梁截面, 用用 制成，正應力強度制成，正應力強度設計值設計值 , 集中力作用途設有加勁肋，集中力作用途設有加勁肋，試按有限塑性準那么驗算集中力處截面正應力強度。試按有限塑性準那么驗算集中力處截面正應力強度。受彎構件抗彎強度受彎構件抗彎強度mkNaPM10505 ..191521776405. 1101050mmNfmmNWMnxx解：解：1、受力分析、受力分析2、截面特性計

15、算、截面特性計算 3、驗算、驗算423268193082725071428010008121mmInx3521776451426819308272mmhIWnxnx 主要發(fā)生在實腹梁的腹板上。按彈性設計，以最大剪應力主要發(fā)生在實腹梁的腹板上。按彈性設計，以最大剪應力到達鋼材的抗剪屈服剪應力為極限形狀。到達鋼材的抗剪屈服剪應力為極限形狀。vwfItVS S S 中性軸以上或以下毛截面中性軸以上或以下毛截面 對中性軸的面積矩對中性軸的面積矩 I I毛截面慣性矩毛截面慣性矩 tw tw腹板厚度腹板厚度 f v f v鋼材抗剪設計強度鋼材抗剪設計強度受彎構件抗剪強度受彎構件抗剪強度vwwfthVAV0

16、或或 主要用于集中力處如：受支座反力主要用于集中力處如：受支座反力R R，集中力，集中力F F 處，處， 吊車梁吊車輪壓等吊車梁吊車輪壓等 當翼緣豎向集中力作用途無豎向加勁肋時，腹板邊緣當翼緣豎向集中力作用途無豎向加勁肋時，腹板邊緣 存在沿高度方向的部分壓應力。存在沿高度方向的部分壓應力。受彎構件部分承壓強度受彎構件部分承壓強度alz=a+5hyhy主 梁lz=a+2.5hyaRtwhy計算公式：計算公式：fltFzwc F F集中荷載；集中荷載； 集中荷載增大系數(shù)。重級任務制吊梁集中荷載增大系數(shù)。重級任務制吊梁 =1.35 =1.35， 其它梁其它梁 =1.0 =1.0； tw tw腹板厚腹

17、板厚 lz lz部分壓應力在腹板計算高度上的分布長度。部分壓應力在腹板計算高度上的分布長度。確定確定lzlzlz = a+5hy+2hR (中間中間)lz = a+2.5hy+hR 邊緣邊緣受彎構件部分承壓強度受彎構件部分承壓強度腹板計算高度確定：腹板計算高度確定：1 1軋制型鋼梁軋制型鋼梁 與上下翼緣相連處兩內(nèi)弧起點間的間隔。與上下翼緣相連處兩內(nèi)弧起點間的間隔。2 2焊接組合梁焊接組合梁 腹板高度腹板高度2 2鉚接或高強螺栓銜接組合梁鉚接或高強螺栓銜接組合梁 腹板與上下翼緣銜接鉚釘或螺栓釘線間最近間隔。腹板與上下翼緣銜接鉚釘或螺栓釘線間最近間隔。 受彎構件部分承壓強度受彎構件部分承壓強度受彎

18、構件部分承壓強度受彎構件部分承壓強度 假設受彎構件部分承壓強度不能滿足要求時，通假設受彎構件部分承壓強度不能滿足要求時，通常設置支承加勁肋，此時部分承壓強度可不驗算。常設置支承加勁肋，此時部分承壓強度可不驗算。 規(guī)定：規(guī)定： 在組合梁腹板計算高度在組合梁腹板計算高度處，同時有較大的正應力處，同時有較大的正應力1 1、較大剪應力、較大剪應力1 1和部分和部分壓應力壓應力c c，應對其折算應，應對其折算應力進展驗算。其強度驗算式力進展驗算。其強度驗算式為：為： 強度提高系數(shù)。強度提高系數(shù)。 1和和 c同號時，同號時， =1.1 1和和 c異號時，異號時， =1.2受彎構件折算應力受彎構件折算應力f

