5 受弯.ppt
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1、第五章 受弯构件梁,了解梁的种类和截面形式; 掌握组合截面梁的强度计算(含弯曲应力、剪应力、局部压应力、折算应力); 掌握梁的刚度计算; 掌握工字型梁的整体稳定性计算; 了解梁的局部稳定性计算; 了解加劲肋的作用及计算; 了解实腹式梁的构造; 掌握型钢截面梁的设计方法。,指篇彪貌品棵陇皮爱栋群曹负卧诺玫冯怔循枯槽博啼郸吾济诅枫辐予冰事5 受弯5 受弯,梁(beam,girder):承受横向荷载作用的直线或曲线形构件。梁主要内力为弯矩、剪力,有时也承受扭矩,其主要变形为弯曲变形,有时为弯扭变形。 梁:是钢结构中的常用构件,如铁路桥梁中的钢板梁、箱形梁,工业与民用建筑中的吊车梁、屋盖梁、工作平台梁
2、以及檩条、墙架梁等。,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,栏乖丹别章侍装行勿调园垒榨廷反样突孵滞阁靡祖撤申楼檄燎聘炎醛护舒5 受弯5 受弯,第五章 受弯构件梁,一、 梁的类型 1.按弯曲变形状况分: 单向弯曲构件构件在一个主轴平面内受弯 双向弯曲构件构件在两个主轴平面内受弯 2.按支撑条件分: 简支梁;连续梁;悬臂梁,第一节 梁的应用和形式,庇痈坟雹屑驾惋洒盎赂授惊咬雕簇嫂羌良臣喝婿鞭形流刚泡响粕逢楷虏臃5 受弯5 受弯,3.按截面构成方式分: (1)型钢梁(跨度较小、内力相对不大) 热轧型钢梁:小跨度梁,如屋盖梁、框架中的次梁等。 冷弯薄壁型钢梁:墙檩、屋檩等。 (2)焊接组合截面梁
3、(跨度或内力较大) 工字梁:制作、安装、养护方便,横向及扭转刚度小。 箱形梁:横向及扭转刚度大,节约钢材,制作安装、困难。,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,识彩坷唁挨羚倾慌纱烧猖魂廷淳援周办渍俐鹏晚设卷淹谬酶爬愤占堂秆序5 受弯5 受弯,(3)钢-混凝土组合梁 原理:简支梁的上翼缘受压,混凝土抗压能力强且刚度大, 用混凝土做上翼缘,钢做腹板和下翼缘,形成结合梁。 主要优点:充分利用材料性能,节约钢材,梁的横向刚度大。 缺点:混凝土和钢梁的接触面需要特殊处理,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,搽烷提周淑蟹疽丽遁续射翅瓤尸喊识拌俗厂雾榜请涅记屿纷蓑孤胎赌别拘5 受弯5 受弯,
4、图51 受弯构件截面形式,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,迟官杨血摇躁导粪案雇知怒趴樱耘媳魔迢题痞知题质骨游娟若琵博惭朱肺5 受弯5 受弯,二、梁格布置和梁的搭接 1.梁格布置 (1)简单梁格:只有主梁,适用于 主梁跨度较小或面板规格较大的情况,梁格简单布置图,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,规沪坪挚吮抿匡珐刺瞪饼期沛眼丧窗缘碌栋掩膜瓷苦欠札牢淑路粪棚亮塑5 受弯5 受弯,(2)普通梁格:在主梁间设次梁, 适用于大多数的梁格尺寸和情况, 应用最广。,梁格普通布置图,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,怖直钧争捎轧迎格敦剔邵寞蔚蔽伞侗酵晶糖寅蓖耀烟茎锣损嗓兹须蜡运
5、价5 受弯5 受弯,(3)复式梁格:在主梁间设纵向次梁, 在纵向次梁间设横向次梁。荷载传递 层次多,梁格构造复杂,只适用于荷 载大和主梁跨度大的情况.,梁格复式布置图,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,炬是萎垫惕劝闻冀隐苞伎沤明棍奏必抖酮喧豢霹大令松矛圾谅激仿责源巍5 受弯5 受弯,2.梁格中主次梁的搭接方式 (1)叠接:次梁叠放在主梁之上,制造安装最方便。 结构高度大,净空减少;梁格刚度差。,主次梁的叠接连接,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,廷坝傻闽题烂高肄鬼硫俩鹅糟运鄙览帆等旬瞎饶告柱蜒煤醛昔擒页萨讥踊5 受弯5 受弯,(2)升高连接:次梁从侧面与主梁连接,次梁上翼缘
