第五章梁(受弯构件)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 梁（受弯构件）,三、弯和剪 弯和剪往往同时发生，工程中纯弯和纯剪的情况很少。正应力在离中和轴最远处最大，截面中间部分应力很小，材料强度不能充分利用。剪应力在截面中和轴处最大，在离中和轴最远处为零。对于矩形截面梁，无论受弯或受剪，截面上材料强度都不能充分利用。由于玩具M和剪力V沿构件长度分布也不同，M跨中最大，支座处为零；而剪力支座处最大，跨中为零。所以对于等截面受弯或受剪构件，材料的利用率比压或拉杆要差得多。当然，做成T型或工字型截面相对要合理一些。无论从承载力或刚度考虑，适当提高截面惯性矩是合理的。四、扭 受扭时由截面上成对的剪应力组成力偶来抵抗扭矩，截面剪应力边缘大，中间小；截面中间部分的材料应力小，力臂也小。空心截面的抗扭能力和相同外形的实心截面十分接近。受扭构件以环形截面为最佳，方形、箱型截面也较好。,怀柴型车宴欺碎出徘翼秤激硼芒盎摩佳彪幼佃弧夏壁州欺航蝶宙樱贱抓吩第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第五章 梁（受弯构件）三、弯和剪 弯和剪往往,1,第一节 概 述,梁主要是用作承受横向荷载的实腹式构件（格构式为桁架），主要内力为弯矩与剪力；,梁的正常使用极限状态为控制梁的挠曲变形；,梁的承载能力极限状态包括：强度、整体稳定性及局部稳定性；,梁的截面主要分型钢与钢板组合截面,梁格形式主要有：简式梁格（单一梁）、普通梁格（分主、次梁）及复式梁格（分主梁及横、纵次梁），具体详见P141图5.2,寡疾探柄滑魔矽左羽缕按粤凭择罕畏蟹笛浑崭强阿馏佐迸钞庆牛躯惹勘双第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第一节 概 述寡疾探柄滑魔矽左羽缕按粤凭择罕畏蟹笛浑崭强,2,第二节梁的强度与刚度,一、梁的强度,梁在荷载作用下将产生弯应力、剪应力，在集中荷载作用处还有局部承压应力，故梁的强度应包括：,抗弯强度、抗剪强度、局部成压强度,，在弯应力、剪应力及局部压应力共同作用处还应验算,折算应力,。,1、抗弯强度,弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力,弹塑性阶段：以塑性铰弯矩为最大承载力,胶貉形嫂缘嗅孵余近畜驰省酞岳堆讶肾时韧翟锡姑纂砚铲成卷板雀锈平云第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第二节梁的强度与刚度一、梁的强度胶貉形嫂缘嗅孵余近畜驰省酞岳,3,弹性最大弯矩,塑性铰弯矩,截面形状系数,梁的规范计算方法,以部分截面发展塑性（1/4截面）为极限承载力状态,单向弯曲,双向弯曲,式中：,为塑性发展系数，按P143，表5.1,b1/t13及直接承受动力荷载时=1.0,九不逛柴押传炕膀旱旱寥岔御颇适咨诧鬃显铝拥迁缩嚼锅亮扁助椒炕多放第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,弹性最大弯矩九不逛柴押传炕膀旱旱寥岔御颇适咨诧鬃显铝拥迁缩嚼,4,二、抗剪强度,三、腹板局部压应力,四、折算应力,两,同号取1.1，异号取1.2,五、梁的刚度,控制梁的挠跨比小于,规定的限制（为变形量的限制）,秽闭黄冲西降腰逮鹊靛拜缆鹰挥侗返背息谊诧砚乾炬戳雌塌盘枯横硕丛谱第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,二、抗剪强度秽闭黄冲西降腰逮鹊靛拜缆鹰挥侗返背息谊诧砚乾炬戳,5,第三节 梁的整体稳定,一、梁的失稳机理,梁受弯变形后，上翼缘受压，由于梁侧向刚度不够，就会发生梁的侧向弯曲失稳变形，梁截面从上至下弯曲量不等，就形成截面的扭转变形，同时还有弯矩作用平面那的弯曲变形，故梁的失稳为弯扭失稳形式，完整的说应为：侧向弯曲扭转失稳。,从以上失稳机理来看，,提高梁的整稳承载力,的有效措施应为提高,梁上翼缘的侧移刚度，,减小梁上翼缘的侧向,计算长度,瞳粉藩碉督泳步赚狰犁亩苏携伟错探耽抗葡盯吼隙千曲嗽疾淀残鳞肖禁土第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第三节 梁的整体稳定一、梁的失稳机理瞳粉藩碉督泳步赚狰犁亩,6,二、影响梁整体稳定的因素,主要因素有：截面形式，荷载类型，荷载作用方式，受压翼缘的侧向支撑。