19、CC2112213hhhy01tISV11zwcltF受彎構件強度受彎構件強度235Q2215mmNf 【例三】受彎構件強度驗算?！纠渴軓潣嫾姸闰炈?。一焊接工字鋼梁截面一焊接工字鋼梁截面, 用用 制成，正應力強度制成，正應力強度設計值設計值 ，剪應力強度設計值，剪應力強度設計值 , 集中力作用途設有加勁肋，集中力作用途設有加勁肋，試按有限塑性準那么驗算集中力處截面強度。試按有限塑性準那么驗算集中力處截面強度。2125mmNfvmkNaPM10505 . 1700解：解：1、受力分析、受力分析2、截面特性計算、截面特性計算 423268193082725071428010008121mmI

20、nx3521776451426819308272mmhIWnxnxKNV70032987440507280142505008mmSx31198744050728014mmS受彎構件強度受彎構件強度2262156 .191521776405. 1101050mmNfmmNWMnxx3、驗算、驗算受彎構件強度受彎構件強度2014 .186102810006 .191mmNhh23118 .6482681930827198744010700mmNtISVvxmmNtISVf5 .978268193082729874401070023222221215 .2361 . 12156 .2178 .643

21、4 .1863mmNfmmNd 計算受彎構件剛度是為了保證構件正常運用，計算受彎構件剛度是為了保證構件正常運用，屬于正常運用極限形狀?？刂破鋭偠纫笠?guī)范荷載屬于正常運用極限形狀?？刂破鋭偠纫笠?guī)范荷載作用下的最大撓度小于規(guī)范限值。作用下的最大撓度小于規(guī)范限值。 ww lwlw或或規(guī)范荷載下受彎構件最大撓度。規(guī)范荷載下受彎構件最大撓度。受彎構件允許撓度。受彎構件允許撓度。w w受彎構件剛度受彎構件剛度受彎構件最大撓度計算：受彎構件最大撓度計算：簡支梁在均布荷載作用下簡支梁在均布荷載作用下:EIlqwk43845受彎構件剛度受彎構件剛度簡支梁在集中荷載作用下簡支梁在集中荷載作用下:EIlPwk34

22、81懸臂梁在均布荷載作用下懸臂梁在均布荷載作用下:EIlqwk481懸臂梁在集中荷載作用下懸臂梁在集中荷載作用下:EIlPwk331項次項次構件類別構件類別允許撓度值允許撓度值 1樓（屋）蓋梁、工作平臺梁：樓（屋）蓋梁、工作平臺梁：主梁主梁抹灰頂棚的次梁抹灰頂棚的次梁其他次梁（包括樓梯梁）其他次梁（包括樓梯梁） L/400 L/500 L/250 L/350 L/250 L/3002吊車梁：吊車梁：手動吊車和單梁吊車手動吊車和單梁吊車輕級工作制吊車輕級工作制吊車中級工作制吊車中級工作制吊車重級工作制吊車重級工作制吊車3支承壓型鋼板的屋面檁條支承壓型鋼板的屋面檁條4支承壓型鋼板的墻梁支承壓型鋼板

23、的墻梁L/500受彎構件允許撓度值受彎構件允許撓度值Tv QvL/800L/1000L/1200L/200L/200留意：留意：受彎構件剛度受彎構件剛度1、L為受彎構件的跨度，對于懸臂梁為懸伸長度的為受彎構件的跨度，對于懸臂梁為懸伸長度的2倍。倍。2、 為永久和可變荷載規(guī)范值產(chǎn)生的撓度允許值，為永久和可變荷載規(guī)范值產(chǎn)生的撓度允許值， 如有起拱應減去拱度如有起拱應減去拱度 為為 可變荷載規(guī)范值產(chǎn)生的撓度允許值可變荷載規(guī)范值產(chǎn)生的撓度允許值3、計算撓度時、計算撓度時: 荷載采用規(guī)范值，截面特性采用毛截面進展計算。荷載采用規(guī)范值，截面特性采用毛截面進展計算。 Tv Qv一、受彎構件整體穩(wěn)定臨界彎矩一

