第5章第1-2節(jié)課件

梁（beam，girder):承受橫向荷載作用的直線或曲線形構(gòu)件。梁主要內(nèi)力為彎矩、剪力，有時也承受扭矩，其主要變形為彎曲變形，有時為彎扭變形。

梁:是鋼結(jié)構(gòu)中的常用構(gòu)件，如鐵路橋梁中的鋼板梁、箱形梁，工業(yè)與民用建筑中的吊車梁、屋蓋梁、工作平臺梁以及檁條、墻架梁等。第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁一、

梁的類型1.按彎曲變形狀況分：單向彎曲構(gòu)件——構(gòu)件在一個主軸平面內(nèi)受彎雙向彎曲構(gòu)件——構(gòu)件在兩個主軸平面內(nèi)受彎2.按支撐條件分：簡支梁；連續(xù)梁；懸臂梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式3.按截面構(gòu)成方式分：(1)型鋼梁（跨度較小、內(nèi)力相對不大）

熱軋型鋼梁：小跨度梁，如屋蓋梁、框架中的次梁等。冷彎薄壁型鋼梁：墻檁、屋檁等。(2)焊接組合截面梁（跨度或內(nèi)力較大）

工字梁：制作、安裝、養(yǎng)護方便，橫向及扭轉(zhuǎn)剛度小。

箱形梁：橫向及扭轉(zhuǎn)剛度大，節(jié)約鋼材，制作安裝、困難。第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(3)鋼-混凝土組合梁原理：簡支梁的上翼緣受壓，混凝土抗壓能力強且剛度大，用混凝土做上翼緣，鋼做腹板和下翼緣，形成結(jié)合梁。主要優(yōu)點：充分利用材料性能，節(jié)約鋼材，梁的橫向剛度大。缺點：混凝土和鋼梁的接觸面需要特殊處理第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式圖5－1受彎構(gòu)件截面形式第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式二、梁格布置和梁的搭接1.梁格布置（1）簡單梁格：只有主梁，適用于主梁跨度較小或面板規(guī)格較大的情況梁格簡單布置圖第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(2)普通梁格:在主梁間設(shè)次梁，適用于大多數(shù)的梁格尺寸和情況，應(yīng)用最廣。梁格普通布置圖第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(3)復式梁格:在主梁間設(shè)縱向次梁，在縱向次梁間設(shè)橫向次梁。荷載傳遞層次多，梁格構(gòu)造復雜，只適用于荷載大和主梁跨度大的情況.梁格復式布置圖第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式2.梁格中主次梁的搭接方式(1)疊接:次梁疊放在主梁之上，制造安裝最方便。結(jié)構(gòu)高度大，凈空減少；梁格剛度差。主次梁的疊接連接第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(2)升高連接:次梁從側(cè)面與主梁連接，次梁上翼緣高度高于主梁上翼緣高度。次梁端部有削弱，切割費工，但是結(jié)構(gòu)高度較小主次梁的等高連接（升高連接）第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(3)等高連接:次梁從側(cè)面與主梁連接，次梁上翼緣高度等于主梁上翼緣高度。切割高度小，連接牢固，梁格的剛度和整體穩(wěn)定性好。主次梁等高連接（升高連接）第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(4)降低連接:次梁在主梁高度內(nèi)與主梁腹板連接，在復式梁格中，常使橫向次梁疊接于縱向次梁

而縱向次梁與主梁采用降低連接。主次梁降低連接第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式三、梁的設(shè)計內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)梁設(shè)計的內(nèi)容大致包括：

強度計算整體穩(wěn)定（承載力極限狀態(tài)）局部穩(wěn)定剛度計算（正常使用極限狀態(tài)）第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式1.強度計算(1)抗彎強度：驗算翼緣的彎曲正應(yīng)力σ與鋼材的屈服強度fy

