《建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理第2版》 課件 何延宏 第3、4章 軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件

3.1軸心受力構(gòu)件的應用3.2軸心受力構(gòu)件的強度與剛度3.3軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定3.4軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定3.5實腹式軸心受壓構(gòu)件的設計3.6格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設計第三章：軸心受力構(gòu)件建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.1軸心受壓構(gòu)件的應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1、定義：軸心受力構(gòu)件是指力通過構(gòu)件形心。2、分類軸心受壓構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件NNNN3.1軸心受壓構(gòu)件的應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理軸心受力的構(gòu)件可采用圖中的各種形式。型鋼截面

圓柱

圓管

方管

角鋼

槽鋼

薄壁鋼

工字鋼

3.1軸心受壓構(gòu)件的應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3、截面形式H鋼

組合截面T形十字形工字形十字形H字形3.1軸心受壓構(gòu)件的應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3、截面形式組合截面格構(gòu)式槽鋼組合工字鋼組合角鋼組合鋼管組合3.1軸心受壓構(gòu)件的應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4、破壞形式及計算內(nèi)容承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)強度破壞失穩(wěn)破壞變形整體失穩(wěn)局部失穩(wěn)剛度計算內(nèi)容強度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定剛度3.1軸心受壓構(gòu)件的應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.2.1軸心受力構(gòu)件的強度1）除采用高強度螺栓摩擦性連接者外，其截面強度應采用下列公式計算：毛截面屈服凈截面斷裂式中：N

An

f

——

軸心拉（壓）力；——桿件的凈截面面積；

——

鋼材抗拉強度設計值。

A——桿件的毛截面面積；

fu

——

鋼材極限抗拉強度設計值。

3.2軸心受力構(gòu)件強度和剛度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2）采用高強度螺栓摩擦性連接的構(gòu)件，其截面強度應采用下列公式計算：毛截面屈服凈截面斷裂孔前傳力式中：——構(gòu)件最外列螺栓處危險截面所受內(nèi)力；——計算截面上的高強度螺栓數(shù)；——連接一側(cè)高強度螺栓的總數(shù)。3.2軸心受力構(gòu)件強度和剛度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3）當沿構(gòu)件長度有排列較密的螺栓孔時，應由凈截面屈服控制，以免變形過大。3.2軸心受力構(gòu)件強度和剛度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理式中：N

An

f

——

軸心拉（壓）力；——桿件的凈截面面積；

——

鋼材抗拉強度設計值。

3.2.2軸心受力構(gòu)件的剛度

式中：λi

l0[λ]拉桿按各方向計算得的最大長細比；

——計算拉桿長細比時的計算長度；

——截面的回轉(zhuǎn)半徑；

——容許長細比。按規(guī)范采用。

——3.2軸心受力構(gòu)件強度和剛度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理如圖所示由2∟75x5組成的水平放置的軸心受拉桿。軸心拉力設計值N=270kN，只承受靜力作用，計算長度為3m。桿端有一排直徑為20mm的螺栓孔。鋼材為Q235鋼。計算時忽略連接偏心和桿件自重的影響。驗算構(gòu)件的強度和剛度例題建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理解：（1）驗算強度強度滿足要求例題建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理（2）驗算剛度剛度滿足要求查表例題建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理問題提出結(jié)合力學知識分析：滿足強度、剛度的壓桿還會產(chǎn)生什么破壞？失穩(wěn)3.3軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理工程案例2024/6/575人不幸遇難13人不幸遇難受壓失穩(wěn)設計失誤導致下弦桿實際承重增加了20%3.3軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1.理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式（1)彎曲失穩(wěn)：（2)彎扭失穩(wěn)：（3)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)：雙軸對稱截面單軸對稱截面十字形截面工程主要失穩(wěn)形式3.3軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.3.1理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲

2.理想構(gòu)件的彈性彎曲失穩(wěn)2024/6/52.理想軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定臨界力2）絕對直桿；沒有初彎曲；3）力通過桿件形心，沒有初偏心；兩端鉸支。4）沒有殘余應力。1）材料為理想彈性體；實際構(gòu)件整體穩(wěn)定問題研究

