鋼結(jié)構(gòu)基本原理(戴國欣)復(fù)習(xí)課件第五章課件

1、第第五五章章 受彎受彎構(gòu)件構(gòu)件大綱要求大綱要求: :1.1.了解受彎構(gòu)件的種類及應(yīng)用；了解受彎構(gòu)件的種類及應(yīng)用；2. 2.了解受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計算了解受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計算原理（難點），原理（難點），掌握梁的計算方法；掌握梁的計算方法；3. 3.掌握組合梁設(shè)計的方法及其掌握組合梁設(shè)計的方法及其主要的構(gòu)造要求；主要的構(gòu)造要求；4. 4.掌握梁的拼接和連接主要方掌握梁的拼接和連接主要方法和要求。法和要求。 第一節(jié)第一節(jié) 受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用1 第二節(jié)第二節(jié) 受彎構(gòu)件的強度和受彎構(gòu)件的強度和剛度剛度2第三節(jié)第三節(jié) 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性與支

2、撐與支撐3第五章 受彎構(gòu)件 第四節(jié)第四節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與腹板加勁肋設(shè)計梁的局部穩(wěn)定與腹板加勁肋設(shè)計4 第第五節(jié)五節(jié) 型鋼梁設(shè)計型鋼梁設(shè)計5 第第六節(jié)六節(jié) 組合梁設(shè)計組合梁設(shè)計6（1 1）按彎曲變形狀況分：）按彎曲變形狀況分： 單向彎曲構(gòu)件單向彎曲構(gòu)件構(gòu)件在一個主軸平面內(nèi)受彎構(gòu)件在一個主軸平面內(nèi)受彎 雙向彎曲構(gòu)件雙向彎曲構(gòu)件構(gòu)件在二個主軸平面內(nèi)受彎構(gòu)件在二個主軸平面內(nèi)受彎一、一、 梁的類型梁的類型主要用以承受橫向荷載的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為受彎構(gòu)主要用以承受橫向荷載的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件，其截面形式有實腹式和格構(gòu)式兩大類。件，其截面形式有實腹式和格構(gòu)式兩大類。實腹式受彎構(gòu)件實腹式受彎構(gòu)件通常稱作梁

3、通常稱作梁格構(gòu)式受彎構(gòu)件格構(gòu)式受彎構(gòu)件稱桁架稱桁架（2 2）按支承條件分：）按支承條件分： 簡支梁、連續(xù)梁簡支梁、連續(xù)梁 、懸臂梁、懸臂梁 鋼梁一般都用簡支梁，簡支梁制造簡單，安裝方鋼梁一般都用簡支梁，簡支梁制造簡單，安裝方便，且可避免支座不均勻沉陷所產(chǎn)生的不利影響。便，且可避免支座不均勻沉陷所產(chǎn)生的不利影響。 不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力已知時，進行截不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力已知時，進行截面設(shè)計的原則和方法是相同的。面設(shè)計的原則和方法是相同的。（3 3）按傳力系統(tǒng)的作用分類：）按傳力系統(tǒng)的作用分類： 荷載荷載 樓板樓板（次梁）（次梁） 主梁主梁 柱柱 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 。面板次 梁主 梁柱支 撐

4、【注注】次梁主要承受均布荷載，主梁主要承受集中荷載。次梁主要承受均布荷載，主梁主要承受集中荷載。實腹式構(gòu)件受彎實腹式構(gòu)件受彎承受橫向荷載的梁承受橫向荷載的梁格構(gòu)式受彎構(gòu)件格構(gòu)式受彎構(gòu)件桁架桁架（4 4）按照截面形狀分）按照截面形狀分 樓蓋梁樓蓋梁 平臺梁平臺梁（5 5）按功能分）按功能分 吊車梁吊車梁 檁條檁條 墻架梁等墻架梁等【型鋼梁】（6）按制作方法分：型鋼梁、組合（截面）梁）按制作方法分：型鋼梁、組合（截面）梁型鋼梁加工簡單，制造方便，成本較低，適合于小跨度型鋼梁加工簡單，制造方便，成本較低，適合于小跨度受彎構(gòu)件。受彎構(gòu)件。 【組合梁】u由鋼板、型鋼連接而成由鋼板、型鋼連接而成, ,以工

5、字形組合梁應(yīng)用最廣。以工字形組合梁應(yīng)用最廣。u當(dāng)梁的高度很大而梁高受到限制，或抗扭要求較高當(dāng)梁的高度很大而梁高受到限制，或抗扭要求較高時，可采用箱形截面。時，可采用箱形截面。u用鋼材和混凝土連接而成的組合梁可充分發(fā)揮鋼材用鋼材和混凝土連接而成的組合梁可充分發(fā)揮鋼材和混凝土的性能，取得較好的經(jīng)濟效果。和混凝土的性能，取得較好的經(jīng)濟效果。二、應(yīng)用二、應(yīng)用樓層梁、屋面梁、吊車梁，平樓層梁、屋面梁、吊車梁，平臺梁；墻臺梁；墻梁，檁條梁，檁條簡支梁、連續(xù)梁、伸臂梁；實腹梁、空腹梁；簡支梁、連續(xù)梁、伸臂梁；實腹梁、空腹梁；承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)梁梁正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)三、梁的計算內(nèi)容

6、 剛度剛度 強度強度整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定鋼梁設(shè)計應(yīng)滿足強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。鋼梁設(shè)計應(yīng)滿足強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。 強度強度折算折算應(yīng)力應(yīng)力局部局部承壓承壓強度強度抗剪抗剪強度強度抗彎抗彎強度強度四、設(shè)計要求四、設(shè)計要求 截面選型截面選型 滿足強度、穩(wěn)定性要求滿足強度、穩(wěn)定性要求( (承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)) ) 滿足撓度要求滿足撓度要求( (正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)) ) 構(gòu)造措施構(gòu)造措施抗彎強度、抗剪強度、局部承壓強度、復(fù)雜應(yīng)力強度抗彎強度、抗剪強度、局部承壓強度、復(fù)雜應(yīng)力強度一、抗彎強度一、抗彎強度1 1、正截面應(yīng)力分布、正截面應(yīng)力分布

7、最大彎曲正應(yīng)力最大彎曲正應(yīng)力exWM fy，彈性狀態(tài)彈性狀態(tài)My= We fy ，彈性極限彎矩彈性極限彎矩We 彈性截面抵抗矩彈性截面抵抗矩MxMy時截面發(fā)生塑性變形時截面發(fā)生塑性變形全截面應(yīng)力達到全截面應(yīng)力達到fy時時，塑性極限狀態(tài)，塑性極限狀態(tài)Mp= Wp fy ，塑性極限彎矩，塑性極限彎矩Wp 塑性截面抵抗矩，面積矩之和塑性截面抵抗矩，面積矩之和矩形截面：矩形截面： We =bh2/6， Wp =bh2/4截面形狀系數(shù)截面形狀系數(shù)：g gF Wp/ We矩形截面矩形截面 g gF=1.5，工形截面工形截面 g gF1.10與與MeMe的比值只與截面的幾何形狀有關(guān)，稱截面形狀系數(shù)的比值只與