之間的關(guān)系。(2)抗剪強度：驗算腹板的剪應(yīng)力τ與鋼材的抗剪強度設(shè)計值fv之間的關(guān)系(3)局部壓應(yīng)力：梁在固定集中荷載作用處無加勁肋，或承受移動集中荷載時，應(yīng)比較局部壓力σc與鋼材抗壓強度f(4)折算應(yīng)力：梁局部應(yīng)力狀態(tài)復雜時，應(yīng)比較折算應(yīng)力σeq

與鋼材的抗壓強度f第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式2.整體穩(wěn)定(1)整體失穩(wěn)的現(xiàn)象：某些受彎構(gòu)件在荷載作用下，雖然其正應(yīng)力還低于鋼材的強度，但其變形會突然偏離原來的彎曲變形曲面，同時發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)。(2)產(chǎn)生整體失穩(wěn)的原因：側(cè)向剛度、抗扭剛度太小，側(cè)向支撐點間距太大。第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁3.局部穩(wěn)定(1)局部失穩(wěn)的現(xiàn)象：某些受彎構(gòu)件在荷載作用下，其受壓翼緣和腹板受壓區(qū)出現(xiàn)波狀屈曲。(2)產(chǎn)生局部失穩(wěn)的原因：梁截面主要由平板構(gòu)成，受壓區(qū)板的寬厚比過大時，容易產(chǎn)生局部屈曲。第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁4.剛度構(gòu)件在使用過程中，如果產(chǎn)生過大的變形，會影響結(jié)構(gòu)的正常使用，所以受彎構(gòu)件還要進行剛度的驗算。第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁一、抗彎強度1、正截面應(yīng)力分布最大彎曲正應(yīng)力Mx——截面繞x軸的彎矩Wnx——對x軸的凈截面模量第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁梁在彎曲的不同階段的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力梁的彎曲分下面三個階段第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁彈性階段：彈性極限：塑性階段：fy

——鋼材標號所指的屈服點Mx——截面繞x軸的彎矩Wnx——對x軸的凈截面模量彈塑性階段：第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁2、驗算公式γx

、

γy——截面的塑性發(fā)展系數(shù)

f——鋼材的抗彎設(shè)計強度第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁當梁受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比滿足下式時，塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)該取γx＝1.0。對于需要計算疲勞的梁，宜取γx＝γy＝1.0。第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁二、抗剪強度梁的剪應(yīng)力分布第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁1、梁的剪應(yīng)力分布2、驗算公式V

——計算截面沿腹板平面的作用剪力S——計算剪應(yīng)力處毛截面對中和軸的面積矩I——毛截面慣性矩tw

——腹板厚度fv

——鋼材的抗剪強度設(shè)計值第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁三、局部壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力（a）第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁局部壓應(yīng)力（b）(1)受支座反力R、集中力F處(2)局部壓應(yīng)力，45°角擴散(3)腹板邊緣壓應(yīng)力較大(4)假定邊緣壓應(yīng)力均勻分布分布長度lz=a+2hy計算平均壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力（c）第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁(5)吊車梁移動輪壓(6)局部壓應(yīng)力分布不均勻分布長度lz=a+2hy+2hR計算壓應(yīng)力y集中荷載增大系數(shù)，重級工作制吊車y=1.35

局部壓應(yīng)力（d）第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁(7)腹板薄較時，有集中力和支座處設(shè)支承加勁肋，sc=0(8)計算支承加勁肋穩(wěn)定性第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁四、折算應(yīng)力(1)腹板邊緣同時受正應(yīng)力s1、剪應(yīng)力t1和壓應(yīng)力sc作用(2)計算折算應(yīng)力如s1與sc同號或sc=0，b1=1.1；如s1與sc異號，b1=1.2第二節(jié)梁的強度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁五、構(gòu)件撓度1、梁的彎曲變形(1)荷載標準值組合，計算彈性變形w，圖乘法(2)準確計算：簡支梁，固端梁，懸臂梁第二節(jié)梁