钢结构钢梁计算PPT课件
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钢结构钢梁计算
第二节 钢梁的强度
２、计算公式
（１）在主平面内受弯的实腹式构件
单向弯曲时：
双向弯曲时：
Mx
xWnx
f
Mx My f
xWnx
yWny
式中: Mx，My──绕X轴和Y轴的弯矩
Wnx，Wny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩；
γx ,γy──截面塑性发展系数：
f ──钢材的抗弯强度设计值。
挠度υ ≤[υ]
强度
刚度 稳定性
Mx My f
xWnx
yWny
VS
It w
fv
c
F
twlz
f
2
2 c
c
3 2
1 f
挠度υ ≤[υ]
如何保证梁的稳定性 措施？？
第四节 钢梁的整体稳定 一、 钢梁的整体稳定概念 二、保证梁的整体稳定性的措施 三、梁整体稳定的计算方法
缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时；
2、 H型钢或等截面工字形截面简支梁受压翼缘的侧向自由长度l1 与其宽 度b之比不超过表 中所规定的数值时；
3、 箱形截面简支梁，其截面尺寸满足 h/bo≤6， l1/bo≤95(235/fy)时 l1——简支梁长，有支承时为支承间的距离。
第四节 钢梁的整体稳定 四、 整体稳定公式：
一、抗弯强度
第二节 钢梁的强度
(1) 弹性工作阶段：（直接承受动力荷载的 梁）弹性最大弯矩为：Me=Wnfy
式中：Wn ──净截面（弹性）抵抗矩。 （２）弹塑性工作阶段（承受静力荷载或间接承受动力荷载）
梁的截面部分处于弹性，部分进入塑性。
钢结构受弯构件计算原理教学课件PPT
第四章 受弯构件的计算原理
腹板边缘处的局部承强度的计算公式为：
要保证局部承压处的局 部承压应力不超过材料 的抗压强度设计值。
c
F
tw lz
f
（4.2.7）
F—集中荷载，动力荷载作用时需考虑动力系数 ，重级工作 制吊车梁为1.1，其它梁为1.05；
—集中荷载放大系数（考虑吊车轮压分配不均匀），重级
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第四章 受弯构件的计算原理
（塑性发展系数）与截面形状有关，而与材料的性质无
关，所以又称截面形状系数。不同截面形式的塑性发展系数
见P110表4.2.1 。
梁的抗弯强度应满足：
（1）绕x轴单向弯曲时
Mx fy f xWx R
（2）绕x、y轴双向弯曲时
（4.2.2）
Mx My f xWnx yWny
（4.2.3）
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
3. 整体稳定指梁不会在刚度较差的侧向发生弯扭失稳，主 要通过对梁的受压翼缘设足够的侧向支承，或适当加大梁截 面以降低弯曲压应力至临界应力以下。
4. 局部稳定指梁的翼缘和腹板等板件不会发生局部凸曲失 稳，在梁中主要通过限制受压翼缘和腹板的宽厚比不超过规 定，对组合梁的腹板则常设置加劲肋以提高其局部稳定性。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
钢结构梁1.ppt
全长2847m，主桥48+204+460+204+48m斜拉桥，钢箱梁长964m，
武汉军山长江公路大桥标准断面
桥面宽38.8m，87个节段，节段长6.2～12m，节段重 1000～2100kN。由吊机的吊重能力
图 梁的截面型式 图 蜂窝梁
3.2.2 梁的强度计算
一、弯曲正应力
1、钢材应力-应变关系理想化
f
实际：弹性—弹塑性—
fy
塑性—强化
fp
理想化：弹性—理想塑性
—强化
（对截面上一点的应力而言）
2、钢梁截面正应力两阶段强度
特点：截面上所有点都处于弹性状态；
应力三角形分布；
用途：某些受弯构件设计依据，不允许任何点进
工字型截面 圆形截面 箱型截面
二、剪应力
x=1.05 x=1.2 x=1.05
y= 1.2 y= 1.2 y= 1.05
主要发生在实腹梁的腹板上。按弹性设计，以最
大剪应力达到钢材的抗剪
屈服剪应力为极限状态。
检算式为：
VS
It w
fv
图6
式中 V ——剪力 S ——中性轴以上或以下毛截面
对中性轴的面积矩
或间接承受动荷载梁的设计出发点。
抗弯强度检算式：
M x
f
W —净截面塑性抵抗矩
y
pnx
W pnx
（3-3.
引入塑性发展系数
W W
与截面形状有pn关x 。
nx
3、梁的正应力设计公式归纳
（1）承受静力和间接动力荷载作用的梁
① 绕x轴单向弯曲
Mx f xWnx
② 绕x、y轴单向弯曲
Mx My f xWnx yWny
武汉军山长江公路大桥标准断面
桥面宽38.8m，87个节段，节段长6.2～12m，节段重 1000～2100kN。由吊机的吊重能力
图 梁的截面型式 图 蜂窝梁
3.2.2 梁的强度计算
一、弯曲正应力
1、钢材应力-应变关系理想化
f
实际：弹性—弹塑性—
fy
塑性—强化
fp
理想化：弹性—理想塑性
—强化
（对截面上一点的应力而言）
2、钢梁截面正应力两阶段强度
特点：截面上所有点都处于弹性状态；
应力三角形分布；
用途：某些受弯构件设计依据，不允许任何点进
工字型截面 圆形截面 箱型截面
二、剪应力
x=1.05 x=1.2 x=1.05
y= 1.2 y= 1.2 y= 1.05
主要发生在实腹梁的腹板上。按弹性设计，以最
大剪应力达到钢材的抗剪
屈服剪应力为极限状态。
检算式为：
VS
It w
fv
图6
式中 V ——剪力 S ——中性轴以上或以下毛截面
对中性轴的面积矩
或间接承受动荷载梁的设计出发点。
抗弯强度检算式：
M x
f
W —净截面塑性抵抗矩
y
pnx
W pnx
（3-3.