8、截面的幾何形狀有關(guān)，稱截面形狀系數(shù) 2 2、設(shè)計要求、設(shè)計要求彈性設(shè)計要求：彈性設(shè)計要求： Mx My = We fy 塑性設(shè)計要求：塑性設(shè)計要求： Mx Mp = g gpWe fy 考慮部分塑性發(fā)展：考慮部分塑性發(fā)展： Mx g gxWe fy g gx為為塑性發(fā)展系數(shù)塑性發(fā)展系數(shù): 1 g gx13/b=2013故需驗算整體穩(wěn)定性。故需驗算整體穩(wěn)定性。(2) (2) 計算截面幾何特征計算截面幾何特征I Ix x=648500cm=648500cm4 4I Iy y=6300cm=6300cm4 4A=140A=1401+21+230301.4=224cm1.4=224cm4 4W Wx

9、x=9080cm=9080cm3 3 i iy y=5.3cm=5.3cmy y=113=113(3) (3) 計算整體穩(wěn)定系數(shù)計算整體穩(wěn)定系數(shù)b b和和b b由表得由表得b b=1.15=1.15因系雙軸對稱截面因系雙軸對稱截面b b=0=0b b=1.413=1.413b b=0.87=0.87(4) (4) 整體穩(wěn)定驗算整體穩(wěn)定驗算M Mmaxmax=1637kNm=1637kNmM Mmaxmax/b bWWx x=207.4N/mm2f=215N/mm2=207.4N/mm2f=215N/mm2故該梁不會發(fā)生整體失穩(wěn)。故該梁不會發(fā)生整體失穩(wěn)?！纠}例題5 5.5.5】一簡支梁受力及支

10、承如圖所示，荷載標準】一簡支梁受力及支承如圖所示，荷載標準值值P P180kN180kN，分項系數(shù)，分項系數(shù)1.41.4，不計自重，不計自重，Q235Q235鋼，鋼，f=215N/mmf=215N/mm2 2,f,fv v=125N/mm=125N/mm2 2, , ， =0.6,=0.6,要求：要求：2yN/mm235fb（1 1）驗算該梁的強度）驗算該梁的強度( (考慮部分塑性發(fā)展考慮部分塑性發(fā)展) )。（2 2）若在跨中受壓翼緣設(shè)置一道側(cè)向支撐）若在跨中受壓翼緣設(shè)置一道側(cè)向支撐, ,試驗算該試驗算該梁的整體穩(wěn)定性。梁的整體穩(wěn)定性。-8 200 xx-8 200-6 800習(xí) 題 2.3.

11、11圖30003000P=180kN解：（解：（1 1）幾何特性：）幾何特性：Ix=2Ix=28 82020404404404+1/12404+1/126 6800800800800800800 =778290000mm4 =778290000mm4Wx=Ix/y=778290000/408=1908000mm3Wx=Ix/y=778290000/408=1908000mm3S=8S=8200200404+6404+6400400200=11264000mm3; 200=11264000mm3; S1=8S1=8200200404=6464000mm3404=6464000mm3受力：受力：M

12、max=1/4 Mmax=1/4 PL=1/4PL=1/41.41.41801806=378kN.m;6=378kN.m;Vmax=1/ Vmax=1/ 2P=1/22P=1/21.41.4180=126kN180=126kN應(yīng)力：應(yīng)力：翼緣最外邊緣：翼緣最外邊緣： MPafMPaf215MPa215MPa腹板中心處：腹板中心處： MPafMPafv v125MPa125MPa翼緣與腹板交界處折算應(yīng)力：翼緣與腹板交界處折算應(yīng)力： MPa; MPa; MPa MPa 7 .188190800005. 1103786maxxxwrM4 .306772829000011264000101263max

13、wxtIVS3.194778290004001037861xIMy4.1767728290000646400010126311wxtIVS結(jié)論：強度滿足要求。結(jié)論：強度滿足要求。（2 2） , ,故梁的整體穩(wěn)定性不需要故梁的整體穩(wěn)定性不需要驗算。驗算。折算應(yīng)力折算應(yīng)力 MPa6.06.0時，用時，用?b b代替代替?b b，主要是因為主要是因為 （ ） 。 A A、梁的局部穩(wěn)定有影響、梁的局部穩(wěn)定有影響 B B、梁已進入彈塑性階段、梁已進入彈塑性階段 C C、梁發(fā)生了彎扭變形、梁發(fā)生了彎扭變形 D D、梁的強度降低了。、梁的強度降低了。 4 4、一簡支梁受均布荷載作用，其中永久荷載標準值、一簡

14、支梁受均布荷載作用，其中永久荷載標準值為為1515k kN/N/m m，僅一個可變荷載，其標準值為，僅一個可變荷載，其標準值為2020k kN/N/m m，則，則強度計算時的設(shè)計荷載為強度計算時的設(shè)計荷載為 （ ） 。 A A、q q =1.2=1.215+1.415+1.420 B20 B、q q =15+20 =15+20 C C、q q =1.2=1.215+0.8515+0.851.41.420 20 D D、q q =1.2=1.215+0.615+20 20 5 5、梁的整體失穩(wěn)屬于第一類穩(wěn)定問題，其失穩(wěn)形式、梁的整體失穩(wěn)屬于第一類穩(wěn)定問題，其失穩(wěn)形式為為 （ ）

15、 。 A A、彎曲失穩(wěn)、彎曲失穩(wěn) B B、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn) C C、彎扭失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn) D D、局部失穩(wěn)、局部失穩(wěn) 6 6、下列因素中，對梁在彈性階段的整體穩(wěn)定承載力、下列因素中，對梁在彈性階段的整體穩(wěn)定承載力影響不大的是（影響不大的是（ ） 。 A A、梁的側(cè)向抗彎剛度、梁的側(cè)向抗彎剛度 B B、梁所用材料的屈服點、梁所用材料的屈服點 C C、荷載種類、荷載種類 D D、荷載作用位置、荷載作用位置 鋼受彎構(gòu)件的截面大都是由板件組成的。如果鋼受彎構(gòu)件的截面大都是由板件組成的。如果板件的寬厚比過大，在一定的荷載條件下會出現(xiàn)波浪板件的寬厚比過大，在一定的荷載條件下會出現(xiàn)波浪狀的鼓曲變形，這種現(xiàn)象

