建筑结构18钢结构受弯构件
钢结构受弯构件的计算
钢结构受弯构件的计算1.受弯构件的力学模型受弯构件通常由横截面为直角梁的矩形或者工字形钢材组成。
其在受力时，会形成弯曲形状，上部为受压区，下部为受拉区。
为了进行计算，需要将受弯构件简化为力学模型，通常采用简支梁或者悬臂梁。
2.受弯构件的受力分析受弯构件在受力时，上部会形成压应力，下部会形成拉应力。
首先需要根据施加载荷的形式和大小，进行受力分析。
常见的施加载荷有集中力、均布力、温度应变和装配应变等。
3.弯矩计算弯矩是受弯构件设计中的重要参数，用于反映材料的抗弯性能。
弯矩的计算可以通过力学平衡方程和构件截面的几何特性来进行。
对于简单的受弯构件，可以根据荷载和材料性能直接计算得到弯矩值。
对于复杂的受弯构件，需要使用力学原理和数值计算方法。
4.应力计算受弯构件在承受弯矩时，会产生应力，应力的计算是结构设计中的关键环节。
主要有弯曲应力、剪应力和轴向应力。
弯曲应力是受弯构件中最主要的应力，可以通过受弯构件的弯曲截面惯性矩和截面模量来计算。
5.抗弯设计在进行抗弯设计时，需要根据弯矩和应力的计算结果，选择合适的钢材型号和截面尺寸。
一般来说，抗弯设计要满足两个条件：第一是满足弯矩设计要求，即受弯构件在设计工况下的弯矩不超过其抗弯强度；第二是满足截面抗弯设计要求，即受弯构件的截面要满足平衡力矩和压应力的要求。
6.构件验算和优化设计抗弯设计完成后，需要进行构件验算，即检查所设计的构件是否满足强度和稳定性要求。
如果验算结果不符合要求，则需要进行优化设计，重新选择钢材型号和截面尺寸，或者改变结构形式。
综上所述，钢结构受弯构件的计算涉及受力分析、弯矩计算、应力计算、抗弯设计和构件验算等多个方面。
通过合理的计算和设计，可以确保钢结构受弯构件的安全可靠性。
受弯构件
型钢梁
实腹式截面梁
按截面构成方式分
焊接组合截面梁
空腹式截面梁 组合梁
由若干钢板或钢板与型钢连接而成。它 截面布置灵活，可根据工程的各种需要 布置成工字形和箱形截面，多用于荷载 较大、跨度较大的场合。
3
钢结构原理与设计
图4.1 工作平台梁格
1-主梁 2-次梁 3-面板 4-柱 5-支撑
4
钢结构原理与设计
M x Wnx
a
M x f yWnx
a
σ
fy
fy
fy
M xp f yW pnx
M xp f y S1nx S2nx f yWpnx
式中： S1nx、S2nx 分别为中和轴以上、以下截面对中 和轴的面积矩； Wpnx 截面对中和轴的塑性抵抗矩。
(4-2) 5 2) （
16
钢结构原理与设计
2) 梁的抗剪强度 剪应力的计算公式：
VS fv It w
（4.6）
式中：V ——计算截面的剪力； S ——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩； I ——毛截面惯性矩；
17
钢结构原理与设计
3) 梁的局部承压强度
图4.6 梁局部承压应力
18
钢结构原理与设计
式中：F ——集中荷载，动力荷载需考虑动力系数； ψ ——集中荷载增大系数，重级工作制吊车梁ψ＝1.35； Lz ——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定腹板长度，按下式计算： Lz=a+2hy a ——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，吊车梁可取a为50mm； hy ——自吊车梁轨顶或其它梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离
t1
ho
t1
b
20
钢结构原理与设计
钢结构基础4.1受弯构件-钢梁
——截面不对称影响系数 b
w
0
• 钢结构基础
b 0.6 若 时，表明钢梁进入弹塑性工作阶段，《规范》规定应采用下 式计算的 代替 值 b
② 在剪应力作用下
h0 235 104 tw fy
③ 在弯曲应力作用下
h0 235 174 tw fy
• 钢结构基础
b.设置加劲肋
①腹板加劲肋的设置 梁的腹板以承受剪力为主，组合梁的腹板主要是靠设置 加劲肋来保证其局部稳定。 加劲肋可以用钢板或型钢制成，焊接梁一般常用钢板。
• 钢结构基础 在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，应在其 相交处将纵向加劲肋断开，横向加劲肋保持连续。
• 钢结构基础