引入塑性发展系数
W W
与截面形状有pn关x 。
nx
3、梁的正应力设计公式归纳
（1）承受静力和间接动力荷载作用的梁
① 绕x轴单向弯曲
Mx f xWnx
② 绕x、y轴单向弯曲
Mx My f xWnx yWny
钢结构疲劳计算.ppt
No Image
（6－7）
23.03.2019
3
例 6－9 一焊接箱形钢梁，在跨中截面受到Fmin=10 kN和 Fmax =100 kN 的常幅交变荷载作用，跨中截面对其水平形心轴z
的惯性矩 Iz=68.5×10-6 m4。该梁由手工焊接而成，属4类构件，
若欲使构件在服役期限内，能承受2×106次交变荷载作用。试 校核其疲劳强度。
No Image
（2）
设想有常幅Dse作用Sni次，使构件产生疲劳破坏，有
No Image
（3）
23.03.2019
式中，Dse为等效应力幅。
8
把（2）式代入（1）式，
No Image
得
No Image
（4）
将（4）式代入（3）式，得
No Image
（6－9）
式中，分子中的ni 为应力水平为Dsi 时的实际循环次数，分母 中的Sni为预期使用寿命。疲劳强度条件为
No Image
（6－8）
9
23.03.2019
第六章完
23.03.2019
4
解：1. 计算跨中截面危险点（a点）的应力幅
No Image
No Image
2. 确定[Ds ]，并校核疲劳强度
No Image
从表中查得 C =2.18×1012，b =3，
No Image
显然
23.03.2019
No Image
5
Ⅱ. 变幅疲劳（应力幅不是常量，如图）
若以最大应力幅按常幅疲劳 计算，过于保守。当应力谱已知 时，可用线性累积损伤法则，将 变幅疲劳折算成常幅疲劳。
Ds
Dsk Dsi Ds1 Nk Ni N1
（6－7）
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3
例 6－9 一焊接箱形钢梁，在跨中截面受到Fmin=10 kN和 Fmax =100 kN 的常幅交变荷载作用，跨中截面对其水平形心轴z
的惯性矩 Iz=68.5×10-6 m4。该梁由手工焊接而成，属4类构件，
若欲使构件在服役期限内，能承受2×106次交变荷载作用。试 校核其疲劳强度。
No Image
（2）
设想有常幅Dse作用Sni次，使构件产生疲劳破坏，有
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（3）
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式中，Dse为等效应力幅。
8
把（2）式代入（1）式，
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得
No Image
（4）
将（4）式代入（3）式，得
No Image
（6－9）
式中，分子中的ni 为应力水平为Dsi 时的实际循环次数，分母 中的Sni为预期使用寿命。疲劳强度条件为
No Image
（6－8）
9
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第六章完
23.03.2019
4
解：1. 计算跨中截面危险点（a点）的应力幅
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2. 确定[Ds ]，并校核疲劳强度
No Image
从表中查得 C =2.18×1012，b =3，
No Image
显然
23.03.2019
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5
Ⅱ. 变幅疲劳（应力幅不是常量，如图）
若以最大应力幅按常幅疲劳 计算，过于保守。当应力谱已知 时，可用线性累积损伤法则，将 变幅疲劳折算成常幅疲劳。
Ds
Dsk Dsi Ds1 Nk Ni N1
《钢结构设计原理》第五章课件 梁的设计
纵向加劲肋应满足:
短向加劲肋最小间距为0.75h1,外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽 度的0.7-1.0倍,厚度同样不小于短向加劲肋外伸宽度的1/15。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
5.3.3 支承加劲肋计算
1.端面承压
t
≤2t
第五章 梁的设计
t hw h1 h
2）腹板尺寸
腹板高度hw 梁高确定以后腹板高也就确定了，腹板高为梁高 减两个翼缘的厚度，在取腹板高时要考虑钢板的 尺寸规格，一般使腹板高度为50mm的模数。
腹板厚度tw 抗剪强度要求:
tw
1.2Vm a x hw fV
局部稳定和构造因素: tw hw / 3.5
按支承条件分：
简支梁、连续梁 、悬臂梁 钢梁一般都用简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支 座不均匀沉陷所产生的不利影响。不论何种支承的梁，当截面内力 已知时，进行截面设计的原则和方法是相同的。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
§5.2 梁的设计
一般说来，梁的设计步骤通常是先根据强度和刚度要求，同 时考虑经济和稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，然后对所 选的截面进行强度、刚度、整体稳定和局部稳定的验算。