16、稱為局部失穩(wěn)。其局部失穩(wěn)狀的鼓曲變形，這種現(xiàn)象稱為局部失穩(wěn)。其局部失穩(wěn)是不同約束條件下的平板在是不同約束條件下的平板在不同應(yīng)力不同應(yīng)力分布下的失穩(wěn)。分布下的失穩(wěn)。即在進行梁的截面設(shè)計時，考慮即在進行梁的截面設(shè)計時，考慮強度強度，腹板腹板宜既宜既高高又薄又??；考慮；考慮穩(wěn)定穩(wěn)定，翼緣翼緣宜既宜既寬又薄寬又薄。與軸心受壓。與軸心受壓構(gòu)件相仿，在荷載作用下，受壓翼緣和腹板有可能發(fā)構(gòu)件相仿，在荷載作用下，受壓翼緣和腹板有可能發(fā)生波形屈曲，稱為梁的局部失穩(wěn)。生波形屈曲，稱為梁的局部失穩(wěn)。一、概念一、概念 梁局部失穩(wěn)梁局部失穩(wěn) 防止的辦法有兩種，一種是加厚鋼板，防止的辦法有兩種，一種是加厚鋼板，一種是布置

17、加勁肋減小幅面，即把腹板分成一種是布置加勁肋減小幅面，即把腹板分成若干帶有邊框的區(qū)格而不失穩(wěn)。若干帶有邊框的區(qū)格而不失穩(wěn)。 梁喪失局部穩(wěn)定后，梁的部分區(qū)域退出工作，梁喪失局部穩(wěn)定后，梁的部分區(qū)域退出工作，受彎構(gòu)件的翼緣和腹板發(fā)生局部屈曲，雖然不致于受彎構(gòu)件的翼緣和腹板發(fā)生局部屈曲，雖然不致于使梁立即達到極限承載能力而破壞，但使梁立即達到極限承載能力而破壞，但局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)會惡化梁的受力性能會惡化梁的受力性能，因而也必須避免。使梁的，因而也必須避免。使梁的有效截面積和剛度減小，強度承載力和整體穩(wěn)定性有效截面積和剛度減小，強度承載力和整體穩(wěn)定性降低。降低。二、各種受力狀態(tài)下的局部穩(wěn)定性二、各種受

18、力狀態(tài)下的局部穩(wěn)定性1 1、受壓翼緣局部穩(wěn)定、受壓翼緣局部穩(wěn)定【近似視為近似視為】一單向均勻受壓薄板一單向均勻受壓薄板【臨界應(yīng)力臨界應(yīng)力】2100618 bt.cr 0 .1 【視受壓翼緣懸伸部分視受壓翼緣懸伸部分】三邊簡支、一邊自由，且板長三邊簡支、一邊自由，且板長 趨于無窮大，故趨于無窮大，故=0.425；不；不 考慮腹板對翼緣的約束作用，考慮腹板對翼緣的約束作用， ，令，令=0.25，則：，則：ycrf yftb23513 強度計算考慮截面塑性發(fā)展時：強度計算考慮截面塑性發(fā)展時：強度計算不考慮截面塑性發(fā)展（強度計算不考慮截面塑性發(fā)展（x x=1.0=1.0）時：）時：對于箱形截面受壓翼緣

19、在兩腹板（或腹板與對于箱形截面受壓翼緣在兩腹板（或腹板與縱向加勁肋）間的無支承寬度縱向加勁肋）間的無支承寬度b0與其厚度的與其厚度的比值應(yīng)滿足：比值應(yīng)滿足：yftb23513 yftb23515 yftb235400 【規(guī)范規(guī)定】不發(fā)生局部失穩(wěn)的板件寬厚比：t tb bb b0 0t th h0 0t tw wb bt tb bb b0 0t th h0 0t tw w2 2、腹板局部穩(wěn)定、腹板局部穩(wěn)定&腹板采用加厚鋼板的方法是很不經(jīng)濟的，布置腹板采用加厚鋼板的方法是很不經(jīng)濟的，布置加勁肋是一種有效措施。加勁肋是一種有效措施。&加勁肋分橫向加勁肋、縱向加勁肋和短加勁肋加勁肋分橫

20、向加勁肋、縱向加勁肋和短加勁肋幾種。幾種。&取圖中只布置了橫向加勁肋的板段進行分析，取圖中只布置了橫向加勁肋的板段進行分析，該段腹板上、下翼緣為彈性嵌固，左右加勁肋該段腹板上、下翼緣為彈性嵌固，左右加勁肋則為簡支。則為簡支。縱向加勁肋縱向加勁肋橫向加勁肋橫向加勁肋圖圖 組合應(yīng)力作用下的腹板組合應(yīng)力作用下的腹板 該板段邊緣上受有彎曲應(yīng)力該板段邊緣上受有彎曲應(yīng)力 ，剪應(yīng)力，剪應(yīng)力 ，局部，局部壓應(yīng)力壓應(yīng)力 c c，假如三種應(yīng)力分別單獨作用于板邊，假如三種應(yīng)力分別單獨作用于板邊時，可用彈性理論求出各自的臨界應(yīng)力時，可用彈性理論求出各自的臨界應(yīng)力 cr cr、 cr cr、 ccrccr。三、

21、提高腹板穩(wěn)定性的方法三、提高腹板穩(wěn)定性的方法控制寬厚比控制寬厚比提高臨界應(yīng)力提高臨界應(yīng)力fy布置加勁肋布置加勁肋提高剛度，減小變形提高剛度，減小變形縱向加勁肋縱向加勁肋避免彎曲壓應(yīng)力失穩(wěn)，受壓區(qū)避免彎曲壓應(yīng)力失穩(wěn)，受壓區(qū)橫向加勁肋橫向加勁肋避免剪切應(yīng)力失穩(wěn)，剪力大區(qū)域避免剪切應(yīng)力失穩(wěn)，剪力大區(qū)域支承加勁肋支承加勁肋避免局部壓應(yīng)力失穩(wěn)，集中力處避免局部壓應(yīng)力失穩(wěn)，集中力處圖圖 腹板加勁肋的構(gòu)造腹板加勁肋的構(gòu)造 四、腹板加勁肋布置和計算四、腹板加勁肋布置和計算（一）純彎屈曲（一）純彎屈曲20100618 ht.wcr即即：提高臨界應(yīng)力的有效辦法：設(shè)縱向加勁肋。提高臨界應(yīng)力的有效辦法：設(shè)縱向加勁肋。

22、由非均勻受壓薄板的屈曲理論，得：由非均勻受壓薄板的屈曲理論，得：規(guī)范取規(guī)范?。簽椴辉O(shè)縱向加勁肋限值。為不設(shè)縱向加勁肋限值。ywywfthfth23515023517000 和和（二）純剪屈曲（二）純剪屈曲彈性階段臨界應(yīng)力：彈性階段臨界應(yīng)力：hoaahd,min0式中：式中：2100618 dt.wcr 即即：規(guī)范?。阂?guī)范?。簓wfth235800 為不設(shè)橫向加勁肋限值。為不設(shè)橫向加勁肋限值。（三）局部壓應(yīng)力下的屈曲（三）局部壓應(yīng)力下的屈曲20100618 ht.wc,cr腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲。腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲。crc , hoa規(guī)范取：規(guī)范?。簓wfth235800 小

