梁板件的局部稳定钢结构基本原理及设计.pptx

1; 承受横向荷载和弯矩的构件叫受弯构件或梁 1. 按荷载作用： 在一个主平面内受弯，称为单向受弯构件 在两个主平面内同时受弯，称为双向受弯构件 2. 按功能分：楼盖梁、平台梁、檩条、吊车梁等 3. 按制作方法：型钢梁（薄壁型钢）、组合梁、蜂窝梁 4. 按支承条件：实腹式、桁架 ; 型钢梁加工简单，造价较廉，但截面尺寸受规格的限制。当荷载和跨度较大致使型钢截面不能满足要求时，则采用组合粱。; §4-1 概述; §4-1 概述;现场焊接设备基础箱型钢梁;在原有大楼增设轻钢结构;(a)双轴对称焊接板粱； (b)加强受压翼缘的焊接板梁； (c)双层翼缘板焊接板梁；;(d) 高强度螺接连接的工字形板梁； (e) 焊接箱形板梁;蜂窝梁 钢与混凝土组合梁;; 按承载能力极限状态的计算，需采用荷载的设计值；按正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载标准值进行。;弯曲强度;1. 弹性工作状态 粱弯曲截面应力线性分布，边缘最大应力应满足下式:;In——梁截面惯性矩；; 2．弹塑性状态 ;为了使梁截面有一定的安全储备，设计时不采用塑性抵抗矩，而是采用较小的弹塑性抵抗矩，采用部分边缘纤维屈服淮则，规范规定钢梁单向受弯抗弯强度：; 截面塑性发展系数γx 、γy值;;对于双向弯曲梁．近似按两方向应力叠加，计算公式:; §4-2 强度和刚度;抗剪强度 ; 单轴对称工字形截面的剪切中心不与其形心重合，但必位于对称轴上接近于较大翼缘一侧，具体位置需经计算确定(见图(b))；; 十字形截面、角形截面和T形截面，由于组成其截面的狭长短形截面中心线的交点只有一点，该交点就是它们的剪切中心(见图(c)~图(e))；;梁的截面剪力分布如图。截面剪应力为：;式中：V——梁的剪力设计值； ;如梁端反力靠腹板连接传递，则该处剪力应按只由腹扳承受，并按其实有净尺寸 (矩形截面)计算剪应力:; 在梁的固定集中荷载(包括支座反力)作用处无支承加劲肋，或有移动的集中荷载（如吊车轮压），这时梁的腹板将承受集中荷载产生的局部压应力。局部压应力在梁腹板与上翼缘交界处最大，到下翼缘处减为零。; ——荷载放大??数；对重级工作制吊车梁， ；其它梁 ；在所有梁支座处 ； ;;;;;腹板计算高度 ： 对轧制型钢梁，为腹板与上、下翼缘相连处两内弧起点之间的距离； 对焊接组合梁，为腹板高度； 对铆接（或高强螺栓连接）组合梁，为上、下翼缘与腹板连接的铆钉（或高强螺栓）线间最近距离。;;;如梁在同一部位(同一截面的同一纤维位置)处弯曲应力σ、剪应力τ和局部压应力σc都较大时，应按最大变形能理论计算折算应力σz满足要求，需计算的部位为： ;(2)沿梁高方向 工形梁或箱形梁的腹板计算边缘1—l处，该纤维处弯曲应力σ1和剪应力τ1都较大，因而折算应力σz也较大。 ;受弯构件的刚度 ;自由扭转分析;矩形、工字形和槽形等在扭转时，原先为平面的截面不再保持平面，截面上各点沿杆轴方向发生纵向位移而使截面翘曲。 称为自由扭转(或圣维南扭转)。;;工字形和T形等，其抗扭惯性矩为：;约束扭转;; (2)由于各截面上有大小不同的翘曲正应力，为了与之平衡，截面上将产生剪应力，这种剪应力称为翘曲剪应力或扇性剪应力。这与受弯构件中各截面上有不同弯曲正应力时截面上必有弯曲剪应力，理由相同。;此外，约束扭转时为抵抗两相邻截面的相互转动，截面上也必然存在与自由扭转中相同的自由扭转剪应力(或称圣维南剪应力)。这样，约束扭转时，构件的截面上有两种剪应力：圣维南剪应力和翘曲剪应力。前者组成圣维南扭矩Mt，后者组成翘曲扭矩Mω，两者合成一总扭矩Mz ;约束扭转时为抵抗两相邻截面的相互转动，截面上也必然存在与自由扭转中相同的自由扭转剪应力。 约束扭转时，构件的截面上有两种剪应力：圣维南剪应力和翘曲剪应力。前者组成圣维南扭矩Mt，后者组成翘曲扭矩Mω，两者合成一总扭矩Mz ，即;EIω是扭转时一个重要物理量，称为翘曲刚度。表示构件截面抵抗翘曲的能力。与侧向抗弯刚度EIy和扭转刚度GIt一起在梁的稳定中起重要作用。;§4?4 梁的整体稳定 梁整体稳定的概念;增大梁平面内刚度，做成高而窄的钢梁，承受较大的荷载，平面内刚度较大的梁，一般会产生强度破坏。但对于平面内、外刚度差较大的梁(EIxEIy)在平面内竖向荷载作用下，梁会产生平面内弯曲变形，当弯矩增大到某一临界值时，梁会