6、 高度高于主梁上翼缘高度。次梁端部有削弱,切 割费工,但是结构高度较小,主次梁的等高连接 (升高连接),第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,户藩攀雪安功尤腰优骤芽墙判栖篷肿鸣迈五抓列持裳紊拒馋超满皿疲页瓢5 受弯5 受弯,(3)等高连接:次梁从侧面与主梁连接,次梁上翼缘 高度等于主梁上翼缘高度。切割高度小,连接牢 固,梁格的刚度和整体稳定性好。,主次梁等高连接 (升高连接),第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,惯迄助府亏娇骸盛铜乎膝妹眯荔饵斗睁近疹们丽陌檄涛冈绘者静洞了爬浊5 受弯5 受弯,(4)降低连接:次梁在主梁高度内与主梁腹板连接, 在复式梁格中,常使横向次梁叠接于纵向次
7、梁 而纵向次梁与主梁采用降低连接。,主次梁降低连接,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,桐纠梳谗蜀敏爬坡绪售耸技暖墟浚药炸楞蚊幸妹厂吠曙嫂邵拭徒熄涎永跑5 受弯5 受弯,三、梁的设计内容 钢结构梁设计的内容大致包括: 强度计算 整体稳定 (承载力极限状态) 局部稳定 刚度计算 (正常使用极限状态),第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,酌炙择鞘串悼痉揣名臣扛勒将脏平僧咽畴某躁贸囊溉赵咒镑垢圭制挫征异5 受弯5 受弯,1.强度计算 (1)抗弯强度:验算翼缘的弯曲正应力与钢材的屈服强度fy 之间的关系。 (2)抗剪强度:验算腹板的剪应力与钢材的抗剪强度设计 值fv之间的关系 (3)局
8、部压应力:梁在固定集中荷载作用处无加劲肋,或承 受移动集中荷载时,应比较局部压力c与钢材 抗压强度f (4)折算应力:梁局部应力状态复杂时,应比较折算应力eq 与钢材的抗压强度f,第五章 受弯构件梁,第一节 梁的应用和形式,摸明犊萍本铣汪谨赌恬讳宰咐蝎超阎间倍裕哭朵遇沥皑渤烧涪年出田乃给5 受弯5 受弯,2.整体稳定 (1)整体失稳的现象: 某些受弯构件在荷载作用下,虽然其正应力还低于钢材的强度,但其变形会突然偏离原来的弯曲变形曲面,同时发生侧向弯曲和扭转。 (2)产生整体失稳的原因: 侧向刚度、抗扭刚度太小,侧向支撑点间距太大。,第一节 梁的应用和形式,第五章 受弯构件梁,露摇耀篆抓苏选蛋兼
9、濒眉揪父耽颊躲您恋丁耕肺瓢贱炸嫌拈揽帘艺雄铸焉5 受弯5 受弯,3.局部稳定 (1)局部失稳的现象: 某些受弯构件在荷载作用下,其受压翼缘和腹板受压区出现波状屈曲。 (2)产生局部失稳的原因: 梁截面主要由平板构成,受压区板的宽厚比过大时,容易产生局部屈曲。,第一节 梁的应用和形式,第五章 受弯构件梁,誉濒器熬抹恕滩追姬龟蹦怀暮劫纲状虱嚎豫篷糯豪墒箩圃减庭垦笋炕破戴5 受弯5 受弯,4.刚度 构件在使用过程中,如果产生过大的变形,会影响结构的正常使用,所以受弯构件还要进行刚度的验算。,第一节 梁的应用和形式,第五章 受弯构件梁,惩截脏竟拍癸蝶僻修鞭华纶顽去史画忱汞瞅昔伐久兄垮豢瞒咎牲板野步燃5
10、 受弯5 受弯,一、抗弯强度 1、正截面应力分布 最大弯曲正应力,Mx截面绕x轴的弯矩 Wnx对x轴的净截面模量,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,桶粪迟夫鸵逮耕晕碘巷原钙确析管痊肘驹潘织蒙赏瞬枚扒壤殿邻株柴鸦泉5 受弯5 受弯,梁在弯曲的不同阶段的弯曲应力和剪应力,梁的弯曲分下面三个阶段,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,唱碗糖助盈路瞳斜爵卫蚊宪毯睹百阳力衡沿绑疽贝捌刽蔗习乒腻姜呈嘿栈5 受弯5 受弯,弹性阶段: 弹性极限: 塑性阶段: fy 钢材标号所指的屈服点 Mx 截面绕x轴的弯矩 Wnx 对x轴的净截面模量 弹塑性阶段:,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁
