梁 悬挑结构

第二章梁、悬挑结构

2.1梁的形式

1.1.1 梁按材料分类

1.1.2 梁按截面形式分类

1.1.3 梁按支撑约束条件分类

2.2 梁的受力与变形

2.3 梁式结构的工程实例

2.4 悬挑结构

1.4.1 悬挑结构的形式

1.4.2 悬挑结构的抗倾覆平衡

1.4.3 悬挑结构的受力

1.4.4 悬挑结构的工程实例

2）结构分析方便，制作简单。

2.1梁的形式

2.1.1 梁按材料分类1、石梁是古希腊雅典娜女神的神庙，兴建于公元前5世纪的雅典卫城。它是现存至今最重要的古典希腊时代建筑物，一般被认为是多立克柱式发展的顶端；雕像装饰是古希腊艺术的顶点，此外还被尊为古希腊与雅典民主制度的象征，是举世闻名的文化遗产之一。石梁跨度4.2m

雅典卫城

古希腊德帕提农神庙

室内空间的使用。

阿提密斯是古希腊的狩猎女神，其神庙始建于公元前356年（说法不一）。整个建筑的设计师是Chersiphron父子，它最大的特色是内部有两排，至少106根立柱，每根大约12至18米高。神庙的底座约为60乘120米。

石梁的跨度达8.6m左右

古希腊的阿提密斯神庙

2.1.1 梁按材料分类

2、木梁

木梁抗拉、抗

压强度大，自重

轻，但防腐、防

蛀、防火性能差。

胶合板、胶合梁等

化学处理的胶合木

材料具有良好的防

腐防蛀阻燃等性

能，且比普通木材

有更高的强度。

太和殿

太和殿结构示意图（木梁跨度达到11m）

2.1.1 梁按材料分类

3、钢梁钢梁受拉、受压强度大，自重相对较小，防腐、防火性能差，造价和维修费用高。

2.1.1 梁按材料分类

4、钢筋混凝土梁

钢筋混凝土梁是

目前应用最为广

泛的梁。混凝土

受压、纵筋受

拉、箍筋受剪，

整体受力。钢筋

混凝土梁耐火性

好、耐久性好、

造价低廉，缺点

是自重大，受裂

缝及挠度限制。

混凝土和钢筋的受力特点

2.1.1 梁按材料分类

5、预应力混凝土梁

由于施加了预压

力使其产生预起

拱，可有效控制

其裂缝宽度和挠

度，节省材料减

轻自重，跨度可

达30m，甚至更

大。

图8 预应力混凝土简支梁受力特点

（a）预压力作用（b）外荷载作用（c）预压力和外荷载共同作用

2.1.1 梁按材料分类

6、钢-钢筋混凝土组合梁

下部为钢梁或钢桁架，上部为普通钢筋混凝土板，充分利用钢与混凝土材料性能，具有良好的经济指标。

2.1梁的形式

2.1.2 梁按截面形式分类

常用截面形式：矩形、圆形、工字型、槽型、箱型、花篮形

2.1.2 梁按截面形式分类

¾石梁矩形截面

¾木梁圆形截面或矩形截面

¾钢梁焊接工字形梁、箱形梁

¾钢筋混凝土梁矩形、T型截面、工字形截面或箱形截面¾预应力混凝土梁变高度双坡薄腹梁、鱼腹梁、空腹梁

¾钢－钢筋混凝土组合梁矩形

¾钢梁焊接工字形梁、箱形梁

¾钢筋混凝土梁矩形、T型截面、工字形截面或箱形截面

¾梁与楼板现浇在一起，楼板成为翼缘（翼缘宽度的确定），形成T形。中和轴附近材料不能充分发挥作用，挖去后形成工字型或箱型。

预应力混凝土梁变高度双坡薄腹梁、鱼腹梁、空腹梁

¾优点：制作、构造、吊装及设计较简单，侧向刚度大，可以降低厂房的高度和不需设置屋面支撑

¾缺点：自重较大

¾适用跨度：

普通钢筋混凝土薄腹梁为６～１２ｍ

预应力钢筋混凝土薄腹梁为１２～１８ｍ薄腹梁的特点

薄腹梁的设计要点和大致尺寸

¾梁端部高度：一般不小于60cm

¾双坡度的屋面坡度：1/8L‾1/12L

¾梁截面高度：单坡梁h=(1/18L‾1/12L)

双坡梁中间高h=(1/14L‾1/6L)¾梁腹厚度：6‾10cm

变截面梁，跨中M大，故为提高I（惯性矩），增加高度；支座边缘V大，故为提高横截面积，增大宽度。

¾简支梁

¾悬臂梁

¾两端固定梁¾多跨连续梁¾

静定多跨梁

2.1.3 梁按支承条件分类

¾多跨连续梁桥

九江长江大桥

2.2 梁的受力与变形

梁的内力：M、V，有时也有扭矩（T）和轴力（N）

¾简支梁：

构造简单，内力和挠度较大，常用于小跨度。

也常用来作为沉降缝之间的连接构件。

¾悬臂梁：

常用于阳台、雨蓬、挑台，在最大负弯矩处进行计算，还需考虑抗倾覆（过早撤掉模板引起的倾覆实例））和轴力（N）

¾固定梁：柱刚度大时，梁柱节点按固接；梁柱刚度差不多，按弹性支承。

¾外伸梁：简支梁带外伸段对跨中弯矩和挠度都有利。

¾多跨连续梁的内力和挠度：

为使得跨中和支座最大弯矩趋于统一，可以调整跨度。（三跨连续梁跨度选择实例，跨度变

化影响内力）

¾有哪些优点？

多跨连续梁为超静定结构，内力小、刚度大、抗震性能好、安全储备高。

¾有哪些缺点？

多跨连续梁对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降，会引起附加内力。为了避免这一点，可以转化为静定结构，在连续梁弯矩为0处设铰支座（为什么在弯矩为0处设置？为了避免弯矩图变化）。

当然因为荷载不确定性，弯矩为0的点也不确定，所以多跨静定梁的受力往往不如多跨连续梁。