PPT鋼結(jié)構(gòu)原理知識(shí)學(xué)習(xí)課件3

第五章章梁梁（（受彎彎構(gòu)件件）第一節(jié)節(jié)概述述第二節(jié)節(jié)梁的的強(qiáng)度度與剛剛度第三節(jié)節(jié)梁的的整體體穩(wěn)定定第四節(jié)節(jié)梁的的局部部穩(wěn)定定與加加勁肋肋設(shè)計(jì)計(jì)第五節(jié)節(jié)梁的的截面面設(shè)計(jì)計(jì)第一節(jié)節(jié)概概述述梁主要要是用用作承承受橫橫向荷荷載的的實(shí)腹腹式構(gòu)構(gòu)件（（格構(gòu)構(gòu)式為為桁架架），，主要要內(nèi)力力為彎彎矩與與剪力力；梁的正正常使使用極極限狀狀態(tài)為為控制制梁的的撓曲曲變形形；梁的承承載能能力極極限狀狀態(tài)包包括：：強(qiáng)度度、整整體穩(wěn)穩(wěn)定性性及局局部穩(wěn)穩(wěn)定性性；梁的截截面主主要分分型鋼鋼與鋼鋼板組組合截截面梁格形形式主主要有有：簡(jiǎn)簡(jiǎn)式梁梁格（（單一一梁））、普普通梁梁格（（分主主、次次梁））及復(fù)復(fù)式梁梁格（（分主主梁及及橫、、縱次次梁）），具具體詳詳見(jiàn)P141圖5.2第二節(jié)節(jié)梁的的強(qiáng)度度與剛剛度一、梁的強(qiáng)度度梁在荷載作用用下將產(chǎn)生彎彎應(yīng)力、剪應(yīng)應(yīng)力，在集中中荷載作用處處還有局部承承壓應(yīng)力，故故梁的強(qiáng)度應(yīng)應(yīng)包括：抗彎強(qiáng)度、抗抗剪強(qiáng)度、局局部成壓強(qiáng)度度，在彎應(yīng)力、、剪應(yīng)力及局局部壓應(yīng)力共共同作用處還還應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力。1、抗彎強(qiáng)度彈性階段：以以邊緣屈服為為最大承載力力彈塑性階段：：以塑性鉸彎彎矩為最大承承載力彈性最大彎矩矩塑性鉸彎矩截面形狀系數(shù)數(shù)梁的《規(guī)范》計(jì)算方法以部分截面發(fā)發(fā)展塑性（1/4截面）為極限限承載力狀態(tài)態(tài)單向彎曲雙向彎曲式中：γ為塑性發(fā)展系系數(shù)，按P143，表5.1b1/t≥13及直接承受動(dòng)動(dòng)力荷載時(shí)γ=1.0二、抗剪強(qiáng)度度三、腹板局部部壓應(yīng)力四、折算應(yīng)力力兩σ同號(hào)取1.1，異異號(hào)取1.2五、梁的剛度度控制梁的撓跨跨比小于規(guī)定的限制（（為變形量的的限制）第三節(jié)梁梁的整體穩(wěn)定定一、梁的失穩(wěn)穩(wěn)機(jī)理梁受彎變形后后，上翼緣受受壓，由于梁梁側(cè)向剛度不不夠，就會(huì)發(fā)發(fā)生梁的側(cè)向向彎曲失穩(wěn)變變形，梁截面面從上至下彎彎曲量不等，，就形成截面面的扭轉(zhuǎn)變形形，同時(shí)還有有彎矩作用平平面那的彎曲曲變形，故梁梁的失穩(wěn)為彎彎扭失穩(wěn)形式式，完整的說(shuō)說(shuō)應(yīng)為：側(cè)向向彎曲扭轉(zhuǎn)失失穩(wěn)。從以上失穩(wěn)機(jī)機(jī)理來(lái)看，提高梁的整穩(wěn)穩(wěn)承載力的有效措施應(yīng)應(yīng)為提高梁上翼緣的側(cè)側(cè)移剛度，減小梁上翼緣緣的側(cè)向計(jì)算長(zhǎng)度二、影響梁整整體穩(wěn)定的因因素主要因素有：：截面形式，，荷載類(lèi)型，，荷載作用方方式，受壓翼翼緣的側(cè)向支支撐。