钢结构讲稿-06受弯

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《受弯构件》课件

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THANKS
直于截面。
扭矩
在扭矩作用下,受弯构件的截面上产 生扭矩,其大小与扭矩成正比,方向
垂直于截面。
剪应力
在剪力作用下,受弯构件的截面上产 生剪应力,其大小与剪力成正比,方 向与剪力方向相同。
挠度与转角
在弯矩作用下,受弯构件的截面会产 生挠度和转角,其大小与弯矩和跨度 有关。
02 受弯构件的受力分析
弯矩与剪力
构造要求与细节设计
配筋设计
根据弯矩分布情况合理布置钢筋,以提高构 件的承载力和延性。
预应力设计
通过施加预应力,改善构件的受力性能,提 高抗弯承载力和刚度。
连接与锚固设计
确保构件之间的连接可靠,防止因连接问题 导致的整体失稳或破坏。
细部构造处理
如钢筋的弯钩、搭接和锚固等,需满足相关 规范和构造要求。
稳定性
受弯构件在受到外部作用力时,可能会发生失稳现象,即构件失去承载能力而发 生弯曲或扭曲变形。稳定性分析是受弯构件设计的重要内容之一,需要采取相应 的措施来提高构件的稳定性。
03 受弯构件的截面设计
截面尺寸的选择
截面高度
01
根据跨度、荷载和材料特性选择合适的截面高度,以满足抗弯
承载力和刚度要求。
受弯构件
目录
Contents
• 受弯构件简介 • 受弯构件的受力分析 • 受弯构件的截面设计 • 受弯构件的施工与质量控制 • 受弯构件的加固与修复 • 受弯构件的发展趋势与展望
01 受弯构件简介
定义与分类
定义
受弯构件是指主要承受弯曲应力的构 件,通常为梁和板。
分类
根据材料可分为混凝土受弯构件、钢 受弯构件等;根据截面形式可分为矩 形、T形、I形等。

中南大学钢结构 第六章受弯

中南大学钢结构 第六章受弯

第六章 受弯构件的计算原理
§6.3 梁的扭转
6.3.1 自由扭转
当作用在梁上的剪力没有通过剪力中心时梁不仅产生弯曲变形,还 将绕剪力中心发生扭转。 如果梁中的各纤维沿纵向伸长 或缩短不受约束,则为自由扭转。
z
y
A M
C
x M
B D
z
图6.3.1 工字形截面构件自由扭转
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
fy Mx f xWx R My Mx f xWnx yWny
(6.2.2)
(6.2.3)
Mx、My ——梁截面内绕x、y轴的最大弯矩设计值; Wnx、Wny ——截面对x、y轴的净截面模量; x、y ——截面对x、y轴的有限塑性发展系数,小于; f ——钢材抗弯设计强度 ;
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 受弯构件的计算原理
根据局部稳定要求,当梁受压翼缘的自由外伸宽度与 其厚度之比大于 但不超过 时,塑性
发展对翼缘局部稳定会有不利影响,应取 x =1.0。
对于需要计算疲劳的梁,因为有塑性区深入的截面, 塑性区钢材易发生硬化,促使疲劳断裂提前发生,宜取 x= y =1.0。
第六章 受弯构件的计算原理
常用开口薄壁截面的剪力中心S位置
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
第六章 受弯构件的计算原理
2.弯曲剪应力计算
根据材料力学知识, 实腹梁截面上的剪应 力计6.2.4) I xt
图6.2.3 工字形和槽形截面梁中的剪应力
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure

N5-钢结构基本原理—受弯构件

N5-钢结构基本原理—受弯构件
五、其他条件下的临界弯矩(续)
截面形式与横向荷载作用位置变化
M crx
1
2 EI L2
y
[2a 3By
(2a
3By )2
Iω Iy
(1
GIt L2
2EI ω
)]
a ——横向荷载作用点到截面剪力中心的距离
荷载
剪心
挠曲
荷载作用点到剪心指向 与挠曲方向一致,a<0
剪心
荷载 挠曲
荷载作用点到剪心指向 与挠曲方向相反,a>0
一、截面抗弯强度:部分塑性准则
准则描述:截面边缘一侧或两侧部分进入塑性
截面强度公式
2 fy