学习内容： 4.1.1 梁的设计要点 4.1.2 型钢梁设计 4.1.3 组合梁设计 4.1.4 梁的拼接与连接
• 钢结构基础
4.1.1 梁的设计要点
钢梁的形式： 按功能分：楼盖梁、平台梁、吊车梁、墙梁等； 按截面形式分：型钢梁、组合梁； 按支承分：简支梁、连续梁、悬臂梁等； 按荷载作用情况分：单向弯曲梁、双向弯曲梁（如檩条）；
纵向加劲肋断开
横向加劲肋保持连续
• 钢结构基础 为了减少焊接应力，避免焊缝过分集中，横向加劲肋的端 部应切去约bs/3（≤40mm），高约bs/2（≤60mm）的斜 角
• 钢结构基础
加劲肋设置
• 钢结构基础
• 钢结构基础 ② 加劲肋的构造要求 加劲肋的配置 : 加劲肋宜在腹板两侧成对配置，也可单侧配置
表4-3
• 钢结构基础 3、梁的局部稳定
第五章-钢结构受弯构件
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
横向尺寸较小或面板
跨度较大的情况。
(2)双向梁格
有主梁及一个方向的次梁，次梁由主梁支承， 是最为常用的梁格类型。
(3)复式梁格
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，只适用于荷载重和主梁间距很大的情况
v5q kl35•q kl2• lM kl v
l 38 E x4 I48 8 E x I1E 0 x Il 对变截面简支梁：
v l1M E 0 klx I12 3I5 xI xIx1 v l
5.4 梁的整体稳定承载力
5.3.1 梁整体稳定的概念 为了提高抗弯强度，节省钢材，钢梁截面一
时，应取 x =1.0。 钢材牌号所指屈服点 f y ,
即不分钢材厚度一律取为；Q235钢，235；Q345 钢，345；Q390钢，390；Q420钢，420。
②直接承受动力荷载且需要计算疲劳的梁，
例如重级工作制吊车梁，塑性深入截面将使钢材
发生硬化，促使疲劳断裂提前出现，因此按式
(6.4)和式(6.5)计算时，取 x = y =1.0，
等)，应按下式验算该处的折算应力：
2c 2c 3 21f
M xh0
W nx h
1 —验算折算应力的强度设计值增大系数。
当
与
异号时，取
c
1
=1.2；当
与同
号或 =0时，取 c =1.1。 1
当其异号时，其塑性变形能力比其同号时大，
因此前者的值大于后者。
5.2.2 梁的刚度
对等截面简支梁：
钢结构第五章受弯构件
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 。
18号受力钢筋弯折的圆弧内直径
《18号受力钢筋弯折的圆弧内直径》一、概述在建筑结构设计和施工中，受力钢筋是至关重要的材料之一。
而在受力钢筋的弯折过程中，其圆弧内直径的大小对于整个结构的承载能力和稳定性有着重要的影响。
本文将深入探讨18号受力钢筋弯折的圆弧内直径这一主题，帮助读者全面了解该主题的相关知识。
二、18号受力钢筋弯折的圆弧内直径的深度探讨1. 18号受力钢筋的特性和用途18号受力钢筋是一种常用的建筑材料，具有良好的抗拉性能和强度，常用于混凝土结构中的受力部位，如梁、柱等。
它的直径和弯曲性能对于结构的稳定性和安全性至关重要。
2. 圆弧内直径的概念和重要性圆弧内直径是指受力钢筋在弯折时形成的圆弧的内部直径。
它直接影响着钢筋的受力状态和弯曲性能，进而影响整个结构的受力性能和承载能力。
合理控制圆弧内直径对于结构设计和施工至关重要。
3. 影响圆弧内直径的因素圆弧内直径受到多种因素的影响，包括钢筋的直径、材质、弯曲半径、弯曲角度等。
在实际工程中，我们需要对这些因素进行综合考虑，以确保圆弧内直径符合设计要求。
4. 圆弧内直径的计算和控制根据相关理论和规范，我们可以通过数学计算和实验方法来确定受力钢筋弯折时的圆弧内直径。
在施工现场，我们还需要严格控制弯曲设备的参数和操作过程，以确保钢筋的圆弧内直径符合要求。
三、回顾与总结通过本文的深度探讨，我们对18号受力钢筋弯折的圆弧内直径有了更加全面和深入的了解。
圆弧内直径作为影响结构承载能力和稳定性的重要因素，需要在设计和施工中引起足够的重视。
只有合理控制圆弧内直径，才能确保结构的安全可靠。
相信在今后的工程实践中，我们能够更好地应用这些知识，为建筑结构的质量和安全保驾护航。
四、个人观点在我看来，18号受力钢筋弯折的圆弧内直径是一个复杂而又关键的问题。
在实际工程中，我们需要充分理解材料的特性和受力规律，合理选择和控制圆弧内直径，才能确保结构的稳定性和安全性。
