《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課件第五章梁_港航

1、第五章第五章 梁梁1 1、概述、概述2 2、梁的強(qiáng)度和剛度計(jì)算、梁的強(qiáng)度和剛度計(jì)算3 3、梁的整體穩(wěn)定、梁的整體穩(wěn)定4 4、梁的局部穩(wěn)定、梁的局部穩(wěn)定5 5、組合梁考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的計(jì)算、組合梁考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的計(jì)算6 6、鋼梁的設(shè)計(jì)、鋼梁的設(shè)計(jì)7 7、梁的拼接、連接和支座設(shè)計(jì)、梁的拼接、連接和支座設(shè)計(jì)概 述u只承受只承受彎矩彎矩或或彎矩與剪力彎矩與剪力共同作用的構(gòu)件稱為共同作用的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件。結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件主要以梁的形式出現(xiàn)，以彎曲變形為結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件主要以梁的形式出現(xiàn)，以彎曲變形為主或發(fā)生彎扭變形的構(gòu)件稱為梁。主或發(fā)生彎扭變形的構(gòu)件稱為梁。u作用于梁上的荷載通常有：均布

2、荷載、集中荷載；作用于梁上的荷載通常有：均布荷載、集中荷載；u按工程力學(xué)的彈性方法計(jì)算荷載作用效應(yīng)（彎矩、剪力、按工程力學(xué)的彈性方法計(jì)算荷載作用效應(yīng)（彎矩、剪力、變形等）；變形等）；u按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。概概 述述受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)容受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)容受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)容受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件強(qiáng)度強(qiáng)度剛度剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）應(yīng) 用應(yīng)應(yīng) 用用梁在鋼結(jié)構(gòu)中是應(yīng)用較廣泛的一種基本構(gòu)件。例如房屋建梁在鋼結(jié)構(gòu)中是應(yīng)用較廣泛的一種基本構(gòu)件。例如房屋建筑中的樓蓋梁

3、、墻梁、檁條、吊車梁和工作平臺(tái)梁，水工筑中的樓蓋梁、墻梁、檁條、吊車梁和工作平臺(tái)梁，水工鋼閘門中的梁和采油平臺(tái)梁等。鋼閘門中的梁和采油平臺(tái)梁等。類 型類類 型型不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力已知時(shí)，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的原則和不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力已知時(shí)，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的原則和方法是相同的。方法是相同的。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(gè)主軸平面內(nèi)受彎構(gòu)件在一個(gè)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(gè)主軸平面內(nèi)受彎構(gòu)件在二個(gè)主軸平面內(nèi)受彎按支承條件分按支承條件分： 簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁 、懸臂梁、懸臂梁 鋼梁一般都用簡(jiǎn)支梁，簡(jiǎn)支梁制造簡(jiǎn)單，安裝方

4、便，且可避免支鋼梁一般都用簡(jiǎn)支梁，簡(jiǎn)支梁制造簡(jiǎn)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。座不均勻沉陷所產(chǎn)生的不利影響。類 型按傳力系統(tǒng)的作用分：按傳力系統(tǒng)的作用分：荷載荷載樓板樓板次梁次梁主梁主梁柱柱基礎(chǔ)基礎(chǔ)次梁主要承受板傳來(lái)的均布荷載，主梁主要承受次梁傳來(lái)的集中荷載。次梁主要承受板傳來(lái)的均布荷載，主梁主要承受次梁傳來(lái)的集中荷載。類類 型型按組成材料分：按組成材料分：1、鋼梁、鋼梁 2、混凝土梁、混凝土梁3、鋼與混凝土組合梁、鋼與混凝土組合梁組合梁由鋼筋混凝土和一定形狀組合梁由鋼筋混凝土和一定形狀的鋼梁組成，充分發(fā)揮兩者材料的鋼梁組成，充分發(fā)揮兩者材料的優(yōu)勢(shì)，受力合理，在房屋和橋的

5、優(yōu)勢(shì)，受力合理，在房屋和橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用日益廣泛。（共同梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用日益廣泛。（共同工作）工作）類 型依截面的變化情況分依截面的變化情況分 等截面梁和變截面梁。等截面梁和變截面梁。 預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力梁 在梁的受拉側(cè)設(shè)置具有較高預(yù)拉力的高強(qiáng)度鋼索，在梁的受拉側(cè)設(shè)置具有較高預(yù)拉力的高強(qiáng)度鋼索，原理與預(yù)應(yīng)力混凝土梁相同原理與預(yù)應(yīng)力混凝土梁相同 。梁格梁格類類 型型 由許多梁排列而成的平面體系，例如樓蓋和工作平由許多梁排列而成的平面體系，例如樓蓋和工作平臺(tái)等。梁格上的荷載一般先由鋪板傳給次梁，再由次梁傳臺(tái)等。梁格上的荷載一般先由鋪板傳給次梁，再由次梁傳給主梁，然后傳到柱或墻，給主梁，然后傳到柱或墻， 最后