理想狀態(tài)桿件單曲線函數(shù)關系實際狀態(tài)桿件多曲線函數(shù)關系3.3.1理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.理想構(gòu)件的彈塑性彎曲失穩(wěn)2024/6/5

由傳統(tǒng)的理論得出的桿件長細比與臨界壓應力之關系圖為單曲線，如圖。構(gòu)件失穩(wěn)時如果截面應力超出彈性極限，則構(gòu)件進入彈塑性工作階段，這時應按切線模量理論進行分析這種理論在世界各國一直被沿用到20世紀60年代。3.3.1理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理歐拉臨界力實際構(gòu)件與理想構(gòu)件間存在著初始缺陷：1）初始彎曲4）殘余應力2）初始偏心3）支承情況3.3.2實際軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1.殘余應力對軸心受壓構(gòu)件的影響3.3.2實際軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理各類工字型截面的殘余應力分布bkbhoxyX軸無殘有殘Y軸殘余應力降低構(gòu)件穩(wěn)定承載力

對弱軸的影響大于對強軸的影響3.3.2實際軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1.殘余應力對軸心受壓構(gòu)件的影響2.初彎曲對軸心受壓構(gòu)件的影響Nv0xvy0yNMv0=0v0=0NcrNuov0vmNabv降低構(gòu)件穩(wěn)定承載力3.3.2實際軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.初偏心對軸心受壓構(gòu)件的影響e0=0e0=0NcrNuoe0vmNabvNve0降低構(gòu)件穩(wěn)定承載力3.3.2實際軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理不同約束對穩(wěn)定承載力的影響約束越強穩(wěn)定承載力越高3.3.2實際軸心受壓構(gòu)件的屈曲

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理實腹式軸心壓桿整體穩(wěn)定的實用計算公式式中：

A――壓桿的毛截面面積（mm2）；φ――軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)壓桿長細比和截面分類及鋼材種類確定《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》7.2.1條

N――壓桿軸心壓力設計值（kN）；3.3.3軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性計算

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理課堂練習圖示管道支架立柱高3.0m，無側(cè)向支撐。結(jié)合該柱的構(gòu)造狀況，可以將其按兩端鉸接軸心受壓柱考慮。若該支柱采用Ⅰ18熱軋型鋼，鋼材采用Q235鋼，試驗算其能否滿足要求。建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理強度驗算剛度驗算整體穩(wěn)定性驗算截面類型鋼材種類強度驗算剛度驗算整體穩(wěn)定性驗算截面類型鋼材種類類類結(jié)論：穩(wěn)定性不滿足要求課堂練習建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理不穩(wěn)定，不可行5.柱子不穩(wěn)定，分析解決方案a.提高鋼材型號，Q345b.增加截面尺寸經(jīng)計算可選工字鋼I32a增加工程造價c.增加側(cè)向支撐經(jīng)計算在y軸柱子中部加一道支撐即可增加工程造價哪個方案更合理課堂練習建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2024/6/5中國國家館巨型鋼斜撐底部與核心筒內(nèi)的勁性柱連接，中間通過層層樓層鋼梁與核心筒連接，頂部通過鋼桁架與核心筒連接，錨固于勁性鋼柱上。壓桿穩(wěn)定問題巧妙的應用樓層鋼梁作為壓桿側(cè)向支撐點提高壓桿穩(wěn)定性壓桿側(cè)向支撐拓展建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.4軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定根據(jù)彈塑性理論，在縱向均勻受壓下板的彈塑性屈曲微分方程為：tb3.4.1均勻受壓板的屈曲建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理式中：k板件屈曲系數(shù)E材料的彈性模量v材料泊桑比t板件厚度b板件截面寬度η塑性系數(shù)x莰固系數(shù)3.4.1均勻受壓板的屈曲建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理等強度原則局部穩(wěn)定理論等穩(wěn)定原則超短柱長柱、中長柱3.4.2軸壓構(gòu)件板的寬厚比建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理翼緣板三邊簡支，一邊自由b1h0tttw3.4.2軸壓構(gòu)件板的寬厚比建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理腹板四邊簡支板ttb1h0tw3.4.2軸壓構(gòu)件板的寬厚比建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理腹板ttb1h0tw翼緣板λ構(gòu)件長細比較大值當λ<30時，取30當λ>100時，取1003.4.2軸壓構(gòu)件板的寬厚比建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理箱型截面局部穩(wěn)定限值b1h0tttwb0其它截面見《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》7.3.13.4.2軸壓構(gòu)件板的寬厚比建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理如圖所示一焊接工字型截面柱。已知鋼材，Q235。判斷一下截面局部穩(wěn)定是否滿足要求是否AB提交局部不穩(wěn)定，怎么辦？投票最多可選1項局部不穩(wěn)定，怎么辦？作答正常使用主觀題需2.0以上版本雨課堂設置縱向加勁肋增加板厚度考慮屈服后強度計算構(gòu)件強度和穩(wěn)定《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》7.3.3主觀題5分腹板ttb1h0tw翼緣板λ構(gòu)件長細比較大值當λ<30時，取30當λ>100時，取100知識總結(jié)局部穩(wěn)定的措施：限制板件寬厚比局部穩(wěn)定的原則：等穩(wěn)定適用公式腹板不穩(wěn)定可采取的措施：增加板厚、設加勁肋、按屈服后強度計算軸心受壓實腹柱的設計包括以下一些主要內(nèi)容：①