我们还需要不断学习和研究相关知识，以适应不断变化的建筑工程需求。
钢结构第五章
悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大 挠度分别为
17
v 1 pkl3 l 8 EIx
v 1 pkl2 l 3 EIx
式中
v —— 梁的最大挠度。 qk —— 均布荷载标准值。 pk —— 各个集中荷载标准值之和。 l —— 梁的跨度。 E —— 钢材的弹性模量(E 2.06105 N m2 )。 Ix —— 梁的毛截面惯性矩。
第5章 受 弯 构 件
1
5.1 受弯构件的可能破坏形式和影响因素
在荷载作用下，受弯构件可能发生多种形式的破坏，主要 有强度破坏、刚度破坏、整体失稳破坏及局部失稳破坏四 种。所以，钢结构受弯构件除要保证截面的抗弯强度、抗 剪强度外还要保证构件的整体稳定性和受压翼缘板件的局 部稳定要求。对不利用腹板屈曲后强度的构件还要满足腹 板局部稳定要求。这些都属于构件设计的第一极限状态问 题，即承载力极限状态问题。此外受弯构件还要有足够的 刚度，以保证构件的变形不影响正常的使用要求，这属于 构件设计的第二极限状态问题，即正常使用极限状态问题。
22
自由扭转的特点是：
(1)
沿杆件全长扭矩
MZ 相等，单位长度的扭转角
d dz
相等，
并在各截面内引起相同的扭转切应力分布。
(2) 纵向纤维扭转后成为略为倾斜的螺旋线， 较小时近似于 直线，其长度没有改变，因而截面上不产生正应力。
(3) 对一般的截面(圆形、圆管形截面和某些特殊截面例外) 情况，截面将发生翘曲，即原为平面的横截面不再保持平 面而成为凹凸不平的截面。
(4) 与纵向纤维长度不变相适应，沿杆件全长各截面将有不 完全相同的翘曲情况。
23
2. 约束扭转
当受扭构件不满足自由扭转的两个条件时，将会产生约束扭 转。以下图所示工字形截面的悬臂构件为例加以说明。
钢结构5-受弯构件
施工图绘制
完成图纸绘制，准备施工。
优化方法与实例
尺寸优化
调整梁、柱等构件的截面尺寸，以实 现最优承载能力。
形状优化
改变构件的形状，如采用H形、箱形 等，提高稳定性。
优化方法与实例
• 拓扑优化：确定结构中最佳的材料分布，以满足性能要求。
优化方法与实例
大跨度桥梁
05
受弯构件的设计与优化
设计原则与流程
确保结构安全
满足承载力、稳定性和疲劳强度要求。
经济性
优化材料用量，降低成本。
设计原则与流程
• 可持续性：考虑环境影响，选择环保材料和工艺。
设计原则与流程
需求分析
明确结构用途、载荷和约束条件。
初步设计
确定梁、柱等主要构件的尺寸和布局。
设计原则与流程
详细设计
未来发展方向与挑战
高性能材料研发
满足更高强度、韧性和耐久性要求。
跨学科合作
加强结构工程、材料科学、计算机科学等多学科交叉融合。
THANKS
感谢观看
有限元法
利用计算机模拟技术，对钢结构进 行详细的数值分析，可以更准确地 预测其稳定性。
提高稳定性的措施
1 2
加强支撑
增加侧向支撑和加强筋，提高钢梁的侧向刚度和 稳定性。
选择合适的截面形状和尺寸
根据受力要求和稳定性要求，选择合适的截面形 状和尺寸。
3
预应力处理
通过施加预应力来提高钢结构的稳定性，防止失 稳的发生。
钢结构5-受弯构件
目录
• 受弯构件概述 • 受弯构件的受力分析 • 受弯构件的承载能力 • 受弯构件的稳定性分析 • 受弯构件的设计与优化
钢结构钢结构基本构件计算
(a) 变宽度；(b) 变厚度
大连大学建筑工程学院
钢结构-钢结构基本构件计算
§1.4 钢结构的连接方法
对接焊缝的计算
（1） 轴心力作用时的计算，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接 焊缝强度： N
l wt
f t w , f cw
轴心力作用时的对接焊缝
大连大学建筑工程学院
钢结构-钢结构基本构件计算
大连大学建筑工程学院
钢结构-钢结构基本构件计算
§2.1 受弯构件计算
2、抗剪强度计算： 在主平面内受弯的实腹构件，其抗剪强度按下式计算：
VS fv It w
3
当梁的上翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载而未设支 承加劲肋，或受有移动集中荷载作用时，应验算腹板计算高度边
在集中荷载作用下，翼缘类似支承于腹板的弹性地基梁。梁 的局部承压强度可按下式计算：
钢结构-钢结构基本构件计算
§2.1 受弯构件计算