23、結(jié)：承受靜力荷載與間接承受動力荷載的實腹梁小結(jié)：承受靜力荷載與間接承受動力荷載的實腹梁時時，可可不不配配置置加加勁勁肋肋；當(dāng)當(dāng)；時時，按按構(gòu)構(gòu)造造配配置置加加勁勁肋肋當(dāng)當(dāng)，0023580)1(0 ccywfth 肋，其中：，按計算配置橫向加勁ywfth23580)2(0,2351700時時）受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受約約束束（當(dāng)當(dāng) ywfth或或計計算算需需要要束束）（受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)未未受受約約當(dāng)當(dāng)ywfth2351500 應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。；任任何何情情況況下下，ywfth235250)3(0 以上公式中以上公式中h h0

24、 0為腹板的計算高度，為腹板的計算高度，t tw w為腹板厚度。為腹板厚度。(4) (4) 梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜 設(shè)置支承加勁肋。設(shè)置支承加勁肋。對于單軸對稱截面梁，對于單軸對稱截面梁，在確定是否配置縱向加勁肋時，在確定是否配置縱向加勁肋時，h h0 0取腹板受壓區(qū)高度取腹板受壓區(qū)高度h hc c的的2 2倍。倍。1 1加勁肋布置加勁肋布置宜成對布置，對于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。宜成對布置，對于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。橫向加勁肋的間距橫向加勁肋的間距a a應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：0025 .0hah (1)(1)僅設(shè)置橫向加勁肋時

25、僅設(shè)置橫向加勁肋時2.2.加勁肋的截面尺寸加勁肋的截面尺寸100,00 wcth 當(dāng)當(dāng) 時時,005.25.0hah 縱向加勁肋至腹板計算高度邊緣的距離應(yīng)在縱向加勁肋至腹板計算高度邊緣的距離應(yīng)在: :范范圍圍內(nèi)內(nèi)。25 .2cchh( (四）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸四）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸40mm300 hbs橫向加勁肋的寬度：橫向加勁肋的寬度：15ssbt 橫向加勁肋的厚度：橫向加勁肋的厚度：單側(cè)布置時，外伸寬度增加單側(cè)布置時，外伸寬度增加2020。 (2)(2)同時設(shè)置橫向、縱向加勁肋時，除滿足以上要求外：同時設(shè)置橫向、縱向加勁肋時，除滿足以上要求外：303wssz3)2(121wthtb

26、tI 橫向加勁肋應(yīng)滿足橫向加勁肋應(yīng)滿足: :縱向加勁肋應(yīng)滿足縱向加勁肋應(yīng)滿足: :3w02000)(0.452.5(,85.0/thhahaIhay 3w00.51,85.0/thIhay C CC CC50-100tho2/sb3/sb2t五、支承加勁肋構(gòu)造與計算五、支承加勁肋構(gòu)造與計算圖圖3 3 支承加勁肋的構(gòu)造支承加勁肋的構(gòu)造 ceefAFcec1.1.端面承壓端面承壓A Acece-加勁肋端面實際承壓面積加勁肋端面實際承壓面積f fcece-鋼材承壓強度設(shè)計值鋼材承壓強度設(shè)計值支座處的支承加勁肋分支座處的支承加勁肋分普通式普通式和和突緣式突緣式兩種，兩種，突緣的長度不應(yīng)大于其厚度的兩倍

27、。突緣的長度不應(yīng)大于其厚度的兩倍。普通式支承加勁肋的兩端與突緣支承加勁肋下普通式支承加勁肋的兩端與突緣支承加勁肋下端應(yīng)刨平，靠與上、下翼緣或支座頂緊來傳力，端應(yīng)刨平，靠與上、下翼緣或支座頂緊來傳力，也可以采用焊縫傳力。也可以采用焊縫傳力。3.3.支承加勁肋與腹板的連接焊縫，應(yīng)按承受全部集中支承加勁肋與腹板的連接焊縫，應(yīng)按承受全部集中力或支座反力，計算時力或支座反力，計算時假定應(yīng)力沿焊縫長度假定應(yīng)力沿焊縫長度均勻分布。均勻分布。2.2.加勁肋應(yīng)按加勁肋應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件驗算其垂直于腹板方向的驗算其垂直于腹板方向的整體穩(wěn)定，截面為十字形截面，取加勁肋每側(cè)腹板長整體穩(wěn)定，截面為十字形截面，

28、取加勁肋每側(cè)腹板長度為度為 及加勁肋及加勁肋, , 作為計算截面面積作為計算截面面積。ywftC/23515 fAF 4.4.支承加勁肋與翼緣的連接焊縫，應(yīng)按傳力情況進行連支承加勁肋與翼緣的連接焊縫，應(yīng)按傳力情況進行連接焊縫計算。接焊縫計算。 (1) (1) 工廠拼接工廠拼接【位置位置】常由鋼板尺寸決定常由鋼板尺寸決定【注意注意】應(yīng)使翼緣與腹板的拼接位置錯開應(yīng)使翼緣與腹板的拼接位置錯開, ,并避免與次梁并避免與次梁和加勁肋焊縫重疊交叉和加勁肋焊縫重疊交叉, ,保持不小于保持不小于10tw10tw的距離。的距離。 【焊縫焊縫】以采用直縫對接為宜。以采用直縫對接為宜。 一、一、 梁的拼接梁的拼接(

29、2) (2) 工地拼接工地拼接【位置位置】由運輸安裝條件決定由運輸安裝條件決定【注意注意】設(shè)在受力較小部位設(shè)在受力較小部位【焊縫焊縫】采用對接焊縫采用對接焊縫, ,做好向上做好向上V V形坡口與施焊形坡口與施焊順序。順序。 500500 50050012344551245345(3)(3)型鋼梁的拼接型鋼梁的拼接(4)(4)組合梁的拼接組合梁的拼接1010t tw w1245345S鉸接連接可分疊接和平接兩種，疊接是鉸接連接可分疊接和平接兩種，疊接是次梁直接擱在主梁上，用螺栓或焊縫固定。次梁直接擱在主梁上，用螺栓或焊縫固定。二、二、 主梁與次梁連接主梁與次梁連接S平接則建筑高度較小，次梁的上翼

