第五章梁（受彎構件）第一節概述第二節梁的強度與剛度第三節梁的整體穩定第四節梁的局部穩定與加勁肋設計第五節梁的截面設計第一節概述梁主要是用作承受橫向荷載的實腹式構件（格構式為桁架），主要內力為彎矩與剪力；梁的正常使用極限狀態為控制梁的撓曲變形；梁的承載能力極限狀態包括：強度、整體穩定性及局部穩定性；梁的截面主要分型鋼與鋼板組合截面梁格形式主要有：簡式梁格（單一梁）、普通梁格（分主、次梁）及復式梁格（分主梁及橫、縱次梁），具體詳見P141圖5.2第二節梁的強度與剛度一、梁的強度梁在荷載作用下將產生彎應力、剪應力，在集中荷載作用處還有局部承壓應力，故梁的強度應包括：抗彎強度、抗剪強度、局部成壓強度，在彎應力、剪應力及局部壓應力共同作用處還應驗算折算應力。1、抗彎強度彈性階段：以邊緣屈服為最大承載力彈塑性階段：以塑性鉸彎矩為最大承載力彈性最大彎矩塑性鉸彎矩截面形狀系數梁的《規范》計算方法以部分截面發展塑性（1/4截面）為極限承載力狀態單向彎曲雙向彎曲式中：γ為塑性發展系數，按P143，表5.1b1/t≥13及直接承受動力荷載時γ=1.0二、抗剪強度三、腹板局部壓應力四、折算應力兩σ同號取1.1，異號取1.2五、梁的剛度控制梁的撓跨比小于規定的限制（為變形量的限制）第三節梁的整體穩定一、梁的失穩機理梁受彎變形后，上翼緣受壓，由于梁側向剛度不夠，就會發生梁的側向彎曲失穩變形，梁截面從上至下彎曲量不等，就形成截面的扭轉變形，同時還有彎矩作用平面那的彎曲變形，故梁的失穩為彎扭失穩形式，完整的說應為：側向彎曲扭轉失穩。從以上失穩機理來看，提高梁的整穩承載力的有效措施應為提高梁上翼緣的側移剛度，減小梁上翼緣的側向計算長度二、影響梁整體穩定的因素主要因素有：截面形式，荷載類型，荷載作用方式，受壓翼緣的側向支撐。三、整體穩定計算表達式三、梁的整體穩定保證措施提高梁的整體穩定承載力的關鍵是，增強梁受壓翼緣的抗側移及扭轉剛度，當滿足一定條件時，就可以保證在梁強度破壞之前不會發生梁的整體失穩，可以不必驗算梁的整體穩定，具體條件詳見P153四、梁的側向支撐側向支撐作用是為梁提供側向支點，減小側向計算長度，故要求側向支撐應可靠，能有效地承受梁側彎產生的側向力（實際為彎曲剪力），由于側彎主要是受壓翼緣彎曲引起，同第四章，側向力可以寫為：如果為支桿應按軸心受壓構件計算，同時應注意如書P154圖5.11所示的有效支撐。夾支座：梁為側向彎曲扭轉失穩，所以支座處應采取措施限制梁的扭轉。第四節梁的局部穩定與加勁肋設計一、概述同軸壓構件一樣，為提高梁的剛度與強度及整體穩定承載力，應遵循“肢寬壁薄”的設計原則，從而引發板件的局部穩定承載力問題。翼緣板受力較為簡單，仍按限制板件寬厚比的方法來保證局部穩定性。腹板受力復雜，而且為滿足強度要求，截面高度較大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，會使腹板取值很大，不經濟，一般采用加勁肋的方法來減小板件尺寸，從而提高局部穩定承載力。圖中：1－橫向加勁肋2－縱向加勁肋3－短加勁肋二、翼緣板的局部穩定設計原則－－等強原則按彈性設計（不考慮塑性發展γ=1.0），因有殘余應力影響，實際截面已進入彈塑性階段，《規范》取Et=0.7E。若考慮塑性發展(γ＞1.0），塑性發展會更大Et=0.5E。