腹板的局部稳定 对于腹板，采用加厚钢板的方法是很不经济的，布置加劲肋是一种 有效措施。加劲肋分横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋几种。
1—横向加劲肋； 2—纵向加劲肋； 3—短加劲肋
大连大学建筑工程学院
钢结构-钢结构基本构件计算
§2.2 轴心受力构件计算 强度
对于翼缘只能采用第一种方法，梁的受压翼缘的外伸部分可视为三 边简支、一边自由的均匀受压板。用弹性稳定理论，并考虑钢材的弹塑 性工作，推导出局部失稳时的临界应力σcr系翼缘厚度t与翼缘外伸宽度b1 比值的函数，令 σcr接近钢材的屈服点可以反算出 b1/t的限值，以使局部 失稳不先于强度破坏。
大连大学建筑工程学院
《规范》采用了简化计算方法，规定轴心受力构件的强度是以 全截面的平均应力达到屈服强度为极限的，当有截面削弱时，应 采用净截面，公式如下：
钢结构受弯构件计算
钢结构受弯构件计算4.1 梁的类型和应用钢梁在建筑结构中应用广泛，主要用于承受横向荷载。
在工业和民用建筑中，最常见的是楼盖梁、墙架梁、工作平台梁、起重机梁、檩条等。
钢梁按制作方法的不同，可分为型钢梁和组合梁两大类，如图4-1所示。
型钢梁又可分为热轧型钢梁和冷弯薄壁型钢梁。
前者常用工字钢、槽钢、H 型钢制成，如图4-1（a）、（b）、（c）所示，应用比较广泛，成本比较低廉。
其中，H 型钢截面最为合理，其翼缘内外边缘平行，与其他构件连接方便。
当荷载较小、跨度不大时可用冷弯薄壁C 型钢[图4-1（d）、（e）]或Z型钢[图4-1（f）]，可以有效节约钢材，如用作屋面檩条或墙面墙梁。
受到尺寸和规格的限制，当荷载或跨度较大时，型钢梁往往不能满足承载力或刚度的要求，这时需要用组合梁。
最常见的是用三块钢板焊接而成的H 形截面组合梁[图4-1（g）]，俗称焊接H 型钢，其构造简单，加工方便。
当所需翼缘板较厚时，可采用双层翼缘板组合梁[图4-1（h）]。
荷载很大而截面高度受到限制或对抗扭刚度要求较高时，可采用箱形截面梁[图4-1（i）]。
当梁要承受动力荷载时，由于对疲劳性能要求较高，需要采用高强度螺栓连接的H 形截面梁[图4-1（j）]。
混凝土适用于受压，钢材适用于受拉，钢与混凝土组合梁[图4-1（k）]可以充分发挥两种材料的优势，经济效果较明显。
图4-1 梁的截面形式（a）工字钢；（b）槽钢；（c）H 型钢；（d），（e）C型钢；（f）Z型钢；（g）H 形截面组合梁；（h）双层翼缘板组合梁；（i）箱形截面梁；（j）高强度螺栓连接的H 形截面梁；（k）钢与混凝土组合梁为了更好地发挥材料的性能，钢材可以做成截面沿梁长度方向变化的变截面梁。
常用的有楔形梁，这种梁仅改变腹板高度，而翼缘的厚度、宽度及腹板的厚度均不改变。
因其加工方便，经济性能较好，目前已经广泛用于轻型门式刚架房屋中。
简支梁可以在支座附近降低截面高度，除节约材料外，还可以节省净空，已广泛应用于大跨度起重机梁中，另外，还可以做成改变翼缘板的宽度或厚度的变截面梁。
钢结构受弯构件
（5-5）
235
b1
13 f y
t
15
235 fy
时取rx =1.0
2、直接承受动力荷载：
rx = ry=1.0
3、不直接承受动力荷载固端梁、连续梁
塑性铰：M x Wpnx f
f 0.9
(5-6)
（二）梁的抗剪强度
=
Vs Itw
fv
（三）梁的局部承压强度
c
F
t ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl z
（6-9重）级：1.35 其他：1.0
4、应变硬化工作阶段
二、梁的强度计算公式
f 1、承受静力或间接承受动力荷载：
（1）单向弯曲：
Mx rx wnx
（5-4）
（2）双向弯曲：
f Mx rx wnx
My ry wny
双轴对称工字型：rx =1.05 ry =1.2
箱形：rx = ry=1.05
其他截面 P142 表5-1
限制条件：
双轴对称工字型： b 0
加强受压翼缘工字型：b 0.8(2b 1)
加强受拉翼缘工字型：b 2 b 1
I1
b
I1 I2
当 b 0.6
时梁进入弹塑性阶段，M cr
,b
' b
轧制普通工字钢 查附3－2
' b
1.07
0.282 b
1.0
四、b 的近似计算
当
y 120
235 fy
1、工字形
且受均布弯矩作用
双向受弯梁
二、应用
工作平台梁、楼盖梁、墙架梁、吊车梁、柃条
图5－1 梁的截面类型
§5-2 梁的强度和刚度
一、梁的强度
双轴对称工字型梁在荷载作用下的四个工作阶段： fy