三、整體穩(wěn)定定計(jì)算表達(dá)式三、梁的整體體穩(wěn)定保證措措施提高梁的整體體穩(wěn)定承載力力的關(guān)鍵是，，增強(qiáng)梁受壓壓翼緣的抗側(cè)側(cè)移及扭轉(zhuǎn)剛剛度，當(dāng)滿(mǎn)足足一定條件時(shí)時(shí)，就可以保保證在梁強(qiáng)度度破壞之前不不會(huì)發(fā)生梁的的整體失穩(wěn)，，可以不必驗(yàn)驗(yàn)算梁的整體體穩(wěn)定，具體體條件詳見(jiàn)P153四、梁的側(cè)向向支撐側(cè)向支撐作用用是為梁提供供側(cè)向支點(diǎn)，，減小側(cè)向計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度，故故要求側(cè)向支支撐應(yīng)可靠，，能有效地承承受梁側(cè)彎產(chǎn)產(chǎn)生的側(cè)向力力（實(shí)際為彎彎曲剪力），，由于側(cè)彎主主要是受壓翼翼緣彎曲引起起，同第四章章，側(cè)向力可可以寫(xiě)為：如果為支桿應(yīng)應(yīng)按軸心受壓壓構(gòu)件計(jì)算，同時(shí)應(yīng)注注意如書(shū)P154圖5.11所示的有效支支撐。夾支座：梁為為側(cè)向彎曲扭扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，所所以支座處應(yīng)應(yīng)采取措施限限制梁的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。第四節(jié)梁梁的局部穩(wěn)穩(wěn)定與加勁肋肋設(shè)計(jì)一、概述同軸壓構(gòu)件一一樣，為提高高梁的剛度與與強(qiáng)度及整體體穩(wěn)定承載力力，應(yīng)遵循““肢寬壁薄””的設(shè)計(jì)原則則，從而引發(fā)發(fā)板件的局部部穩(wěn)定承載力力問(wèn)題。翼緣板受力較較為簡(jiǎn)單，仍仍按限制板件件寬厚比的方方法來(lái)保證局局部穩(wěn)定性。。腹板受力復(fù)雜雜，而且為滿(mǎn)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求求，截面高度度較大，如仍仍采用限制梁梁的腹板高厚厚比的方法，，會(huì)使腹板取取值很大，不不經(jīng)濟(jì)，一般般采用加勁肋肋的方法來(lái)減減小板件尺寸寸，從而提高高局部穩(wěn)定承承載力。圖中：1－橫向加勁肋肋2－縱向加勁肋肋3－短加勁肋二、翼緣板的的局部穩(wěn)定設(shè)計(jì)原則－－－等強(qiáng)原則按彈性設(shè)計(jì)（（不考慮塑性性發(fā)展γ=1.0），因有殘余應(yīng)力力影響，實(shí)際際截面已進(jìn)入入彈塑性階段段，《規(guī)范》取Et=0.7E。若考慮塑性發(fā)發(fā)展(γ＞1.0），塑性發(fā)展會(huì)更更大Et=0.5E。當(dāng)時(shí)時(shí)，γ=1.0三、腹板的屈屈曲屈曲應(yīng)力統(tǒng)一一表達(dá)式（k值相見(jiàn)p167，表5.9）剪切應(yīng)力屈曲曲如不設(shè)加勁肋肋，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23彎曲應(yīng)力彈性性屈曲如不設(shè)加勁肋肋，k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭轉(zhuǎn)不約束））局部壓應(yīng)力彈彈性屈曲按a/h0=2設(shè)置橫向加勁勁肋，k≈18.4,η=1.0復(fù)合應(yīng)力作用用板件屈曲僅配置橫向加加勁肋配有縱向加勁勁肋的上區(qū)格格（偏心受壓壓）配有縱向加勁勁肋的下區(qū)格格（偏心受壓壓，σc2≈σc）四、加勁肋的的配置與構(gòu)造造1、配置規(guī)定（P169，表5.10）2、加勁肋的構(gòu)構(gòu)造橫向加勁肋貫貫通，縱向加加勁肋斷開(kāi)；；橫向加勁肋的的間距a應(yīng)滿(mǎn)足，，當(dāng)且時(shí)時(shí)，允許許縱向加勁肋距距受壓翼緣的的距離應(yīng)在范范圍內(nèi)內(nèi)；上述各式中，，h0為梁腹板的計(jì)計(jì)算高度，hc為梁腹板受壓壓區(qū)高度，對(duì)對(duì)于單對(duì)稱(chēng)截截面，前述表表5.10中4、5項(xiàng)中有關(guān)縱向向加勁肋規(guī)定定中的h0應(yīng)取2hc。