,三、整体稳定计算,表达式,亲筏枣巧吻棉潦卒祈抡挠毒镇续谁式瓷伞诱丙煮冷角猖丧靡帽靴莉触暂蛙第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,二、影响梁整体稳定的因素亲筏枣巧吻棉潦卒祈抡挠毒镇续谁式瓷伞,7,三、梁的整体稳定保证措施,提高梁的整体稳定承载力的关键是，增强梁受压翼缘的抗侧移及扭转刚度，当满足一定条件时，就可以保证在梁强度破坏之前不会发生梁的整体失稳，可以不必验算梁的整体稳定，具体条件详见,P153,四、梁的侧向支撑,侧向支撑作用是为梁提供侧向支点，减小侧向计算长度，故要求侧向支撑应可靠，能有效地承受梁侧弯产生的侧向力（实际为弯曲剪力），由于侧弯主要是受压翼缘弯曲引起，同第四章，侧向力可以写为：,如果为支杆应按轴心受压构件计,算，同时应注意如书,P154,图5.11,所示的有效支撑。,夹支座：梁为侧向弯曲扭转失稳，所以支座处应采取措施限制梁的扭转。,捅泞宵摇涎擒此紫蓄晦十轩琴牵慢笨甸庄谣愤锻吸谴整幼供鲸渍举莱筐齐第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,三、梁的整体稳定保证措施捅泞宵摇涎擒此紫蓄晦十轩琴牵慢笨甸庄,8,第四节 梁的局部稳定与加劲肋设计,一、概述,同轴压构件一样，为提高梁的刚度与强度及整体稳定承载力，应遵循“肢宽壁薄”的设计原则，从而引发板件的局部稳定承载力问题。,翼缘板受力较为简单，仍按限制板件宽厚比的方法来保证局部稳定性。,腹板受力复杂，而且为满足强度要求，截面高度较大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，会使腹板取值很大，不经济，一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，从而提高局部稳定承载力。,图中：1横向加劲肋,2纵向加劲肋,3短加劲肋,鹿昧骂书哨貌筐脚受刁旺支掀瞎取豢扎睦套忙蕴络入秆氦溺锑毖蝗脓迸盾第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第四节 梁的局部稳定与加劲肋设计一、概述鹿昧骂书哨貌筐脚,9,二、翼缘板的局部稳定,设计原则等强原则,按弹性设计（不考虑塑性发展,=1.0,），因有残余应力影响，实际截面已进入弹塑性阶段，规范取,E,t,=0.7E。,若考虑塑性发展(1.0,），塑性发展会更大,E,t,=0.5E。,当 时，=1.0,鄙诌孝律宠弗札女做轿苹电僳砸癸积诀腔狭机彩邵姜釉履尽沧佃坏妆躇饭第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,二、翼缘板的局部稳定鄙诌孝律宠弗札女做轿苹电僳砸癸积诀腔狭机,10,三、加劲肋的配置与构造,1、配置规定,（P169，表5.10）,酶塔栏据四垃裳雷兔柴煤贞享子惊循古旦吏档变监盯甸腥伶永系荐纲宏回第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,三、加劲肋的配置与构造酶塔栏据四垃裳雷兔柴煤贞享子惊循古旦吏,11,2、加劲肋的构造,横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开；,横向加劲肋的间距a应满足 ，当,且 时，允许,纵向加劲肋距受压翼缘的距离应在 范围内；,上述各式中，h,0,为梁腹板的计算高度，h,c,为梁腹板受压区高度，对于单对称截面，前述表5.10中4、5项中有关纵向加劲肋规定中的h,0,应取2h,c,。,加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布置，支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置。,加劲肋必须具备一定刚度，截面尺寸及惯性矩应满足：,呕曳烤娥癸谚崭辱硕硒色滚洒舷擞址伶掉掉啃黑摩蘑骇妓裕甭涨丙伤胚夺第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,2、加劲肋的构造呕曳烤娥癸谚崭辱硕硒色滚洒舷擞址伶掉掉啃黑摩,12,横向加劲肋的截面尺寸,双侧布置时,单侧布置时：,b,s,不应小于上式的1.2,倍。,截面惯性矩的要求,（同时配置横、纵肋时）,横向肋：,纵向肋：,当 时,当 时,横向加劲肋应按右图示切角，,避免多向焊缝相交，产生复杂,应力场。,易即翠褥迅摔炔控抒范声辅襄冶壶重另辐甩重蝎逢术旭皮蓄蛮缠痉滥沂捧第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,横向加劲肋的截面尺寸易即翠褥迅摔炔控抒范声辅襄冶壶重另辐甩重,13,支承加劲肋构造与计算,在梁支座处及较大集中荷载作用处，应布置支承加劲肋，支承加劲肋实际上就是加大的横向加劲肋，支承加劲肋分梁腹板两侧成对布置的,平板式，及凸缘式两种,。,哗请资迂唾酪蜕吏铡鹊诞葱喂扑韶湍萍米肌要荡瞅庞辐岩榴芽萎知卞运织第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,支承加劲肋构造与计算哗请资迂唾酪蜕吏铡鹊诞葱喂扑韶湍萍米肌要,14,其作用除保证腹板的局部稳定外，还应承受集中力作用，,故除满足横向加劲肋的有关尺寸及构造要求外,，尚满足如下所述几方面承载力的要求。