30、緣必須切去平接則建筑高度較小，次梁的上翼緣必須切去一段，如與支承加勁肋相連，下翼緣也須部分切除。一段，如與支承加勁肋相連，下翼緣也須部分切除。S連接焊縫和螺栓應(yīng)按次梁的反力分析計算，考連接焊縫和螺栓應(yīng)按次梁的反力分析計算，考慮到連接并非真正鉸接，會產(chǎn)生一定的彎矩，故計慮到連接并非真正鉸接，會產(chǎn)生一定的彎矩，故計算時將反力加大算時將反力加大20%20%30%30%。 M【常用類型常用類型】平板支座、弧形支座、滾軸支平板支座、弧形支座、滾軸支座三種。座三種。三、三、 梁支承于柱墩（磚墻）上梁支承于柱墩（磚墻）上R平板支座平板支座b弧形支座弧形支座r鉸軸式支座鉸軸式支座支支座座墊墊板板的的長長和和寬

31、寬；、支支承承材材料料的的承承壓壓強強度度；支支座座反反力力；：支支座座板板截截面面面面積積 bafRfRbaAAccM支承板厚度支承板厚度t t：由支承板單位寬度所受彎矩計算：由支承板單位寬度所受彎矩計算 6 Mtf構(gòu)造要求構(gòu)造要求5-5 5-5 型鋼梁的設(shè)計型鋼梁的設(shè)計一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則強度、整體穩(wěn)定、剛度要求、局壓承載力強度、整體穩(wěn)定、剛度要求、局壓承載力局部穩(wěn)定一般均滿足要求。局部穩(wěn)定一般均滿足要求。二、設(shè)計步驟二、設(shè)計步驟（一）單向彎曲型鋼梁（一）單向彎曲型鋼梁以工字型鋼為例以工字型鋼為例1、梁的內(nèi)力求解：、梁的內(nèi)力求解：設(shè)計荷載下的最大設(shè)計荷載下的最大Mx及及V（不含自重）。

32、（不含自重）。2、W Wnxnx求解：求解：)05. 1( 可可取取fMWxxnxg g選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛?，得截面參?shù)。選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛妫媒孛鎱?shù)。3、彎曲正應(yīng)力驗算：、彎曲正應(yīng)力驗算：求得設(shè)計荷載及其自重作用下的，截面最大設(shè)計內(nèi)求得設(shè)計荷載及其自重作用下的，截面最大設(shè)計內(nèi)力力Mx和和V4、最大剪力驗算、最大剪力驗算5、整體穩(wěn)定驗算、整體穩(wěn)定驗算6、局壓驗算、局壓驗算7、剛度驗算、剛度驗算fWMnxxx g g vftISV wmax fltF zwc fWMxbx （二）雙向彎曲型鋼梁（二）雙向彎曲型鋼梁以工字型鋼為例以工字型鋼為例1、梁的內(nèi)力求解：、梁的內(nèi)力求解：設(shè)計荷載下的最大設(shè)計荷

33、載下的最大Mx、V（不含自重）和（不含自重）和My。2、Wnxnx可由強度初估：可由強度初估：選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛妫媒孛鎱?shù)。選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛妫媒孛鎱?shù)。3、抗彎強度驗算：、抗彎強度驗算：求得設(shè)計內(nèi)力求得設(shè)計內(nèi)力Mx、V（含自重）和（含自重）和My經(jīng)經(jīng)驗驗系系數(shù)數(shù)。 g g g gg gg gfMMfMWWMWxyxxynynxyxxnx1三、三、類型類型熱軋型鋼：熱軋型鋼：工字鋼，槽鋼，工字鋼，槽鋼，T T型鋼，型鋼，H H型鋼型鋼框架梁，框架梁， 樓層梁，屋面梁，單向受彎梁樓層梁，屋面梁，單向受彎梁冷彎型鋼：冷彎型鋼：C C型鋼，型鋼，Z Z型鋼型鋼墻梁，檁條，雙向受彎梁墻梁，檁條，雙

34、向受彎梁例題例題6.66.6：設(shè)計熱軋工形簡支次梁，恒載設(shè)計熱軋工形簡支次梁，恒載3kN/m3kN/m2 2, ,活載活載4.5kN/m4.5kN/m2 2, ,采用采用Q235-B.FQ235-B.F鋼材鋼材, ,次梁跨度次梁跨度6m6m，間距，間距3m3m。解：解：梁跨度梁跨度l l=6m=6m，鋼材抗彎強度，鋼材抗彎強度f f=215N/mm=215N/mm2 2 ，抗剪強度抗剪強度f fv v=125N/mm=125N/mm2 2(1)(1)樓面荷載標準值樓面荷載標準值q qk k=3.0+4.5=7.5kN/m=3.0+4.5=7.5kN/m2 2， 荷載設(shè)計值荷載設(shè)計值q q=1.

35、2=1.23.0+ 1.43.0+ 1.44.5=9.9kN/m4.5=9.9kN/m2 2(2)(2)梁線荷載標準值梁線荷載標準值q qkl kl=3.0=3.07.5kN/m7.5kN/m2 2 = = 22.5kN/m22.5kN/m 設(shè)計值設(shè)計值q ql l= 3.0= 3.09.9kN/m9.9kN/m2 2 = = 29.7kN/m29.7kN/m(3)(3)梁跨中彎矩梁跨中彎矩MMx x= = 29.7 29.7 6 62 2/8 =133.65kNm/8 =133.65kNm工形截面塑性發(fā)展系數(shù)工形截面塑性發(fā)展系數(shù)g gx x= 1.05= 1.05所需截面抵抗矩所需截面抵抗矩

36、WWx x MMx x/ / g gx x f f = 133.65 = 133.65 10106 6 /(1.05 /(1.05215)215) =0.592 =0.592 10106 6mmmm3 3(4)查表選截面查表選截面I32a，A=6712mm2,Ix= 1.108108mm4，Wx= 0.692106mm3 ，Sx= 0.4106mm3 , h= 320mm，tw= 9.5mm(5)計算抗剪強度計算抗剪強度剪力剪力V= 29.7 6/2 =89.1kN =V Sx/twIx= 33.8N/mm2fv近似計算近似計算 1.2V/htw=35N/mm2(6)計算撓度計算撓度w w=5

37、qkll4/384EIx=16.6mmw w/l =1/360f截面應(yīng)改為截面應(yīng)改為WxMx/ b f = 1.035 106mm3選選用用I40a， A=8607mm2，Wx= 1.085 106mm3面積面積增加增加28%一、應(yīng)用一、應(yīng)用(1)(1)荷載和跨度較大的梁，無法選到合適的截面荷載和跨度較大的梁，無法選到合適的截面(2)(2)受軋制設(shè)備限制受軋制設(shè)備限制, ,熱軋型鋼梁腹板和翼緣后熱軋型鋼梁腹板和翼緣后, ,截面積大截面積大(3)(3)焊接梁應(yīng)用比熱軋型鋼梁廣泛焊接梁應(yīng)用比熱軋型鋼梁廣泛(4)(4)工形和箱形截面，優(yōu)化截面尺寸工形和箱形截面，優(yōu)化截面尺寸二、設(shè)計過程二、設(shè)計過程(