1 x px
截面强度计算
xx
1 fy
工程设计公式
Mx
xWx
fy

Mx 1
x M ex
Mx
xWxn
fd
第2节 构件受弯时的截面强度 参阅§6.3, P123-125
一、截面抗弯强度: 双向受弯
b1
fy b0
b
第4节 整体稳定弯扭平衡方程和稳定临界弯矩 参阅§6.5.3, P140
九、工程计算方法(续)
双向受弯整体稳定计算公式
Mx
bWx
My Wy
fd
一、局部失稳现象
第5节 受弯构件中板件的局部稳定 参阅§6.2.3, P118
第5节 受弯构件中板件的局部稳定 参阅§6.6.1, P140-141
四、复合应力状态与折算应力
复合(复杂)应力状态
——2个及以上应力分量存在的状态 ——同一点上同时出现的应力状态
max
max Q:哪些截面有复杂应力状态?
? zs

钢结构课件-第6章受弯构件和压弯构件

钢结构课件-第6章受弯构件和压弯构件

第7章 拉弯、压弯构件
7.1.3 计算内容
拉弯构件: 承载能力极限状态:强度
正常使用极限状态:刚度
压弯构件: 强度
承载能 力极限 状态
稳定
正常 使用 极限 状态
刚度
实腹式
整体稳定 局部稳定
平面内稳定 平面外稳定
格构式
弯矩作用在实轴上 弯矩作用在虚轴上 (分肢稳定)
maxmaxx,y []
[] 取 值 同 轴 压 构 件 。
压弯构件弯矩作用平面外失稳——当构件在弯
矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧
向位移和扭转时,构件可能发生弯扭屈曲(弯
扭失稳)而破坏,这种弯扭屈曲又称为压弯构
NN
件弯矩作用平面外的整体失稳;对于理想的压
弯构件,它具有分枝点失稳的特征。
双向压弯构件的失稳——同时产生双向弯 曲变形并伴随有扭转变形属弯扭失稳。
xN AfyW1x1m xxM Nx/NEx1 (7.3.6)
上述边缘屈服准则的应用是用应力问题的表达式来剪力 稳定问题的相关公式
第7章 拉弯、压弯构件
3.压弯构件弯矩作用平面内整体稳定的计算公式
考虑抗力分项系数后,规范设计公式
(1)按边缘屈服准则
N xAW 1x1m xxM Nx/NE xf
N E x
引入塑性发展系数,即:
N Mx 1
Np xMex
(7.2.7)
—塑性发展系数,其值与截面的形式、塑性区的深度有关。
一般控制塑性发展深度≤0.15h。
第7章 拉弯、压弯构件
塑性发 展系数 的取值
第7章 拉弯、压弯构件
7.2.2 拉弯、压弯构件强度与刚度计算
1.单向拉弯、压弯构件强度计算公式

钢结构第五章受弯构件

钢结构第五章受弯构件
螺栓连接
适用于可拆卸的结构和临时性连接,具有施工方便、质量易于保证等优 点;但用钢量较大,且需要定期紧固。
03
铆钉连接
适用于承受动力荷载的结构,具有传力可靠、韧性和塑性好等优点;但
铆接工艺复杂、劳动强度高、用钢量也较大。
节点类型及其适用范围
刚接节点
能传递弯矩和剪力,适用 于固定支座和连续梁等需 要传递弯矩的结构。
03
受弯构件截面设计与优化
截面形状选择原则
01
02
03
符合受力要求
根据受弯构件所受荷载类 型、大小及分布情况,选 择能够有效承受弯矩和剪 力的截面形状。
便于加工制作
考虑现有加工设备和技术 水平,选择易于加工成型 的截面形状。
经济性
在满足受力要求和加工制 作的前提下,尽量选择材 料用量少、成本低的截面 形状。
连接固定
采用合适的连接方式将构件与基础或相邻构 件连接固定,确保稳定性和安全性。
验收标准和方法
验收标准
构件的尺寸偏差、形位公差、表面质量等应符合相关标准和 设计要求。
验收方法
采用测量工具对构件的尺寸、形位等进行测量,目视检查表 面质量,查阅相关质量证明文件等。对于不合格的构件,应 及时进行整改或返工处理,直至符合要求为止。
节点法
对于超静定结构,通过选取节点建立平衡方程,进 而求解内力的方法。
力矩分配法
适用于连续梁和无侧移刚架等结构,通过力矩分配 系数求解内力的方法。
剪力、弯矩图绘制
80%
剪力图的绘制
根据截面法或节点法求得的剪力 值,在构件上按比例绘制剪力图 。
100%
弯矩图的绘制
根据截面法或节点法求得的弯矩 值,在构件上按比例绘制弯矩图 。

