第3章構件的截面承載力—強度鋼結構的承載力截面：強度構件：強度、整體穩定、局部穩定、剛度結構：體系破壞主要內容軸心受力構件的強度梁的類型和強度梁的局部壓應力和組合應力按強度條件選擇梁截面梁的內力重分布和塑性設計拉彎、壓彎構件的應用和強度計算軸心受力構件的應用和截面選擇應用：空間結構、支柱、支撐等截面形式：熱軋型鋼截面3.1軸心受力構件的強度冷彎薄壁型鋼截面型鋼和鋼板的組合截面實腹式組合截面格構式組合截面對截面形式要求：能提供強度所需要的截面積；制作比較簡便；便于和相鄰的構件連接；截面開展而壁厚較薄。3.1.2

軸心受拉構件的強度截面平均應力達到fu毛截面平均應力達fy應力集中NA

ns

=￡

f設計準則：凈截面平均應力不超過鋼材的設計強度f設計公式：f

=fy

/gR

--鋼材的抗拉強度設計值！對高強螺栓摩擦型連接，凈截面強度驗算要考慮孔前傳力的影響。3.1.3

軸心受壓構件的強度強度計算與軸心受拉一樣，一般承載力由穩定控制梁的類型分類：按制作方式：型鋼梁和組合梁3.2梁的類型和強度按受力情況：單向彎曲梁和雙向彎曲梁梁的極限承載能力：

截面的強度：彎、剪、扭、局部壓應力及綜合效應。

構件的整體穩定

板件的局部穩定

直接受重復荷載時，疲勞3.2.2

梁的彎曲、剪切強度1.

梁的正應力正應力發展的四個階段彈性階段：疲勞計算、冷彎薄壁型鋼彈塑性階段：一般受彎構件塑性工作階段：塑性鉸應變硬化階段：一般不利用彈性階段Me=Wnfy塑性工作階段Mp=WpnfyWpn=

S1n+

S2n彈塑性階段F=Wp/W！對矩形截面F=1.5;圓形截面F=1.7;圓管截面F=1.27;工字形截面對軸強在1.10和1.17之間！截面塑性發展系數：gx和gy，取值1.0~F之間。如工字形截面gx=1.05，gy=1.2；箱形截面gx=gy=1.05截面塑性發展系數（課本80頁表3-4）截面塑性發展系數（課本80頁表3-4）GB50017計算公式：單向彎曲時M

xgxWnxs

=￡

fM

yM

xgxWnxgyWny雙向彎曲時s

=+￡

f！對于gx和gy：(1)疲勞計算取1.0;取1.0。y(2)

13235

/

f235

/

fy

￡

b1

/

t

￡15塑性設計時：M

x

￡

Wpnx

fWenxWenyGB50018：s

=

M

x

￡

fWenxs

=

M

x

+

M

y

￡

f2.

梁的剪應力vwItt

=

VS

￡

f3.2.3

梁的扭轉扭轉形式：自由扭轉和約束扭轉1.

自由扭轉對于矩形截面桿件，當b>>t時M

s

=

GItqtmax

=

M

st

/

ItI

?

bt3

/3t對于矩形組合開口薄壁截面3nbt

/3I

?t

i

ii

=1對于熱軋型鋼開口截面，考慮圓角影響3nb

t

/3I

?

kt

i

ii

=1對于閉口截面2t/dsI

=

4

A

tIt≈1:500,

t≈30:12.

約束扭轉翹曲變形受到約束M

T

=

M

s

+

MwM

s

=

GItq

=

GItj￠Mw

=

Vfh

=

-EIwj

￠M

T

=

GItj￠-

EIwj

￠3.

約束扭轉正應力fy2Iws=

M

fx

=

-E

hxj

￠Wwws=

BB為雙彎矩（雙力矩）3.3.1

局部壓應力3.3梁的局部壓應力和組合應力cw

zt

ls

=

y

F

￡

fy--集中荷載增大系數，對重級工作制吊車梁取y=1.35，其他取y=1.0lz

=

a

+

5hy

+

2hRlz

=

a

+

2.5hy3.3.2

多種應力的組合效應s

2

+

3t2

￡1.1

fs

2

+

s

2

-ss

+

3t2

￡

b

fc

c

1WenxWws

=

M

+

B

￡

fb1--s與sc異號時取1.2，同號時取1.1。橫向荷載不過剪心時：3.4按強度條件選擇梁截面初選截面型鋼梁nxxWg

f=

M

xHW414·405·18·28，Wx=4490cm3，g=233kg/mHM594·302·14·23，Wx=4620cm3，g=175kg/mHN692·300·13·20，Wx=4980cm3，g=166kg/m焊接組合截面梁截面高度容許最大高度hmax容許最小高度hmin經濟高度hehe

=

73

Wx

-

30

(cm)hmin≤h≤hmax，h≈he腹板高度hw腹板高度hw比h略小。腹板厚度tw抗剪ww

vth

f=

aV

a可取1.2~1.5。局部穩定w(cm)11hwt

=4.

翼緣尺寸b和t所需截面模量為：h3

h22I

1h

6

hhWx

=

x

=tw

w

+

bt

1

初選時取h≈h1≈hwhw

6bt

?

Wx-

tw

hw通常取b=25t，且h/2.5<b<h/6。3.4.2

截面驗算驗算時要包含自重產生的效應強度彎曲正應力單向彎曲時M

xgxWnxs

=￡

fM

yM

xgxWnxgyWny雙向彎曲時s

=+￡

f剪應力vwItt

=

VS

￡

f局部壓應力cw

zt

ls

=

y

F

￡

f折算應力s

2

+

3t2￡1.1

fcc1s

2

+

s

2

-ss+

3t2

￡

b

f剛度→第六章整體穩定→第四章局部穩定→第四章吊車梁疲勞→第二、八章3.4.3

梁截面沿長度的變化彎矩剪力加工因素不考慮整體穩定兩種變化方式變化截面高度變化翼緣面積變翼緣面積變化翼緣寬度變化翼緣厚度端部有正面角焊縫時：hf≥0.75t,

l1≥b；hf<0.75t,

l1≥1.5b端部無正面角焊縫時：l1≥2b3.6拉彎、壓彎構件的應用和強度計算拉彎、壓彎構件的應用拉彎構件承載能力極限狀態截面出現塑性鉸(格構式或冷彎薄壁型鋼為截面邊緣纖維屈服)、整體失穩、局部失穩（彎矩很大時）正常使用極限狀態剛度：限制長細比壓彎構件壓彎構件極限狀態承載能力極限狀態強度:端彎矩很大或截面有較大削弱平面內彎曲失穩平面外彎扭失穩局部穩定正常使用極限狀態剛度:限制長細比3.6.2

拉彎、壓彎構件的強度計算靜載、實腹式拉、壓彎構件強度極限狀態： 受力最不利截面出現塑性鉸P0

yyhhN

=

s

dA

=

2

y

bf

=

2

y0

bhf=

2

y0

NAAy2

y2

hh

bh2

1

-

4

0

f

y

=

1

-

4

0

M

P

22

4

h2

h2

M

=

s

ydA

=

b

-

y0

y0

+

f

y

=P

N

2

M

N

+

M

=1

P

偏于安全且計算簡便，以直線關系表示邊緣屈服：GB50018；GB50017的計算疲勞的構件和部分格構式構件全截面屈服：塑性設計部分發展塑性準則：GB50017N

+

MNP

M

P強度計算準則：=1AngxWnxN

–

M￡

fM

yAngxWnxgyWnyN

–