38、1)(1)已知截面內(nèi)力，確定截面尺寸已知截面內(nèi)力，確定截面尺寸(2)(2)根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)截面尺寸，驗算截面和構(gòu)件根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)截面尺寸，驗算截面和構(gòu)件(3)(3)根據(jù)優(yōu)化公式估算尺寸，驗算截面和構(gòu)件根據(jù)優(yōu)化公式估算尺寸，驗算截面和構(gòu)件(4)(4)工形和箱形截面尺寸工形和箱形截面尺寸: ,: ,截面高度截面高度h h、寬度、寬度b b、腹板、腹板厚度厚度t tw w、翼緣厚度、翼緣厚度t tf f5-6 5-6 組合梁的設(shè)計組合梁的設(shè)計三、截面選擇三、截面選擇原則：強度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟性等要求原則：強度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟性等要求1 1、截面高度、截面高度（1 1）容許最大高度）容許最大高度h hm

39、axmax凈空凈空要求要求；（2 2）容許最小高度）容許最小高度h hminmin 由由剛度剛度條件確定，以簡支梁為例：條件確定，以簡支梁為例：?？煽山扑迫∪『珊奢d載平平均均分分項項系系數(shù)數(shù)，取取3 . 1 sksfg g g g EhlhEWlMEIMlEIlqkxkxkxk4810481048538452224 TTlEfhEhfl 2min23 .148103 .14810 （3 3）梁的經(jīng)濟）梁的經(jīng)濟高度高度h he e 經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式：。吊吊車車梁梁有有橫橫向向荷荷載載時時：；否否則則截截面面無無削削弱弱時時：系系數(shù)數(shù)式式中中：單單位位或或9 . 07 . 0)29 . 08

40、5. 0)1)(307234 . 0 g g xxxxexefMWcmWhWh2 2、腹板高度、腹板高度hwhw 因翼緣厚度較小，可取因翼緣厚度較小，可取h hw w比比h h稍小，滿足稍小，滿足5050的模數(shù)。的模數(shù)。3 3、腹板厚度、腹板厚度twtw由抗剪強度確定：由抗剪強度確定： 一般按上式求出的一般按上式求出的tw較小，可按經(jīng)驗公式計算：較小，可按經(jīng)驗公式計算：構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：4 4、翼緣尺寸確定：、翼緣尺寸確定：由由W Wx x及腹板截面面積確定：及腹板截面面積確定：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：ehhhhh 且且maxmin vwwfhVtmax5 . 1

41、 ):(115 . 3cmhthtwwww單單位位或或 ywwfthmmt23525060 且且一般一般b bf f以以10mm10mm為模數(shù)，為模數(shù)， t t以以2mm2mm為模數(shù)。為模數(shù)。確定確定b bf f 、t t尚應(yīng)考慮板材的規(guī)格及局部穩(wěn)定要求。尚應(yīng)考慮板材的規(guī)格及局部穩(wěn)定要求。21322121 htbhtIfwwxb bf fh hw wh h1 1h htt tw wxxhhtbhhthIWfwwxx213612 6621wwwxfwfwwxwhthWtbthbhtWhhh 取?。?。，代代入入上上式式得得另另，一一般般有有：thbhf5 . 26 四、截面驗算四、截面驗算截面確定

42、后，求得截面幾何參數(shù)截面確定后，求得截面幾何參數(shù)I Ix x W Wx x I Iy y W Wy y等。等。1、強度驗算：抗彎強度、抗剪強度、局壓強度、折、強度驗算：抗彎強度、抗剪強度、局壓強度、折算應(yīng)力；算應(yīng)力；2、整體穩(wěn)定驗算；、整體穩(wěn)定驗算；3、局部穩(wěn)定驗算，對于腹板一般通過加勁肋來保證、局部穩(wěn)定驗算，對于腹板一般通過加勁肋來保證4、剛度驗算；、剛度驗算；5、動荷載作用，必要時尚應(yīng)進行疲勞驗算。、動荷載作用，必要時尚應(yīng)進行疲勞驗算。五、組合梁截面沿長度的改變五、組合梁截面沿長度的改變 一般來講，截面一般來講，截面M M沿沿l l改變，為節(jié)約鋼材，將改變，為節(jié)約鋼材，將M M較小較小區(qū)段

43、的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：區(qū)段的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：1 1、改變翼緣板截面、改變翼緣板截面（1 1）單層翼緣板，一般改變）單層翼緣板，一般改變b bf f，而，而t t不變，做法如圖：不變，做法如圖：b bf fb bf f12.5（a）（b）l lll/6/6ll/6/6M M1 1M M1 1M M （2 2）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷 點計算確定，做法如圖：點計算確定，做法如圖：為了保證，斷點處能正常工作，實際斷點外伸長為了保證，斷點處能正常工作，實際斷點外伸長度度l l1 1應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：l lM M

44、1 1M M1 1l l1 1l l1 11）端部有正面角焊縫時：）端部有正面角焊縫時：當(dāng)當(dāng)h hf f 0.750.75t t1 1時：時：l l1 1 b b1 1當(dāng)當(dāng)h hf f 0.75 tw【例題【例題5 5.7.7】將前例熱軋工字鋼梁改為將前例熱軋工字鋼梁改為焊接焊接工形截面工形截面。(1)估算截面尺寸估算截面尺寸h=6000(1/151/20)=300400mm，取取h=360mmb=360(1/42/3)=90240mm，取，取b=200mmtw=360(1/401/80)=4.59， 取取tw=6mmtf=200(1/201/30)=610， 取取tf=8mm腹板高腹板高ho

45、=360-16=344mm(2)截面特性截面特性A=5264mm2，Ix= 1.195 108mm4， Wx= 0.664 106mm3ix=150.6mm， Iy= 10.67 106mm4， iy=45mm(3)截面驗算截面驗算抗彎計算：抗彎計算：Mx/g gWx=133.65106/(1.050.664106)=192N/mm2f抗剪計算：抗剪計算：1.2V/htw=1.289100/(3606)=49.5N/mm2fv撓度：撓度：w w=5qkll4/384EIx=15.4mmw w/l =1/39013，需計算整體穩(wěn)定性，需計算整體穩(wěn)定性計算彈性穩(wěn)定系數(shù)計算彈性穩(wěn)定系數(shù) b ： =l

46、1t1/b1h=60008/(200360)=0.67f需增加截面尺寸，增加需增加截面尺寸，增加b可減小可減小 y ，加大，加大 b和和 Wx取取b=240mm，增加，增加tf=10mm，腹板高，腹板高ho=360-20=340mmA=6840mm2，Ix= 1.667 108mm4， Wx= 0.926 106mm3ix=160.4mm， Iy= 46.08 106mm4， iy=82mm計算計算l1/b1 =6000/240=2513，需計算整體穩(wěn)定性，需計算整體穩(wěn)定性計算彈性穩(wěn)定系數(shù)計算彈性穩(wěn)定系數(shù) b ： =l1t1/b1h=600010/(240360)=0.692.0 b=0.69