截面選擇；②

強度驗算；③

整體穩(wěn)定驗算；④

局部穩(wěn)定驗算；⑤

剛度驗算；⑥

其他構(gòu)件與柱的連接節(jié)點設計；⑦

柱腳設計。

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.5實腹式軸心受壓構(gòu)件的設計3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式

原則：2.等穩(wěn)定性：在兩個主軸方向的長細比應盡可能接近，以達到經(jīng)濟效果；1.寬肢薄壁3.便于與其他構(gòu)件連接；5.選用能夠供應的鋼材規(guī)格。4.構(gòu)造簡便，制造省工；建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理實腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點

優(yōu)點：省工、價廉缺點：

ix

，iy

相差很大，當l0x

，l0y

接近時很不經(jīng)濟3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理優(yōu)點：

省工，雙向ix

，iy

接近，經(jīng)濟性好。

規(guī)格有限制缺點：3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理優(yōu)點：

雙向ix

，iy

接近，經(jīng)濟性好。截面組合靈活，便于自動焊缺點：增加加工焊接工作量3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理優(yōu)點：

加工量較少，材料單價較低。缺點：

用材增多，截面形式、尺寸均受限制，連接復雜3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1）假定柱的長細比λ（一）型鋼截面一般在60～100范圍內(nèi)當軸力大而計算長度小時，取較小值，反之取較大值。3.5.2實腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2）求兩主軸所需要的回轉(zhuǎn)半徑λ查表查表選型鋼截面3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3）確定構(gòu)件尺寸假定柱的長細比λ（二）組和截面λ查表查表確定尺寸b、h0以10mm為模數(shù)t、tw以2mm為模數(shù)ttbh0tw3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理強度計算1.沒有截面削弱毛截面屈服2.有螺栓孔削弱的截面2）高強度螺栓摩擦性連接1）非高強度螺栓摩擦性連接毛截面屈服凈截面斷裂3）沿長度密排螺栓孔時凈截面屈服5）截面驗算3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理強度剛度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定型鋼截面不用驗算3.5.1實腹式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.6.1格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.6格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設計形式綴條式：綴板式：單角鋼組成橫桿斜桿做綴材鋼板做綴材實軸：y-y與肢件截面板垂直的軸線虛軸：x-x與綴材截面垂直的軸線建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.6格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設計yyxx綴條yyxx綴板截面形式