如果验算结果不能满足要求，就需要重新选择截面或采取一 些有效的措施予以解决。对组合梁，还应从经济考虑是否需要采 用变截面梁，使其截面沿长度的变化与弯矩的变化相适应。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
短向加劲肋最小间距为0.75h1,外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽 度的0.7-1.0倍,厚度同样不小于短向加劲肋外伸宽度的1/15。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
5.3.3 支承加劲肋计算
1.端面承压
t
≤2t
第五章 梁的设计
t hw h1 h
2）腹板尺寸
腹板高度hw 梁高确定以后腹板高也就确定了，腹板高为梁高 减两个翼缘的厚度，在取腹板高时要考虑钢板的 尺寸规格，一般使腹板高度为50mm的模数。
腹板厚度tw 抗剪强度要求:
tw
1.2Vm a x hw fV
局部稳定和构造因素: tw hw / 3.5
按支承条件分：
简支梁、连续梁 、悬臂梁 钢梁一般都用简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支 座不均匀沉陷所产生的不利影响。不论何种支承的梁，当截面内力 已知时，进行截面设计的原则和方法是相同的。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
§5.2 梁的设计
一般说来，梁的设计步骤通常是先根据强度和刚度要求，同 时考虑经济和稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，然后对所 选的截面进行强度、刚度、整体稳定和局部稳定的验算。
如果验算结果不能满足要求，就需要重新选择截面或采取一 些有效的措施予以解决。对组合梁，还应从经济考虑是否需要采 用变截面梁，使其截面沿长度的变化与弯矩的变化相适应。
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钢结构梁.ppt
武汉军山长江公路大桥
全长2847m，主桥48+204+460+204+48m斜拉桥，钢箱梁长964m，
武汉军山长江公路大桥标准断面
桥面宽38.8m，87个节段，节段长6.2～12m，节段重 1000～2100kN。由吊机的吊重能力确定节段长度。全 焊梁。
抗弯强度检算式:
承载能力的极限状态表达为最大应力达到屈服应力，
强度条件为：
M xf
W max
—净截面抵抗矩
y
nx
Wnx —屈服应力
fy
（2）、塑性工作阶段
特点： 截面全部进入塑性状态，形成塑性铰；
梁的刚度降低，变形大。
应力分布：矩形
用途：是塑性设计的理论依据，承受静荷载
或间接承受动荷载梁的设计出发点。
其它梁ψ =1.0；
tw—腹板厚 lz—局部压应力在腹板计算高度上的分布长度或
腹板计算高度上的承载长度。
在梁支座处未设腹板竖向加劲肋时，仍按式（5-6）
计算，但一律取 ψ =1.0。
关键是确定lz 从图，
lz = a+2hy 在梁端支座处，取
（3-28）
式中
lz = a+hy a—集中荷载沿梁长方向的实际支承长度。
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
自由扭转的必要条件
• 两端截面可以无约束地自由翘曲即自由纵 向凹凸伸缩是自由扭转的必要条件。 1.圆形和圆管形截面杆件 对于圆形或圆管形截面自由扭转时的变形 将是整个截面绕圆心发生整体扭转转角， 而不会发生截面各点互相凹凸的翘曲变形 (即截面仍保持平面)。
对中性轴的面积矩
I——毛截面惯性矩 tw——腹板厚度 f v——钢材抗剪设计强度
3钢结构的连接计算及构造PPT课件
焊缝 的形 式与 构造
1.按构件的相对 位置分：
对接连接、 搭接连接、 Ｔ形连接、 角接连接四种
2. 按焊缝的种类分
对接焊缝
❖ 直缝 ❖ 斜缝
角焊缝
❖ 端缝 ❖ 侧缝 ❖ 斜焊缝
3. 按施焊位置分
• 俯焊 • 立焊 • 横焊 • 仰焊
(a) 对接连接；(b)用拼接盖板的对接连接；(c)搭接连接； (d)、(e)T型连接；(f)、(g)角部连接
对接焊缝的坡口形式
在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相 差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向 从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角（图 3.11），以使截面过渡和缓，减小应力集中。
（a）改变宽度； （b）改变厚度
钢板拼接
用引弧和引出板焊接
角焊缝的构造
➢ 一、角焊缝的形式
➢ 直角角焊缝 ➢ 普通型 ➢ 深熔直角焊缝 ➢ 平坡凸形
每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之 间的距离。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大 于16t (t＞12mm)或190mm （t≤12mm）,t 为较薄焊件的厚度。