47、+0.13 =0.78， y =6000/82=736 . 085. 13604 . 41073110926. 0360684073432078. 0262b彈塑性穩(wěn)定系數(shù)彈塑性穩(wěn)定系數(shù) b =0.9Mx/ bWx=133.65106/(0.90.926106)=160N/mm2Mx/g gxf(3)經(jīng)濟梁高經(jīng)濟梁高)mm(30073xWh取取20mm倍數(shù)，考慮連接空間，倍數(shù)，考慮連接空間，h200mm保證保證梁寬梁寬b/h=1/42/3，取，取20mm倍數(shù)，考慮搭接長度，倍數(shù)，考慮搭接長度， b180mm翼緣厚度翼緣厚度b/tf=2030，tf 8mm ，取，取2mm倍數(shù)，并使倍數(shù)，并使tf

48、 twhbtthWfw2x66wxfhthWbt(5) 由由得翼緣面積得翼緣面積(4)腹板經(jīng)濟厚度腹板經(jīng)濟厚度tw 6mm ，取，取2mm倍數(shù)倍數(shù))mm(5 . 3/wht 【例題【例題5 5.8.8】優(yōu)化選擇前例優(yōu)化選擇前例焊接焊接工形截面工形截面。(1)優(yōu)化優(yōu)化截面尺寸截面尺寸WxMx/ g gx f = 0.592 106mm3經(jīng)濟梁高經(jīng)濟梁高 取取h=300mm經(jīng)濟腹板厚經(jīng)濟腹板厚 取取tw=6mm翼緣面積翼緣面積mm288)mm(30073xWhmm9 . 4)mm(5 . 3/wht2wxfmm16706hthWbtb=300(1/42/3)=60200mm，取，取b=200mmt

49、f=200(1/201/30)=610， 取取tf=8mm，btf=1600，可能不夠，可能不夠腹板高腹板高ho=300-16=284mmWx= 0.531 106mm31.0.1 1、荷載設(shè)計值和標準值、荷載設(shè)計值和標準值(1)(1)最大豎向輪壓設(shè)計值最大豎向輪壓設(shè)計值:P=a:P=ad dhghgQ QP Pmaxmax g gQ Q荷載分項系數(shù)，荷載分項系數(shù)， g gQ Q=1.4=1.4(2)(2)每輪橫向荷載設(shè)計值每輪橫向荷載設(shè)計值:T=a:T=aT Tg gQ Qg gT T (Q+g)/n(Q+g)/n n n大車輪總數(shù)大車輪總數(shù)(3)(3)豎向輪壓標準值豎向輪壓標準值:P:Pk

50、 k=hP=hPmaxmaxPPTT小車小車大車大車2 2、最大設(shè)計彎矩、最大設(shè)計彎矩求極值求極值(1)(1)兩輪作用兩輪作用LaLTMLaLPMaa2)(,2)(,22oy2ox1oPPTTa1(2)三輪作用三輪作用12oy12ox21o4)(3,4)(3,3PaLaLTMPaLaLPMaaaPPTTa1PPTTa1a2(3)四輪作用四輪作用3 3、最大設(shè)計剪力、最大設(shè)計剪力(1)(1)兩輪作用兩輪作用)/2(1LaPVPPa1(2)(2)三輪作用三輪作用)/23(21LaLaPVPPa1PPa1a21、腹板尺寸、腹板尺寸按單向受彎按單向受彎fMWxx2 . 1腹板高度腹板高度30073xW

51、h腹板厚度腹板厚度5 . 3/wht 2、翼緣尺寸、翼緣尺寸軌道固定寬度軌道固定寬度上翼緣寬度上翼緣寬度b1大車行走允許尺寸大車行走允許尺寸下翼緣寬度下翼緣寬度b2 b1；翼緣厚度翼緣厚度tf=(1/201/25)b1、抗彎強度、抗彎強度(1)上翼緣上翼緣雙向受彎，承受水平剎車力雙向受彎，承受水平剎車力fWMWMy1ny1nxx(2)下翼緣下翼緣單向受彎單向受彎fWMnx2x凈截面特性凈截面特性扣除軌道固定連接螺栓孔扣除軌道固定連接螺栓孔TP2、抗剪強度、抗剪強度腹板最大剪應(yīng)力腹板最大剪應(yīng)力vwo2 . 1fthV3、腹板邊緣強度、腹板邊緣強度(1) 局部輪壓局部輪壓ftlPwzclz=a+2

52、hy，a=50mm ，hy為從吊車軌頂至腹板邊的距離為從吊車軌頂至腹板邊的距離ahyhyP(2) 上板邊折算應(yīng)力上板邊折算應(yīng)力f1 . 1321c12c214、整體穩(wěn)定、整體穩(wěn)定(無制動結(jié)構(gòu)無制動結(jié)構(gòu))(1) 驗算上翼緣寬度驗算上翼緣寬度b1y1/23513/fbl保證穩(wěn)定性保證穩(wěn)定性(2) 穩(wěn)定計算穩(wěn)定計算毛截面毛截面fWMWMyy1xbx5、撓度計算、撓度計算(1)撓度近似計算撓度近似計算/10/xklEIlMlwwMk按吊車輪壓標準值計算最大彎矩按吊車輪壓標準值計算最大彎矩(2) 撓度限制撓度限制手動吊車、單梁吊車：手動吊車、單梁吊車：1/500中級工作制：中級工作制：1/600重級工作

53、制：重級工作制：1/7506、局部穩(wěn)定計算、局部穩(wěn)定計算(1)受壓受壓(上上)翼緣穩(wěn)定性翼緣穩(wěn)定性(2) 腹板穩(wěn)定性腹板穩(wěn)定性按寬厚比按寬厚比ho/tw計算計算（b1， t1受壓受壓(上上)翼緣寬度和厚度翼緣寬度和厚度）y11/23530/ftbywo/23580fth均勻布置橫向加勁肋，均勻布置橫向加勁肋，間距間距a=ho2ho ，距下翼緣，距下翼緣50mmaa50mm均勻布置橫向加勁肋，間距均勻布置橫向加勁肋，間距ywoy/23580/235170fthf2woo1)/(kthhka4woo3)/(kthhka且且k1， k2， k3， k4系數(shù)與系數(shù)與 c/ 和和 c/ 有關(guān)有關(guān)ywo/