6、傳給基礎(chǔ)和地基。最后傳給基礎(chǔ)和地基。 梁格類型根據(jù)梁的排列方式，梁格可分成下列三種典型的形式根據(jù)梁的排列方式，梁格可分成下列三種典型的形式簡(jiǎn)單式梁格簡(jiǎn)單式梁格只有主梁，適用于梁跨度較小的情況；只有主梁，適用于梁跨度較小的情況； 普通式梁格普通式梁格有次梁和主梁，次梁支承于主梁上；有次梁和主梁，次梁支承于主梁上； 復(fù)式梁格復(fù)式梁格除主梁和縱向次梁外，還有支承于縱向次梁上除主梁和縱向次梁外，還有支承于縱向次梁上的橫向次梁。的橫向次梁。 類類 型型鋼梁常用截面形式鋼梁常用截面形式鋼梁常用截面形式熱軋型鋼梁熱軋型鋼梁(a)焊接組合截面梁焊接組合截面梁(b)冷彎薄壁型鋼梁冷彎薄壁型鋼梁(c)空腹式截面梁

7、空腹式截面梁(d)組合梁組合梁(e) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：截面開(kāi)展，力學(xué)性能好，截面開(kāi)展，力學(xué)性能好，須注意板件局部失穩(wěn)。須注意板件局部失穩(wěn)。鋼梁的破壞類型超過(guò)承載能力極限狀態(tài)的破壞超過(guò)承載能力極限狀態(tài)的破壞鋼梁的破壞類型鋼梁的破壞類型材料強(qiáng)度不足而喪失承載力的破壞材料強(qiáng)度不足而喪失承載力的破壞變形過(guò)大而導(dǎo)致失穩(wěn)的穩(wěn)定破壞變形過(guò)大而導(dǎo)致失穩(wěn)的穩(wěn)定破壞疲勞破壞疲勞破壞連接失效連接失效鋼梁的強(qiáng)度破壞類型超過(guò)正常使用極限狀態(tài)的失效超過(guò)正常使用極限狀態(tài)的失效梁剛度不足，撓度過(guò)大，影響正常使用梁剛度不足，撓度過(guò)大，影響正常使用鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕嚴(yán)重，耐久性差鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕嚴(yán)重，耐久性差截面強(qiáng)度破壞截面強(qiáng)度破壞鋼梁的

8、破壞類型鋼梁的破壞類型1、截面最大正應(yīng)力達(dá)到材料相應(yīng)的屈服強(qiáng)度；、截面最大正應(yīng)力達(dá)到材料相應(yīng)的屈服強(qiáng)度；2、截面最大剪應(yīng)力達(dá)到材料相應(yīng)的屈服強(qiáng)度；、截面最大剪應(yīng)力達(dá)到材料相應(yīng)的屈服強(qiáng)度；3、截面復(fù)合應(yīng)力處（既有正應(yīng)力且數(shù)值較大，又有、截面復(fù)合應(yīng)力處（既有正應(yīng)力且數(shù)值較大，又有剪應(yīng)力且數(shù)值較大），按第四強(qiáng)度理論計(jì)算的折算剪應(yīng)力且數(shù)值較大），按第四強(qiáng)度理論計(jì)算的折算應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度（破壞面是斜向的）應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度（破壞面是斜向的）鋼梁的失穩(wěn)破壞類型構(gòu)件的整體失穩(wěn)構(gòu)件的整體失穩(wěn)（平衡狀態(tài)變化）（平衡狀態(tài)變化）鋼梁的破壞類型鋼梁的破壞類型組成構(gòu)件的板件發(fā)生組成構(gòu)件的板件發(fā)生局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)受彎構(gòu)件設(shè)

9、計(jì)內(nèi)容 1. 梁的強(qiáng)度計(jì)算主要包括梁的強(qiáng)度計(jì)算主要包括抗彎、抗剪、局部壓應(yīng)力和折算抗彎、抗剪、局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力應(yīng)力等強(qiáng)度應(yīng)足夠。等強(qiáng)度應(yīng)足夠。 2. 剛度主要是控制剛度主要是控制最大撓度最大撓度不超過(guò)按受力和使用要求規(guī)定不超過(guò)按受力和使用要求規(guī)定的容許值。的容許值。 3. 整體穩(wěn)定指梁不會(huì)在剛度較差的側(cè)向發(fā)生整體穩(wěn)定指梁不會(huì)在剛度較差的側(cè)向發(fā)生彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)，主要通過(guò)對(duì)梁的受壓翼緣設(shè)足夠的側(cè)向支承，或適當(dāng)加大梁主要通過(guò)對(duì)梁的受壓翼緣設(shè)足夠的側(cè)向支承，或適當(dāng)加大梁截面以降低截面以降低彎曲壓應(yīng)力彎曲壓應(yīng)力至臨界應(yīng)力以下。至臨界應(yīng)力以下。 4. 局部穩(wěn)定指梁的翼緣和腹板等板件不會(huì)發(fā)生局部穩(wěn)定指