建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.6格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設計3.6.2格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定1.對實軸的整體穩(wěn)定性與實腹式計算方法相同yyxx建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2.對虛軸的整體穩(wěn)定性1.考慮剪切變形的影響，增大長細比引入換算長細比綴條式柱式中構(gòu)件對虛軸長細比構(gòu)件橫截面毛截面面積構(gòu)件中垂直與x軸各斜綴條的毛截面面積yyxx綴條3.6.2格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理綴板式柱式中構(gòu)件對虛軸長細比構(gòu)件毛截面面積單個分肢對最小剛度軸的長細比yyx11l013.6.2格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2.對虛軸穩(wěn)定計算yyxx3.6.2格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.肢件的整體穩(wěn)定計算等穩(wěn)定性原則單肢不先于構(gòu)件整體失穩(wěn)定綴條構(gòu)件綴板構(gòu)件且不大于40取3.6.2格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1.格構(gòu)式軸壓構(gòu)件的橫向剪力NvyVVVVV《規(guī)范》規(guī)定：軸心受壓構(gòu)件的剪力3.6.3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴材設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2.綴條設計把綴條式格構(gòu)柱視為平行弦桁架，綴條為腹桿式中單肢剪力承受剪力的斜綴條數(shù)單綴條雙綴條綴條與構(gòu)件軸線法線夾角1）綴條受力3.6.3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴材設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2）綴條截面設計綴條受力可能為拉、也可能為壓設計時按最不利考慮軸心受壓構(gòu)件設計步驟λ查表查表選型鋼截面3.6.3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴材設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.綴板設計把綴板式格構(gòu)柱視為多層框架式中綴板軸線間距離1）綴板受力a彎矩剪力分肢軸線間距離3.6.3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴材設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2）綴板截面選擇剛度要求：板寬度要求板厚度要求3.6.3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴材設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.6.4格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的截面設計1.初選截面肢件截面由實軸穩(wěn)定確定yyxx查表選型鋼截面驗算建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理肢件間距由虛軸穩(wěn)定確定yyxx查表驗算等穩(wěn)定移軸公式3.6.3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴材設計建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理小結(jié)1.格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的分類和基本組成2.格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設計步驟：實軸穩(wěn)定柱肢虛軸穩(wěn)定間距yyxx綴材設計連接節(jié)點設計分肢穩(wěn)定條板桁架軸壓構(gòu)件剛架受彎構(gòu)件建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理第4章：受彎構(gòu)件4.1受彎構(gòu)件的形式和應用4.2梁的強度與剛度4.3梁的整體穩(wěn)定4.4梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設計4.6受彎構(gòu)件的截面設計4.5組合梁考慮腹板屈服后強度的設計一、定義承受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件受彎構(gòu)件主要內(nèi)力：彎矩和剪力梁實腹式受彎構(gòu)件桁架格構(gòu)式受彎構(gòu)件二、梁的類型單向彎曲梁：僅在一個平面內(nèi)受彎雙向彎曲梁：在兩個主平面內(nèi)受彎4.1受彎構(gòu)件的形式和應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理熱軋型鋼截面組合截面冷彎薄壁型鋼截面空腹式截面鋼與混凝土組合截面1)按截面型式分實腹式空腹式（蜂窩梁）型鋼截面組合截面熱軋冷彎薄壁焊接或鉚接鋼與混凝土三、受彎構(gòu)件分類4.1受彎構(gòu)件的形式和應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2）按支承情況分：簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁等。

3）按截面沿長度變化分：

等截面和變截面。

4.1受彎構(gòu)件的形式和應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理

樓（屋）面梁（主梁、次梁）4）按使用功能分工作平臺梁

吊車梁

檁條或墻梁4.1受彎構(gòu)件的形式和應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理主要破壞形式

強度破壞整體失穩(wěn)局部失穩(wěn)剛度破壞截面應力分布整體失穩(wěn)局部失穩(wěn)4.1受彎構(gòu)件的形式和應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理梁的正常使用極限狀態(tài)撓曲變形梁的承載力極限狀態(tài)四、梁的計算內(nèi)容強度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定剛度本章主要介紹：實腹式受彎構(gòu)件的強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定及腹板屈曲后強度理論4.1受彎構(gòu)件的形式和應用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4.2.1梁的強度梁在彎矩和剪力作用下將產(chǎn)生彎曲應力、剪切應力在集中荷載作用處產(chǎn)生局部壓應力梁的強度應包括抗彎強度抗剪強度局壓強度折算強度4.2梁的強度與剛度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理x1）彈性階段(1)梁從受力到產(chǎn)生破壞可以分為三個受力階段1.梁的抗彎強度2）彈塑性階段3）塑性階段x4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1）彈性階段式中：截面對x軸的凈截面模量當時，截面處于彈性狀態(tài)。截面處于彈性極限狀態(tài)。屈服彎矩特點：截面上所有點都處于彈性狀態(tài)；應力應變成正比彈性階段最大彎矩xx4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理塑性區(qū)彈性區(qū)彈塑性階段特點：塑性區(qū)梁所承受的荷載彎矩更大，截面的抗彎能力發(fā)揮更充分但梁的剛度會降低。2）彈塑性階段4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理x3）塑性階段特點：