54、235170fth同時布置橫向加勁肋和縱向加勁肋同時布置橫向加勁肋和縱向加勁肋7、翼緣和腹板焊縫計算、翼緣和腹板焊縫計算(1)受壓受壓(上上)翼緣與腹板溶透對接焊縫連接，承受翼緣與腹板溶透對接焊縫連接，承受壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，一、二級，保證等強度連接壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，一、二級，保證等強度連接(2)受拉受拉(下下)翼緣與腹板雙面角焊縫連接，翼緣與腹板雙面角焊縫連接，承受剪應(yīng)力，焊腳尺寸承受剪應(yīng)力，焊腳尺寸hf腹板邊緣剪應(yīng)力腹板邊緣剪應(yīng)力 1，單位長度焊縫剪力，單位長度焊縫剪力Nv= 1tw焊縫強度計算焊縫強度計算wffv7 . 02fhN8、疲勞計算、疲勞計算(1)承受反復(fù)荷載作用承受反復(fù)荷載作用(2

55、)初始缺陷初始缺陷(微裂紋、焊接缺陷微裂紋、焊接缺陷)，應(yīng)力，應(yīng)力集中，裂紋擴展，發(fā)生脆性破壞集中，裂紋擴展，發(fā)生脆性破壞(3)吊車梁設(shè)計必須考慮疲勞問題吊車梁設(shè)計必須考慮疲勞問題1 1、疲勞概念、疲勞概念(1)(1)長期受反復(fù)長期受反復(fù)( (循環(huán)循環(huán)) )荷載作用，荷載作用， 10 10萬次以上萬次以上(50(50年基年基準期內(nèi)平均每天準期內(nèi)平均每天5 5次以上次以上) )，橋梁、吊車梁、鐵路軌道等，橋梁、吊車梁、鐵路軌道等(2)(2)有拉應(yīng)力作用有拉應(yīng)力作用( (裂紋擴展裂紋擴展) )(3)(3)疲勞壽命疲勞壽命( (循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)N N，而不是時間，而不是時間) )與應(yīng)力大小有關(guān)與應(yīng)力

56、大小有關(guān)(4)(4)每次循環(huán)最大和最小應(yīng)力每次循環(huán)最大和最小應(yīng)力( (拉應(yīng)力為正拉應(yīng)力為正) )之比之比r=sr=smaxmax/s/sminmin稱為應(yīng)力比；之差稱為應(yīng)力比；之差Ds=sDs=smaxmax-s-sminmin稱為應(yīng)力幅稱為應(yīng)力幅(5)(5)試驗研究為主，斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)為輔試驗研究為主，斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)為輔(6)(6)受缺陷影響最大，與材料強度無關(guān)受缺陷影響最大，與材料強度無關(guān). .2、疲勞壽命、疲勞壽命(1)常幅疲勞常幅疲勞應(yīng)力幅保持不變應(yīng)力幅保持不變 (2)變幅疲勞變幅疲勞應(yīng)力幅隨機變化應(yīng)力幅隨機變化(3)焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命主要與應(yīng)力幅成反比焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命主要與應(yīng)力

57、幅成反比lglglgaNaN或a， 與連接方法和受力特征有關(guān)與連接方法和受力特征有關(guān)(4)提高提高焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的有效措施是減小應(yīng)力幅疲勞壽命的有效措施是減小應(yīng)力幅3、疲勞計算、疲勞計算(1)疲勞試驗得出容許應(yīng)力幅疲勞試驗得出容許應(yīng)力幅與壽命的關(guān)系與壽命的關(guān)系 /1/NCC， 與連接方法和構(gòu)件種類有關(guān)，分成與連接方法和構(gòu)件種類有關(guān)，分成8 8類，類，1 1類疲勞性能類疲勞性能最好，最好，8 8類最差類最差(2) 疲勞計算疲勞計算 控制應(yīng)力幅控制應(yīng)力幅(3)(3)常幅疲勞常幅疲勞所有應(yīng)力循環(huán)所有應(yīng)力循環(huán)DsDs相同，傳動軸相同，傳動軸焊接結(jié)構(gòu)：焊接結(jié)構(gòu)：D = D = maxmax-

58、- minmin非焊接結(jié)構(gòu)：主要與最大應(yīng)力和應(yīng)力比有關(guān)，等效非焊接結(jié)構(gòu)：主要與最大應(yīng)力和應(yīng)力比有關(guān)，等效應(yīng)力幅應(yīng)力幅D = D = maxmax-0.7 -0.7 minmin (4)(4)變幅疲勞變幅疲勞累積損傷，折算應(yīng)力幅，橋梁累積損傷，折算應(yīng)力幅，橋梁1/11iie/kikiNiN(3)(3)吊車疲勞吊車疲勞( (中級工作制以上中級工作制以上)按一臺吊按一臺吊車滿載計算，常幅疲勞，按車滿載計算，常幅疲勞，按200200萬次循環(huán)計萬次循環(huán)計算容許應(yīng)力幅，相當(dāng)于平均每天算容許應(yīng)力幅，相當(dāng)于平均每天110110次次(4)(4)實際運行不可能全部滿載，或達不到實際運行不可能全部滿載，或達不到20

59、0200萬次，引入欠載系數(shù)萬次，引入欠載系數(shù)a a1 1，等效應(yīng)力幅，等效應(yīng)力幅 6102minmax1e)(a a1 1=1.0=1.0：重級工作制硬鉤吊車；：重級工作制硬鉤吊車；a a1 1=0.8=0.8：重級工作制軟鉤吊車：重級工作制軟鉤吊車a a1 1=0.5=0.5：中級工作制吊車：中級工作制吊車 min min為吊車梁自重產(chǎn)生的應(yīng)力，為吊車梁自重產(chǎn)生的應(yīng)力， minmin00 max max為最大輪壓標準值產(chǎn)生的應(yīng)力為最大輪壓標準值產(chǎn)生的應(yīng)力4 4、焊接吊車梁疲勞計算位置、焊接吊車梁疲勞計算位置(1)(1)受拉翼緣和拼接處受拉翼緣和拼接處22類或類或3 3類連接類連接(2)(2)

60、受拉翼緣與腹板連接處受拉翼緣與腹板連接處33類或類或4 4類連接類連接(3)(3)橫向加勁肋端部橫向加勁肋端部44類或類或5 5類連接類連接(4)(4)受拉翼緣與腹板連接角焊縫受拉翼緣與腹板連接角焊縫88類連接類連接(5)(5)支座端板與腹板連接角焊縫支座端板與腹板連接角焊縫88類連接類連接受拉翼緣除與腹板連接外不能有其它焊縫受拉翼緣除與腹板連接外不能有其它焊縫1 1、設(shè)計參數(shù)、設(shè)計參數(shù)10T10T電動單梁吊車一臺，軌距電動單梁吊車一臺，軌距22.5m22.5m，吊車梁跨度，吊車梁跨度6m6m，中級工作制，起重量中級工作制，起重量Q=10TQ=10T，最大輪壓，最大輪壓P=8.5TP=8.5T，小車，小車重重g=1