加勁肋可以成成對(duì)布置于腹腹板兩側(cè)，也也可以單側(cè)布布置，支承加加勁肋及重級(jí)級(jí)工作制吊車(chē)車(chē)梁必須兩側(cè)側(cè)對(duì)稱(chēng)布置。。加勁肋必須具具備一定剛度度，截面尺寸寸及慣性矩應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)足：橫向加勁肋的的截面尺寸雙側(cè)布置時(shí)單側(cè)布置時(shí)：：bs不應(yīng)小于上式式的1.2倍。截面慣性矩的的要求（同時(shí)配置橫橫、縱肋時(shí)））橫向肋：縱向肋：當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)時(shí)時(shí)橫向加勁肋應(yīng)應(yīng)按右圖示切切角，避免多向焊縫縫相交，產(chǎn)生生復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)。支承加勁肋構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算在梁支座處及及較大集中荷荷載作用處，，應(yīng)布置支承承加勁肋，支支承加勁肋實(shí)實(shí)際上就是加加大的橫向加加勁肋，支承承加勁肋分梁梁腹板兩側(cè)成成對(duì)布置的平板式，及凸凸緣式兩種。其作用除保證證腹板的局部部穩(wěn)定外，還還應(yīng)承受集中中力作用，故除滿(mǎn)足橫向向加勁肋的有有關(guān)尺寸及構(gòu)構(gòu)造要求外，尚滿(mǎn)足如下下所述幾方面面承載力的要要求。穩(wěn)定性計(jì)算注：平板式按按b類(lèi)；凸緣式按按c類(lèi)端面刨平抵緊緊示應(yīng)驗(yàn)算端端面承壓端面焊接時(shí)以以及支承肋與與腹板的焊縫縫應(yīng)按第三章章方法驗(yàn)算焊焊縫強(qiáng)度第四節(jié)鋼鋼梁的設(shè)計(jì)一、型鋼梁的的設(shè)計(jì)1、根據(jù)實(shí)際情情況計(jì)算梁的的最大彎距設(shè)設(shè)計(jì)值Mmax；2、根據(jù)抗彎強(qiáng)度度，計(jì)算所需需的凈截面抵抵抗矩：3、查型鋼表確確定型鋼截面面4、截面驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算：抗抗彎、抗剪、、局部承壓（（一般不需驗(yàn)驗(yàn)算折算應(yīng)力力強(qiáng)度）；剛度驗(yàn)算：驗(yàn)驗(yàn)算梁的撓跨跨比整體穩(wěn)定驗(yàn)算算（型鋼截面面局部穩(wěn)定一一般不需驗(yàn)算算）。根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果果調(diào)整截面，，再進(jìn)行驗(yàn)算算，直至滿(mǎn)足足。二、組合梁的的截面設(shè)計(jì)1、根據(jù)受力情情況確定所需需的截面抵抗抗矩2、截面高度的的確定最小高度：hmin由梁剛度確定定；最大高度：hmax由建筑設(shè)計(jì)要要求確定；經(jīng)濟(jì)高度：he由最小耗鋼量量確定；選定高度：hmin≤h≤hmax；h≈he，并認(rèn)為h0≈he3、確定腹板厚度度（假定剪力力全部由腹板板承受），則則有：或按經(jīng)驗(yàn)公式式：3、確定翼緣寬度度確定了腹板厚厚度后，可按按抗彎要求確確定翼緣板面面積Af，已工字型截面面為例：有了Af，只要選定b、t中的其一，就就可以確定另另一值。