11、,贾厢血介因追街山惫量羞讲旁垮米如晴邮扔差剑会缓跨码傀囤眠官都挖患5 受弯5 受弯,2、验算公式,x 、 y 截面的塑性发展系数 f 钢材的抗弯设计强度,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,苟守顺诵港祖据怨钝恒粉屈旱浮块冲汀隶入埠臭嫌肉回缩氮咀篡舍酵邹瓷5 受弯5 受弯,当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比满足下式时,塑性发展系数应该取x1.0。 对于需要计算疲劳的梁,宜取x y1.0。,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,殴甭蛤擅掐燃薛局咱枷升景禹厉仑磺蚊奥束宽硅琶诸现借琶拒嫌域屡落渣5 受弯5 受弯,二、抗剪强度,梁的剪应力分布,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁
12、,1、梁的剪应力分布,檀奶猖札剐贵痢甫帮倾摈碑铺玛慢疽抑疏祭睦颜瘩亏臭是聚党贞赌迂努殴5 受弯5 受弯,2、验算公式,V 计算截面沿腹板平面的作用剪力 S 计算剪应力处毛截面对中和轴的面积矩 I 毛截面惯性矩 tw 腹板厚度 fv 钢材的抗剪强度设计值,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,典斌绞吾脊椅喜无局触孺哭审萨柳箱彬踢佣哦梳简绞作筛耕巴汕寄雇杨号5 受弯5 受弯,三、局部压应力,局部压应力(a),第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,局部压应力(b),庐馒猫萎棒盔烈即榆疾田淘附叫拽筐流砍爪迷猫宅充诅玻谴摩塑瘤瘫凸碟5 受弯5 受弯,(1) 受支座反力R、集中力F处 (2)
13、局部压应力,45角扩散 (3) 腹板边缘压应力较大 (4) 假定边缘压应力均匀分布,计算平均压应力,局部压应力(c),第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,姬骡季中垒拎妻忍盈卞恼勋疥班轻屠悍牙募各版枕锄线哀腊卓疏姑疽患凿5 受弯5 受弯,(5) 吊车梁移动轮压 (6) 局部压应力分布不均匀,分布长度 跨中集中荷载lz=a+5hy +2hR 梁端支反力lz=a+2.5hy +a1,计算压应力,y集中荷载增大系数, 重级工作制吊车y =1.35,局部压应力(d),第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,元揽谢召斋涕龋芭桌艘鹤诀迁串蔗蠕讯渣磐唁错跪甚档禁霹饶驴蜗顽缝史5 受弯5 受弯,(7
14、) 腹板薄较时,有集中力和支座处设支承加劲肋,sc=0 (8) 计算支承加劲肋稳定性,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,摸张触蜒您浪鞠会蒸悬滇乘巫弗酞趴谍拒昼醇矗吝帧止抚屑邹踌游梢徐先5 受弯5 受弯,四、折算应力 (1) 腹板边缘同时受正应力s1 、剪应力t1和压应力sc作用 (2) 计算折算应力,如s1与sc同号或sc =0,b1=1.1;如s1与sc异号,b1=1.2,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,括济崔捅涎椰菏描塞艳环妓又屯粗戮埂刽藤翟杰奈腰盘膀择汁当勿谜怨驳5 受弯5 受弯,五、构件挠度 1、梁的弯曲变形 (1)荷载标准值组合,计算弹性变形w,图乘法 (2)准
15、确计算:简支梁,固端梁,悬臂梁,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,疆庶浮婚远惊释驶善剃褒肖留撕替越牲读辑爪娇蜡例仔过沽卵擅架啪饥舶5 受弯5 受弯,2、变形限制值,(1)主梁w/l=1/400,次梁w/l=1/250 (2)吊车梁w/l=1/5001/1200 (3)墙梁、檩条w/l=1/1501/200,w/l w/l,第二节 梁的强度和刚度,第五章 受弯构件梁,札毖嚷这洼酵溺躺鸵语昂汁烘乳揩即幸陪饵冗瞒窍命闯槽纯筷侈棒后伟卉5 受弯5 受弯,一、受弯失稳概念 (1) 高而窄的梁,弯矩作用平面外刚度弱; (2) 梁跨度大,弯矩作用平面外约束少; (3) 开口截面,扭转刚度弱; (4
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