钢梁的设计

钢梁的设计

截面选择

组合梁截面应满足强度、整体稳定、局部稳定和刚度的要求。设计组合梁时，首先需要初步估计梁的截面高度、腹板厚度和翼缘尺寸。

（1）梁的截面高度

确定梁的截面高度应考虑建筑高度、刚度和经济三个方面的要求。.

建筑高度是指梁的底面到铺板顶面之间的高度，通常由生产工艺和使用要求决定。确定了建筑高度也就确定了梁的最大高度m ax h 。

刚度要求确定了梁的最小高度m in h 。刚度条件要求梁在全部荷载标准值作用下的挠度v 不大于容许挠度[]T v 。

梁的经济高度，梁用钢量最少的高度。经验公式为

)mm (30073-=x e W h （13）

式中x W 的单位为mm 3， e h 的单位为mm 。

实际采用的梁高，应介于建筑高度和最小高度之间，并接近经济高度。梁的腹板高度w h 可稍小于梁的高度，一般取腹板高度w h 为50mm 的倍数。

（2）腹板厚度

腹板厚度应满足抗剪强度的要求。初选截面时，可近似的假定最大剪应力为腹板平均剪应力的1.2倍，根据腹板的抗剪强度计算公式

v

w w f h V t m ax 2.1≥ （14） 由式（14）确定的w t 值往往偏小。为了考虑局部稳定和构造等因素，腹板厚度一般用下列经验公式进行估算

5.3w

w h t = （15）

式（15）中，w t 和w h 的单位均为mm 。实际采用的腹板厚度应考虑钢板的现有规格，

一般为2mm 的倍数。对于非吊车梁，腹板厚度取值宜比式（15）的计算值略小；对考虑腹

板屈曲后强度的梁，腹板厚度可更小，但腹板高厚比不宜超过250y f /235。

（3）翼缘尺寸

图10 组合梁截面

已知腹板尺寸，可求得需要的翼缘截面积f A 。

已知 2221212

130h W h A h t I x f w x =⎪⎭

⎫ ⎝⎛+= 由此得每个翼缘的面积

2132161h h t h h W A w w x f -= 近似取01h h h ≈≈，则翼缘面积为

06

1h t h W A w w x f -= （16） 翼缘板的宽度通常为1b ＝（1/6~l/2.5）h ，厚度t ＝f A /1b 。翼缘板常用单层板做成，

当厚度过大时，可采用双层板。

确定翼缘板的尺寸时，应注意满足局部稳定要求，使受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比b /t ≤15y f /235（弹性设计）或13y f /235（考虑塑性发展）。选择翼缘尺寸时，同样应符合钢板规格，宽度取10mm 的倍数，厚度取2mm 的倍数。

截面验算

根据初选的截面尺寸，求出截面的几何特性，然后进行验算。梁的截面验算包括强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个方面。