截面全部進入塑性狀態(tài)，承載力達到極限，剛度退化為零，形成塑性鉸；截面對x軸的截面塑性模量。4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理屈服彎矩和塑性彎矩的差值表示什么？表示截面塑性發(fā)展的能力差值越大，截面塑性發(fā)展的能力越突出：只取決于截面幾何形狀與材料性質(zhì)無關的形狀系數(shù)4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理：只取決于截面幾何形狀與材料性質(zhì)無關的形狀系數(shù)a、找出達到極限彎矩時截面中和軸，即：與彎曲主軸平行面積平分線，該中和軸兩邊面積相等，在雙軸對稱截面中，該軸就是主軸b、分別求兩側(cè)面積對中和軸的靜矩，凈矩之和即為塑性截面模量。4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理彈性塑性彈塑性工程中用此公式解決梁的抗彎問題（2）梁抗彎強度計算公式4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理截面塑性發(fā)展系數(shù)見《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》工字型截面梁當翼緣外伸寬度和b與其厚度t的比值需要計算疲勞的梁(2)梁抗彎強度計算公式4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理式中：繞x軸和y軸的彎矩設計值對x軸和y軸的凈截面模量相應的截面塑性發(fā)展系數(shù)鋼材抗彎強度設計值單向彎曲梁雙向彎曲梁4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理凈截面模量、當截面板件寬厚比等級為S1、S2、S3或S4級時，應全截面模量當截面板件寬厚比等級為S5級時，應取有效截面模量構(gòu)件板件寬厚比等級S1級S2級S3級S4級S5級受彎構(gòu)件（梁）工字型截面翼緣b/t9εk11εk13εk15εk20腹板ho/tw65εk72εk93εk124εk250箱型截面壁板（腹板）間翼緣b0/t25εk32εk37εk42εk--4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理某焊接工字型等截面簡支梁跨度為12m，鋼材采用Q235，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)取1.0，基本組合下簡支梁的均布荷載設計值（含自重）梁的截面尺寸及截面特征如圖所示。截面無栓釘孔削弱。毛截面慣性矩；;繞y軸回轉(zhuǎn)半徑；翼緣毛截面對梁中和軸的面積矩：1.對梁跨中截面進行強度驗算例題：4-1建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1.公式：2.步驟：（1）找已知參數(shù)：（2）計算未知：例題：4-1建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2.抗剪強度x式中：計算截面剪力計算剪應力處以外截面對中和軸面積距毛截面慣性矩計算點板件厚度4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.局壓強度x式中：集中荷載，對動力荷載應考慮動力系數(shù)集中荷載增大系數(shù)集中荷載在計算處假定分布長度腹板厚度重級工作制吊車1.35，其它1.04.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理確定1：2.5擴散輪壓在鋼軌中按1：1擴散4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.局壓強度4.折算應力x4.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理式中：腹板計算高度邊緣的彎曲應力腹板計算高度邊緣剪應力腹板計算高度邊緣局壓應力強度提高系數(shù)σ與σc異號，1.2σ與同號，或σc=0，1.14.2.1梁的強度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理2.假定梁某截面的正應力和剪應力均較大，基本組合彎矩設計值為剪力設計職值為

。

試問：該截面梁腹板計算高度邊緣處的折算應力為多少？1.公式：2.步驟：（1）找已知參數(shù)：（2）計算未知：例題：4-1建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理由荷載標準值產(chǎn)生的最大撓度梁的允許撓度，見規(guī)范表格等截面簡支梁變截面簡支梁4.2.2梁的剛度建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理3.假設，簡支梁上承受的均布荷載標準值