24、、受彎構件整體穩(wěn)定臨界彎矩McrfWMnxxxEIlqwk43845強度強度剛度剛度為提高為提高強度和剛度強度和剛度Wnx和和Inx盡能盡能夠大夠大梁截面盡量梁截面盡量高、寬高、寬太高太寬又太高太寬又會引起失穩(wěn)會引起失穩(wěn)受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定1當荷載較小時，偶有干擾，發(fā)生側向彎曲和改動，當荷載較小時，偶有干擾，發(fā)生側向彎曲和改動， 干擾撤去，變形恢復，梁是整體穩(wěn)定的。干擾撤去，變形恢復，梁是整體穩(wěn)定的。2當荷載增大，超越某一數(shù)值臨界值，有側向當荷載增大，超越某一數(shù)值臨界值，有側向 干擾引起側向彎曲和改動，這時候，撤去干擾也不干擾引起側向彎曲和改動，這時候，撤去干擾也不 能恢復變形，梁

25、是不穩(wěn)定的。能恢復變形，梁是不穩(wěn)定的。受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定1、受彎構件整體失穩(wěn)景象、受彎構件整體失穩(wěn)景象受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定整體失穩(wěn)緣由分析：整體失穩(wěn)緣由分析：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軸屈曲軸屈曲問題問題受彎構件彎扭失穩(wěn)與軸心受壓構件有何區(qū)別？受彎構件彎扭失穩(wěn)與軸心受壓構件有何區(qū)別？2、受彎構件整體穩(wěn)定臨界彎矩、受彎構件整體穩(wěn)定臨界彎矩Mcr受彎構件失穩(wěn)前能接受的最大彎矩。受彎構件失穩(wěn)前能接受的最大彎矩。受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定0 xxMEI0 xyMuEI0

26、uMEIGIxwt根據(jù)薄壁構件計算實際，受彎構件彎扭平衡方程為：根據(jù)薄壁構件計算實際，受彎構件彎扭平衡方程為：繞強軸彎曲平衡方程繞強軸彎曲平衡方程彎扭平衡方程彎扭平衡方程受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定)1 (2222EIlGIIIlEIMtyycr雙軸對稱截面臨界彎矩：雙軸對稱截面臨界彎矩：3、影響梁整體穩(wěn)定的要素、影響梁整體穩(wěn)定的要素yEItGIEIcrM 、 、 ，那么臨界彎矩，那么臨界彎矩1 1 crM受壓區(qū)側向支承點長度受壓區(qū)側向支承點長度 ，那么臨界彎矩那么臨界彎矩2 2 3荷載性質(zhì)荷載性質(zhì)純彎曲時最低，其次是均布荷載，再次是集中力純彎曲時最低，其次是均布荷載，再次是集中力受彎構件

27、整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定crM4荷載作用位置荷載作用位置crMcrM荷載作用于上翼緣荷載作用于上翼緣荷載作用于下翼緣荷載作用于下翼緣受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定crM5與支座約束程度有關與支座約束程度有關 約束愈強，約束愈強， 越大越大6加強受壓翼緣比加強受拉翼緣更有效加強受壓翼緣比加強受拉翼緣更有效 加強受壓翼緣，加強受壓翼緣， 越大越大crM提高整體穩(wěn)定最有效措施：提高整體穩(wěn)定最有效措施：2 2、加大其受壓翼緣寬度、加大其受壓翼緣寬度b b。1 1、添加受壓翼緣側向支承來減小其側向自在長度。、添加受壓翼緣側向支承來減小其側向自在長度。規(guī)定：符合以下條件可不進展整體穩(wěn)定驗算規(guī)定：符合以下