當時，γ=1.0三、腹腹板的的屈曲曲屈曲應應力統統一表表達式式（k值相見見p167，表5.9）剪切應應力屈屈曲如不設設加勁勁肋，，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23彎曲應應力彈彈性屈屈曲如不設設加勁勁肋，，k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭轉不不約束束）局部壓壓應力力彈性性屈曲曲按a/h0=2設置橫橫向加加勁肋肋，k≈18.4,η=1.0復合應應力作作用板板件屈屈曲僅配置置橫向向加勁勁肋配有縱縱向加加勁肋肋的上上區格格（偏偏心受受壓））配有縱縱向加加勁肋肋的下下區格格（偏偏心受受壓，，σc2≈σc）四、、加加勁勁肋肋的的配配置置與與構構造造1、配配置置規規定定（P169，表表5.10）2、加加勁勁肋肋的的構構造造橫向向加加勁勁肋肋貫貫通通，，縱縱向向加加勁勁肋肋斷斷開開；；橫向向加加勁勁肋肋的的間間距距a應滿滿足足，，當當且時時，，允允許許縱向向加加勁勁肋肋距距受受壓壓翼翼緣緣的的距距離離應應在在范范圍圍內內；；上述述各各式式中中，，h0為梁梁腹腹板板的的計計算算高高度度，，hc為梁梁腹腹板板受受壓壓區區高高度度，，對對于于單單對對稱稱截截面面，，前前述述表表5.10中4、5項中中有有關關縱縱向向加加勁勁肋肋規規定定中中的的h0應取取2hc。加勁勁肋肋可可以以成成對對布布置置于于腹腹板板兩兩側側，，也也可可以以單單側側布布置置，，支支承承加加勁勁肋肋及及重重級級工工作作制制吊吊車車梁梁必必須須兩兩側側對對稱稱布布置置。。加勁勁肋肋必必須須具具備備一一定定剛剛度度，，截截面面尺尺寸寸及及慣慣性性矩矩應應滿滿足足：：橫向向加加勁勁肋肋的的截截面面尺尺寸寸雙側側布布置置時時單側側布布置置時時：：bs不應應小小于于上上式式的的1.2倍。。截面面慣慣性性矩矩的的要要求求（同同時時配配置置橫橫、、縱縱肋肋時時））橫向向肋肋：：縱向向肋肋：：當時時當時時橫向向加加勁勁肋肋應應按按右右圖圖示示切切角角，，避免免多多向向焊焊縫縫相相交交，，產產生生復復雜雜應力力場場。。支承承加加勁勁肋肋構構造造與與計計算算在梁梁支支座座處處及及較較大大集集中中荷荷載載作作用用處處，，應應布布置置支支承承加加勁勁肋肋，，支支承承加加勁勁肋肋實實際際上上就就是是加加大大的的橫橫向向加加勁勁肋肋，，支支承承加加勁勁肋肋分分梁梁腹腹板板兩兩側側成成對對布布置置的的平板板式式，，及及凸凸緣緣式式兩兩種種。其作作用用除除保保證證腹腹板板的的局局部部穩穩定定外外，，還還應應承承受受集集中中力力作作用用，，故除除滿滿足足橫橫向向加加勁勁肋肋的的有有關關尺尺寸寸及及構構造造要要求求外外，尚尚滿滿足足如如下下所所述述幾幾方方面面承承載載力力的的要要求求。。穩定定性性計計算算注：：平平板板式式按按b類；；凸凸緣緣式式按按c類端面面刨刨平平抵抵緊緊示示應應驗驗算算端端面面承承壓壓端面面焊焊接接時時以以及及支支承承肋肋與與腹腹板板的的焊焊縫縫應應按按第第三三章章方方法法驗驗算算焊焊縫縫強強度度第四四節節鋼鋼梁梁的的設設計計一、、型型鋼鋼梁梁的的設設計計1、根根據據實實際際情情況況計計算算梁梁的的最最大大彎彎距距設設計計值值Mmax；2、根據據抗抗彎彎強強度度，，計計算算所所需需的的凈凈截截面面抵抵抗抗矩矩：：3、查查型型鋼鋼表表確確定定型型鋼鋼截截面面4、截截面面驗驗算算強度度驗驗算算：：抗抗彎彎、、抗抗剪剪、、局局部部承承壓壓（（一一般般不不需需驗驗算算折折算算應應力力強強度度））；；剛度度驗驗算算：：驗驗算算梁梁的的撓撓跨跨比比整體體穩穩定定驗驗算算（（型型鋼鋼截截面面局局部部穩穩定定一一般般不不需需驗驗算算））。。