，不考慮起拱因素，試問：簡支梁最大撓跨比為多少？1.公式：2.步驟：（1）找已知參數(shù)：（2）計算未知：例題：4-1建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4.3.1梁整體穩(wěn)定的概念梁受彎上翼緣受壓σ側(cè)向彎曲失穩(wěn)4.3梁的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理1.梁的失穩(wěn)機理梁受彎上翼緣受壓σ側(cè)向彎曲失穩(wěn)平面外彎扭失穩(wěn)4.3梁的整體穩(wěn)定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4.3.1梁整體穩(wěn)定的概念2.梁失穩(wěn)時的臨界彎矩考慮抗力分項系數(shù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4.3.1梁整體穩(wěn)定的概念式中繞強軸作用的最大彎矩按受壓纖維確定的梁毛截面模量鋼材抗彎強度設計值梁整體穩(wěn)定系數(shù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4.3.2梁整體穩(wěn)定的實用算法梁整體穩(wěn)定系數(shù)的確定式中梁毛截面面積按受壓纖維確定的梁毛截面模量梁截面高度焊接工字型截面梁梁受壓翼緣厚度等效彎矩系數(shù)，查表受壓翼緣側(cè)向支撐點間距離對y軸長細比截面不對稱系數(shù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理加強受壓翼緣時受壓翼緣時對中和軸慣性距受拉翼緣時對中和軸慣性距加強受拉翼緣時梁整體穩(wěn)定系數(shù)的確定建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理4.假定，簡支梁在梁端及距離兩端

處（l為簡支梁跨度）有可靠的側(cè)向支撐。試問，作為在主平面內(nèi)受彎構(gòu)件，進行整體穩(wěn)定計算時，整體穩(wěn)定系數(shù)為多少？已知

。1.公式：2.步驟：（1）找已知參數(shù)：（2）計算未知：例題：4-1建筑鋼結(jié)構(gòu)設計原理某在建鋼結(jié)構(gòu)廠房倒塌破壞原因：鋼結(jié)構(gòu)廠房屬于大跨度結(jié)構(gòu)，對雪荷載非常敏感結(jié)構(gòu)設計時對荷載估計不足鄉(xiāng)鎮(zhèn)項目，缺少審批驗收環(huán)節(jié)，缺少了安全屏障在大雪中，鋼結(jié)構(gòu)梁嚴重超負荷工作，產(chǎn)生側(cè)向失穩(wěn)，造成屋蓋整體塌落。前車之鑒馬虎大意弄虛作假工程案例4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施鋼梁矢穩(wěn)檁條矢穩(wěn)1.如何提高梁穩(wěn)定承載力?矢穩(wěn)原因?設計原因加工原因安裝原因其他原因設計原因問題引入思考：2.哪些措施安全經(jīng)濟，構(gòu)造簡單，施工方便?梁的失穩(wěn)機理梁受彎上翼緣受壓σ側(cè)向彎曲失穩(wěn)平面外彎扭失穩(wěn)4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施知識回顧梁臨界彎矩一般表達式：適用于單軸、雙軸對稱截面、不同荷載類型、不同支撐條件、不同荷載位置的梁4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施梁自由長度梁剛度參數(shù)知識回顧1.若兩個梁除了面積之外所有條件均相同。說法：面積越大梁的穩(wěn)定承載力越高是否正確？是否AB提交投票最多可選1項ABC無法判斷ACD提交2.三個梁荷載類別、支撐情況、荷載位置等情況都相同，唯一的區(qū)別是截面形式不同，哪一個梁穩(wěn)定承載力最高？A：雙軸對稱B：加強受壓翼緣C：加強受拉翼緣B單選題1分此題未設置答案，請點擊右側(cè)設置按鈕3.下圖為完全相同的簡支梁，唯一的區(qū)別是荷載類型不同，哪一個梁穩(wěn)定承載力最高？ABC無法判斷BCD提交MMAqFBCA單選題1分此題未設置答案，請點擊右側(cè)設置按鈕A提交4.三個梁荷載類別、支撐情況、截面等情況都相同，唯一的區(qū)別是荷載作用位置不同，哪一個梁穩(wěn)定承載力最高？ABC無法判斷BDABCC單選題1分此題未設置答案，請點擊右側(cè)設置按鈕C大于BABCD提交A大于BMMMMA小于BAB5.除了支撐情況不同，其他信息均相同？以下對于梁穩(wěn)定承載力說法正確的是？MMC小于BEA大于CC多選題2分1.影響梁整體穩(wěn)定性的因素則臨界彎矩側(cè)向抗彎剛度抗扭剛度抗翹曲剛度1）截面剛度的影響4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施寬肢薄壁理論分析結(jié)論：梁的側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度越大，臨界彎矩越大2）梁受壓翼緣的自由長度減小增大結(jié)論：梁受壓翼緣的自由長度越大、臨界彎矩越小。3）荷載作用類型及其作用位置對臨界彎矩的影響qMM最小最大純彎一般荷載4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施F荷載作用類型荷載作用位置ePPOMPePOM其它影響因素4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施支座約束約束越強，穩(wěn)定承載力越高截面的對稱性加強受壓翼緣受壓面積增大受壓區(qū)抗彎剛度增大增大1）增加梁截面尺寸，其中增大受壓翼緣寬度最為有效2.增強梁整體穩(wěn)定的措施增加抗彎剛度yy4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施解決方案2）增加側(cè)向支撐系統(tǒng)，減小構(gòu)件側(cè)向支撐點之間的距離，側(cè)向支撐應設在受壓翼緣。側(cè)向支撐越靠近受壓翼緣，效果越好越小穩(wěn)定承載力越高2.增強梁整體穩(wěn)定的措施3）當跨內(nèi)無法增設側(cè)向支撐時，宜采用閉合箱型截面yy4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施解決方案均較開口截面大4）增加梁兩端約束，提高其穩(wěn)定性。鉸接剛接約束越強，穩(wěn)定承載力越高