在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，其 搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得 小于25mm。
焊缝长度及两侧焊缝间距
搭接连接
杆件与节点板的焊缝连接
灵活，安装方便，构件无须予先处 射钉、自攻 理，适用于轻钢、薄板结构
螺栓连接
费钢、费工
螺栓精度低时不宜受剪，螺 栓精度高时加工和安装难度 较大 摩擦面处理，安装工艺略为 复杂，造价略高
不能受较大集中力
焊接
常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。
优点：任何形式的构件一般都可直接相连，不削弱构件截面，用料经
钢结构钢结构的基本构建设计ppt课件
栓衔接。
• 图4.32(b)当梁的反力较大时，用厚钢板作承 托，用焊缝与柱相连。
图4.32 梁支承于柱侧的铰接衔接
图4.17 1—主梁;2—承托顶板;3—支托顶板;4—次梁;5—衔接盖板
4.2 轴心受力构件
轴心受力构件的截面方式普通分为实腹式型 钢截面和格构式组合截面两类。实腹式型钢 截面有圆钢、圆管、角钢、工字钢、槽钢、 T型钢、H型钢等(图4.18(a))，或由型钢或钢 板组成的组合截面(图4.18(b))。格构式组合 截面是指由单独的肢件经过缀板或缀条相连 构成的构件(图4.18(c))，可分为双肢、三肢、 四肢等方式。
梁的受压翼缘上并与其结实相连，能阻止 梁受压翼缘的侧向位移时。
②H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自 在长度l1与其宽度b1之比不超越表4.3所规定 的数值时。
(3)部分稳定 1)翼缘的部分稳定 ①工字形截面
梁受压翼缘自在外伸宽度b1与其厚度t之比， 应满足下式要求：
②箱形截面
(4.15)
梁受压翼缘板在两腹板之间的无支承宽度b0 与其厚度t之比，应满足下式要求：
图4.18 〔图中虚线表示缀板或缀条〕
4.2.1 轴心受力构件的设计要点 (1)强度和刚度 1)强度验算 即
(4.32) 2)刚度验算 为防止轴心受力构件在制造安装和正常运用
过程中，因刚度缺乏，横向干扰过大，产生
过大的附加应力，必需保证构件具有 足够的刚度。轴心受力构件的刚度是以 它的长细比来衡量的，刚度验算可按以 下公式计算：
第4章 钢构造的根本构件设计
• 4.1 受弯构件——钢梁 • 4.1.1 梁的设计要点 • 钢梁按截面方式可分为型钢梁和组合梁两
大类，型钢梁指工字钢或槽钢、H型钢独立 组成的钢梁；组合梁指由几块钢板经焊接 组成的工字梁、箱形梁等(如图4.1)。
• 图4.32(b)当梁的反力较大时，用厚钢板作承 托，用焊缝与柱相连。
图4.32 梁支承于柱侧的铰接衔接
图4.17 1—主梁;2—承托顶板;3—支托顶板;4—次梁;5—衔接盖板
4.2 轴心受力构件
轴心受力构件的截面方式普通分为实腹式型 钢截面和格构式组合截面两类。实腹式型钢 截面有圆钢、圆管、角钢、工字钢、槽钢、 T型钢、H型钢等(图4.18(a))，或由型钢或钢 板组成的组合截面(图4.18(b))。格构式组合 截面是指由单独的肢件经过缀板或缀条相连 构成的构件(图4.18(c))，可分为双肢、三肢、 四肢等方式。
梁的受压翼缘上并与其结实相连，能阻止 梁受压翼缘的侧向位移时。
②H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自 在长度l1与其宽度b1之比不超越表4.3所规定 的数值时。
(3)部分稳定 1)翼缘的部分稳定 ①工字形截面
梁受压翼缘自在外伸宽度b1与其厚度t之比， 应满足下式要求：
②箱形截面
(4.15)
梁受压翼缘板在两腹板之间的无支承宽度b0 与其厚度t之比，应满足下式要求：
图4.18 〔图中虚线表示缀板或缀条〕
4.2.1 轴心受力构件的设计要点 (1)强度和刚度 1)强度验算 即
(4.32) 2)刚度验算 为防止轴心受力构件在制造安装和正常运用
过程中，因刚度缺乏，横向干扰过大，产生
过大的附加应力，必需保证构件具有 足够的刚度。轴心受力构件的刚度是以 它的长细比来衡量的，刚度验算可按以 下公式计算：
第4章 钢构造的根本构件设计
• 4.1 受弯构件——钢梁 • 4.1.1 梁的设计要点 • 钢梁按截面方式可分为型钢梁和组合梁两
大类，型钢梁指工字钢或槽钢、H型钢独立 组成的钢梁；组合梁指由几块钢板经焊接 组成的工字梁、箱形梁等(如图4.1)。
钢结构全套PPT教学课件
防腐防火处理效果评价
厚度检测
使用涂层测厚仪检测防腐防火 涂层的厚度，确保满足设计要 求。
耐腐蚀性测试
通过盐雾试验、湿热试验等模 拟环境测试方法，评估防腐处 理效果。
外观检查
观察防腐防火处理后的钢结构 表面是否平整、无气泡、无裂 纹等缺陷。
附着力测试
采用划格法或拉开法等测试方 法，检测防腐防火涂层与钢结 构基材的附着力。
结构分析与计算方法
结构分析方法
弹性力学方法、塑性力学方法、有限 元方法等。
计算内容
计算软件
SAP2000、ANSYS、ABAQUS等通 用有限元软件，以及专用钢结构分析 软件如Midas/Gen、3D3S等。
内力分析、变形计算、稳定性验算、 疲劳分析等。
构造措施与节点设计
01
02
03
构造措施
保证结构整体性和稳定性 的措施，如设置支撑、加 强刚度等。
认真阅读图纸，了解钢结构的构 造、节点形式和安装要求，掌握 相关技术标准和验收规范。
制定施工方案
根据工程特点和现场条件，制定 切实可行的施工方案，包括安装 顺序、吊装方法、安全措施等。
