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第五章受弯构件§5.1梁的类型和梁的布置§5.1.2梁的类型按照制作方法分类热轧型钢梁、冷弯薄壁型钢梁和焊接组合梁黑龙江大学建筑工程学院格构式受弯构件-桁架§5.1.3梁格布置黑龙江大学建筑工程学院§5.1.4主次梁的连接黑龙江大学建筑工程学院§5.2受弯构件的强度和刚度各加载阶段弯曲正应力的分布正应力发展的三个阶段如按截面形成塑性铰进行设计,可节省钢材,但变形比较大,有时会影响正常使用。《规范》通过限制塑性发展区有限制的利用塑性,一般限制a在h/8~h/4之间,根据这一工作阶段定出塑性发展系数γ。规范中梁的抗弯强度验算公式对于双轴对称工字形截面γx=1.05,当绕y轴弯曲时γy=1.2;对于箱形截面γx=γy=1.05。γR为材料抗力分项系数,对Q235钢取1.087,对Q345、Q390、Q420钢取1.111。双向受弯时,梁的强度应满足:截面的塑性发展系数§5.2.1.2抗剪强度弯曲剪应力计算任意一点处的剪应力:截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。因此,在主平面受弯的实腹构件,其抗剪强度应按下式计算:局部压应力的产生在梁的固定集中荷载(包括支座反力)作用处无支承加劲肋,或有移动的集中荷载(如吊车轮压),这时梁的腹板将承受集中荷载产生的局部压应力。局部压应力的分布模式局部压应力在梁腹板与上翼缘交界处最大,到下翼缘处减为零。局部压应力沿梁纵向分布也并不均匀,但为简化计算,假设在下述范围内局部压应力均匀分布。计算时,假设局部压应力在荷载作用点以下的(吊车轨道高度)高度hR范围内以45o角扩散,在高度hy范围内以1:2.5的比例扩散,传至腹板与翼缘交界处。局部压应力的验算F为集中荷载,对动力荷载应考虑动力系数。ψ为集中荷载放大系数;对重级工作制吊车梁取1.35;其它梁取1.0;在所有梁支座处取1.0。lz集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度,按下式计算:跨中集中荷载:梁端支反力处:a为集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,轮压时取为50mm。b为梁端到支座板外边缘距离,如果b>2.5hy,取b=2.5hy。腹板的计算高度h0对轧制型钢梁,为腹板与上、下翼缘相连处两内弧起点之间的距离;对焊接组合梁,为腹板高度;对铆接(或高强螺栓连接)组合梁,为上、下翼缘与腹板连接的铆钉(或高强螺栓)线间最近距离。当计算不能满足时,可设支承加劲肋,而对吊车荷载只能采用增加腹板厚度的方法。计算折算应力的原因在组合梁腹板计算高度h0边缘处同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力,或同时受有较大的正应力和剪应力(如连续梁中支座处或梁的翼缘截面改变处);在这些部位尽管正应力、剪应力都不是最大,但在它们同时作用下该处可能更危险。在设计时要对这些部位的折算应力进行验算。要求折算应力小于等于钢材单向拉伸的屈服点。计算折算应力的计算注意:上式中的各个应力应该是计算高度边缘处同一点的应力。其中弯曲正应力:In为梁净截面惯性矩,y1为计算点至中和轴的距离。β1为计算折算应力时的强度设计值增大系数。考虑到折算应力达屈服时,仅限于局部,所以设计强度予以提高。当σ和σc异号时取1.2;同号时或σc=0时取1.1。梁的刚度用标准荷载作用下的挠度大小来度量。属于正常使用极限状态的验算。正常使用系指设备的正常运行、装饰物与非结构构件不受损坏以及人的舒适感等。梁的刚度可按下式验算:[v]梁的容许挠度值,一般情况下可参照附表2.1采用。受弯构件最大挠度计算:一、受弯构件整体稳定临界弯矩Mcr黑龙江大学建筑工程学院(1)当荷载较小时,偶有干扰,发生侧向弯曲和扭转,干扰撤去,变形恢复,梁是整体稳定的。受弯构件整体稳定§5.3.1梁整体稳定的概念§5.3.2梁整体稳定的保证增强梁整体稳定的措施增大梁截面尺寸,其中增大受压翼缘的宽度是最为有效的;增加侧向支撑系统,减小构件侧向支承点间的距离l1,侧向支撑应设在受压翼缘处;当梁跨内无法增设侧向支撑时,宜采用闭合箱型截面,因其Iy、It和I均较开口截面的大;增加梁两端的约束提高其稳定承载力。公式推导中使用了夹支座假设,因此在实际设计中,我们必须采取措施使梁端不能发生扭转。调整荷载种类和荷载作用位置,但在设计中他们一般并不取决于设计者。不需验算整体稳定的情况黑龙江大学建筑工程学院3、重型吊车梁和锅炉构架大板梁有时采用箱型截面,这种截面抗扭刚度大,只要截面尺寸满足h/b06,l1/b195(235/fy)就不会丧失整体稳定。§5.3.3梁的整体稳定实用算法将上节中的临界弯矩Mcr代入φb的表达式中,得纯弯作用下简支的双轴对称焊接工字型截面梁的整体稳定系数:其中:y为梁在侧向支承点间绕y轴的长细比,A为梁的