钢结构课件第六章-受弯构件

钢结构课件第六章-受弯构件

钢结构设计原理
Design Principles of Steel Stru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;
双轴对称工字型截面简支梁的弯扭屈曲系数k
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
第六章 受弯构件 2、单轴对称工字型截面简支梁纯弯作用下的整体稳定
2 EI y
l
2
采用能量法可求出在不同荷载种类和作用位置情况下的梁的临界弯矩为:
M cr 1 I GIt l 2 ) 2a 3 By ( 2 a 3 By )2 (1 2 Iy EI
(6.24)
式中:β1、 β2和β3:和荷载类型有关的系数
a:荷载作用点至剪心s的距离,荷载在剪心以下时为正,反之为负; By:截面不对称修正系数
1 By 2I x

A
y( x 2 y 2 )dA y0
y0:剪力中心与截面形心的距离
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
Mxy Mx f x I x xWx
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
(6.1)
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 ;
第六章 受弯构件
截面的强度 截面强度破坏

钢结构-受弯构件

钢结构-受弯构件

受弯构件要点:♦受弯构件概述;强度准则在受弯构件中的体现;边缘屈服弯矩与极限弯矩;截面塑性模量;单轴与双轴抗弯强度♦截面抗剪强度;局部承压强度;折算应力♦整体稳定♦局部稳定受弯构件概述的主要破坏形式受弯构件类型与受力特点1.基本概念♦受弯构件:弯矩作用或受弯矩和剪力共同作用的构件。

