中南大学钢结构 第五章.ppt

* 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 第五章 梁的设计 1、梁的类型和梁格布置 2、梁的设计 3、腹板加劲肋的布置和设计 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure §5.1 梁的类型及梁格布置 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——构件在二个主轴平面内受弯 5.1.1 梁的类型 按支承条件分： 简支梁、连续梁 、悬臂梁 钢梁一般都用简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支座不均匀沉陷所产生的不利影响。不论何种支承的梁，当截面内力已知时，进行截面设计的原则和方法是相同的。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 按传力系统的作用分类： 荷载 →楼板→（次梁）→ 主梁→ 柱 → 基础 次梁主要承受均布荷载，主梁主要承受集中荷载。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 图5.1.1 梁的截面形式 d h 热轧型钢梁(a) 焊接组合截面梁(b) 冷弯薄壁型钢梁(c) 空腹式截面梁(d) 组合梁(e) 梁的截面形式 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 梁格是由许多梁排列而成的平面体系，例如楼盖和工作平台等。梁格上的荷载一般先由铺板传给次梁，再由次梁传给主梁，然后传到柱或墙， 最后传给基础和地基。 5.1.2 梁格布置 根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式 ①简单式梁格——只有主梁，适用于梁跨度较小的情况； ②普通式梁格——有次梁和主梁，次梁支承于主梁上； ③复式梁格——除主梁和纵向次梁外，还有支承于纵向次梁上的横向次梁。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 5.1.3 主次梁的连接 主次梁的连接可以是叠接、平接或降低连接。 叠接是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊缝或螺栓固　　　　　　顶。连接方法简单方便，但建筑高度大，使用受到限制。 平接又称等高连接，次梁与主梁上翼缘位于同一平面其上铺板。该方法允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁的高度。 降低连接用于复式梁格中，纵向次梁在低于主梁上翼缘的水平处与主梁相连，纵向次梁上叠放横向次梁，铺板位于主梁之上。该方法允许在给定的楼板建筑高度里增大主梁的高度。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure §5.2 梁的设计 　　一般说来，梁的设计步骤通常是先根据强度和刚度要求，同时考虑经济和稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，然后对所选的截面进行强度、刚度、整体稳定和局部稳定的验算。 　　如果验算结果不能满足要求，就需要重新选择截面或采取一些有效的措施予以解决。对组合梁，还应从经济考虑是否需要采用变截面梁，使其截面沿长度的变化与弯矩的变化相适应。 　　此外，还必须妥善解决翼缘与腹板的连接问题，受钢材规格、运输和安装条件的限制而必须设置拼接的问题，梁的支座以及与其他构件连接的问题等等。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 5.2.1 梁的截面选择 1.型钢梁截面的选择 只需根据计算所得到的梁中最大弯矩按下列公式求出需要的净截面模量，然后在型钢规格表中选择截面模量接近的Wnx的型钢做为试选截面。 Mx——梁截面内绕x轴的最大弯矩设计值； Wnx——截面对x轴的净截面模量； ?x——截面对x轴的有限塑性发展系数； f ——钢材抗弯设计强度 ； 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2.组合梁截面的选择 梁的内力较大时，需采用组合梁。常用的形式为由三块钢板焊成的工字形截面。组合梁的截面选择设计包括：确定截面高度、腹板尺寸和翼缘尺寸。 1）截面高度 最大高度hmax?建筑高度； 最小高度hmin?刚度要求，根据容许挠度查表； 经济高度hs ?满足使用要求的前提下使梁的总用钢量为最小。 以受均布荷载的简支梁为例： 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 梁的经济高度he，经验公式： 综上所述，梁的高度应满足： 并符合钢材尺寸规格