第4章受弯构件4.1受弯构件的类型和应用图4.3·根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三种类型：(1)单向梁格[图4.4(a)]只有主梁，适用于楼盖或平台结构的横向尺寸较小或面板跨度较大的情况。(2)双向梁格[图4.4(b)]有主梁及一个方向的次梁，次梁由主梁支承，是最为常用的梁格类型。(3)复式梁格[图4.4(c)]在主梁间设纵向次梁，纵向次梁间再设横向次梁。荷载传递层次多，梁格构造复杂，故应用较少，只适用于荷载重和主梁间距很大的情况。4.1.2格构式受弯构件——桁架4.2梁的强度和刚度·(1)弹性工作阶段:弹性工作的极限情况是εmax=fy/E[图4.7(b)]，相应的弯矩为梁弹性工作阶段的最大弯矩，其值为：式中S1nx、S2nx——分别为中和轴以上、以下净截面对中和轴x的面积矩；Wpnx=S1nx+S2nx——为净截面对x轴的塑性模量·在钢结构设计规范中，只是有限制地利用塑性，一般取塑性发展深度0.125h≤a≤0.25h［图4.7(c)］。·规范规定：当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚度t之比大于而不超过时，应取γx＝1.0。直接承受动力荷载且需要计算疲劳的梁，宜取γx=γy=1.0，即按弹性工作阶段进行计算。4.2.1.2梁的抗剪强度·截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。因此，在主平面内受弯的实腹构件，其抗剪强度应按下式计算：图4.9·在集中荷载作用下，腹板计算高度边缘的压应力分布如图4.9（c）的曲线所示。梁的局部承压强度可按下式计算：4.2.1.4折算应力σ和σc均以拉应力为正值，压应力为负值；In——梁净截面惯性矩；y1——所计算点至梁中和轴的距离；β1——计算折算应力的强度设计值增大系数；当σ与σc异号时，取β1=1.2；当σ与σc同号或σc=0时，取β1=1.1。对等截面简支梁:4.3梁的整体稳定4.3.2梁的临界荷载式中：a——单轴对称截面的一种几何特性；βy——剪切中心的纵坐标，正值时，剪切中心在形心之下，负值时，在形心之上；y0——荷载作用点与剪切中心之间的距离，当荷载作用点在剪切中心以下时，取正值，反之取负值；I1,I2——分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的惯性矩，；c1,c2,c3——根据荷载类型而定的系数，其值如表4-2所示。0.400.531.004.3.3梁的整体稳定系数·上述整体稳定系数是按弹性稳定理论求得的。研究证明，当计算求得的φb＞0.6时，梁已进入非弹性工作阶段，其临界应力有明显的降低，必须对进行修正。当算得的φb值大于0.6时，应用附录6表2查出相应的φb’代替φb值进行梁的整体稳定计算:4.3.4梁的整体稳定系数的近似计算(P253)弯矩使翼缘受压时，部分T型钢和两板组合T形截面：(2)在两个主平面受弯的工字形截面构件或H型钢截面构件，其整体稳定性应按下式计算:式中Wx、Wy——按受压纤维确定的对x轴和对y轴毛截面模量；φb——绕强轴x轴弯曲所确定的梁的整体稳定系数；γy——截面塑性发展系数图4.13解：(1)计算梁的自重：A=300×10+800×8+100×10=10400mm2q=104×10-4×76.98=0.8kN/m，76.98kN/m3为钢的重力密度（3）计算梁整体稳定系数Φb:所以有：（5）抗弯强度验算4.4钢板组合梁设计·从用料最省出发，可以定出梁的经济高度。梁的经济高度，其确切含义是满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定的、梁用钢量最少的高度。·实际采用的梁高，应大于由刚度条件确定的最小高度，而大约等于或略小于经济高度。此外，梁的高度不能影响建筑物使用要求所需的净空尺寸，即不能大于建筑物的最大允许梁高。确定梁高时，应适当考虑腹板的规格尺寸，一般取腹板高度为50mm的倍数。(3)翼缘宽度及厚度4.4.2组合梁截面沿长度的改变4.4.3焊接组合梁翼缘焊缝的计算4.5梁的局部稳定和腹板加劲肋设计–热轧型钢板件宽厚比较小，都能满足局部稳定要求，不需要计算。对冷弯薄壁型钢梁的受压或受弯板件，宽厚比超过规定的限制时，则只考虑一部分宽度有效(称为有效宽度)，应按现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算。·当梁在绕强轴的弯矩Mx作用下的强度按弹性设计(即取γx=1.0)时，b/t值可放宽为：当梁强度按弹性设计时：当梁强度按弹塑性设计时：当梁强度按塑性设计时：4.5.2腹板的局部稳定计算1、腹板在纯弯曲状态的临界应力保证腹板在边缘屈服前不发生屈曲的条件为σcr≥fy,可得4、在几种应力共同作用下腹板屈曲的临界条件4.5.2.1．临界应力的计算4.5.2.2腹板加劲肋的配置–任何情况下，ho/tw均不应超过250。这里，h0为腹板的计算高度（对单轴对称梁，当确定是否要配置纵向加劲肋时，h0应取腹板受压区高度hc的2倍），tw为腹板的厚度。