10、梁的翼緣和腹板等板件不會(huì)發(fā)生局部凸曲失局部凸曲失穩(wěn)穩(wěn)，在梁中主要通過(guò)限制受壓翼緣和腹板的，在梁中主要通過(guò)限制受壓翼緣和腹板的寬厚比寬厚比不超過(guò)規(guī)不超過(guò)規(guī)定，對(duì)組合梁的腹板則常設(shè)置加勁肋以提高其局部穩(wěn)定性。定，對(duì)組合梁的腹板則常設(shè)置加勁肋以提高其局部穩(wěn)定性。 受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)容受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)容梁的強(qiáng)度計(jì)算梁的強(qiáng)度計(jì)算梁的強(qiáng)度計(jì)算在荷載設(shè)計(jì)值作用下，梁的彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部在荷載設(shè)計(jì)值作用下，梁的彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部承壓應(yīng)力和在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的折算應(yīng)力等均不超過(guò)設(shè)承壓應(yīng)力和在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的折算應(yīng)力等均不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。計(jì)規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。1 1、抗彎強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度

11、2 2、抗剪強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度3 3、局部承壓強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度4 4、復(fù)雜應(yīng)力下的強(qiáng)度、復(fù)雜應(yīng)力下的強(qiáng)度梁的各個(gè)工作階段應(yīng)力分析梁的各個(gè)工作階段應(yīng)力分析梁的各個(gè)工作階段應(yīng)力分析彈性工作階段彈性工作階段 最大彎矩最大彎矩 Me = Wnfy c)彈性彈性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMyfyxyb)M=My=fy梁的各個(gè)工作階段應(yīng)力分析yy彈塑性工作階段彈塑性工作階段 截面上部和下部出現(xiàn)塑性區(qū)，中間為彈截面上部和下部出現(xiàn)塑性區(qū)，中間為彈性區(qū)。性區(qū)。梁的各個(gè)工作階段應(yīng)力分析梁的各個(gè)工作階段應(yīng)力分析塑性工作階段塑性工作階段 全部達(dá)到全部達(dá)到fy，形成，形成“塑性鉸塑性鉸”，達(dá)到極限，達(dá)到

12、極限承載能力。承載能力。 Mp = Wpnfy d)全部塑性全部塑性M=Mp=fyc)彈性彈性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMy0.6時(shí)，時(shí)，必須以必須以 b代替進(jìn)行修正。代替進(jìn)行修正。0 .1282.007.1bb（5-22） b的修正的修正增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施提高梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定性是提高梁整體穩(wěn)定的有效方法。最有效的方法是增加受壓翼緣的寬度。最經(jīng)濟(jì)的方法是增加受壓翼緣的側(cè)向支撐。1）增大受壓翼緣的寬度增大受壓翼緣的寬度；2）在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐；3）當(dāng)梁跨內(nèi)無(wú)法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采取閉合箱形截面當(dāng)梁跨內(nèi)無(wú)法增

13、設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采取閉合箱形截面；不需驗(yàn)算梁整體穩(wěn)定的情況不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況 （1） H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度l1與其寬度與其寬度b1之比不超過(guò)下表所列數(shù)值時(shí)之比不超過(guò)下表所列數(shù)值時(shí)。H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的最大型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的最大l1/b1值值不需驗(yàn)算梁整體穩(wěn)定的情況 （2 2）對(duì)箱形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)滿足對(duì)箱形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)滿足h/b0 6，且，且 l1/b095（ 235/fy）時(shí)結(jié)構(gòu)就不會(huì)喪失整體穩(wěn)定。）時(shí)結(jié)構(gòu)就不會(huì)喪失整體穩(wěn)定。 （3 3）有剛性鋪板）有剛

14、性鋪板( (鋼筋混凝土板或鋼板鋼筋混凝土板或鋼板) )密鋪在梁的受壓翼緣上密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移（截面扭轉(zhuǎn)）時(shí)。并與其牢固相連接，能阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移（截面扭轉(zhuǎn)）時(shí)。（次梁一般與樓板連接，主梁一般通過(guò)次梁支撐在受壓翼緣，所（次梁一般與樓板連接，主梁一般通過(guò)次梁支撐在受壓翼緣，所以梁整體穩(wěn)定一般容易滿足，破壞時(shí)一般是強(qiáng)度破壞）以梁整體穩(wěn)定一般容易滿足，破壞時(shí)一般是強(qiáng)度破壞）不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況1梁局部穩(wěn)定的概念 為了提高梁的承載力，節(jié)省材料，要盡可能選用較薄的板件，為了提高梁的承載力，節(jié)省材料，要盡可能選用較薄的板件，以