根據據驗驗算算結結果果調調整整截截面面，，再再進進行行驗驗算算，，直直至至滿滿足足。。二、、組組合合梁梁的的截截面面設設計計1、根根據據受受力力情情況況確確定定所所需需的的截截面面抵抵抗抗矩矩2、截截面面高高度度的的確確定定最小小高高度度：：hmin由梁梁剛剛度度確確定定；；最大大高高度度：：hmax由建建筑筑設設計計要要求求確確定定；；經濟濟高高度度：：he由最最小小耗耗鋼鋼量量確確定定；；選定定高高度度：：hmin≤h≤≤hmax；h≈≈he，并認認為為h0≈he3、確定定腹腹板板厚厚度度（（假假定定剪剪力力全全部部由由腹腹板板承承受受）），，則則有有：：或按按經經驗驗公公式式：：3、確定定翼翼緣緣寬寬度度確定定了了腹腹板板厚厚度度后后，，可可按按抗抗彎彎要要求求確確定定翼翼緣緣板板面面積積Af，已工字型型截面為為例：有了Af，只要選定定b、t中的其一一，就可可以確定定另一值值。4、截面驗驗算強度驗算算：抗彎彎、抗剪剪、局部部承壓以以及折算算應力強強度）；；剛度驗算算：驗算算梁的撓撓跨比；；整體穩定定驗算；；局部穩定定驗算（翼緣板板）根據驗算算結果調調整截面面，再進進行驗算算，直至至滿足。。根據實際際情況進進行加勁勁肋結算算與布置置4、腹板與與翼緣焊焊縫的計計算連接焊縫縫主要用用于承受受彎曲剪剪力，單單位長度度上剪力力為：當梁上承承受固定定的集中中荷載且且未設支支承了時時，上翼翼緣焊縫縫同時承受受剪力T1及集中力力F的共同作作用，由由F產生的單單位長度度上的力力V1為：第六章章拉拉彎彎與壓壓彎構構建第一節節概概述述第二節節拉拉彎彎與壓壓彎構構件的的強度度與剛剛度第三節節實實腹腹式壓壓彎構構件的的整體體穩定定第四節節實實腹腹式壓壓彎構構件的的局部部穩定定第五節節實實腹腹式壓壓彎構構件的的截面面設計計第六節節格格構構式壓壓彎構構件第一節節概概述述拉彎與與壓彎彎構件件實際際上就就是軸軸力與與彎矩矩共同同作用用的構構件，，也就就是為為軸心心受力力構件件與受受彎構構件的的組合合，典典型的的三種種拉、、壓彎彎構件件如下下圖所所示。。同其他他構件件一樣樣，拉拉、壓壓彎構構件也也需同同時滿滿足正正常使使用及及承載載能力力兩種種極限限狀態態的要要求。。正常使使用極極限狀狀態：：滿足足剛度度要求求。承載能能力極極限狀狀態：：需滿滿足強強度、、整體體穩定定、局局部穩穩定三三方面面要求求。截面形形式：：同軸軸心受受力構構件，，分實腹腹式截截面與與格構構式截截面實腹式式：型型鋼截截面與與組合合截面面格構式式：綴綴條式式與綴綴板式式第二節節拉拉、壓壓彎構構件的的強度度與剛剛度一、強強度兩個工工作階階段，，兩個個特征征點彈性工工作階階段：：以邊邊緣屈屈服為為特征征點（（彈性性承載載力））彈塑性性工作作階段段：以以塑性性鉸彎彎距為為特征征點（（極限限承載載力））極限承承載力力聯立以以上兩兩式，，消去去η，則有如如下相相關方方程－－軸軸力單單獨作作用時時最大大承載載力－－彎彎距單單獨作作用時時最大大承載載力如右圖圖所示示，為為計算算方便便，改改用線線性相相關方方程（（偏安安全））《規范》公式關于±號的說說明－－－如如右圖圖