1、（三）組合梁設計當荷載或梁的跨度較大，采用型鋼梁已不能滿足設計要求時，可采用鋼板 組合梁。圖3-10工字形截面鋼板組合梁的設計有：確定梁的截面形式及各部分 尺寸；根據(jù)初選的截面進行強度、剛度、整體穩(wěn)定和局 部穩(wěn)定驗算及加勁肋設置；確定翼緣與腹板的焊縫；鋼 梁支座加勁肋設計等內容。以上設計有的內容與型鋼梁類似，這里就不再放述 了。下面著重講述組合梁截面設計及翼緣與腹板的焊縫。1截面設計工字形截面組合梁（圖3-10）的截面設計任務合理確定h、tw、b、t,使之滿足強度、剛度、整體 穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。設計的順序是先確定 h,再 確定tw,然后確定b,最后確定to（1）截面高度h組合梁的截面高度，

2、應滿足建筑高度、剛度及經濟要求。建筑高度：應滿足建筑的使用功能和生產工藝要求的凈空允許值高度，h & hmax。剛度要求：指在正常使用時，梁的撓度不得超過規(guī)定的容許值（式3-8）。 以一承受均布荷載的簡支梁為例：1.3Mh 2I2_. 25 Ml 50 l .V= M=父 < 卜1.3 48 EI 1.3 24 Eh取塑性發(fā)展系數(shù)1.05,仃=1.05f, E = 2.06X 105N/mm2,則2251.05fl2fl2(3-26)hhmin o(3-27)-f_T A hmin1.3 24 206000! 1 1.224 10"若上述條件成立，則所選截面高度滿足梁的

3、剛度要求，即 經濟要求：梁的經濟高度he可按下式確定。he % 2W04 或 he= 73飯300mmWx式中：he梁的經濟高度；按強度條件計算所需的梁截面模量；此外，h的取值應滿足50mm的倍數(shù)。（2）腹板厚度tw組合梁的腹板以承擔剪力為主，故腹板厚度tw的確定應滿足抗剪強度的要求，設計時可近似假定最大剪應力為腹板平均剪應力的1.2倍，即V S Vmax =7 ：12h - fvI xtwh0t w_ Vtw >1.2（3-28）ho fv考慮腹板局部穩(wěn)定和構造等因素時，可按下列經驗公式估算：ho,、tw 777-（3-29）3.5選用腹板厚度時還應符合現(xiàn)有鋼板規(guī)格要求，一般tw &g

4、t; 8mm。（3）翼緣寬度b及厚度t可根據(jù)抗彎條件確定翼緣面積 Af= bt - Wx - h0tw , b值一般在11 ；h范h0613 5 J圍內選取，同時要求 b> 180mm （對于吊車梁要求 b>300mm） 0考慮局部穩(wěn)定要求，（b -tw ）,t <26v fy/2 3 5 （不考慮塑性發(fā)展即7= 1.0時，可取 （b -tw yt <30v'fy/235 ） 0翼緣厚度t 一般不應小于8mm,同時應符合鋼板規(guī)格。4）截面驗算當梁的截面尺寸確定后，應按實際尺寸計算其各項截面幾何特征，然后后驗 算抗彎強度、抗剪強度、局部壓應力、折算應力、整體穩(wěn)定、

5、剛度及翼緣局部穩(wěn) 定。若不滿足，應重新選定截面尺寸然后驗算，直到滿足為止。若梁的跨度較大， 可制成變截面梁，即在梁的跨度方向沿梁長改變截面。（2）翼緣焊縫的計算二匚 hEOfT 1圖3-11翼緣焊縫的受力情況梁彎曲時，翼緣與腹板交接處（圖 3.11）將產生剪應力.1 = V&,該剪應Itw力由腹板兩側的翼緣焊縫承擔。其焊縫單位長度上的水平剪應力為：翼緣焊縫的強度條件是:2 0.7 hf 1VS1ffhf一=上1.4 ffw1.4ffw|(3-30)式中 V所計算截面處的剪力；S1 所計算翼緣毛截面對中和軸的面積矩；I所計算毛截面的慣性矩。若翼緣上有固定集中荷載或移動集中荷載F作用，翼緣

6、焊縫的單位長度上還將產生垂直剪力V1,由式（3-4）可得, 1 FV1 1- ctw -I ztw在和V1的共同作用下，翼緣焊縫強度應滿足下式要求:T12 0.7 hf%2：2V三ffw十Pf 父2M0.75< TT J(3-31)例3-2 將例題3-1中工作平臺主梁B按情況1 （即次梁為I25a）設計成等 截面焊接工字形梁，鋼材采用 Q235。【解】（1）初步選定截面尺寸主梁按簡支梁設計（見圖3.9c）,承受由兩側次梁傳來的集中反力 N,其標 準值Nk和設計值Nd為：Nk=2M4.5 =120.48 kN1143.5 4.5 3.3 4.5 38.1 9.8 10_22Nd =2_11

7、.2 3.5 1.4 4.5 3.3 4.521.2 38.1 9.8 10 飛4.5= 157.94kN梁端集中力為N / 2 （直接傳給支座，對梁的內力沒有影響）。支座設計剪力：V= Nd=157.94 kN跨中設計彎矩：M =157.94X 3.3 = 521.202kN m由附表1-1查得：f=215N/mm2 , fv=125N/mm2 （因鋼板厚度未知, 暫按第1組查用，待截面確定后再按實際鋼板厚度查用）所需截面模量：wx= xf521.202 1063=2308757.5 mm1.05 215初選腹板高度h0本例題對梁的建筑高度有限制。查表 3-2得工作平臺主梁Lk 1/4000