♦强轴:形心主轴中惯性矩、截面模量最大的主轴。

♦弱轴:与强轴垂直的主轴。

2.构件类型♦单向弯曲构件:构件在一个主平面受弯。

♦双向弯曲(斜弯曲)构件:构件在两个主平面受弯。

3.受力特点♦屈服点♦ 弹性核 ♦ 塑性区♦ 极限抗弯承载力主要破坏形式1. 截面强度破坏截面的平均应力达到屈服点f y ,截面应变迅速增加最后导致结构破坏。

通常以截面的平均应力达到屈服点f y 为轴心受压构件强度破坏准则。

2. 整体失稳破坏由于侧向干扰力或构件初始偏心等原因,受弯构件离开原来的平面,发生侧向挠曲和扭转称为受弯构件的整体失稳。

当轴力达到某一值时结构不能保持稳定的平衡状态,结构变形迅速增大开始丧失稳定性,最后导致结构破坏。

这时的轴心压力称为临界压力。

3. 局部失稳破坏构成受弯构件的板件在压应力和剪应力作用下局部出现波浪状的鼓曲变形,但轴线变形仍在弯曲平面内的的现象。

一般不一定作为构件整体破坏的判别准则。

受弯构件的截面强度强度准则1. 边缘纤维屈服准则截面上边缘处的最大应力达到屈服时即认为受弯构件的截面达到了强度极限,截面上的弯矩称为屈服弯矩。

此时构件在弹性阶段工作。

2. 全截面屈服准则一整个截面的应力达到截面承载极限强度的状态作为强度破坏的界限,此时截面上的弯矩称为塑性弯矩或极限弯矩。

3. 部分发展塑性准则将截面塑性区限制在某一范围,一旦塑性区达到规定的范围即视为强度破坏。

抗弯强度1. 缘纤维屈服准则 单向弯曲构件 双向弯曲构件 截面应力:d xn x f W M ≤=σ;d yny xn x f W M W M≤+=σ(或()()d xyn yn xn xyn x xn y xyn y yn x f I I I y I M I M x I M I M ≤--+-=2σ) 相关准则:1≤exdxM M ; 1≤+eydy exd xM M M M屈服弯矩:d xn exd f W M =;d yn eyd f W M =2. 全截面屈服准则 中性轴:⎰=dA f N y;⎰=ydA f My x;⎰=xdA f M y y相关准则:1≤pxdxM M ; 1≤+pydy pxd xM M M M极限弯矩:d pxn pxd f W M =;d pyn pyd f W M =3. 部分发展塑性准则截面应力:d exn x x f W M ≤γ; d eyny y exn x xf W M W M ≤+γγ截面塑性发展系数:ep x M M =γ相关准则:直线关系式:1≤exdx xM M γ; 1≤+eydy y exd x xM M M M γγ屈服弯矩:d xn exd f W M =;d yn eyd f W M =抗剪强度1. 单方向横向力作用 截面应力:vyd x x y f tI S V ≤=τ(vyd wy f A V ≤=τ)2. 双方向横向力作用vyd y y x x x y f tI S V tI S V ≤+=τ(或()()()vyd xyyx xxy x x y y xy y yx f tI II V I S I S V I S IS ≤--+-=2τ)局部承压强度y zw c f l t F≤=σ; 其中,分布长度y z h a l 2+= 否则,需要设置支承加劲肋。

钢结构受弯构件课件

钢结构受弯构件课件
性,取塑性发展深度 a0.12h5[图6.6(c)]。

PPT学习交流
21
• 这样,梁的抗弯强度按下列规定计算;
Mx f
xWnx
Mx My f
xWnx yWny
• •
=1.0x、x5,=x
y
为截面塑性发展系数:对工字形截面,
==11.2.005;;y对对箱其形他截截面面,,可按表6.1采用;
• 在土木工程中,除少数情况如吊车梁、起重机 大梁或上承式铁路板梁桥等可单根梁或两根梁成 对布置外,通常由若干梁平行或交叉排列而成梁 格,图6.2即为工作平台梁格布置示例。

PPT学习交流
5
PPT学习交流
6

根据主梁和次梁的排列情况,梁格可分为三
种类型:
• (1)单向梁格
• 只有主梁,适用于
• 楼盖或平台结构的
y
PPT学习交流
22
为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳,规
范规定:①当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚
度t之比大于13 235/ f y (但不超过15 235/ f y )时,
应取
= 1x .0。 钢材牌号所指屈服点 ,即f不y 分
钢材厚度一律取为;Q235钢,235;Q345钢,
345;Q390钢,390;Q420钢,420。
M xp fy(S 1 n xS 2 n)xfy W pnx
• 式中 、 —分别为中和轴以上、以下净截面对中和轴x
的面积S矩1n;x S 2 nx

—净截面对x轴的塑性模量
• 塑性W 铰p弯n矩xS1nx与弹S2性n最x 大弯矩
之比为:

M xp
M xe
M W xp

【钢结构原理】钢结构第六章 受弯构件

【钢结构原理】钢结构第六章 受弯构件

第六章受弯构件I: 强度理论6.1 受弯构件的类型与截面6.2 受弯构件的主要破坏形式6.3 构件受弯时的截面强度6.4 构件扭转剪力中心(概念)如果要使构件仅发生弯曲而无扭转,横向荷载的作用线必须通过截面上确定的位置。

等截面构件存在一个与纵轴平行的剪力中心轴;作用在该轴上的任意横向力不会引起构件的扭转。

根据相互性定理,作用在构件上的扭矩也不会引起剪力中心轴上任意点的横向位移。

因此,在扭矩作用下,构件的剪力中心轴仍保持为直线而且位置不变;也就是说:构件的所有截面均绕此剪力中心轴转动。

剪力中心,也称为弯曲中心或扭转中心。

曲线坐标s定义:任意点O, Pnsz符合右手法则用中面代表构件;而用横截面的中线代表截面。

扇形坐标:PO ds当极点S不变时,起始原点位置的改变仅使截面上各点的扇形坐标改变一相同的常数。

Q x Q y Q x Q y00......................................(1) y x c Q x Q y tdst代表沿截面中线单位长度上的剪力,即剪力流。

