加劲肋设计

不需验算整体稳定。 不需验算整体稳定 ⑤ 刚度验算
x
14
x
1200
10
14
y 5ql 4 5n 2 − 4 3 v= + Pl 384 EI 384nEI 5 × 1.6 × 12 4 × 1012 5 × 4 2 − 4 × 201× 103 × 123 × 109 = + 5 4 384 × 2.06 × 10 × 453511× 10 384 × 4 × 2.06 × 105 × 453511× 10 4 l l l = 18.9mm = < vQ = < [vT ] = F F 635 500 400 F / 2 F F /2
t
平台主梁——加劲肋设计 加劲肋设计 平台主梁
2）腹板的局部稳定 ）
提高梁腹板局部稳定可采取以下措施： 提高梁腹板局部稳定可采取以下措施： ① 加大腹板厚度 — 不经济 ② 设 置 加 劲 肋 — 经济有效 腹板的高厚比限值（加紧肋布置见教材） 腹板的高厚比限值（加紧肋布置见教材）
横向加劲肋 纵向加劲肋
> 0.8 235 = 1.04 235 < 1.2
τ cr = [1 − 0.59(λs − 0.8)] f v = [1 − 0.59 × (1.04 − 0.8)]× 125 = 107.3N / mm 2
(σ σ cr )2 + (τ τ cr )2 = (151.3 215)2 + (32.5 107.3)2 = 0.59 < 1
腹板局部稳定计算
仅用横向加劲肋加 强的腹板
a
h0
图 设置横向加劲肋 同时受正应力、 同时受正应力、剪应力和 边缘压应力作用。 边缘压应力作用。 σ )2 σ c (τ )2 ≤ 1 稳定条件： 稳定条件： (σ + σ + τ cr c,cr cr
σ—腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算； 腹板边缘的弯曲压应力,由区格内的平均弯矩计算； /(l σc—腹板边缘的局部压应力,σc=F/( ztw) 腹板边缘的局部压应力,σ /( τ—腹板平均剪应力,τ= /( wtw )； 腹板平均剪应力,τ=V/( ,τ= /(h
τ cr = fv
τ cr = 1.1 fv /λ s2
fy 235
图5.22
应力形式
当a h0 ≤1.0 时：
λ s=
41 4 + 5.34 (h0 a ) 2
h0 t w
当a h 0 >1.0时：
λ s=
41 5.34 + 4(h0 a ) 2
h0 tw
fy 235
的表达式， 作为参数： ③ σc ,cr 的表达式，以 λ c = fy σc ,cr 作为参数： 当 λ c ≤ 0.9时，
(
)
[ ]
刚度满足要求。 刚度满足要求
3m
3m
3m
3m
⑥ 腹板局部稳定计算
F /2
F
F
F
F /2
hw / t w = 1200 / 10 = 120
应按计算配置横向加劲 肋
3m
3m
3m
3m
M2 V2
M4
横向加劲肋的间距应满足： 0.5h0 ≤ a ≤ 2h0，即600mm ≤ a ≤ 2400mm
y
3
(
)
14
S = 30 ×1.4 × 60.7 + 1× 60 × 30 = 4349cm
② 内力计算
F /2
F
F
F
F /2
主梁的自重标准值为： 204×10 × 7850×10 = 160kg / m = 1.6 kN / m
4 −6
3m 3m
3m
3m
V = 1.5 × 256 + 1.2 × 1.6 × 6 = 395 .5kN
h0 t w
fy 235
当 1.5 < a h 0 ≤ 2 时： fy h0 tw λc = 28 18.9 − 5a / h 0 235
加劲肋构造和截面尺寸
（1）双侧配置的横肋 单侧增加20%） 20%） （单侧增加20%
y
bs ≧ h0 /30 ～40 ts ≧ bs /15
（2）横向加劲肋间距 0.5 h0≦a ≦ 2 h0 （3）腹板同时设横肋和纵肋，相交处切断纵肋, 横肋连续 腹板同时设横肋和纵肋，相交处切断纵肋,
σc, cr＝ f σc, cr =1.1 f / λ2 c
图 应力形式
当 0.9 < λ c ≤1.2时，σc, cr = [1− 0.79 (λ c − 0.9)] f 当 λc >1.2时， 当 0.5 ≤ a h 0 ≤1.5 时：
λc =
28 10.9 +13.4 (1.83 − a / h0) 3