28、條件可不進展整體穩(wěn)定驗算 1 1有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其結實銜接，有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其結實銜接， 能阻止受壓翼緣側向位移截面改動時。能阻止受壓翼緣側向位移截面改動時。2 2H H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自在長度與其型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自在長度與其 寬度之比不超越下表所列數(shù)值時。寬度之比不超越下表所列數(shù)值時。受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定簡支受彎構件不需計算整體穩(wěn)定性的最大簡支受彎構件不需計算整體穩(wěn)定性的最大 值值鋼號鋼號跨中無側向支承點的梁跨中無側向支承點的梁跨中有側向支承點的梁，跨中有側向支承點的梁，不論荷載作用于

29、何處不論荷載作用于何處荷載作用在荷載作用在上翼緣上翼緣荷載作用在荷載作用在下翼緣下翼緣Q235132016Q34510.516.513Q3901015.512.5Q4209.5151211lb梁整體穩(wěn)定系數(shù)梁整體穩(wěn)定系數(shù)二、受彎構件整體穩(wěn)定計算二、受彎構件整體穩(wěn)定計算xcrcrWMfffWMbRyycrRcrxx1、受彎構件整體穩(wěn)定臨界應力、受彎構件整體穩(wěn)定臨界應力2、受彎構件截面上最大應力、受彎構件截面上最大應力Wx按受壓翼緣確定的毛截面抵抗矩R抗力分項系數(shù)f鋼材的抗彎強度設計值=fy/R受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定ycrbf3、整體穩(wěn)定驗算公式、整體穩(wěn)定驗算公式4、中有關中有關 計算計

30、算1 焊接工字形雙軸對稱截面受純彎曲作用簡支梁焊接工字形雙軸對稱截面受純彎曲作用簡支梁yyxybfhtWAh2354 . 414320212fWMxbx單向受彎單向受彎fWMWMyyyxbx雙向受彎雙向受彎受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定b2 單軸對稱的截面受其它荷載單軸對稱的截面受其它荷載引入截面不對稱修正系數(shù)引入截面不對稱修正系數(shù) b b和等效彎矩系數(shù)和等效彎矩系數(shù) b bybyxybbfhtWAh2354 . 4143202126 . 0bb時，以 替代1282. 007. 1bb受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定yyf235120b2354400007.

31、12yybf23514000) 1 . 02(07. 121yybxbfAhW均勻彎曲的受彎構件，當均勻彎曲的受彎構件，當時，其整體穩(wěn)定系數(shù)時，其整體穩(wěn)定系數(shù)可近似按如下計算：可近似按如下計算：1 1、工字形截面、工字形截面 雙軸對稱：雙軸對稱：單軸對稱：單軸對稱：6 . 0b1b1b按上面公式算得按上面公式算得時不需進展換算，時不需進展換算，但但 時按時按 取值取值受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定【例四】受彎構件整體穩(wěn)定驗算【例四】受彎構件整體穩(wěn)定驗算 焊接工字形等截面簡支梁，跨度焊接工字形等截面簡支梁，跨度15m，在距兩端支座，在距兩端支座5m處處分別支承一根次梁，由次梁傳來集中荷載設計值

32、分別支承一根次梁，由次梁傳來集中荷載設計值 ，鋼材為鋼材為Q235Q235鋼，實驗算其整體穩(wěn)定性。鋼，實驗算其整體穩(wěn)定性。kNF180受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定ml51yfbl235168 .20240500011 mkNq76. 12 . 185. 710)214. 04 . 21 . 012(mkNM5 .9491576. 18151802【解】【解】 1 1、判別能否需求驗算整體穩(wěn)定、判別能否需求驗算整體穩(wěn)定 次梁可作為梁側向支承，故梁受壓翼緣自在長度次梁可作為梁側向支承，故梁受壓翼緣自在長度,2 2、受力分析、受力分析 梁自重設計值：梁自重設計值：梁跨中最大彎矩為：梁跨中最大彎矩