材料和设备准备
按照图纸要求，准备好所需的钢 材、连接件、紧固件等材料，以 及吊装设备、焊接设备、测量工 具等。
现场拼装和吊装技术
前景展望
随着城市化进程的加快和建筑业的持续发展，钢结构将在未来建筑领域中发挥更 加重要的作用。同时，随着新材料和新技术的不断涌现，钢结构的应用范围将进 一步扩大，市场前景广阔。
02 钢结构设计原理 与方法
设计基本原则与规范要求
设计基本原则
确保结构安全、适用、经济、美观；符合现行国家规范和行 业标准；考虑施工便利性和可持续性。
梁钢结构计算-PPT精品精品教育文档
【解】 (1) 荷载计算 选用10号槽钢，并在跨中设一道拉条，由型钢表可得
槽钢自重q0=10.01kg/m，h=100mm，t=9mm，b=48mm， Ix=198cm4，Wx=39.7cm3，Iy=25.6cm4，Wy=7.8cm3， z0=1.52cm
qk=1.126kN/m q=1.43kN/m
q0=0.237kN/m Ix=185cm3
Mmax=39.7kN·m
σ=204N/mm2<f=215N/mm2 该梁支承于主梁顶面上，应验算支座处的尾部承压。
R=52.9kN 设支承长度a=100mm，查得hy=19.2mm,tw=6.5mm
σ=ψR/(twlz)= 68.2N/mm2<fc=215N/mm2 刚度验算，取平均荷载分项系数为1.3
图19.4 腹板计算高度
19.2.2 梁的刚度计算
梁的挠度应满足下式
ll
梁的挠度可直接应用材料力学公式求得，如均布
5 qkl4 384 EIx
19.2.3 梁的整体稳定
19.2.3.1 整体稳定的概念
在梁的最大刚度平面内，受有垂直荷载作用时， 梁的上部受压，而下部受拉，如果梁的侧面没有支承 点或支承点很少时，当荷载增加到某一数值后，梁的 弯矩最大处就会出现很大的侧向弯曲和扭转，而失去 了继续承担荷载的能力，只要外荷载再稍有增加，梁 的变形便急剧地增大而导致破坏，这种情况称梁丧失 了整体稳定，如图19.5(a)所示。
(2) 强度验算 qy=1.36kN/m qx=0.452kN/m Mx=6.12kN·m My=-0.509kN·m
抗压强度设计值相同，可判断最大应力点为下翼缘尖
Mx/(γxWnx)+ My/(γyWny)=209N/mm2<f=215N/mm2 (3)cΒιβλιοθήκη Ftwlzf
槽钢自重q0=10.01kg/m，h=100mm，t=9mm，b=48mm， Ix=198cm4，Wx=39.7cm3，Iy=25.6cm4，Wy=7.8cm3， z0=1.52cm
qk=1.126kN/m q=1.43kN/m
q0=0.237kN/m Ix=185cm3
Mmax=39.7kN·m
σ=204N/mm2<f=215N/mm2 该梁支承于主梁顶面上，应验算支座处的尾部承压。
R=52.9kN 设支承长度a=100mm，查得hy=19.2mm,tw=6.5mm
σ=ψR/(twlz)= 68.2N/mm2<fc=215N/mm2 刚度验算，取平均荷载分项系数为1.3
图19.4 腹板计算高度
19.2.2 梁的刚度计算
梁的挠度应满足下式
ll
梁的挠度可直接应用材料力学公式求得，如均布
5 qkl4 384 EIx
19.2.3 梁的整体稳定
19.2.3.1 整体稳定的概念
在梁的最大刚度平面内，受有垂直荷载作用时， 梁的上部受压，而下部受拉，如果梁的侧面没有支承 点或支承点很少时，当荷载增加到某一数值后，梁的 弯矩最大处就会出现很大的侧向弯曲和扭转，而失去 了继续承担荷载的能力，只要外荷载再稍有增加，梁 的变形便急剧地增大而导致破坏，这种情况称梁丧失 了整体稳定，如图19.5(a)所示。
(2) 强度验算 qy=1.36kN/m qx=0.452kN/m Mx=6.12kN·m My=-0.509kN·m
抗压强度设计值相同，可判断最大应力点为下翼缘尖
Mx/(γxWnx)+ My/(γyWny)=209N/mm2<f=215N/mm2 (3)cΒιβλιοθήκη Ftwlzf
钢结构柱梁稳定实用计算PPT课件
•我们研究的内容就是找出从稳定平衡状态过渡到不稳定平衡状态之 间的临界状态，并将构件控制在临界状态之内，那么构件就是稳定 的。
2
§4.1 轴心受压构件的整体稳定
4.1.2 稳定分类
构件稳定
•稳定分岔失稳：屈曲后仍可承载 （轴心受力构件）
•不稳定分岔失稳：屈曲后不可继续承载（压弯构件） •跃越屈曲：薄壁壳体容易发生
11
构件稳定
4.1.6 轴心受压实腹构件的局部稳定
在外压力作用下，截面的某些部分（板 件），不能继续维持平面平衡状态而产 生凸曲现象，称为局部失稳。局部失稳 会降低构件的承载力。
我国钢结构设计规范用限 制板件宽厚比的方法来实 现局部稳定的设计准则。
(a)
(b)
图4.2.12 轴心受压 构件的局部失稳
16
构件稳定
例4.1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图
所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算
长度l0x=6m ，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345， f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳
定性。
y
-250×8
x
x
y -250×12
