受弯构件的强度.

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匀分布于腹板计算高度边缘。梁的局部承压强度可按下式计算
式中F—集中荷载,对动力荷载应考虑动力系数;
lz—集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度,其计算方法如下
y—计算点至中和轴的距离;
c均以拉应力为正值,压应力为负值;
=0取1=1.1。
2.刚度
刚度验算即为梁的挠度验算。按下式验算梁的刚度
式中v—荷载标准值作用下梁的最大挠度;
力达到某数值后,腹板或受压翼缘有可能偏离其平面位置,出现波形凸曲,这种现象称为梁 局部失稳。
热轧型钢板件宽厚比较小,能满足局部稳定要求,不需要计算。
1.受压翼缘的局部稳定
般采用限制宽厚比的办法保证梁受压翼缘板的稳定性。
(12)
当按弹性设计,b/t值可放宽为
(13)
(14)
2.腹板的局部稳定
对于直接承受动力荷载的或其他不考虑屈曲后强度的组合梁,
型钢腹板较厚,一般均能满足上式要求,因此只在剪力最大截面处有较大削弱时,才需 进行剪应力的计算。
(3)局部承压强度
(r
L
—也
图2局部压应力
当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋, 有移动的集中荷载时,应验算腹板计算高度边缘的局部承压强度。
假定集中荷载从作用处以1:2.5(在hy高度范围)和1:1(在hR高度范围)
2.整体稳定系数
式中b—梁的整体稳定系数
式中Mx—绕强轴作用的最大弯矩;
Wx—按受压纤维确定的梁毛截面模量;
b—梁的整体稳定系数。
当梁的整体稳定承载力不足时, 可采用加大梁的截面尺寸或增加侧向支撑的办法予以解 决,前一种办法中以增大受压翼缘的宽度最有效。
三、局部稳定和腹板加劲肋设计
组合梁一般由翼缘和腹板焊接而成,如果采用的板件宽(高)而薄,板中压应力或剪应
加,直至边缘纤维应力达到fy(图1b)。
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
6为屈服应力fy。截面的中间部分区域仍保持弹性(图1c),此时梁处于弹塑性工作阶段。
3)塑性工作阶段当荷载再继续增加,梁截面的塑性区便不断向内发展,弹性核心不
断变小。当弹性核心完全消失(图1d)时,荷载不再增加,而变形却继续发展,形成 铰”,梁的承载能力达到极限。
的极限状态。对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁,
前屈曲,并利用其屈曲后强度。
图5腹板加劲肋的配置
(1)腹板配置加劲肋的原则
为了提高腹板的稳定性,可增加腹板的厚度,也可设置加劲肋,设置加劲肋更经济。对
于由剪应力和局部压应力引起的受剪屈曲,应设置横向加劲肋,对于由弯曲应力引起的受弯 屈曲,应设置纵向加劲肋,局部压应力很大的梁,必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。
[V]—梁的容许挠度值,规范规定的容许挠度值。
、整体稳定
1.整体失稳现象
如图3所示的工字形截面梁,荷载作用在最大刚度平面内,当荷载较小时,仅在弯矩作
用平面内弯曲,当荷载增大到某一数值后,梁在弯矩作用平面内弯曲的同时,将突然发生侧
向弯曲和扭转,并丧失继续承载的能力,这种现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳。
受弯构件的强度、整体稳定和局部稳定计算
钢梁的设计应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的计算。
、强度和刚度计算
1.强度计算 强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。
(1)抗弯强度
荷载不断增加时正应力的发展过程分为三个阶段,以双轴对称工字形截面为例说明如
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
组合梁腹板配置加劲肋的规定:
1)当ho/tw<8oJ235/ fy时,对有局部压应力(严o)的梁,应按构造配置横向加劲 肋;但对无局部压应力(c=o)的梁,可不配置加劲肋。
2)当ho/tw>80J235/ fy时,应配置横向加劲肋。其中,当ho/tw>17^/235/fy(受
压翼缘扭转受到约束) 或ho/tw>i5OJ235/ fy(受压翼缘扭转未受到约束时),或按计算需
计算抗弯强度时,需要计算疲劳的梁,常采用弹性设计。若按截面形成塑性铰进行设计, 可能使梁产生的挠度过大。因此规范规定有限制地利用塑性。
梁的抗弯强度来自百度文库下列公式计算:
单向弯曲时
Mxf
xWnx
Mx
XWnX
Wnx、Wny—梁对X轴和y轴的净截面模量;
y
f—钢材的抗弯强度设计值。
当梁受压翼缘的外伸宽度b与其厚度t之比大于13J235/ fy,但不超过15J235/fy
时,
(2)抗剪强度
主平面受弯的实腹梁,以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状 态。
V
式中V—计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值;
S—中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩;
I—毛截面惯性矩;
tw—腹板厚度;
fv—钢材的抗剪强度设计值。
当抗剪强度不满足设计要求时,常采用加大腹板厚度的办法来增大梁的抗剪强度。
要时,应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。
尚宜在受压区配置短加劲肋。
任何情况下,ho/tw均不应超过250J235/ fy。
此处ho为腹板的计算高度(对单轴对称梁,当确定是否要配置纵向加劲肋时,
为腹板受压区高度he的2倍),tw为腹板的厚度。
3)梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设置支承加劲肋。
用于抗剪计算腹板的通用高厚比为
式中fv—钢材的抗剪切强度设计值。
3)局部压力作用下的临界应力
用于腹板抗局部压力作用时的通用高厚比为
腹板局部稳定的计算
1)配置横向加劲肋的腹板
仅配置横向加劲肋的腹板,其各区格的局部稳定应按下式计算
1/4~1/5高度处,把腹板划分为上、
F两个区格。
①上区格
②下区格
cr1
(T
c ,cr1
(—)
cr1
(25)
3.加劲肋的构造和截面尺寸
般采用钢板制成的加劲肋,并在腹板两侧成对布置。 对非吊车梁的中间加劲肋, 为了
省工省料,也可单侧布置。
横向加劲肋的间距a不得小于0.5 ho,也不得大于2ho(对c=0的梁,h0/tw100时,
可米用2.5 ho)。
(2)临界应力的计算
1)弯曲临界应力
用于抗弯计算腹板的通用高厚比
当梁受压翼缘扭转受到约束时
bZhc/twIfy
177
(15a)
当梁受压翼缘扭转未受到约束时
根据通用高厚比b的范围不同,弯曲临界应力的计算公式如下:
式中f—钢材的抗弯强度设计值。
式(16)的三个公式分别属于塑性、弹塑性和弹性范围。
2)剪切临界应力
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