武汉科技大学《钢结构》常见问题解答第五章受弯构件
第五章受弯构件1．什么是受弯构件？何谓梁？其分类如何？各有何截面形式和应用？答：承受横向荷载的构件称为受弯构件，实腹式的受弯构件通常称为梁。
按制作方法钢梁可分为型钢梁和组合梁两种。
型钢梁加工简单，成本较低，因而应优先采用。
型钢梁通常采用热轧工字钢、热轧H型钢和槽钢三种，其中以H型钢的截面分布最合理，翼缘内外边缘平行，与其他构件连接较方便。
用于梁的H型钢宜为窄翼缘型（HN型）。
图5-1 梁的截面形式在荷载或跨度较大时，由于型钢受到截面尺寸的限制，必须采用组合梁。
组合梁是由钢板或型钢用焊接或螺栓连接而成，最常用的是焊接工字形截面，或由T形钢中间加板的焊接截面。
当焊接组合梁翼缘的厚度很厚时，可采用两层翼缘板的截面。
荷载很大而高度受到限制或梁的抗扭要求较高时，可采用箱形截面。
组合梁截面组成灵活，材料分布合理，节省钢材。
2．钢梁的承载力极限状态和正常使用极限状分别包括哪些方面的内容？：钢梁的承载力极限状态包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。
正常使用极限状态主要指钢梁的刚度，设计时要求在荷载标准值作用下，梁的最大挠度不大于《规范》规定的容许挠度3．梁的强度包括哪些？梁的刚度验算有和要求？答：梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。
梁的刚度验算即为梁的挠度验算。
设计时要求在荷载标准值作用下，梁的最大挠度不大于《规范》规定的容许挠度4．作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为哪三个阶段？其应力有何特点？要计算疲劳的梁，按哪一阶段进行计算？答：作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图5-2 梁正应力的分布1）弹性工作阶段 荷载较小时，截面上各点的弯曲应力均小于屈服点y f ，荷载继续增加，直至边缘纤维应力达到y f （图5-2b ）。
2）弹塑性工作阶段 荷载继续增加，截面上、下各有一个高度为a 的区域，其应力σ为屈服应力y f 。
《全国民用建筑工程设计技术措施》结构篇之18门式刚架轻型房屋钢结构
2003 全国民用建筑工程设计技术措施结 构 第18章 门式刚架轻型房屋钢结构北京中华建安徽分公司总工办 编著建设部工程质量安全监督与行业发展司中国建筑标准设计研究所目录目 录 (2)18.1一般规定 (3)18.2结构布置 (5)18.3门式刚架 (5)18.4屋面檩条和屋画板 (7)18.5支撑体系 (9)18.6围护结构 (10)18. 7节点及构造 (11)18.8抗震措施 (15)18.9常见设计质置问题及预防措施 (15)18门式刚架轻型房屋钢结构18.1一般规定18.1.1 本措施适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架，具有轻型屋盖和轻型外墙。
无桥式吊车或起重量不大于20t的起重机工作级另（为中、轻级（A1- A5）的桥式吊车或3t悬挂吊车的单层房屋钢结构设计，不适用于具有强烈侵蚀性气体和构件表面温度大于150℃的房屋。
18.1.2受拉强度按净截面计算，受压强度按有效净截面计算。
稳定性按有效截面计算，变形和多种稳定系数均可按毛截面计算。
18.1.3悬挂的附加永久物体重量：如喷淋系统、机械设备、电力系统和吊顶等悬挂荷载应视为恒载，按实际情况取用。
18.1.4屋面均布活荷载标准值应取0.5kN／m2 ，对支承压型钢板等轻屋面构件，当仅有一个可变荷载，且受荷水平投影面积超过60m2时，屋面均布活荷载标准值可取0.3kN／m2。
18.1.5屋面施工或检修集中荷载，其标准值取1.0kN，当施工荷载有可能超过上述荷载时，应按实际情况取用。
18.1.6跨高比L/h小于等于4的门式刚架应按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001计算风荷载标准值WK 及风荷载体形系数μs不考虑风振系数βj，但当跨高比l／h大于4的门式刚架及房屋所有围护结构的风荷载标准值Wk宜按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002取用。
18.1.7限值规定1受弯构件的挠度与其跨度的比限值，不应大于表18.1.7- 1规定。