15、使截面開(kāi)展，但如果梁的翼緣和腹板的厚度不適當(dāng)?shù)臏p小，則以使截面開(kāi)展，但如果梁的翼緣和腹板的厚度不適當(dāng)?shù)臏p小，則在荷載作用下有可能使板件產(chǎn)生出平面的翹曲，導(dǎo)致在荷載作用下有可能使板件產(chǎn)生出平面的翹曲，導(dǎo)致梁的梁的局部失局部失穩(wěn)穩(wěn)。梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力。梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問(wèn)題。的作用下的屈曲問(wèn)題。梁局部穩(wěn)定的概念梁局部穩(wěn)定的概念b受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲腹板屈曲腹板屈曲梁局部失穩(wěn)的后果局部失穩(wěn)的后果局部失穩(wěn)的后果：惡化工作條件，降低構(gòu)件的承載能力，動(dòng)力荷載作用下易引惡化工作條件，降低構(gòu)件的承載能力，動(dòng)力荷載作用下易引起

16、疲勞破壞。起疲勞破壞。還可能因?yàn)榱簞偠炔蛔?，撓度過(guò)大，影響正常使用；鋼結(jié)構(gòu)還可能因?yàn)榱簞偠炔蛔悖瑩隙冗^(guò)大，影響正常使用；鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕嚴(yán)重，耐久性差。表面銹蝕嚴(yán)重，耐久性差。梁的局部穩(wěn)定的解決方法就是保證梁的受壓翼緣以及梁的腹梁的局部穩(wěn)定的解決方法就是保證梁的受壓翼緣以及梁的腹板等板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)或達(dá)到屈服強(qiáng)度前不發(fā)生局部失穩(wěn)板等板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)或達(dá)到屈服強(qiáng)度前不發(fā)生局部失穩(wěn)或者在設(shè)計(jì)中合理利用這些板件的屈曲后性能?；蛘咴谠O(shè)計(jì)中合理利用這些板件的屈曲后性能。梁局部穩(wěn)定的概念梁局部穩(wěn)定的概念局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)方法局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)方法梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定222

17、12(1)crkEtb 梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力如梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力如、 、c c的作用下的屈曲問(wèn)題。的作用下的屈曲問(wèn)題。由彈性穩(wěn)定理論可得四邊簡(jiǎn)支板的由彈性穩(wěn)定理論可得四邊簡(jiǎn)支板的彈性彈性屈曲應(yīng)力屈曲應(yīng)力 crcr為為222( )12(1)crkEtvb式中式中 k k 板的屈曲系數(shù)，與板的支承條件有關(guān)。板的屈曲系數(shù)，與板的支承條件有關(guān)。四邊簡(jiǎn)支板可取四邊簡(jiǎn)支板可取 k=4.0;k=4.0;三邊簡(jiǎn)支，與壓力平行的一邊自由的矩形板三邊簡(jiǎn)支，與壓力平行的一邊自由的矩形板221425. 0abk梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定彈塑性彈塑性箱形截面翼緣箱

18、形截面翼緣的中間部分相當(dāng)于四邊簡(jiǎn)支板的中間部分相當(dāng)于四邊簡(jiǎn)支板，k4.0，翼緣翼緣的臨界力不低于鋼材的屈服點(diǎn)：的臨界力不低于鋼材的屈服點(diǎn)：梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定00y40235 /wbhftt或（5-30a）翼緣板受力較為簡(jiǎn)單，按翼緣板受力較為簡(jiǎn)單，按限制板件寬厚比限制板件寬厚比的方法來(lái)保證局的方法來(lái)保證局部穩(wěn)定性。部穩(wěn)定性。00y30235 /wbhftt或（5-30b）按塑性設(shè)計(jì)時(shí)按塑性設(shè)計(jì)時(shí)梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定cryf計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖ABCDba ABCD受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲 工字形，工字形，T T形截面的翼緣和箱形懸伸部分的翼緣屬于三邊簡(jiǎn)支，一邊形截面的翼緣和箱形

19、懸伸部分的翼緣屬于三邊簡(jiǎn)支，一邊自由的矩形板，在兩相對(duì)簡(jiǎn)支邊均勻受壓下工作。自由的矩形板，在兩相對(duì)簡(jiǎn)支邊均勻受壓下工作。yftb235131強(qiáng)度計(jì)算不考慮截面塑性發(fā)展強(qiáng)度計(jì)算不考慮截面塑性發(fā)展（ x x=1.0=1.0）時(shí)時(shí)：yftb235151梁按彈塑性階段設(shè)計(jì)時(shí)：梁按彈塑性階段設(shè)計(jì)時(shí)：梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁按塑性方法設(shè)計(jì)時(shí)，允許梁出現(xiàn)塑性梁按塑性方法設(shè)計(jì)時(shí)，允許梁出現(xiàn)塑性鉸，要求截面具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力：鉸，要求截面具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力：yftb23591梁腹板的臨界應(yīng)力梁腹板受力復(fù)雜，厚度較小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法梁腹板受力復(fù)雜，厚度較小，主要承受剪力，采用加