33、為：應驗算整體穩(wěn)定。應驗算整體穩(wěn)定。受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定218720120010142402mmA433226000012240142mmIy363780006143916000000mmWxmmiy5 .411872322600005 .1205 .4150001yyil74. 0235235440005 .12007. 12354400007. 122yybf432391600000012120010607142402mmIx3 3、計算截面特性、計算截面特性受彎構件整體穩(wěn)定受彎構件整體穩(wěn)定2262152 .201637800074. 0105 .949mmNfmmNWMxb4

34、 4、驗算整體穩(wěn)定、驗算整體穩(wěn)定 因此梁整體穩(wěn)定性能保證。因此梁整體穩(wěn)定性能保證。 一、概述一、概述為提高強度和剛度，腹板宜高為提高強度和剛度，腹板宜高為提高整體穩(wěn)定性，翼緣宜寬為提高整體穩(wěn)定性，翼緣宜寬較寬較薄較寬較薄軋制型鋼不需部分穩(wěn)定驗算，組合截面應驗算部分穩(wěn)定。軋制型鋼不需部分穩(wěn)定驗算，組合截面應驗算部分穩(wěn)定。受壓翼緣屈曲腹板屈曲受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定二、受彎構件部分失穩(wěn)景象二、受彎構件部分失穩(wěn)景象 組合梁發(fā)生強度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，受彎構件組成板件會偏離原來平面位置而發(fā)生波形鼓曲，這種景象稱為梁的部分失穩(wěn)景象。受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分

35、穩(wěn)定 受彎構件發(fā)生部分失穩(wěn)后，截面中應力進展重分布，故不致引起受彎構件發(fā)生部分失穩(wěn)后，截面中應力進展重分布，故不致引起受彎構件立刻破壞，但會引起強度、整體穩(wěn)定和剛度下降，故在鋼構造受彎構件立刻破壞，但會引起強度、整體穩(wěn)定和剛度下降，故在鋼構造中采取構造措施防止部分失穩(wěn)發(fā)生。中采取構造措施防止部分失穩(wěn)發(fā)生。 ycrfxcrxcrxcrWM cr三、板件部分穩(wěn)定設計準那么三、板件部分穩(wěn)定設計準那么1 1、由強度控制承載力，使板件部分失穩(wěn)的臨界應力不小于、由強度控制承載力，使板件部分失穩(wěn)的臨界應力不小于 資料的屈服強度。資料的屈服強度。 2 2、由整體穩(wěn)定控制承載力，使板件部分失穩(wěn)的臨界應力、由整體

36、穩(wěn)定控制承載力，使板件部分失穩(wěn)的臨界應力 不小于構件的整體穩(wěn)定臨界應力。不小于構件的整體穩(wěn)定臨界應力。 3 3、由實踐任務應力控制承載力，使板件部分失穩(wěn)臨界應力、由實踐任務應力控制承載力，使板件部分失穩(wěn)臨界應力 不小于實踐任務應力。不小于實踐任務應力。受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定提高腹板部分穩(wěn)定方法提高腹板部分穩(wěn)定方法1 1加厚腹板加厚腹板2 2設置加勁肋設置加勁肋受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定受壓翼緣的部分穩(wěn)定受壓翼緣的部分穩(wěn)定: 三邊簡支，一邊自在板三邊簡支，一邊自在板 腹板部分穩(wěn)定腹板部分穩(wěn)定: 四邊簡支板四邊簡支板 腹板在M作用下腹板在V作用下腹板在F作用下 圖 5-7 加勁肋配

37、置 h h0 tw a 1 a h h0 tw h2 h1 2 1 1 2 1 a h h0 h2 h1 a h h0 h2 h1 a1 a1 a1 2 1 3 (a) (b) (c) (d) 受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定加勁肋的布置 當當 時，腹板在彎曲應力、剪應力、部分壓應力的單獨時，腹板在彎曲應力、剪應力、部分壓應力的單獨 作用下均不會失穩(wěn)；作用下均不會失穩(wěn)； 當當 時，腹板在彎曲應力的單獨作應下不會失穩(wěn)，時，腹板在彎曲應力的單獨作應下不會失穩(wěn)， 但在剪應力、部分壓應力單獨作用下有能夠失穩(wěn)；但在剪應力、部分壓應力單獨作用下有能夠失穩(wěn)； 當當 時，腹板在彎曲應力、剪應力、部分應力的單獨