By c AB x c AI ytdsI xtds如果x 和y 轴为截面的主轴,则00;y x x yI I x y I I阅读:6.3.6节:受弯构件(槽钢截面)的剪力中心对于单轴对称截面,剪力中心在截面的对称轴上;扇形惯矩和翘曲刚度截面的扇形惯矩为长度的六次方。

2,s I tds EI 截面的翘曲刚度。

6.1 受弯构件的类型与截面何为受弯构件?H钢:截面高宽比在0.5-1.0的宽翼缘工字钢;注意:强轴和弱轴之分;6.2 受弯构件的主要破坏形式2.1 受弯构件的强度破坏截面弯曲刚度主要由截面弹性核所提供;弹性核为零是说明什么?2.2 受弯构件的整体失稳理解图6-6.这种使梁丧失整体稳定的弯矩或荷载称为临界弯矩和临界荷载。

2.3 受弯构件的局部失稳导致局部失稳的机理:在横向力作用下,梁的受压翼缘与轴心压杆的翼缘类似;腹板可能有不同的受力状态,例如纯弯、纯剪等。

同济大学土木工程学院 钢结构 第6章受弯构件

同济大学土木工程学院 钢结构 第6章受弯构件

求解思路
EIyu'' Mx 0 EIω ''' GIt ' Mxu' 0
对式(c)求导一次,代入式(b),得到关于 的微分方程。
(6-46b) (6-46c)
EIω
IV
GIt
''
(M
2 x
/
EIy )
0
(6-47)
其通解为: C1 cosh1z C2 sinh1z C3 sin2z C4 cos2z











原为平面的横 截面保持平面
原为平面的横截面不再保持平面,有 的凹进、有的凸出,此现象称为翘曲
构件扭转概念(续)
自由扭转
•如果扭转时轴向位移不受任何约束,截面可自由翘
曲变形,称为自由扭转。
•自由扭转时,各截面的翘曲变形相同,纵向纤维保
Mz
Mz
持直线且长度保持不变,构件单位长度的扭转角处
2 ( EIω )t
}
——考虑塑性变形影响的有效刚度
——弹性区用弹性模量,塑性区用切线模量
切线模量理论(非纯弯时)
——各截面有效刚度分布不均匀--变刚度梁 ——方程难以求解
梁整体稳定的验算
整体稳定 验算公式
外弯矩
Mx
M crx
R
临界弯矩 抗力分项系数
绕x轴受压侧 毛截面抵抗矩
Mx Wx
M crx
By
——反映截面不对称程度的参数(反映 剪力中心在截面形心的上方或是下方)
By
1 2Ix
y(x2
y2 )dA
y0
2 ——纯弯曲:0; 均布荷载:0.46; 跨中集中荷载0.55

第六章钢结构 受弯构件

第六章钢结构 受弯构件

第章构件第6章受弯构件Flexural Member主要内容6.1 概述6.2 构件受弯时的截面强度6.3 受弯构件的整体稳定63受弯构件的整体稳定64受弯构件的局部稳定6.4 受弯构件的局部稳定6.5 受弯构件的变形和变形能力65受弯构件的变形和变形能力学习要求本章主要内容:梁的强度和刚度计算,掌握梁的整体稳定、局部稳定设计本章重点:(1)梁的强度和刚度(2)梁的整体稳定和局部稳定本章难点:梁的整体稳定6.1概述6.1 概述只承受弯矩作用或弯矩和剪力的构件称受弯构件。

梁的主要内力为弯矩与剪力一、受弯构件类型与截面梁在土木工程中应用很广泛,例如房屋建筑中的楼盖梁、工作平台、吊车梁、屋面檩条和墙架横梁,以及桥梁、水工闸门、作平台屋面和墙架横梁以及水工闸门起重机、海上采油平台中的梁等。

