钢结构课件第五章受弯构件d.ppt

为了防止弧形支座的弧形垫块和滚轴支座的滚轴被劈裂，其圆弧面与钢板接触面的承压力，应满足： b r 铰轴式支座的圆柱形枢轴，当接触面中心角θ≥90o时，其承压应力应满足： 构造要求 [例题] 某车间工作平台梁格布置如图所示，平台上无动力荷载，均布活荷载标准值为4.5kN/m2，恒载标准值为3kN/m2，钢材为Q235B，假定平台板为刚性，可以保证次梁的整体稳定。试设计主梁（组合截面）和次梁（型钢）。 4×3m=12m 3m 6m 4×3m=12m 6m 6m A [分析] 解题步骤 荷载组合→计算弯矩→ 选择截面→ 验算强度、刚度等。 [解] 荷载组合 标准荷载 q0= qk+q1k 设计荷载 q=?0(?Gqk+ ψ?G1q1k) ?0——结构重要性系数。安全等级二级， ?0 =1.0 ?G——永久荷载分项系数，一般取 ?G =1.2 ?G1——可变荷载分项系数，一般取 ?G1 =1.4 ψ——荷载组合系数，取 ψ =0.9 4×3m=12m 3m 6m 4×3m=12m 6m 6m [例题] 某车间工作平台梁格布置如图所示，平台上无动力荷载，均布活荷载标准值为4.5kN/m2，恒载标准值为3kN/m2，钢材为Q235B，假定平台板为刚性，可以保证次梁的整体稳定。试设计主梁（组合截面）和次梁（型钢）。 6000 q 4×3m=12m 3m 6m 4×3m=12m 6m 6m A [解] 1.次梁设计 1）荷载及内力计算 将次梁A设计为简支梁，其计算简图如下图。 均布荷载设计值： 均布荷载标准值： 次梁承受的线荷载： 3）截面强度验算 支座处最大剪力： 跨中最大弯矩： 次梁所需要的净截面抵抗矩为： 查附表，选用I32a，梁自重g=52.69×9.8＝516N/m，Ix=11080cm4 Wx=692.5cm3，Sx=400.5cm3，tw=9.5mm。 梁自重产生的弯矩： 总弯矩： 2）初选截面 支座处最大剪应力： 4）刚度验算(采用标准荷载) 可见型钢由于腹板较厚，剪应力一般不起控制作用。因此只有在截面有较大削弱时才必须验算剪应力。 梁跨中最大弯曲应力： 满足 满足 4×3000=12000 173.8 173.8 173.8 2.主梁设计 4×3m=12m 3m 6m 4×3m=12m 6m 6m 1）内力计算 B 将主梁B也设计为简支梁，其计算简图如下图。 两侧次梁对主梁产生的压力为： 主梁的支座反力（未计主梁自重）： 跨中最大弯矩： 2）初选截面 梁所需要的净截面抵抗矩为： 梁的高度在净空上无限制，按刚度要求，工作平台主梁的容许挠度为l/400，则梁容许的最小高度为：（参照均布荷载作用） 参照以上数据，考虑到梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选梁的腹板高度hw=100cm。 再按经验公式，可得梁的经济高度： 腹板厚度按抗剪强度： 考虑局部稳定和构造因素: 可见依剪力要求所需的腹板厚度很小。 考虑利用屈曲后强度，取腹板厚t=8mm。 根据近似公式计算所需翼缘板面积： 翼缘板宽：b=(1/5~1/3)hw=200~330mm，取b=280mm。 翼缘板厚：t=3286/280=11.7mm，取t=14mm。 翼缘外伸宽度：b1=(280-8)/2=136mm。 梁翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可以考虑部分塑性发展。梁截面如图所示。 14 8 280 14 1000 14 8 280 14 1000 3）截面验算 截面的实际几何性质： 主梁自重估算： g＝149.2kg/m×9.8＝1.46kN/m 单位长度梁的质量为： 式中1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢使自重增大的系数，则梁的自重为： 154.8×100×7850×10-6×1.2＝149.2kg/m 由梁自重产生的跨中最大弯矩： 由梁自重产生的支座剪力： 跨中最大弯矩： 强度验算 弯曲应力： 满足 剪应力、刚度不需验算，次梁作用处设置支承加劲肋，所以也不需验算局部压应力。 整体稳定验算 次梁可视为l1/b1=3000/280=10.716，不必进行整体稳定验算。 腹板区格A局部稳定验算 平均剪力： 梁腹板的高厚比： 局部稳定验算 应按计算配置横向加劲肋。考虑到次梁处应配置支承加劲肋，故取横向加劲肋的间距a=1500mm2h0=2000mm ，各区格可按无局部压应力的情况考虑。 8×1500=12000 A B 区格A左端内力： 区格A右端内力： 设次梁不能有效约束主梁受压翼缘的扭转，则由（4.5.34）得： a/h0=1500/1000=1.51,则由（