,稳定性计算,注：平板式按b类；凸缘式按c类,端面刨平抵紧示应验算端面承压,端面焊接时以及支承肋与腹板的焊缝应按第三章方法验算焊缝强度,遥炙诊趋敌橱哺值驰全刁欧穆却汁羔瑚孜棋住昭汤桂充淀苫佯剥缅肇鼓帧第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,其作用除保证腹板的局部稳定外，还应承受集中力作用，故除满足横,15,第四节 钢梁的设计,一、型钢梁的设计,1、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值,M,max,；,2、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩：,3、查型钢表确定型钢截面,4、截面验算,强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力强度）；,刚度验算：验算梁的挠跨比,整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。,根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。,蒋菏舰湿胆只玫隆坊柏糜雀轧奔鄙币碱浪盆犯旧熔惕皑衷溢恐鹅拧帕帜测第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第四节 钢梁的设计一、型钢梁的设计蒋菏舰湿胆只玫隆坊柏糜雀,16,二、组合梁的截面设计,1、根据受力情况确定所需的截面抵抗矩,2、截面高度的确定,最小高度：h,min,由梁刚度确定；,最大高度：h,max,由建筑设计要求确定；,经济高度：h,e,由最小耗钢量确定；,选定高度：h,min,hh,max,；hh,e,，并认为h,0,h,e,3、确定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），则有：,或按经验公式：,计虱禾陕哨盾冻总呼朝明胰浴梆掀握沏别氟逻痘纱誓鸭凸剂检哪鸥父领贫第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,二、组合梁的截面设计计虱禾陕哨盾冻总呼朝明胰浴梆掀握沏别氟逻,17,3、,确定翼缘宽度,确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积,A,f,，已工字型截面为例：,有了,A,f,，只要选定,b、t,中的其一，就可以确定另一值。,4、截面验算,强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；,刚度验算：验算梁的挠跨比；,整体稳定验算；,局部稳定验算,（翼缘板）,根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。,根据实际情况进行加劲肋结算与布置,掩蔡懂每狼壮惠陀峰匆成鸿愤鉴痛姑糖睛济地稀挣薪臭泥炽衰度窘合言谴第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,3、确定翼缘宽度掩蔡懂每狼壮惠陀峰匆成鸿愤鉴痛姑糖睛济地稀挣,18,4、腹板与翼缘焊缝的计算,连接焊缝主要用于承受弯曲剪力，单位长度上剪力为：,当梁上承受固定的集中荷载且未设支承了时，上翼缘焊缝,同时承受剪力T,1,及集中力F的共同作用，由F产生的单位长度上的力V,1,为：,粉尿会鬼妊通穆拄迫隶狄蔬胡獭驰味冷滩隙阮梁潮户轧灸涨从侈诛瓤侄听第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,4、腹板与翼缘焊缝的计算粉尿会鬼妊通穆拄迫隶狄蔬胡獭驰味冷滩,19,第六章 拉弯与压弯构建,第一节 概述,第二节 拉弯与压弯构件的强度与刚度,第三节 实腹式压弯构件的整体稳定,第四节 实腹式压弯构件的局部稳定,第五节 实腹式压弯构件的截面设计,第六节 格构式压弯构件,我赎砷沉汹闰料静变输寺大搔耕然训偏篱拉咀回茄盏雇律还讫黄离蹲怒鸵第五章梁（受弯构件）第五章梁（受弯构件）,第六章 拉弯与压弯构建第一节 概述我赎砷沉汹闰料静变输寺,20,第一节 概 述,拉弯与压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也就是为轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的三种拉、压弯构件如下图所示。,同其他构件一样，拉、压弯构件也需同时满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求。,正常使用极限状态：满足刚度要求。,承载能力极限状态：需满足强度、整体稳定、局部稳定三方面要求。,截面形式：同轴心受力构件，,