20、大板厚的方法來(lái)保證腹板的局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，也不合理。一般采用加勁肋的方法來(lái)保證腹板的局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，也不合理。一般采用加勁肋的方法來(lái)減小板件尺寸，防止腹板屈曲，從而提高局部穩(wěn)定承載力。來(lái)減小板件尺寸，防止腹板屈曲，從而提高局部穩(wěn)定承載力。梁腹板的臨界應(yīng)力梁腹板的臨界應(yīng)力縱向加勁肋縱向加勁肋橫向加勁肋橫向加勁肋短加勁肋短加勁肋梁腹板的純彎臨界應(yīng)力maxtwmintwh0amaxtwmintw腹板受彎屈曲腹板受彎屈曲如果梁腹板過(guò)薄，當(dāng)如果梁腹板過(guò)薄，當(dāng)彎矩達(dá)到一定值后，彎矩達(dá)到一定值后，在彎曲壓應(yīng)力作用下在彎曲壓應(yīng)力作用下腹板會(huì)發(fā)生屈曲，形腹板會(huì)發(fā)生屈曲，形成多波失穩(wěn)。成多波失穩(wěn)。在彈性階段板的臨界

21、應(yīng)力仍可采用軸心受壓板的屈曲公式，但在彈性階段板的臨界應(yīng)力仍可采用軸心受壓板的屈曲公式，但是彎曲應(yīng)力作用下的是彎曲應(yīng)力作用下的彈性嵌固系數(shù)彈性嵌固系數(shù)和和屈曲系數(shù)屈曲系數(shù)k k值不同；值不同；梁腹板的純彎臨界應(yīng)力梁腹板的純彎臨界應(yīng)力22crx212(1)Etkb（4-50）梁腹板的純彎臨界應(yīng)力maxtwmintwh0amaxtwmintw腹板受彎屈曲腹板受彎屈曲20100737wcrth（5-31a）將純彎曲狀態(tài)的四邊簡(jiǎn)支板的將純彎曲狀態(tài)的四邊簡(jiǎn)支板的屈曲系數(shù)屈曲系數(shù)k和彈性嵌固系數(shù)和彈性嵌固系數(shù)代入公式（代入公式（4-504-50），得到如下），得到如下公式。公式。受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)的臨

22、受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)的臨界力公式：界力公式：h h0 0對(duì)對(duì)crcr影響很大，影響很大，a a對(duì)對(duì)crcr影響影響不大。不大。有效的阻止純彎屈曲的措有效的阻止純彎屈曲的措施是在腹板受壓區(qū)中部偏上的部施是在腹板受壓區(qū)中部偏上的部位設(shè)置縱向加勁肋，加勁肋距受位設(shè)置縱向加勁肋，加勁肋距受壓邊的距離為壓邊的距離為h1=(1/5-1/4)h0.20100547wcrth（5-31b）受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)的臨受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)的臨界力公式：界力公式：梁腹板的純彎臨界應(yīng)力梁腹板的純彎臨界應(yīng)力梁腹板的受彎高厚比限值令令 crfy，可得梁受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)可得梁受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)受到約束受到約束和和沒(méi)有受到

23、約束沒(méi)有受到約束時(shí)，腹時(shí)，腹板在純彎作用下不發(fā)生局部失穩(wěn)的高厚比限值分別為：板在純彎作用下不發(fā)生局部失穩(wěn)的高厚比限值分別為：00235235177153wywyhhtftf和 規(guī)范規(guī)定腹板不設(shè)置縱向加勁肋的限值為：規(guī)范規(guī)定腹板不設(shè)置縱向加勁肋的限值為：ywywfthfth23515023517000 和和梁腹板的受彎高厚比限值梁腹板的受彎高厚比限值梁腹板受彎的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式crybf 2bycrf 引入通用高厚比引入通用高厚比2351772,104 . 71206ywcbwcrbfthht 則則：受受到到約約束束時(shí)時(shí)：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的計(jì)計(jì)算算公公式式：未未受受到

24、到約約束束時(shí)時(shí)：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)22351532105 . 5206ywcbwcrfthht ，則則：02cchhh式中：梁腹板彎曲受壓區(qū)高度，雙軸對(duì)稱截面。梁腹板受彎的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式梁腹板受彎的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式梁腹板受彎的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式如如圖圖：的的曲曲線線，則則性性上上起起點(diǎn)點(diǎn)為為彈彈塑塑影影響響，取??；考考慮慮缺缺陷陷的的時(shí)時(shí)，對(duì)對(duì)于于無(wú)無(wú)缺缺陷陷板板，當(dāng)當(dāng)crbycrbAf 85.0 1 0.85 1.0 1.25 bcrfyfA AB B2byf 0 21 . 1 :25. 185. 075. 01 :25. 185. 0 :85. 0bcrbb