钢梁受力情况单向和双向钢梁受力情况:单向和双向。

按支承情况:简支梁、连续梁、悬臂梁。

简支梁连续梁悬伸梁按在结构中的作用不同:主梁、次梁工作平台梁格按在结构中的作用不同:主梁、次梁c次梁纵次梁主梁L1b主梁主梁b横次梁a a aL2L2只有主梁,荷载由楼板传至主梁,并经主梁传至墙或柱等承重结构。

适用于楼盖或平台结L2构的横向尺寸较小或面板跨度较大的情况。

荷载由楼板传至次梁,次梁再将荷载传至主梁,主梁支撑在墙或柱等承重结构上。

是最为常用的梁格类型。

在主梁间设纵向次梁,纵向次梁间再设横向次梁。

荷载传递层次多,梁格构造复杂,故应用较少,只适用于荷载大和主梁间距很大的情况。

按截面沿构件轴线方向变化:等截面梁、变截面梁按制作方法:型钢梁、焊接组合梁(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)型钢梁组合梁实腹式截面梁一、受弯构件类型与截面格构式受弯构件-桁架(a)(d)(b)(e)(c)(f)其特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替腹板,而在各节点将腹杆与弦杆连接。

其特点是以弦杆代替翼缘以腹杆代替腹板而在各节点将腹杆与弦杆连接二、受弯构件的主要破坏形式强度破坏:材料或截面屈服;材料断裂;疲劳要求在荷载设计值作用下梁的弯曲正应力剪应力局 要求在荷载设计值作用下,梁的弯曲正应力、剪应力、局部压力和折算应力均不超过规范规定的相应的强度设计值;承载整体失稳力极翼缘失稳:受压腹板失稳:受压、受弯或受剪局部失稳:梁不会侧向弯扭屈曲;限状态组成梁的板件不会出现波状的局部屈曲。

钢结构基本原理课件第六章受弯构件

钢结构基本原理课件第六章受弯构件
连接方便,同时蜂窝孔便于管线设施穿过,还能起到调整空间 韵律变化的作用,在国内外都得到了比较广泛的研究和应用。
腹板错位焊接 按锯齿形切开
(a)
蜂窝梁(a)切割线; (b)蜂窝梁
(b)
6.1.3 空腹式受弯构件
另一类型的空腹式受弯构件,工程上称之为桁架,与梁相 比,其特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替腹板,而在各 节点将腹杆与弦杆连接。这样,桁架整体受弯时,弯矩表 现为上、下弦杆的轴心压力和拉力,剪力则表现为各腹杆
的轴心压力或拉力。
(a)
梁式桁架形式
(d)
(b)
(e)
6.1.3 空腹式受弯构件
(a)
(d)
(b)
梁式桁架形式
(e)
(c)
(f)
钢桁架可以根据不同使用要求制成所需的外形,对跨度和 高度较大的构件,其钢材用量比实腹梁有所减少,而刚度
却有所增加。只是桁架的杆件和节点较多,构造较复杂,
制造较为费工。
6.2 受弯构件的设计
本节目录
6.2.1 概述 6.2.2 梁的强度 6.2.3 梁的刚度 6.2.4 梁的整体稳定性 6.2.5 梁的局部稳定性 6.2.6 型钢梁的截面设计
6.2.1 概述
梁设计中应满足的两种极限状态
内容 极限状态 需要满足 需要满足 抗弯强度 强度承载力 抗剪强度 局部承压强度 复杂应力状态下强度 稳定承载力 正常使用极限状态 梁的变形极限状态 整体稳定
3m 3 m
3m 3m
3m 3 m
3m 3m
q
6m
解:①荷载及内力计算
梁上的荷载标准值为: qk 3 4.5 7.5kN / m 2 荷载设计值为: qd 1.2 3 1.3 4.5 9.45kN / m 2