1.截面剛度2.受壓翼緣側(cè)向支承點長度3.荷載性質(zhì)5.截面的對稱性6.支座約束情況一、影響梁整體穩(wěn)定的因素4.荷載作用位置二、提高梁整體穩(wěn)定的措施2.增加側(cè)向支撐，減小受壓翼緣側(cè)向支撐點之間的距離小結(jié)

4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施3.當跨中無側(cè)向支撐時，宜采用閉合箱型截面1.增加梁截面尺寸，增大受壓翼緣寬度最為有效4.增加梁兩端約束，提高梁穩(wěn)定承載力ABDCABCD提交1.如圖所示簡支梁，跨中受到集中力作用，如果想通過增加側(cè)向支撐的方式提高量的穩(wěn)定性，請問一下四種支撐的位置，哪種效果最好？側(cè)向支撐越靠近受壓翼緣，效果越好(A)(B)(C)(D)單選題1分作答2.以下各簡支梁，除截面放置和荷載作用位置有所不同之外，其他條件均相同，則以

[填空1]

的整體穩(wěn)定性為最好，

[填空2]

的為最差。(A)(B)(C)(D)力作用在受壓翼緣，提高穩(wěn)定性加強受壓翼緣，提高穩(wěn)定性填空題2分討論1.提出提高穩(wěn)定性的可行措施、原因。2.比較并提出最優(yōu)方案。多高層框架梁門架梁吊車梁橋面梁4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施

1）當有鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固連接，能阻止梁的受壓翼緣側(cè)向位移時。3.梁整體穩(wěn)定性的保證《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》規(guī)定：符合以下條件可不進行整體穩(wěn)定驗算工程應用隅撐隅撐《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》規(guī)定：符合以下條件可不進行整體穩(wěn)定驗算4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施工程應用受壓翼緣自由長度與受壓翼緣寬度比值滿足下列要求：檁條鋼號荷載上翼緣荷載下翼緣跨中有側(cè)向支撐Q2351320163.梁整體穩(wěn)定性的保證門架梁

對于吊車額定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作級別為Al～A5的吊車梁，可采用

增加受壓翼緣的辦法。吊車梁加強受壓翼緣梁4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施工程應用3.梁整體穩(wěn)定性的保證

當?shù)踯囶~定起重量和吊車梁跨度再大時，常在吊車梁的上翼緣平面內(nèi)設置制動梁或制動桁架，提高穩(wěn)定性。4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施工程應用制動桁架3.梁整體穩(wěn)定性的保證節(jié)省鋼材4.3.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素及增強整體穩(wěn)定性的措施工程應用港珠澳大橋鋼箱梁降低成本減少碳排放綠色環(huán)保3.梁整體穩(wěn)定性的保證2）箱型截面梁：截面尺寸滿足可不計算穩(wěn)定性。且橋面梁局部失穩(wěn)現(xiàn)象

組合梁發(fā)生強度破壞或喪失整