25、crbcrbfff 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)取取值值如如下下：點(diǎn)點(diǎn)采采用用直直線線過(guò)過(guò)渡渡，所所以以、，取取界界點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)為為彈彈性性和和彈彈塑塑性性的的分分crbBAAB 25. 1 梁腹板純剪屈曲梁腹板受彎的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式梁腹板受彎的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡(jiǎn)支的矩形板，在均勻腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡(jiǎn)支的矩形板，在均勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時(shí)呈現(xiàn)沿分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時(shí)呈現(xiàn)沿45方向的傾斜的鼓曲，這方向的傾斜的鼓曲，這個(gè)方向與主壓應(yīng)力的方向垂直，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為個(gè)方向與主壓應(yīng)力的方向垂直，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為:crb)

26、cr屈曲變形屈曲變形h0a1122a)屈曲原因屈曲原因lmaxh0222012(1)wcrtkEh（5-37）腹板的純剪屈曲腹板的純剪屈曲梁腹板的受剪高厚比限值規(guī)范規(guī)范規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，不設(shè)橫向加勁肋時(shí)，規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，不設(shè)橫向加勁肋時(shí)，腹板不會(huì)發(fā)生剪切失穩(wěn)的高厚比限值應(yīng)滿足以下條件：腹板不會(huì)發(fā)生剪切失穩(wěn)的高厚比限值應(yīng)滿足以下條件：ywfth235800（5-42）梁腹板受剪的高厚比限值梁腹板受剪的高厚比限值ywfth2358.750屈曲系數(shù)屈曲系數(shù)k計(jì)算式為計(jì)算式為204.05.34(/ )kha0/1a h 0/1a h 205.344.0(/ )kha如不設(shè)橫向加勁肋，

27、如不設(shè)橫向加勁肋，ah0，h0/a0，k5.34, =1.23梁腹板純剪屈曲當(dāng)當(dāng)a1.2為彈性狀態(tài)，為彈性狀態(tài)， s0.8規(guī)范認(rèn)為臨界剪應(yīng)力會(huì)進(jìn)入塑規(guī)范認(rèn)為臨界剪應(yīng)力會(huì)進(jìn)入塑性，而當(dāng)性，而當(dāng)0.8 s1.2時(shí)，臨界剪應(yīng)力處于彈塑性狀態(tài)。時(shí)，臨界剪應(yīng)力處于彈塑性狀態(tài)。在局部壓應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力梁腹板受剪的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式梁腹板受剪的臨界應(yīng)力通用計(jì)算公式規(guī)范規(guī)范ywfth235800 （5-48）在局部承壓應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力在局部承壓應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力由由f f，可得當(dāng)，可得當(dāng)a/ha/h=2.0=2.0時(shí)，腹板應(yīng)滿足時(shí)，腹板應(yīng)滿足 ywfth2352 .7502022,)()1 (12

28、htEkwcrc在局部壓應(yīng)力作用下臨界應(yīng)力的通用計(jì)算公式引入通用高厚比引入通用高厚比crcycf, 23583. 14 .139 .1028:5 . 15 . 030yowocfhathha 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)23559 .1828: 25 .10yowocfhathha 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)在局部承壓應(yīng)力作用下臨界應(yīng)力的通用計(jì)算公式在局部承壓應(yīng)力作用下臨界應(yīng)力的通用計(jì)算公式在局部壓應(yīng)力作用下臨界應(yīng)力的通用計(jì)算公式 2,1 .1,2 .1)9 .0(79.01,2 .19 .0,9 .0ccrccccrcccrccfff 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)?shù)牡娜∪≈抵担褐敝本€線，則則塑塑性性的的交交點(diǎn)點(diǎn)，過(guò)過(guò)渡渡段段取取為為

29、彈彈性性與與彈彈的的上上起起點(diǎn)點(diǎn)，為為取取crccycrccf,2 . 19 . 0 腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲在局部承壓應(yīng)力作用下臨界應(yīng)力的通用計(jì)算公式在局部承壓應(yīng)力作用下臨界應(yīng)力的通用計(jì)算公式1 1、 彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；-計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲221crcr（5-49）腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲2 2、 彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)

30、力和頂部承壓應(yīng)力共同作用下彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和頂部承壓應(yīng)力共同作用下 計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； -計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力； c c腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取=1.0=1.0。腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲22,1ccrc crcr（5-50）腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲3 3、雙向均勻壓應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下、雙向均勻壓應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下 計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，

31、腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； -計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力； c c腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取=1.0=1.0。腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲2,1ccrc crcr（5-51）腹板加勁肋的種類和作用腹板加勁肋的種類和作用腹板加勁肋的種類和作用設(shè)計(jì)時(shí)常用設(shè)加勁肋來(lái)提高腹板的穩(wěn)設(shè)計(jì)時(shí)常用設(shè)加勁肋來(lái)提高腹板的穩(wěn)定性。橫向加勁肋用于防止由剪應(yīng)力定性。橫向加勁肋用于防止由剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用引起的腹板失穩(wěn)，和