杆件在两个主轴方向上的整体稳定承载力尽量接近。因此尽可能 使两个方向的稳定系数或长细比相等，以达到经济效果。
2.宽肢薄壁
x y 或 x y
在满足板件宽厚比限值的条件下，使截面面积分布尽量远离形心
轴，以增大截面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载力
和刚度。 20
构件稳定
3.连接方便
2
如对组合工字形截面表得
h ix 0.43
b iy 0.24
2
§4.1 轴心受压构件的整体稳定
4.1.2 稳定分类
构件稳定
•稳定分岔失稳：屈曲后仍可承载 （轴心受力构件）
•不稳定分岔失稳：屈曲后不可继续承载（压弯构件） •跃越屈曲：薄壁壳体容易发生
11
构件稳定
4.1.6 轴心受压实腹构件的局部稳定
在外压力作用下，截面的某些部分（板 件），不能继续维持平面平衡状态而产 生凸曲现象，称为局部失稳。局部失稳 会降低构件的承载力。
我国钢结构设计规范用限 制板件宽厚比的方法来实 现局部稳定的设计准则。
(a)
(b)
图4.2.12 轴心受压 构件的局部失稳
16
构件稳定
例4.1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图
所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算
长度l0x=6m ，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345， f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳
定性。
y
-250×8
x
x
y -250×12
杆件在两个主轴方向上的整体稳定承载力尽量接近。因此尽可能 使两个方向的稳定系数或长细比相等，以达到经济效果。
2.宽肢薄壁
x y 或 x y
在满足板件宽厚比限值的条件下，使截面面积分布尽量远离形心
轴，以增大截面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载力
和刚度。 20
构件稳定
3.连接方便
2
如对组合工字形截面表得
h ix 0.43
b iy 0.24
2024版PPT课件钢结构工程施工培训
•钢结构工程施工概述•钢结构材料及其性能•钢结构设计基础与原则•钢结构加工制作技术要点目录•钢结构安装施工技术要点•钢结构质量检测与验收标准•安全防护措施与应急预案制定01钢结构工程施工概述钢结构工程定义与特点定义钢结构工程是以钢材为主要材料，通过焊接、铆接、螺栓连接等方式构建高强度塑性和韧性好钢材在受力时具有良好的塑性和韧性，材质均匀钢材内部组织致密，材质均匀，性能稳定。
易于加工环保钢材可回收利用，符合绿色环保理念。
其他领域如海洋工程、石油化工、电力等领域也有广泛应用。
如机场航站楼、体育场馆、会展中心等大型公共设施常采用钢结构。
工业厂房钢结构厂房具有建设周期短、投资回报快、灵活多变等优势。
高层建筑钢结构工程在高层建筑中应用广泛，如摩天大楼、商业大厦大跨度桥梁施工准备基础施工钢构件加工030201钢构件运输与堆放钢构件安装连接与固定防腐与防火处理验收与维护02钢结构材料及其性能碳素结构钢低合金高强度结构钢耐候钢桥梁用钢常用钢材类型及性能钢材连接方式及优缺点螺栓连接焊接连接优点包括连接可靠、装拆方便、适用于工地安装；缺点包括连接刚度较差、用钢量较大。
铆钉连接钢材防腐与防火措施防腐措施采用耐候钢或进行表面涂层保护，如喷涂防锈漆、防火涂料等，以减缓钢材的大气腐蚀。
防火措施采用耐火极限高的钢材或进行防火涂层保护，如喷涂防火涂料、包裹防火材料等，以提高钢材的耐火时间。
此外，还可采用合理的结构设计和构造措施，如设置防火墙、防火隔断等，以延缓火灾蔓延和减少火灾损失。
03钢结构设计基础与原则结构设计基本要求安全可靠确保结构在各种荷载作用下具有足够的强度、刚度和稳定性，防止发生破坏或失稳。
经济合理在满足安全性的前提下，尽量降低材料消耗和造价，提高结构设计的经济性。
适用耐久结构应满足使用功能要求，具有良好的耐久性和抗腐蚀性，延长使用寿命。
荷载组合根据荷载同时出现的概率和重要性，进行合理的荷载组合，以确定最不利荷载效应。
钢结构钢梁计算课件
扭矩
扭矩主要作用在钢梁的端 部，使钢梁产生扭转变形。
钢梁的弯矩与剪力计算
弯矩计算
弯矩是钢梁受到的垂直于轴线的力矩，其计算公式为 M=F*d， 其中 F 为作用力，d 为力臂。
剪力计算
剪力是钢梁受到的沿轴线的力，其计算公式为 Q=F*sinθ， 其中 F 为作用力，θ为作用力的方向与轴线之间的夹角。
点。
Байду номын сангаас
螺栓连接
通过螺栓将钢梁连接在一起， 适用于需要经常拆卸的场合。
铆钉连接
通过铆钉将钢梁连接在一起， 具有较高的承载能力和耐久性。
机械连接
通过机械方式将钢梁连接在一 起，如使用键、钩、槽等，适
用于大型钢梁的连接。
钢梁节点的构造与设计原则
节点构造
节点构造应满足传力要求，保证连接 的可靠性和稳定性。
设计原则
钢梁的材料与性能
钢材种类
钢梁常用的钢材种类包括碳素钢、 低合金钢和高强度钢等，不同种 类的钢材具有不同的力学性能和 耐腐蚀性能。
钢材的性能
钢材的性能包括抗拉强度、屈服 点、伸长率、冲击韧性等，这些 性能指标直接影响钢梁的承载能 力和稳定性。
钢梁的设计原则与标准
设计原则
钢梁的设计原则主要包括安全可靠、 经济合理、技术先进等，设计时应综 合考虑各种因素，确保钢梁的使用安 全和经济效益。
钢结构钢梁计算课件