钢结构受弯构件优质PPT资料

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(二) 梁的整体稳定系数
梁要保持整体稳定
M x Mcr cr
梁设计时,应满足下式:
cr R
Mx Wx
M cr
Wx R
M cr
Wx R
fy fy
M cr Wx f y
fy
R
b f
b
b
4320 2y
Ah Wx
1

yt1 4.4h
2
b
235 fy
(7.5.6)
t1 —翼缘板厚度;
④结构跨度,侧向支撑间距
(三) 现行规范规定的整体稳定设计方法
⑤ 梁端部支承条件:支承对位移的约束越大,临界弯 梁整体失稳时能承受的最大弯矩,称为临界弯矩Mcr
例:跨度15m焊接工字形等截面简支梁,距两端支座5m处分别支承一根次梁,各传递荷载
矩越大。 对等截面焊接工字型和轧制H型钢简支梁按式计算;
例:跨度15m焊接工字形等截面简支梁,距两端支座5m处分别支承一根次梁,各传递荷载
(三) 现行规范规定的整体稳定设计方法
对热轧普通工字型钢简支梁的直接查表; 对等截面焊接工字型和轧制H型钢简支梁按式计算;
以上公式是在弹性假定的基础上导出,而中小跨度梁 在发生整体失稳时,梁截面往往处于弹塑性阶段,与 假设条件不符。 试验研究认为:当按以上各式求出的折减系数大于时, 应按以下经验公式进行折减
跨中无侧向支承点,荷载作用在 下翼缘
l1/b11623/5fy
跨中有侧向支承点,荷载作 用位置不限
3)对于箱形截面简支梁,其截面尺寸满足:
h b0 6, l1 b0 95 235 f y
可不计算整体稳定性。
例:跨度15m焊接工字形等截面简支梁,距两端支座5m处分别

钢结构课件受弯构件

钢结构课件受弯构件

c
F
t w lz
f
F ——集中力,对动力荷载应考虑动力系数;
——集中荷载增大系数,重级工作制吊车为1.35,
其他为1.0;
c
F
t w lz
f
lz --集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度:
跨中集中荷载: 梁端支座反力:
l z a 5hy 2hR l z a 2.5hy a1
y l1 i y ;
h 梁高,t1 受压翼缘的厚度;
b 截面不对称影响系数,
双轴对称时b 0 单轴对称截面b取值见规范。
2)轧制普通工字形简支梁
b可查表得到。
3)其他截面的稳定系数计算祥见规范。

上述稳定系数时按弹性理论得到的,当 b 0.6
时梁已经进入弹塑性工作状态,整体稳定临界离 显著降低,因此应对稳定系数加以修正,即:
b
t1
2
梁的强度和刚度
c 3t 1 f
2 2 c 2
2.4 折算应力
My 其中: I nx
, c
1
应带各自符号,拉为正。 计算折算应力的设计值增大系数。
, c 异号时,1 1.2 ; , c 同号时或 c 0, 1 1.1
a--集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,对吊车轮压可
取为50mm; hy--自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离;
hr--轨道的高度,计算处无轨道时取0; a1 --梁端到支座板外边缘的距离,按实际取,但不得
大于2.5hy。
ho
t1
b
腹板的计算高度ho的规定: 1.轧制型钢,两内孤起点间距;
2.焊接组合截面,为腹板高度; 3.铆接时为铆钉间最近距离。
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截面形状系数F的取值 : 矩形1.5,圆形1.7,圆管1.27, 工字形对x轴(强轴)1.10-1.17
2018/12/9 9
规范设计公式:
Mx 单弯 f xWnx My Mx 双弯 f xWnx yWny
工字形 x =1.05, y =1.2 取值 : 05 箱形1.
l GI t (1 2 ) Iy EI
35
2 3 B y
2018/12/9
I
2
3.3 整体稳定系数
3.3.1 双轴对称工字梁、纯弯
EI y
l 2 2 I l GI t 2 simplified Iy EI y
5
2
M cr
M cr
10.17 10

