钢结构基础第3章讲义.ppt

约束扭转: 翘曲变形受到约束的扭转 悬臂工字梁的约束扭转 扭矩平衡方程 其中 扭转剪应力分布 上翼缘的内力 Iw—— 扇形惯性矩 约束扭转正应力 B —— 双弯矩（双力矩） Ww—— 扇形截面模量 对工形截面梁 对冷弯槽钢等非双轴对称梁 3.3.1 局部压应力 3.3 梁的局部压应力和组合应力 局部压应力作用 式中 ? —— 集中荷载增大系数，对重级工作制吊车梁取 ? =1.35，其他取? = 1.0 lz—— 压应力分布长度 3.3.2 多种应力的组合效应 一个截面上弯矩和剪力都较大时，需要考虑组合效应 梁的弯剪应力组合 式中 ?1——?与?c异号时取1.2，同号时取1.1 当横向荷载不通过剪心时： 验算公式： 3.4.1 初选截面：根据抗弯强度验算 3.4 按强度条件选择梁截面 型钢梁 HW414?405?18?28，Wx=4480cm3，g=232kg/m HM594?302?14?23，Wx=4500cm3，g=170kg/m HN656?301?12?20，Wx=4470cm3，g=154kg/m 当梁的整体稳定得到保障时，按强度条件选择梁截面。 选择梁截面步骤： 1.初选截面 2.截面验算 焊接组合截面梁 截面高度 hmin≤h≤hmax，h≈he 焊接梁截面 容许最大高度hmax：净空要求 容许最小高度hmin：刚度要求 hmin=nl/6000 经济高度he 均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin 腹板高度hw 腹板高度hw比h略小。 腹板厚度tw 抗剪 ?可取1.2~1.5 局部稳定 焊接梁截面 翼缘尺寸b和t 所需截面模量为： 初选时取h≈h1≈hw 考虑局部稳定，通常取b=25t，且h/2.5bh/6。 焊接梁截面 3.4.2 截面验算 验算时要包含自重产生的效应 强度 弯曲正应力 单向弯曲时 双向弯曲时 剪应力 局部压应力 折算应力 3.4.3 梁截面沿长度的变化 弯矩 剪力 加工因素 不考虑整体稳定 变截面梁 变梁截面考虑的因素： 两种变化方式 变截面高度 变翼缘面积 变翼缘面积 变翼缘宽度 变翼缘厚度 变宽度梁 变高度梁 端部有正面角焊缝时： hf≥0.75t, l1≥b；hf0.75t, l1≥1.5b 端部无正面角焊缝时： l1≥2b 变翼缘厚度 切断外层翼缘板的梁 3.6.1 拉弯、压弯构件的应用 3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 拉弯构件 应用：屋架受节间力下弦杆 承载能力极限状态 截面出现塑性铰(格构式 或冷弯薄壁型钢为截面边缘纤维屈服)、整体失稳、局部失稳 正常使用极限状态 刚度：限值长细比 拉弯构件 截面形式 热轧型钢截面 冷弯薄壁型钢截面 组合截面 压弯构件 应用： 厂房框架柱、多高层建筑框架柱、屋架上弦 压弯构件 截面形式 双轴对称截面：同拉弯构件 单轴对称截面：受弯矩较大时采用 压弯构件的单轴对称截面 变截面压弯构件 (a) 阶形柱 (b)楔形柱 变截面柱: 高大厂房常用 压弯构件极限状态 承载能力极限状态 强度: 端弯矩很大或截面有较大削弱 平面内弯曲失稳 平面外弯扭失稳 局部稳定 正常使用极限状态 刚度: 限制长细比 压弯构件整体破坏形式 强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳 3.6.2 拉弯、压弯构件的强度计算 强度极限状态： （静载、实腹式构件） 受力最不利截面出现塑性铰时 压弯构件截面的受力状态 截面出现塑性铰时的应力分布 强度计算公式推导：以矩形截面为例 引入： 偏于安全且计算简便，以直线关系表示 压弯构件强度计算相关曲线 全截面屈服压力 全截面的塑性铰弯矩 则有 强度计算准则： 边缘屈服准则：GB50018规范采用 全截面屈服准则：塑性设计 部分发展塑性准则：GB50017规范采用 双向压弯（拉弯）构件 单向压弯（拉弯）构件 GB50017规范规定： 表3-3 截面塑性发展系数?x、? y值 续前表 * 第3章 构件的截面承载力——强度 轴力构件的强度 梁的强度 拉弯、压弯构件的强度 主要内容： 重点： 按强度条件设计构件截面 第3章 构件的截面承载力——强度 结构的承载能力是最重要的极限状态，它分为三个层次： 　　 本章解决第一层次的截面强度问题，它分为两个方面： 强度计算公式（不包括疲劳破损和脆性断裂）； 按强