梁腹板加劲肋设计纵向加劲肋横向加劲肋短加劲肋SteelStructure

（1）边缘屈服准则和弹性工作阶段
弹性阶段构件边缘纤维 最大应力为：
Mx
Wn x
Wnx —截面绕x轴的净截面模量
当最大应力达到屈服点fy时，是梁弹性工作的极限状态，其弹
性极限弯矩（屈服弯矩）Me
M e Wn f y
M e —— 梁的弹性极限弯矩，N·mm或KN·mm； Wn —— 梁的净截面弹性抵抗矩（或者称为弹性截面模量），mm3或cm3。
『本章要求』
➢1.了解受弯构件的类型和应用； ➢2.掌握受弯构件强度、刚度、整体稳定和局部稳定（包括腹 板加劲肋的设计）的计算方法； ➢3.掌握型钢梁和组合梁的设计方法（包括截面选择、梁截面 沿长度方向的改变、翼缘焊缝等）； ➢4.掌握梁的拼接和连接的主要方法和构造要求； ➢5.理解工字形截面组合梁腹板考虑屈曲后强度的设计方法。
➢ （2）有限塑性发展的强度准则和弹塑性工作阶段 ➢ 有限塑性发展的强度准则（或者部分塑性发展的强度准则）是将截面塑
性区限制在某一范围，一旦塑性区达到规定的范围即视为强度破坏。
➢ 随着弯矩增大，塑性区逐渐向截面中 央扩展，中央弹性区相应地逐渐减小。
（3）全截面塑性发展准则和塑性工作阶段 截面全部进入塑性状态，应力分布呈矩形。弯矩达到最大极限称为塑
『关键知识』 ➢1.受弯构件强度、刚度、整体稳定和局部稳定的计算方法； ➢2.型钢梁和组合梁的设计方法。
『重点讲解』 ➢1.受弯构件整体稳定和局部稳定的计算方法； ➢2.型钢梁和组合梁的设计方法。
『难点解析』 ➢工字形截面组合梁腹板考虑屈曲后强度的设计方法。
6.1受弯构件的类型和应用
6.1.1 实腹式受弯构件
性弯矩Mp
M p Wpn fy S1n S2n fy
S1n S2n ——中和轴以上和以下的净截面对中和轴的面积矩，mm3或cm3；
W p—n — 梁的净截面塑性抵抗矩（或者称为塑性截面模量），mm3或cm3。
在钢梁设计中，如果按照截面的全塑性进行设计，虽然可以节省钢材，但 是变形比较大，会影响结构的正常使用。因此规范规定可以通过限制塑性 发展区有限制的利用塑性，一般的a为h/8-h/4之间。
τmax
对中和轴的面积矩；
tw
fv—钢材的抗剪强度
设计值。
b
腹板剪应力
3.梁的局部承压强度
c
F
twlz
f
F– 集中荷载(动荷考虑动力系数)；
ψ– 系数，重级工作制吊车轮压1.35，其他1.0；
lz– 腹板的假定压力分布长度 梁中部 lz = a+5hy+2hR
梁 端 lz = a+2.5hy+a1
截面塑性抵抗矩与传统的截面弹性抵抗矩之比称为截面形状系数
f Wpn / Wn
对于矩形截面（图6.18）， 绕强轴（x-x轴）弯曲时，
fx
Wpnx
/ Wnx
2
1 bh 2
h 4
/
1 6Fra Baidu bibliotek
bh
2
1.5
绕弱轴（y-y轴）弯曲时，
fy
Wpny
/ Wny
2
1 2
bh
b 4
/
1 6
hb2
当梁的抗弯强度不足时，可以增大梁的任一截面尺寸，但以增大 梁的截面高度最为有效。
截面塑性发展系数γx、γy值
截面塑性发展系数γx、γy值
2.梁的抗剪强度
max
VS It w
fv
τmax=1.5bVh t
h
ho
τmax
t
V—计算截面沿腹板平面
作用的剪力；
I—毛截面惯性矩；
tw —腹板厚度；
S—中和轴以上毛截面
f ——钢材抗弯设计强度 。
根据局部稳定要求，当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大 于 13 235 / fy 但不超过 15 235 / fy 时，塑性发展对翼缘局部稳定会 有不利影响，应取 x ＝1.0。
对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，塑性区钢材 易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取 x= y =1.0。
t1
t1
b
b
当计算不能满足时，在固 定集中荷载处(包括支座处)，应 对腹板用支承加劲肋予以加强， 并对支承加劲肋进行计算；对移 动集中荷载，则只能修改梁截面 ，加大腹板厚度。
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)，应验算该处的折算应力：
➢ 2. 平面钢桁架 ➢ （1）简支梁式
（2）刚架横梁式 （3）连续式
（4）伸臂式 （5）悬臂式
3.空间钢桁架
6.2 梁的强度和刚度
6.2.1 梁的强度
1.抗弯强度
y
σ<fy
σ=fy
σ=fy
σ=fy
塑性
a a
x
x
εy
弹性
全部塑性
y
M<Me
M=Me
Me<M<Mp
塑性
M=Mp
各荷载阶段梁截面上的的正应力分布
1.5
（4）规范规定梁的抗弯强度应满足：
1）绕x轴单向弯曲时
Mx fy f xWnx R
2）绕x、y轴双向弯曲时
Mx My f xWnx yWny
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；
实腹式受弯构件通常称为钢梁，主要内力为弯矩和剪力。实际工 程中，以受弯、受剪为主但同时又有轴力的构件，也常称为受弯构 件，比如框架结构中的框架梁。 1.钢梁的截面类型
2.平台结构梁格布置
6.1.2 格构式受弯构件
➢ 1.格构式桁架结构与实腹式钢梁结构的对比 ➢ (1) 扩大了梁式结构的适用跨度； ➢ (2) 桁架可用各种材料制造，如钢筋混凝土、钢、木均可； ➢ (3) 桁架是由杆件组成的，桁架体型可以多样化，如平行弦桁架、三角 形桁架、梯形桁架、弧形桁架等型式。 ➢ (4) 施工方便，桁架可以整体制造后吊装，也可以在施工现场高空进行 杆件拼装。
a– 支承长度，吊车轮压取50mm hR– 轨道高度 hy– 自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离
梁的局部受压
梁端 lz= a+2.5hy+a1
梁中部 lz= a+5hy
局部压应力
梁中部 lz = a+5hy+2hR 局部压应力
腹板的计算高度ho：对轧制型钢梁为腹板在与上、下翼缘相交接处两内 弧起点间的距离；对焊接组合梁，为腹板高度；对铆接(或高强度螺栓 连接)组合梁，为上、下翼缘与腹板连接的铆钉(或高强度螺栓)线间最 近距离。