2 y
y t1 Ah 1 4.4 h
2
2018/12/9
36
M cr cr Wx 2 5 yt1 10.17 10 Ah 1 4.4h 2 yWx
2018/12/9 27
约束扭矩(2)
EI f h d 3 M EI 3 2 dz
2
I
Ifh 2
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扇性惯矩
扇性贯矩一般计算复杂,可查手册
28
2018/12/9
扭转平衡微分方程
M T M S M M S GIt M EI
开口/闭口=1:500
2018/12/9 24
3.1.2 约束扭转
悬臂工字梁
2018/12/9
25
剪应力分布
M T M S M
2018/12/9 26
约束扭矩(1)
M V f h
Vf dz 2 3 d u h d M f EI f V f EI f 2 3 dz 2 dz h u 2 dM f
EI
l GI t 2
2
定性规律:跨度、侧弯刚度、抗扭刚度
2018/12/9
34
简支、非纯弯曲、单轴截面的临界弯矩
荷载类型与位置影响:纯弯、均布、集中 单轴对称:加大受压翼缘
通用公式:
荷载类型 影响参数
荷载作用点位 置影响参数
截面不对称性 影响参数
M cr 1
EI y
l 2 2
2
[ 2 3 B y
第五章 受弯构件
Flexural Members
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1
第一节 概述 Introduction
受力:弯,剪 分类: 平台梁、楼盖梁、吊车梁、檩条等 主梁、次梁; 单弯、双弯 简支、连续、悬臂 型钢、组合截面; 等截面、变截面

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2

截面形式(1)-型钢与组合截面
2018/12/9
2018/12/9 10
2.2 受弯构件的强度-抗剪
剪应力分布
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11
规范公式
VS fv It w fv f 3
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12
2.3 受弯构件的强度-局部承压
局部压应力力分布
轨道高
跨中集中荷载: lz a 5hy 2hR 端支座反力处: lz a 2.5hy
MT GIt EI
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3.2 简支梁的临界弯矩
纯弯简支梁弯扭屈曲的现象
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30
弯扭屈曲状态
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31
力矩分量
M M x cos cos M x M M x cos sin M x du M M x sin M x M x dz
2018/12/9
13
规范公式
c
F
t wl z
f
: 局部应力放大系数
重级工作制吊车梁取135 . ,其它取1. 0
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14
2.4 受弯构件的强度-多种应力组合
规范公式: 弯剪组合
3 1.1 f
2 2
弯剪局压组合
c 3 1 f
n
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21
热轧型钢截面:
1 3 I t k bi ti 3 i 1
n
k
由试验确定,规范给出
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22
闭口薄壁截面:
It 4 A
2
dS Ñ t
b h dS 2 Ñ t t1 t2
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开口与闭口薄壁截面比较:
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32
平衡微分方程:
d v EI x M x 2 dz 2 d u EI y M x 2 dz 3 d d du GI t EI M x 3 dz dz dz
2018/12/9 33
2
方程的解(双轴对称简支工字梁纯弯)
M cr

l
EI y GI t 1
3

截面形式(2)-蜂窝梁
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4

受弯构件的极限状态
强度破坏 刚度不足 整体失稳 局部失稳(屈曲)

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5
第二节 受弯构件的强度和刚度
Strength and Stiffness of Flexural Members
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6
2.1 受弯构件的强度-抗弯
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18
3.1 梁的扭转
自由扭转
约束扭转
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19
3.1.1 自由扭转
矩形截面(b ?
t)
M s GI t GI t
max
M st It
1 3 I t bt 3
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(扭转常数或抗扭惯矩)
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开口薄壁截面:
1 3 I t bi ti 3 i 1
弯矩-曲率(转角)关系
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7
正应力发展过程
4阶段:弹性、弹塑性、塑性、应变硬化
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8
极限弯矩
设计?
弹性:M e =Wn f y 塑性:M p =W pn f y 截面形状系数:F W pn Wn
矩形: Wn bh / 6
2
W pn bh 2 / 4 F 1.5
2 2 c 2
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强度验算例题:
P152,例6-3,弯、剪、局部承压 表述与上课内容略有差异
请按课堂方法复算
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16
2.5 受弯构件的刚度
要求: v v
v的计算:荷载标准值 [v]的取值:使用要求,P384附表2.1
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17
第三节 受弯构件的整体稳定 Overall Stability
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