32、局部壓應(yīng)力作用引起的腹板失穩(wěn)，縱向加勁肋用于防止由彎曲應(yīng)力引起縱向加勁肋用于防止由彎曲應(yīng)力引起的腹板失穩(wěn)，短加勁肋防止由局部壓的腹板失穩(wěn)，短加勁肋防止由局部壓應(yīng)力引起的腹板失穩(wěn)。當(dāng)集中荷載作應(yīng)力引起的腹板失穩(wěn)。當(dāng)集中荷載作用處設(shè)有支承加勁肋時(shí)，該加勁肋既用處設(shè)有支承加勁肋時(shí)，該加勁肋既要起加強(qiáng)腹板局部穩(wěn)定性的一般橫向要起加強(qiáng)腹板局部穩(wěn)定性的一般橫向加勁肋的作用，又要承受集中荷載并加勁肋的作用，又要承受集中荷載并把它傳給梁腹板，稱該加勁肋為支承把它傳給梁腹板，稱該加勁肋為支承加勁肋。加勁肋。腹板加勁肋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求鋼梁腹板的局部穩(wěn)定性計(jì)算按照是否利用屈曲后強(qiáng)度分為鋼梁腹板的局部穩(wěn)定性計(jì)算按照是

33、否利用屈曲后強(qiáng)度分為兩類。承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的鋼梁宜利用屈兩類。承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的鋼梁宜利用屈曲后強(qiáng)度，可更好的發(fā)揮材料的抗力，節(jié)約鋼材。直接承曲后強(qiáng)度，可更好的發(fā)揮材料的抗力，節(jié)約鋼材。直接承受動(dòng)力荷載的吊車梁和類似構(gòu)件及按塑性設(shè)計(jì)的梁和某些受動(dòng)力荷載的吊車梁和類似構(gòu)件及按塑性設(shè)計(jì)的梁和某些組合梁，不利用屈曲后強(qiáng)度。組合梁，不利用屈曲后強(qiáng)度。ywfth/23572/0腹板加勁肋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求腹板加勁肋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求塑性設(shè)計(jì)的梁，為保證塑性變形的充分發(fā)展塑性設(shè)計(jì)的梁，為保證塑性變形的充分發(fā)展 腹板加勁肋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求不利用腹板屈曲后強(qiáng)度的腹板加勁肋設(shè)計(jì)方法：不利

34、用腹板屈曲后強(qiáng)度的腹板加勁肋設(shè)計(jì)方法：時(shí)，可不配置加勁肋；當(dāng)勁肋；時(shí)，按構(gòu)造配置橫向加當(dāng)，00/23580) 1 (0ccywfth0(2)80235 /ywhft時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋；時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋；0170235 /ywhft當(dāng)0150 235/ywhft或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。局部或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。壓應(yīng)力很大的梁，應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。0235250wyhtf任何情況下，；（4）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。）梁的支座處和上翼緣受有較大固定集

35、中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋。 （3）腹板加勁肋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求腹板加勁肋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受約束）（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受約束）設(shè)置橫向加勁肋時(shí)腹板的屈曲橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板h0 0ahoa 計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； -計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力； c c腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取=1.0=1.0。設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲（5-52）1)()(,22cr

36、cccrcr設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲cr的實(shí)用計(jì)算表達(dá)式如下：設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲 21 . 1 :25. 185. 075. 01 :25. 185. 0 :85. 0bcrbbcrbcrbfff 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)21177235bycwbfh t的計(jì)算公式：）當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)：22153235ycwbfh t）當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)：cr的實(shí)用計(jì)算表達(dá)式如下：設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲vcrsf 時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)8 . 0 vscrsf)8 . 0(59.

37、 01,2 . 18 . 0 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)21 .1,2 .1svcrsf時(shí)當(dāng)00201123541 45.34/sywsfh ta hha的計(jì)算公式：）當(dāng)時(shí)：00202123541 5.344/ywsfh ta hha）當(dāng)時(shí)：, c cr的實(shí)用計(jì)算表達(dá)式如下：設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲030.51.5:23528 10.913.4 1.83yowcofhta ha h當(dāng)時(shí)01.52 :23528 18.95yowcofhta ha h當(dāng)時(shí)c的計(jì)算公式： 2,1 .1,2 .1)9 .0(79.01,2 .19 .0,9 .0ccrccccrccc

38、rccfff 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)同時(shí)設(shè)置橫向和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板同時(shí)設(shè)置橫向和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板h1ah hh h受壓區(qū)區(qū)格受壓區(qū)區(qū)格 ：（5-53）設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲1)(2121,1crcrcccr）（設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲：的的實(shí)實(shí)用用計(jì)計(jì)算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下1,11,crccrcr 111111117523564235crcrbbybwybwfhatfhbth）按公式計(jì)算，但應(yīng)將改為代替：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)：縱向加勁肋至腹板計(jì)算高度受壓邊緣的距離。1012;crcrhh）按公式計(jì)算，但應(yīng)將