钢结构第5章 受 弯构件
eq2c 2c3 21f
式中：σ ﹑τ ﹑σc—腹板计算高度h0 边缘同一点上同时产生的正应力﹑剪应力和局部压应力，σ和σc 以拉应力为正，压应力为负。
β1 — 计算折算应力的强度设计值增大系数:当σ与σc异号时,取β1=1.2；当σ与σc同号时或σc=0时,取 β1=1.1。
lz a5hy
当集中荷载作用在梁端部时，为
lz a2.5hy
式中a为集中荷载沿梁跨度方向的承压长度,在轮压作用下,可取a=5cm。hy为自梁顶面(或底面)或自吊车 梁轨顶至腹板计算高度边缘的距离。腹板的计算高度h0对于型钢梁为腹板与翼缘相接处两内圆弧起点间的距 离,对于组合梁则为腹板高度。
设钢计结原构 理
第五章 受弯构件
局部压应力验算公式为:
c
F
twlz
f
式中：F—集中荷载; ψ—系数,对于重级工作制吊车梁取ψ=1.35,其它梁 ψ =1.0。
设钢计结原构 理
第五章 受弯构件
5.2.2.4 复杂应力作用下强度 在组合梁腹板的计算高度处，当同时有较大的正应力σ、较大的剪应力τ和局部压应力σc作用，或同时
作用在
上翼缘 下翼缘
1.15 1.40
1.75
对 称截面、
上翼缘加
1.20 1.40
强及下翼 缘加强的 界面
10
侧向支承点间无横向荷载
1.75-1.05(M1/M2)+0.3 (M1/M2)2 但≤2.3
注：1、l1、t1和b1分别是受压翼缘的自由长度、厚度和宽度； 2、 M1和M2一梁的端弯矩，使梁发生单曲率时二者取同号，产生双曲率时取异号，| M1 |≥| M2 |； 3、项次3、4、7指少数几个集中荷载位于跨中附近，梁的弯矩图接近等腰三角形的情况；其他情况的
钢结构受弯构件_附答案
练习五 受弯构件一、选择题（××不做要求）1．计算梁的（ A ）时，应用净截面的几何参数。
A ）正应力B ）剪应力C ）整体稳定D ）局部稳定2．钢结构梁计算公式nxx x W M γσ=中，γx （ C ）。
A ）与材料强度有关 B ）是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比C ）表示截面部分进人塑性D ）与梁所受荷载有关××3．在充分发挥材料强度的前提下，Q235钢梁的最小高度h min （ C ）Q345钢梁的h min （其他条件均相同）。
A ）大于B ）小于C ）等于D ）不确定××4．梁的最小高度是由（ C ）控制的。
A ）强度B ）建筑要求C ）刚度D ）整体稳定5．单向受弯梁失去整体稳定时是（ C ）失稳。
A ）弯曲B ）扭转C ）弯扭D ）都有可能6．为了提高梁的整体稳定，（ B ）是最经济有效的办法。
A ）增大截面B ）增加支撑点，减小l 1C ）设置横向加劲肋D ）改变荷载作用的位置7．当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（ B ）。
A ）设置纵向加劲肋B ）设置横向加劲肋C ）减少腹板宽度D ）增加翼缘的厚度××8．焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止（ A ）引起的局部失稳最有效，布置纵向加劲肋对防止（ B ）引起的局部失稳最有效。
A ）剪应力B ）弯曲应力 D ）复合应力 D ）局部压应力××9．确定梁的经济高度的原则是（ B ）。
A ）制造时间最短B ）用钢量最省C ）最便于施工D ）免于变截面的麻烦××10．当梁整体稳定系数φb ＞0.6时，用φ’b 代替φb 主要是因为（ B ）。
A ）梁的局部稳定有影响B ）梁已进入弹塑性阶段C ）梁发生了弯扭变形D ）梁的强度降低了××11．分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为（ D ）。
受弯构件
2.1 抗弯强度
正应力发展过程
弹性 阶段
2011《钢结构基本原理》 2011《钢结构基本原理》
弹塑性 阶段
塑性 阶段
第06章 受弯构件 06章
2.1 抗弯强度
截面的弯矩-转角曲线 截面的弯矩-转角曲线 弯矩
硬化
塑性
【思考04】材料 思考04】 04 塑性与截面塑性 塑性与 之间有何联系与 区别？ 区别？
——2个及以上应力分量存在的状态 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 同一点上同时出现的应力状态
受弯构件中的折算应力