1
2
3
4
σ cr = 215 N / mm 2
τ cr = 107.3N / mm 2
8 ×1500 = 12000
(σ σ cr )2 + (τ τ cr )2 = (202.4 215)2 + (10.7 107.3)2 = 0.90 < 1
F /2
F
F
F
F /2
3m
3m
3m
3m
M2 V2
M4
V4
fy 2hc t w 1200 10 235 λb = = = 0.78 < 0.85 153 235 153 235 σ cr = f = 215 N / mm 2
1
2
3
4
8 ×1500 = 12000
a h0 = 1500 / 1200 = 1.25 > 1.0 fy h0 t w 1200 / 10 λs = = 2 2 41 5.34 + 4(h0 a ) 235 41 5.34 + 4(1200 / 1500)
VS 3955×103 × 4349 103 . × τ= = = 37.9N / mm2 < fv =125N / mm2 I xtw 453511 104 ×10 ×
局部压应力和折算应力 都不需验算。 都不需验算。
④ 整体稳定验算
y
300
l1 / b1 = 3000 / 300 = 10 < 16 235 f y = 16
h0
bs
ts z
图 加劲肋构造
z
（4）加劲肋的刚度
y
1 3 横向： 横向 I z = ts (2bs + tw )3 ≥ 3h0t W 12
纵向： 纵向 a
＞ 0. 85h δ
0
a a 2 3 I y ≥ (2.5 − 0.45 )( ) h0t W h0 h0
3
W
y
a
h0
0.85h0 I y ≥ 1 . 5 h0 t
c,cr τ cr cr σ σ
—临界应力。
图 应力形式
①σ cr的表达式，以λb = fy σcr 作为参数： 的表达式， 作为参数： 当 λ b ≤ 0.85时， 当 λ b >1.25时，
σcr ＝ f σcr =1.1 f / λ 2 b
图 应力形式
当 0.85 < λ b ≤1.25时， σcr =[ 1 − 0.75(λ b − 0.85 ) ] f
bs
y
ts z
图 加劲肋构造
z
（5）大型梁，可采用以肢尖焊于腹板的角钢加劲肋， 大型梁，可采用以肢尖焊于腹板的角钢加劲肋， 其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。 其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。 （6）横向加劲肋切角 （7）直接受动荷的梁,中间 直接受动荷的梁, 横肋下端不应与受拉翼缘焊接, 横肋下端不应与受拉翼缘焊接, 50-100mm缝隙 缝隙。 下面留 有50-100mm缝隙。 bs/3(≤40) bs/2
M = 1.5× 256× 6 − 256× 3 +1.2 ×1.6 ×122 / 8 = 1570kN ⋅ m
③ 强度验算
受压翼缘宽厚比为 145 / 14 = 10 .4 < 13 235 / f y = 13
M 1570×106 = = 202.4N / mm2 < f = 215N / mm2 σ= γ xWnx 1.05× 7386×103
工作平台布置示例
平台主梁——加劲肋设计 加劲肋设计 平台主梁
梁的局部稳定和腹板加劲肋设计
翼缘
腹板
焊接组合梁局部失稳
1）翼缘不发生局部失稳条件: ）翼缘不发生局部失稳条件
当采用塑性设计时
b1 t
235 b / t ≤13 fy
235 b / t ≤ 15 fy
b0
当采用弹性设计时
箱型梁翼缘板
235 b0 / t ≤ 40 fy
(≤60)
50-100
z
图 加劲肋构造
z
支承加劲肋的计算
1.腹板平面外的稳定性( 1.腹板平面外的稳定性(绕z轴):按轴心压杆计算 腹板平面外的稳定性 ):按轴心压杆计算 截面面积：加劲肋面积+2 截面面积：加劲肋面积+2c c=15tw 计算长度： 计算长度：h0 235 fy F F
ts
F ≤ f ϕA
[例]
F/2
F
F
F
F/2
y
3m 3m
例图
3m
3m
300
14
[解]
① 计算截面特性
2
A = 2 × 30 × 1.4 + 120 × 1 = 204cm
x
10
x
1200