4、截面驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算：抗抗彎、抗剪、、局部承壓以以及折算應(yīng)力力強(qiáng)度）；剛度驗(yàn)算：驗(yàn)驗(yàn)算梁的撓跨跨比；整體穩(wěn)定驗(yàn)算算；局部穩(wěn)定驗(yàn)算算（翼緣板）根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果果調(diào)整截面，，再進(jìn)行驗(yàn)算算，直至滿(mǎn)足足。根據(jù)實(shí)際情況況進(jìn)行加勁肋肋結(jié)算與布置置4、腹板與翼緣緣焊縫的計(jì)算算連接焊縫主要要用于承受彎彎曲剪力，單單位長(zhǎng)度上剪剪力為：當(dāng)梁上承受固固定的集中荷荷載且未設(shè)支支承了時(shí)，上上翼緣焊縫同時(shí)承受剪力力T1及集中力F的共同作用，，由F產(chǎn)生的單位長(zhǎng)長(zhǎng)度上的力V1為：第六章拉拉彎與壓彎構(gòu)構(gòu)建第一節(jié)概概述第二節(jié)拉拉彎與壓彎構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度與與剛度第三節(jié)實(shí)實(shí)腹式壓彎構(gòu)構(gòu)件的整體穩(wěn)穩(wěn)定第四節(jié)實(shí)實(shí)腹式壓彎構(gòu)構(gòu)件的局部穩(wěn)穩(wěn)定第五節(jié)實(shí)實(shí)腹式壓彎構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)設(shè)計(jì)第六節(jié)格格構(gòu)式壓彎構(gòu)構(gòu)件第一節(jié)概概述拉彎與壓彎構(gòu)構(gòu)件實(shí)際上就就是軸力與彎彎矩共同作用用的構(gòu)件，也也就是為軸心心受力構(gòu)件與與受彎構(gòu)件的的組合，典型型的三種拉、、壓彎構(gòu)件如如下圖所示。。同其他構(gòu)件一一樣，拉、壓壓彎構(gòu)件也需需同時(shí)滿(mǎn)足正正常使用及承承載能力兩種種極限狀態(tài)的的要求。正常使用極限限狀態(tài)：滿(mǎn)足足剛度要求。。承載能力極限限狀態(tài)：需滿(mǎn)滿(mǎn)足強(qiáng)度、整整體穩(wěn)定、局局部穩(wěn)定三方方面要求。截面形式：同同軸心受力構(gòu)構(gòu)件，分實(shí)腹式截面面與格構(gòu)式截截面實(shí)腹式：型鋼鋼截面與組合合截面格構(gòu)式：綴條條式與綴板式式第二節(jié)拉、、壓彎構(gòu)件的的強(qiáng)度與剛度度一、強(qiáng)度兩個(gè)工作階段段，兩個(gè)特征征點(diǎn)彈性工作階段段：以邊緣屈屈服為特征點(diǎn)點(diǎn)（彈性承載載力）彈塑性工作階階段：以塑性性鉸彎距為特特征點(diǎn)（極限限承載力）極限承載力聯(lián)立以上兩式式，消去η，則有如下相關(guān)關(guān)方程－－軸力單獨(dú)獨(dú)作用時(shí)最大大承載力－－彎距單獨(dú)獨(dú)作用時(shí)最大大承載力如右圖所示，，為計(jì)算方便便，改用線(xiàn)性性相關(guān)方程（（偏安全）《規(guī)范》公式關(guān)于±號(hào)的說(shuō)明－－－如右圖所示示對(duì)于單對(duì)稱(chēng)稱(chēng)截面，彎距距繞非對(duì)稱(chēng)軸軸作用時(shí)，會(huì)會(huì)出現(xiàn)兩種控控制應(yīng)力狀況況。不考慮塑性發(fā)發(fā)展（γ=1.0）的情況直接承受動(dòng)力力荷載時(shí)；格構(gòu)式構(gòu)件，，彎距繞虛軸軸作用時(shí)；當(dāng)時(shí)時(shí)。二、剛度一般情況，剛剛度由構(gòu)件的的長(zhǎng)細(xì)比控制制，即：第三節(jié)實(shí)腹腹式壓彎構(gòu)件件的整體穩(wěn)定定一、概述述實(shí)腹式壓彎彎構(gòu)件在軸軸力及彎距距作用下，，即可能發(fā)發(fā)生彎矩作用平平面內(nèi)的彎彎