• 钢结构的概述 • 钢梁的基本知识 • 钢梁的受力分析 • 钢梁的截面设计 • 钢梁的连接与节点设计 • 钢梁计算的实例分析
01
钢结构的概述
钢结构的定义与特点
总结词
钢结构的定义、特点
详细描述
钢结构是由钢材组成的结构体系，具有强度高、自重轻、塑性和韧性好、制造 简便、施工周期短等特点。广泛应用于工业厂房、高层建筑、桥梁和大型场馆 等建筑领域。
2024版多高层钢结构PPT课件
课件•钢结构概述•多高层钢结构体系•钢结构材料与性能•多高层钢结构设计要点目录•多高层钢结构施工技术•多高层钢结构工程实例分析钢结构概述01钢结构定义与特点定义钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。
结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。
特点钢结构具有自重轻、强度高、延性好、施工快、造价低等一系列优点，在大型厂房、场馆、超高层等领域得到了广泛应用。
钢结构在高层建筑中的应用日益广泛，其优良的抗震性能和施工速度受到了广泛认可。
高层建筑大跨度桥梁的建设往往需要采用钢结构，以满足桥梁的承载力和稳定性要求。
大跨度桥梁工业厂房通常需要大空间、高净空和灵活分隔，钢结构能够很好地满足这些要求。
工业厂房海洋工程面临着恶劣的自然环境和复杂的荷载条件，钢结构的高强度和耐腐蚀性使其成为首选结构形式。
海洋工程钢结构应用领域钢结构发展历程古代时期01在古代，人们已经开始使用简单的木结构和石结构。
随着铁器的出现，人们开始使用铁制品来加固建筑物，逐渐形成了早期的钢结构雏形。
工业革命时期0218世纪末至19世纪初的工业革命时期，钢铁工业得到了迅速发展。
随着炼钢技术的进步和钢材产量的增加，钢结构开始广泛应用于建筑领域。
现代时期0320世纪以来，随着计算机技术和有限元分析等数值计算方法的发展，钢结构设计进入了新的阶段。
现代钢结构设计更加注重结构的安全性、经济性和美观性等方面的综合考虑。
多高层钢结构体系02由梁和柱刚性连接而成的骨架结构，承受竖向荷载和水平荷载。
框架体系定义框架体系特点适用范围建筑平面布置灵活，可形成较大空间；侧向刚度较小，水平位移较大。
适用于多层和高层建筑，如办公楼、住宅等。
030201框架体系利用建筑物的墙体作为承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。
剪力墙体系定义侧向刚度大，水平位移小；建筑平面布置相对受限。
剪力墙体系特点适用于高层和超高层建筑，如高层住宅、酒店等。
钢筋课程讲解梁钢筋计算PPT课件
1、单跨梁钢筋计算-KL1
➢箍筋根数计算
03G101-1 P62、63
✓ 根数=((左加密区长度-50)/加密间距+1)+(非加
密区长度/非加密间距-1)+((右加密区长度-50)/
加密间距+1）
第7页/共104页
练习
✓1、请用手工计算KL1的钢筋 ✓2、用软件计算并核对工程量 ✓3、总结你所遇到的问题
➢ 端支座负筋的分布筋根数计算
✓ 方式一：分布筋根数＝负筋板内净长÷分布筋间距 ✓ 方式二：分布筋根数＝负筋板内净长÷分布筋间距＋1
第64页/共104页
练习
✓1、请计算板的负筋长度和根数 ✓2、用软件计算并进行对量
第65页/共104页
1、单跨板钢筋的计算
➢ 温度筋长度计算 第66页/共104页
1、单跨板钢筋的计算
第72页/共104页
练习
✓1、请计算板的中间支座筋长度和根数 ✓2、用软件计算并进行对量
第73页/共104页
3、多跨板钢筋计算
第74页/共104页
4、悬挑板钢筋计算－一端
➢ 平面配筋图 第75页/共104页
4、悬挑板钢筋计算－一端
➢ 剖面图
✓ 面筋长度=净跨+锚固长度*2+弯勾*2
第76页/共104页
第49页/共104页
小结
➢ 计算梁钢筋时需要注意那些问题？ ➢ 你在应用软件计算梁钢筋时的心得？
第50页/共104页
第五章 板钢筋计算
第51页/共104页
1、单跨板钢筋的计算
第52页/共104页
1、单跨板钢筋的计算
➢ 板底钢筋的长度计算
✓ 长度=净跨+伸进长度*2+弯勾6.25d *2
钢结构ppt课件.ppt
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状
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第二节 钢梁的强度
２、计算公式
（１）在主平面内受弯的实腹式构件
单向弯曲时：
双向弯曲时：
Mx
xWnx
f
Mx
xWnx
My f yWny
式中: Mx，My──绕X轴和Y轴的弯矩
Wnx，Wny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩；
γx ,γy──截面塑性发展系数：
f ──钢材的抗弯强度设计值。
梁受压翼 缘宽厚比
梁的截面部分处于弹性，部分进入塑性。
第二节 钢梁的强度
（３）塑性工作阶段
直到全截 面达到塑性状态，形成塑性铰
塑性铰弯矩： M P fyS 1 n S 2 n fy W p
S1n，S2n──中和轴以上和中和轴以下净截面对中和轴的面积矩。 Wpn ──净截面塑性抵抗矩。
第二节 钢梁的强度
弹性最大弯矩为： Me Wn fy
不大于
13 235 fy
当需要计 算疲劳的
梁时
x y 1.0
当
13 235 b 15 235
fy t
fy
时 x 1.0
b—梁受压翼缘自由外伸宽度；t----受压翼缘厚度；
第二节 钢梁的强度