I x = 30 ×122.83 − 29 ×1203 12 = 453511cm 4
W x = 453511 61 .4 = 7386 cm 3
短加劲肋
柱间支撑
图
梁腹板的失稳
(a)弯曲正应力单独作用下；(b)剪应力单独作用下；(c)局部压应力单独作用下 (a)弯曲正应力单独作用下；(b)剪应力单独作用下；(c)局部压应力单独作用下 弯曲正应力单独作用下 剪应力单独作用下
横向加劲肋：防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳； 横向加劲肋：防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳； 剪应力 引起的腹板失稳 纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳， 纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布 弯曲压应力引起的腹板失稳 置在受压区； 置在受压区； 防止局部压应力引起的失稳，布置在受压区。 局部压应力引起的失稳 短 加 劲 肋： 防止局部压应力引起的失稳，布置在受压区。 同时设有横向和纵向加劲肋时， 同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横。
2hc t w fy 当受压翼缘扭转 扭转受到完全约束时： 当受压翼缘扭转受到完全约束时： λ b = 177 235 其他情况时： 其他情况时： hc — 腹板受压区高度 2 hc t w fy λb = 153 235
作为参数： ② τcr 的表达式,以 λ s = f vy τ cr 作为参数： 的表达式, 当 λ s ≤ 0.8时， 当 λ s >1.2时， 当 0.8 < λ s ≤1.2时，τ cr= [1 − 0.59 (λ s− 0.8 )] fv
V4
首先应在有集中荷载处 的腹板上配置支承加劲 肋， 则取横向加劲肋的间距 为 1500 mm
验算区格2和区格4
验算公式为： σ σ cr τ + ≤1 τ cr
2 2
1
2
3
4
8×1500= 12000
区格2右侧：V2 = 395.5 − 1.2 ×1.6 × 3 = 389.7 kN M 2 = 1.5 × 256 × 3 − 1.2 ×1.6 × 32 / 2 = 1143.4kN ⋅ m My1 1143.4 ×106 × 600 σ= = = 151.3 N / mm 2 Ix 453511×10 4 V1 389.7 ×103 τ= = = 32.5 N / mm 2 1200 ×10 hwt w
F /2பைடு நூலகம்
F
F
F
F /2
区格4右侧：V4 = 395.5 − 256 − 1.2 ×1.6 × 6 = 128kN M 4 = 1570kN ⋅ m My1 1570 × 10 × 600 σ= = = 202.4 N / mm 2 453511×10 4 Ix
6
3m
3m
3m
3m
M2 V2
M4
V4
V1 128 ×103 τ= = = 10.7 N / mm 2 hwt w 1200 ×10
由 λ= h0/iz
z cc z cc
z
F--集中荷载或支座反力 --集中荷载或支座反力
φ—稳定系数
按b类查表
iz —绕z轴的回转半径
图 支承加劲肋
F 2.端面承压强度 2.端面承压强度
F σ ce = ≤ fce Ace
ts
t
≤2t
F
z Ace
图5.26
Ace
支承加劲肋
fce—钢材端面承压强度设计值 钢材端面承压强度设计值
Ace—端面承压面积 端面承压面积
3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝 3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝 τf =
F ≤ f fw 0.7hf ∑ lw
梁传来的集中荷载， 承受由次 梁传来的集中荷载， 工作平台的主梁为等截面简支梁， 面简支梁， 43系列 系列, 标准值为 201 kN ， 设计值256 kN ，钢材为 Q 235 钢，焊条为E 43系列, 手工焊。 承加劲肋。 是否满足要求。 手工焊。在次梁连接处设置有支 承加劲肋。试验算该梁 是否满足要求。