38、作用時，腹板在彎曲應力、剪應力、部分應力的單獨作用 下都能夠失穩(wěn)下都能夠失穩(wěn) ywfth235840ywyfthf235174235840ywfth2351740受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定板件部分失穩(wěn)臨界應力板件部分失穩(wěn)臨界應力 控制板件寬厚比控制板件寬厚比實際推導實際推導采取限制寬厚比來保證其部分穩(wěn)定。采取限制寬厚比來保證其部分穩(wěn)定。yftb/23515/1yftb/23513/1當思索塑性開展時當思索塑性開展時受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定翼緣：翼緣：b)btta)ttb11twttwwhh00b0受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定腹板：腹板：ywwfth23580y

39、wwyfthf23517023580ywwfth235170a a、當、當 時，按構造設置加勁肋。時，按構造設置加勁肋。b b、當、當 時，設置橫向加勁肋。時，設置橫向加勁肋。c c、當、當 時，設置縱向加勁肋，在集中力處設置時，設置縱向加勁肋，在集中力處設置 短加勁肋。短加勁肋。d d、任何情況下均須滿足、任何情況下均須滿足ywwfth235250四、加勁肋設計四、加勁肋設計 1 1、種、種類類 受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定構造加勁肋構造加勁肋 ( (間隔加勁肋間隔加勁肋) ) 支承加勁肋支承加勁肋 2 2、構造加勁肋作用、構造加勁肋作用 加勁肋分橫向、縱向和短加勁肋三種。其作用加勁肋分

40、橫向、縱向和短加勁肋三種。其作用是將腹板劃分成假設干板塊，提高腹板的部分穩(wěn)定是將腹板劃分成假設干板塊，提高腹板的部分穩(wěn)定性。性。受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定剛度：剛度： bs h0/30+40mm bs h0/30+40mm穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：ts bs /15ts bs /153 3、構造加勁肋設計原那么：、構造加勁肋設計原那么：1)1)必需在腹板平面外有足夠剛度和穩(wěn)定性。必需在腹板平面外有足夠剛度和穩(wěn)定性。3)直接接受動荷載的吊車梁，中間橫向加勁肋下端不應與直接接受動荷載的吊車梁，中間橫向加勁肋下端不應與 受拉翼緣焊接。受拉翼緣焊接。受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定寬度為寬度為 ( (但不

41、大于但不大于40mm)40mm)高度為高度為 但不大于但不大于60mm60mm50100mm3sb2sb2)2)為防止應力集中，加勁肋應切角。為防止應力集中，加勁肋應切角。4)4)加勁肋宜在腹板兩側成對配置。加勁肋宜在腹板兩側成對配置。 7 7橫向加勁肋除應符合上述要求外，尚應滿足以下要求：橫向加勁肋除應符合上述要求外，尚應滿足以下要求：3033)2(121wwsszthtbtI8 8縱向加勁肋應滿足以下要求：縱向加勁肋應滿足以下要求：a /h0 0.85， Iy(2.5-0.45a/h0)(a/h0)2h0tw3a/h00.85， Iy1.5h0tw36 6在橫向加勁肋和縱向加勁肋相交處切斷縱向加勁肋而使在橫向加勁肋和縱向加勁肋相交處切斷縱向加勁肋而使 橫向加勁肋堅持延續(xù)。橫向加勁肋堅持延續(xù)。05 . 0 h02h1000 wth05 . 2 h5)5)橫向加勁肋最小間距為橫向加勁肋最小間距為: : 最大間距為最大間距為: : 當當 且且 可取可取 0c受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定五、支承加勁肋五、支承加勁肋受彎構件部分穩(wěn)定受彎構件部分穩(wěn)定1 1、支承加勁肋概念、支承加勁肋概念