２、计算公式
( ２)当需要计算疲劳的梁时
γx=γy=1.0 （不考虑截面的塑性发展）
第二节 钢梁的强度
二、 抗剪强度
第三节 钢梁的刚度
1. 梁的刚度验算实际是梁的挠度验算，属于正常使用 极限状态问题
2. 计算时采用荷载标准值（不考虑荷载分项系数） 3. 且可不考虑螺栓孔引起的截面削弱 4. 对动力荷载标准值不乘动力系数。
挠度υ ≤[υ]
强度
刚度 稳定性
Mx
xWnx
My f yWny
VS It w
fv
二、梁整体稳定的计算方法
临界弯矩
Mcr
EIyGIt l1
临界荷载
cr
Mcr Wx
EIyGIt l1Wx
1、侧向抗弯刚度提高，整体稳定型愈好——加宽受压翼缘
2、荷载作用类型有关：纯弯曲临界弯矩最小
3、荷载作用位置有关：作用在下翼缘，可提高临界弯距
4、受压翼缘的自由长度l1有关：减小梁的侧向支承长度提高临界弯矩。
c
F
twlz
f
2c2c321f
挠度υ ≤[υ]
如何保证梁的稳定性 措施？？
第四节 钢梁的整体稳定 一、 钢梁的整体稳定概念 二、保证梁的整体稳定性的措施 三、梁整体稳定的计算方法
第四节 钢梁的整体稳定
一、 钢梁的整体稳定概念：
窄而高的梁在截面承载力尚未充分发挥之前突 然发生侧向弯曲和扭转，使梁丧失继续承载的 能力——整体失稳
第四节 钢梁的整体稳定
二、梁整体稳定的计算方法
VS
It w
fv
式中: V──计算截面沿腹板平面作用的剪力； I──毛截面惯性矩； S──计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩； tw──腹板厚度； fv──钢材的抗剪强度设计值。
第二节 钢梁的强度
三、局部承压强度
腹板计算高度边缘 的局部承压强度
c
F
twlz
f
式中：F──集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数； Ψ──集中荷载增大系数：
第四节 钢梁的整体稳定
一、 钢梁的整体稳定概念：
横向荷载的临界值和它沿梁高的作用位置有关 （1） 荷载p作用在梁的上翼缘时
（2） 荷载p作用在梁的下翼缘时
第四节 钢梁的整体稳定
二、梁整体稳定的计算方法
1、梁整体稳定的计算公式 2、整体稳定系数通用公式： 3、 整体稳定系数近似公式：
第四节 钢梁的整体稳定
梁端 按制作具体情况确定 lz a 2.5hy
c
F
twlz
f
第二节 钢梁的强度 四、 折算应力
2c2c321f
M My1
Wn
In
c
F
twlz
f
VS
It w
fv
β1──计算折算应力的强度设计值增大系数： 1）当σ与σc 异号时，取β1 =1.2； 2）当σ与σc 同号或σc =0时，取β1 =1.1。
钢 梁计算原理
第一节 钢梁的类型和截面 第二节 钢梁的强度 第三节 钢梁的刚度 第四节 钢梁的整体稳定 第五节 钢梁的局部稳定 第六节 型钢梁设计 第七节 组合梁设计
第一节 钢梁的类型和截面
1、钢梁按制作方法分： 型钢梁：热轧型钢梁、冷弯薄壁型钢梁。 组合梁：焊接梁、铆接梁、异种钢组合梁、钢与混凝土组合梁
塑性铰弯矩为： M pfy(S 1nS2n)fyW pn
截面的形状系数
仅与截 面形状
Mp Wpn
Me Wn
有关矩形截面 =1.5
圆形截面 =1.7
圆管截面 =1.27
工字形截面（对x截面承载力之间关系
需计算疲劳的梁 弹性工作阶段
Me=Wnfy Wn ──净截面（弹性）抵抗矩。 不直接承受动力荷载 弹塑性工作阶段 梁的截面部分处于弹性，部分进入塑性。
第一节 钢梁的类型和截面
1、钢梁按制作方法分：
简支梁
2、钢梁按支承情况分：
连续梁
3、钢梁按受力情况分：
伸臂梁 单向受弯梁
双向受弯梁
4、钢梁按梁截面沿长 度 方向有无变化分：
等截面梁 变截面梁
•常识：梁的主要破坏类型
强度
承
➢ 截面强度破坏：
载
1. 正应力达到屈服
能
2. 剪应力达到屈服
力
3. 复合应力达到屈服
（1） 弹性
（2）弹塑性
（3）塑性
知识回顾
矩形截面梁 的正应力
q(x)
P
h
x dx
b
q(x)
M(x)
M (xM )d M W(x)y
My
Iz
z CyL8TU16
一、抗弯强度
第二节 钢梁的强度
(1) 弹性工作阶段：（直接承受动力荷载的梁 ） 弹性最大弯矩为：Me=Wnfy
式中：Wn ──净截面（弹性）抵抗矩。 （２）弹塑性工作阶段（承受静力荷载或间接承受动力荷载）
稳定 性
极
限
➢ 整体失稳：因侧向刚度低，侧向挠曲或扭转失稳
状
➢
态
正常使用 ➢
局部失稳：因板厚比过大，局部鼓曲变形
挠度过大
刚度
极限状态
第二节 钢梁的强度
梁的强度计算包括 4个方面：弯曲正应力 （抗弯强度）
剪应力
（ 抗剪强度）
局部压应力 （局部承压强度）
一、抗弯强度 1、工作阶段
折算应力
钢梁在弯矩作用下，截面上弯曲应力的发展可分为三阶段：
对重级工作制吊车 Ψ=1.35
对其他梁，
Ψ=1.0
第二节 钢梁的强度
lz──集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度， 按下式计算
：
lz a5hy2hR
a ──集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨(吊车梁)上的轮压 可取为50mm;
h y ──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。 h R ──轨道的高度,对梁顶无轨道的梁, hR 0