第五章-钢结构受弯构件复习过程

性，取塑性发展深度 a0.12h5[图6.6(c)]。
这样，梁的抗弯强度按下列规定计算；
Mx f
xWnx
Mx My f
xWnx yWny
x 、 y 为截面塑性发展系数：对工字形截 面， x =1.05， y =1.20；对箱形截面，
x = y =1.05；对其他截面，可按表6.1
(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
5.2 梁的强度和刚度
5.2.1 梁的强度 梁的强度分抗弯强度、抗剪强度、局部承压
散，均匀分布于腹板计算高度边
缘.
梁的局部承压强度可按下式 :
c
F
twlz
f
式中 F—集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；
—集中荷载增大系数：对重级工作制吊车轮压，
=1.35；对其他荷载，=1.0；
l z —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：
跨中集中荷载 lz a5hy2hR
x的面积矩；
WpnxS1nxS2nx —净截面大弯矩
xp
M xe
之比为：
F
Mxp Mxe
Wpnx Wnx
此 F 值只取决于截面的几何形状而与材料 的性质无关，称为截面形状系数。一般截面的
F 值如图6.7所示。
显然，在计算梁的抗弯强度时，考虑截面塑性发展比 不考虑要节省钢材。但若按截面形成塑性铰来设计， 可能使梁的挠度过大，受压翼缘过早失去局部稳定。 因此，编制钢结构设计规范时，只是有限制地利用塑
强度、在复杂应力作用下的强度，其中抗弯强 度的计算又是首要的。
5.2.1.1 梁的抗弯强度
(1)弹性工作阶段 (2)弹塑性工作阶段 (3)塑性 工作阶段
塑性铰
塑性铰：梁的承载能力达到极限。其最大弯矩 为：
M xp fy(S 1 n xS 2 n)xfy W pnx
式中 S 1nx、S 2 nx —分别为中和轴以上、以下净截面对中和轴
5.2.1.2 梁的抗剪强度
剪应力的计算式为：
max
VS Itw
fv
式中 V—计算截面沿腹板平面作用的剪力；
S—计算剪应力处以上(或下)毛截面对中和轴的面积矩；
I—毛截面惯性矩；
f
v — 钢材的抗剪强度设计值
5.2.1.3 梁的局部承压强度
当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载(包
括支座反力)且该荷载处又未设置支承加劲肋时[图6.9(a)]，
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，
即按弹性工作阶段进行计算。
5.2.1.2 梁的抗剪强度
一般情况下，梁既承受弯矩，同时又承受剪力。 工字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图 6.8所示
或受有移动的集中荷载(如吊车的轮压)时[图6.9(b)]，应验
算腹板计算高度边缘的局部承压强度
5.2.1.3 梁的局部承压强度
在集中荷载作用下，翼缘类似
支承于腹板的弹性地基梁。腹板
计算高度边缘的压应力分布如图
6.9(c)的曲线所示。假定集中荷
载从作用处以1：2.5(在h y 高度
范围)和1：1(在h R 高度范围)扩
采用；
为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，规
范规定：①当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其 厚度t之比大于13235/ f y (但不超过15235/ f y )
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。
在土木工程中，除少数情况如吊车梁、起 重机大梁或上承式铁路板梁桥等可单根梁或两 根梁成对布置外，通常由若干梁平行或交叉排 列而成梁格，图6.2即为工作平台梁格布置示 例。
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。
钢梁分为型钢梁和组合梁两大类
组合梁一般采用三块钢板焊接而成的工字形截 面[图 (g)]，或由T型钢(用H型钢剖分而成)中间 加板的焊接截面[图 (h)]当焊接组合梁翼缘需要 很厚时，可采用两层翼缘板的截面[图 (i)。
钢梁可做成简支梁、连续梁、悬伸梁等。 简支梁的用钢量虽然较多，但由于制造、安装、 修理、拆换较方便，而且不受温度变化和支座 沉陷的影响，因而用得最为广泛。
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：
v5q kl35•q kl2•lM kl v
l 38 Ex4 I48 8 Ex I1E 0 x Il
对变截面简支梁：
v l1M E 0klxI1235 IxIxIx1v l
第五章-钢结构受弯构件
5.1 受弯构件的形式和应用
钢梁分为型钢梁和组合梁两大类 型钢梁的截面有热轧工字钢[图 (a)]、热轧H型
钢[图 (b)]和槽钢[图 (c)]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，应 予优先采用 .
5.1 受弯构件的形式和应用
梁端支反力 lz a2.5hya1
a—集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压
可取为50mm；
h y —自梁承载的边缘到腹板计算高度边缘的距离；
h R —轨道的高度，计算处无轨道时 h R =0，
a 1 —梁端到支座板外边缘的距离，按实取，但不得大
于2.5
h
。
y
5.2.1.4 梁在复杂应力作用下的强度计算
在组合梁的腹板计算高度边缘处，当同时受有较大的
正应力、剪应力和局部压应力时，或同时受有较大的正应
力和剪应力时(如连续梁的支座处或梁的翼缘截面改变处
等)，应按下式验算该处的折算应力：
2c 2c321f
M xh0
W nx h
1 —验算折算应力的强度设计值增大系数。
当 与 c异号时，取 1 =1.2；当 与同 号或 =0时，取 c =1.1。 1