2 σ zs = σ 2 + σ c − σ ⋅ σ c + 3τ 2
——应力分量的符号：拉正压负 应力分量的符号： 应力分量的符号
工程计算公式
σ zs ≤ β1 ⋅ f d
2011《钢结构基本原理》 2011《钢结构基本原理》
第06章 受弯构件 06章
1.3 破坏形式
受弯构件的主要破坏形式 受弯构件的主要破坏形式
强度破坏： 强度破坏：材料或截面屈服 整体失稳： 整体失稳：弯扭失稳 局部失稳：翼缘， 局部失稳：翼缘，腹板 疲劳，断裂：反复荷载， 疲劳，断裂：反复荷载，受拉区 变形过大： 变形过大：刚度不足
弹塑性 弹性
2011《钢结构基本原理》 2011《钢结构基本原理》
第06章 受弯构件 06章
2.1 抗弯强度
强度计算公式
1. 边缘屈服准则
M x ≤ M ex
工程计算 公式
σ =
M x ≤ fd W xn
【思考05】假如工字形受弯构件的翼缘采用Q345钢，腹板采用 思考05】假如工字形受弯构件的翼缘采用Q345钢 05 Q345 Q235钢 如何确定其边缘屈服弯矩？两种材料互换又如何？ Q235钢，如何确定其边缘屈服弯矩？两种材料互换又如何？
钢结构设计原理(受弯构件)
M
C
z
Mz
B D
图4.3.1 工字形截面构件自由扭转
特点：轴向位移不受约束，截面可自由翘曲变形；各截面翘曲变形 相同，纵向纤维保持直线且长度不变，构件单位长度的扭转角处处 相等；截面上只有剪应力，纵向正应力为零。
开口截面 自由扭转 剪应力分布
图4.3.2 自由扭转剪应力
按弹性分析：开口薄壁构件自由扭转时，截面上只有剪 应力。剪应力分布在壁厚范围内组成一个封闭的剪力流；剪 应力的方向与壁厚中心线平行，大小沿壁厚直线变化，中心
即：
M t 2At
任一点处的剪应力为： M t
2At
(4.3.5)
闭口截面的抗扭能力要比开口截面的抗扭能力大的多。
4.3.2 开口薄壁的约束扭转
o
x
y
Mz
V1 M1
z
o V1 M1
图4.3.4 构件约束扭转
特点：由于支座的阻碍 或其它原因，受扭构件的截 面不能完全自由地翘曲（翘 曲受到约束）。
剪力中心S位置的一些简单规律 （1）双对称轴截面和点对称截面（如Z形截面），S与截 面形心重和； （2）单对称轴截面，S在对称轴上； （3）由矩形薄板中线相交于一点组成的截面，每个薄板中 的剪力通过该点，S在多板件的交汇点处。常用开口薄壁截面的剪力中心位置2.弯曲剪应力计算
根据材料力学开 口截面的剪应力计算 公式，梁的抗剪强度 或剪应力按下式计算：
4.2.5 受弯构件的刚度
梁必须有一定的刚度才能保证正常使用和观感。梁的刚度可
用标准荷载作用下的挠度进行衡量。梁的刚度可按下式验算：
≤[]
（4.2.12）
——标准荷载下梁的最大挠度
[]——受弯构件的挠度限值，按附P384表2.1规定采用。
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M cr k
EI yGIt l1
影响梁整体稳定的因素：
①提高梁的侧向抗弯刚度EIy和抗扭刚度GIt可增
强梁抵抗弯扭变形的能力,能提高梁的整体稳 定承载能力。
②减小梁受压翼缘自由长度l1可减小弯扭变形，
能提高梁的整体稳定承载能力。
③系数k反映了荷载种类、分布及作用点位置对 临界弯矩Mcr的影响。
《规范》规定可不计算梁整体稳定性的情况： 1．有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁
的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压 翼缘的侧向位移时。
2．工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1与其 宽度b1之比不超过规定的数值。
当不符合上列情况之一时，在最大刚度主平面 内受弯的构件，其整体稳定性应按式计算：
简单梁格
普通梁格
复杂梁格
本章讲述内容 通过实例讨论总结 梁的强度、刚度和稳定性。 梁的承载能力极限状态包括强度和稳定两
方面。稳定又包括整体稳定和局部稳定。 梁的正常使用极限状态是控制梁在横向荷
载作用下的最大挠度。
18.2 梁的强度、刚度和整体稳定
18.2.1 梁的强度
考虑内容：抗弯强度、抗剪强度、局部承压、 折算应力的计算。
0
a1 a
a
a1+a+2.5hy a+5hy
计算公式：
c
F twlz
f
腹板计算高度h0的确定：对轧制型钢梁，
为腹板与上、下翼缘相接处两内弧起点间的