8、由式（3-26）得215 9900 400hmin =1.2241061 1=6=695.6 mm1.224 106由式（3-27）得梁經濟高度：he 定 2WX0.4= 2 M 2308757.5°4=702.1mm3 he=73 Wx -300=7 . 2308757.5 -300=625 mm參照以上數(shù)據(jù)，初步選定h°= 750mm。初選腹板厚度tw 考慮抗剪要求由式（3-28）得:twV 157.94 103-1.2=1.2-=2.02mmh0 fv800 125按經驗由式（3-29）仔：750tw7.82 mm3.5初步選定tw = 8mm。選定翼緣寬度及厚度b、

9、 考慮強度要求得：Af=ba = 230h067500578由 b = 1 1 h0= r 1 父 750= 250150 mm，及 b 3 53 5180mm的要求，初步選定 b = 220mm,則Af 2078 -t= 一 =9.45 mmb 220考慮公式近似性及鋼梁自重等因素，選定 t= 12mm。 圖3-12主梁截面 圖梁的截面形式如圖3-12。（單位：mm）（2）截面驗算計算截面的各項幾何特征慶=75父0.8+2黑22M1.2= 112.8 cm2,0.83_ 2 .4I 752 22 1.2 38.1 =1 04 7 7cm12W=W4770 =2707 百38.737.53S=

10、37.5 0.8 22 1.2 38.1=1568.34 cm 2主梁自重荷載標準值（考慮設置加勁肋等因素，增大 1.2倍）：qk=（1.2 父75 父 0.8 + 2 父22 m 1.2 產 0.785父 9.8= 960.1 N/m =0.96 kN/mkN m鋼材設計強度跨中最大設計彎矩：M =521.202 1.2 0.96 9.92 8=535.31因腹板、翼緣厚度均小于16mm,由附表1-1可知屬第一組, 與初選截面相同。抗彎強度驗算：535.31 106；二=二3xW 1.05 2707 103=188.3 N. mm2 < f=215N. mm2（滿足要求）支座設計剪力：

11、1V=157.94 1.2 0.96 9.9=163.64 kN2抗剪強度驗算：J63* 103 1568.34 103I tw104770 104 8= 30.26 N mm2 ： fv =125N mm2（才兩足要求）次梁處設支承加勁肋，不需驗算腹板局部壓應力。次梁與面板連牢，可以作為主梁側向支承，因此主梁受壓翼緣自由長度可取為次梁間距，即l1 = 3.3m,則L =當 =15.0<16 b 22由表3-6可知，主梁不必驗算整體穩(wěn)定。剛度驗算：13.63 Nkl3U= X主梁跨間有兩個集中荷載，根據(jù)材料力學計算公式，主梁撓度為:99003384 EI 384 EI彳3一6335、=3

12、-3 父 120.48 N 103 +X 0.96 父 9900 M<3843842 206000M 104770M 104 i 9900=19.8mm24.75mm400（滿足要求）（3）翼緣焊縫計算由附表1-3查得ffW=160N./mm2 ,由式（3-30）得工VS1163.64 103 220 12 381h f >- - =7- 0.701 mm1.4ffw 1.4 ffw I1.4 104770 104 160按構造要求，hf _15 tmax=15,12=5.2mm取hf =6mm,沿梁跨全長hf不變。(4)加勁肋設計主梁腹板高厚比 h0/tw =750/8=93.7

13、5,在 80.235 fy =80 和 170235/ fy= 170之間，按表3-6規(guī)定，應設置橫向加勁肋。按構造要求，橫向加勁肋間距a <2h0 = 1500mm ,考慮支座及次梁處應設支承加勁肋，次梁間距為3.3m, Wa= 1100mm,在腹板兩側成對配置。加勁肋截面尺寸：bs +40= 750 + 40= 65mm，取 bs = 70mm;3030b 70 一ts >=4.7mm , 取 ts = 6mm。 1515(5)端部支承加勁肋根據(jù)工作平臺的布置，梁端支承加勁肋采用鋼板成對布置于腹板兩側。 每側 70mm (與中間肋相同)，切角20mm,端部凈寬50mm,厚度10

14、mm,下端支承 處刨平后與下翼緣頂緊，如圖3-13所示。120 10 120圖3-13例3-2端部支承加勁肋(單位：mm) 加勁肋的穩(wěn)定性計算 支承加勁肋承受半跨梁的荷載及自重：3.31R=157.94 1.2 0.96 9.9= 266.3kN22計算面積：A = 2 7 0.8 1.0 2 12 0.8= 34cm2繞腹板中線慣性矩:32 7 0.81.04!y =12Iy 270.1iy= A = 34=2.82cm= 270.1 cm75-75- =26.6iy2.82 0 95 - 0 946按 b 類截面查附表 2-4 得%= 0.95 0.946 （26.6 26）=0.947627 -26266.3 1030.9414 3400=83.2 N. mm2< f=215N/mm2 （滿足要求）承壓強度計算承壓面積：Ace=2 1.0 5=10cm2由附表 1.1