距离；对焊接组合梁，为腹板高度
（四） 折算应力 计算范围： 在组合梁腹板计算高度边缘处，
若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应 力，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连 续梁支座处或梁的翼缘截面改变处等）。
验算位置：剪力最大的截面，一般是支 座边缘截面。
（三） 局部承压强度 验算范围：当梁翼缘受有固定集中荷载（支座
反力、次梁对主梁压力等）作用且该处未设支 承加劲肋或受有移动集中荷载（吊车轮压）作 用。若固定集中荷载处设有支承加劲肋，则认 为集中荷载全部由加劲肋传递，可不进行局部 承压强度验算。0 计算假定：集中荷载从作用点开始到腹板计算 高度边缘可扩散至一定长度范围内，假定压应 力在该长度范围均匀分布
h、t1——梁截面的全高和受压翼缘厚度（mm）；
b——截面不对称影响系数。
残余应力等因素影响：若b>0.6时，梁的截面
部分进入塑性工作状态，对整体稳定不利，规
范 规 定 用 b′ 代 替 b,b′=1.07-0.282/ b≤1.0 H型钢b值的计算方法:与双轴对称焊接工字形
第18章 钢结构受弯构件
18.1 概述
梁的特点：是典型的受弯构件，承受横向荷载 作用。
工程实例： 楼盖梁、屋盖梁、工作平台梁、 檩条、吊车梁、墙梁等。
梁的截面：型钢截面、组合截面两大类。
梁格：采用纵横交叉的主、次梁组成，荷载的
传递方式是由面板到次梁， 次梁再传给主梁，
主梁传给柱或墙，最后传给基础。分为：
w Pkl 3 48EI
18.2.3 梁的整体稳定 （一）梁的临界弯矩 梁的整体失稳现象：为了提高梁在强轴方向的抗
弯强度和刚度，往往把梁截面设计的高而窄。但 对于高而窄的梁，如果在其侧向没有足够的支撑， 当外荷载达到某一值时，构件的侧向弯曲和扭转 就会急剧增加，使梁丧失承载能力，这种现象称 为梁丧失整体稳定性。 梁的临界弯矩：临界弯矩是梁整体稳定的极限承 载力。双轴对称两端简支梁的临界弯矩
截面相同。
（2）轧制普通工字钢简支梁
按表取用
若b>0.6时，也按式计算相应的b′代替b。
（3）轧制槽钢简支梁 按下式计算
b
570bt l1h
235 fy
h、b、t—分别为槽钢截面的高度、翼缘宽度和翼
缘平均厚度（mm）。
若b>0.6时，也按式计算相应的b′代替b。
（三）保证整体稳定性的措施
Wx——按受压纤维确定的梁毛截面抵抗矩
2．整体稳定系数b
（1）焊接工字形等截面简支梁
规范给出了整体稳定系数b的计算公式
b
b
4320 y2
Ah Wx
1 y Nhomakorabea1 4.4h
2
b
235 fy
b——梁整体稳定的等效弯矩系数
y——梁在侧向支承点间对截面弱轴y—y轴的 长细比。y= l1/iy A——梁的毛截面面积（mm2）；
计算公式： (验算位置）
双向受弯时:
Mx My f
单向受弯:
M
xWn x f
Wn
yWn y
对于 13 235 f y <b1/t ≤15 235 fy ,考虑塑性发 展对翼缘局部稳定不利，取 x y 1.0
（二）抗剪强度 计算公式：
VS I tw
fv
计算公式： 2 c2 c 32 1 f
18.2.2 梁的刚度 梁刚度不足的问题： 规范规定：梁的刚度通过限制最大挠度值来保证
计算公式： w w
注意问题：荷载取值 常用公式：
简支梁受均布荷载 w 5qkl 4
384EI
简支梁跨中受一个 集中荷载
（二）梁的整体稳定计算 1．整体稳定计算公式
考虑原则：
MM xx WWxx
MMMRRRWWcrccrrxx
ccrr RR
ff yy ff yy
b f
计算公式：
Mx f
bWx
Mx——绕强轴（x轴）作用的最大弯矩设计值 b——梁的整体稳定系数；
（一）抗弯强度
梁截面的应力随弯矩增加而变化：
≤fy
fy
fy
xx
≤fy
弹性阶段 M≤Me=fyWn
fy 弹塑性阶段
fy
塑性阶段 Mp=fyWpn
截面形状系数γ：梁截面塑性抵抗矩与截面弹性 抵抗矩之比Wpn/Wn=γ。它的大小反映了利用塑性
发展的承载力比弹性承载力提高的比例。
规范规定：一般情况下，考虑截面部分发展塑性； 对于直接承受动力荷载且需计算疲劳的梁，塑性 发展对疲劳不利，以弹性极限弯矩作为梁可以承 担的最大弯矩。
Mx f
bWx 在两个主平面内受弯的工字形截面或H型钢构件：
Mx My f
bWx yWy
例18-1 某焊接工字形等截面简支梁，跨度l=15m，