39、改為 代替,11111135623540235c crcrbcycwycwfhatfhbt）按公式計(jì)算，但應(yīng)將 改為代替：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到束時(shí)：設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲下區(qū)格下區(qū)格 ：ah hh hh2計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲壓應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲壓應(yīng)力；腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取計(jì)算同前。計(jì)算同前。cc 3 . 02 （5-56）設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲1)()(2,222222c

40、rcccrcr設(shè)置橫向和縱向加勁肋時(shí)腹板的屈曲：的的實(shí)實(shí)用用計(jì)計(jì)算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下2,22,crccrcr 222221194235crcrbbybwfhth）按公式計(jì)算，但應(yīng)將 改為代替：縱向加勁肋至腹板計(jì)算高度受拉邊緣的距離。;2202代代替替改改為為公公式式計(jì)計(jì)算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）hhcrcr 2,2:32220,2, hahahhcrCcrc取取時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)代替代替改為改為公式計(jì)算，但應(yīng)將公式計(jì)算，但應(yīng)將按按） 設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置橫向、縱向和短加勁肋時(shí)腹板的屈曲h1221, 111ccrc crcr受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板受壓翼緣和

41、縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板ah hh ha a1 1設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲（5-53）設(shè)置橫向、縱向和短加勁肋時(shí)腹板的屈曲：的的實(shí)實(shí)用用計(jì)計(jì)算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下1,11,crccrcr ;11公公式式計(jì)計(jì)算算按按）crcr ,11111111111131.287235732351.210.40.5c crcrbcycwycwahafatbfataha h）按公式計(jì)算，但應(yīng)將改為代替：當(dāng)時(shí)：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到束時(shí)：當(dāng)時(shí)：上式右側(cè)乘以;21101代代替替、改改為為、公公式式計(jì)計(jì)算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）ahahcrcr 設(shè)置加勁

42、肋時(shí)腹板的屈曲設(shè)置加勁肋時(shí)腹板的屈曲水工鋼結(jié)構(gòu)中主梁腹板的局部穩(wěn)定計(jì)算在設(shè)計(jì)鋼閘門和鋼引橋的主梁時(shí)，構(gòu)造要求使得在設(shè)計(jì)鋼閘門和鋼引橋的主梁時(shí)，構(gòu)造要求使得a a已初步給已初步給定。這時(shí)只需采用下式驗(yàn)算腹板各區(qū)段的局部穩(wěn)定性：定。這時(shí)只需采用下式驗(yàn)算腹板各區(qū)段的局部穩(wěn)定性： 20maxwthV水工結(jié)構(gòu)中主梁腹板局部穩(wěn)定計(jì)算水工結(jié)構(gòu)中主梁腹板局部穩(wěn)定計(jì)算（5-59）腹板中間加勁肋的設(shè)計(jì)2-腹板受剪時(shí)的局部穩(wěn)定系數(shù)，查表5-10；-考慮彎曲應(yīng)力影響的系數(shù)，查表5-9；若按上式驗(yàn)算不滿足時(shí)，則須在該區(qū)段的中間再加橫向加若按上式驗(yàn)算不滿足時(shí)，則須在該區(qū)段的中間再加橫向加勁肋，直至滿足上式為止。勁肋，直至

43、滿足上式為止。腹板中間加勁肋的設(shè)計(jì)腹板中間加勁肋的設(shè)計(jì) 腹板中間加勁肋指專門加強(qiáng)腹板穩(wěn)定性而設(shè)置的縱、橫腹板中間加勁肋指專門加強(qiáng)腹板穩(wěn)定性而設(shè)置的縱、橫向加勁肋。一般兩側(cè)成對(duì)配置，除重級(jí)工作制吊車梁外，也向加勁肋。一般兩側(cè)成對(duì)配置，除重級(jí)工作制吊車梁外，也可單側(cè)配置。加勁肋多采用鋼板和型鋼制作，加勁肋必須具可單側(cè)配置。加勁肋多采用鋼板和型鋼制作，加勁肋必須具有足夠的剛度，以保證腹板屈曲時(shí)該處基本無(wú)出平面的位移。有足夠的剛度，以保證腹板屈曲時(shí)該處基本無(wú)出平面的位移。具體要求見(jiàn)具體要求見(jiàn)P141P141。支承加勁肋的設(shè)計(jì)支承加勁肋的設(shè)計(jì)支承加勁肋的設(shè)計(jì) 支承加勁肋要加強(qiáng)腹板局部穩(wěn)定性和承受集中荷載

44、支承加勁肋要加強(qiáng)腹板局部穩(wěn)定性和承受集中荷載F F并把它傳并把它傳給梁腹板，防止給梁腹板，防止F F直接傳給梁腹板產(chǎn)生較大的局部壓應(yīng)力。設(shè)計(jì)計(jì)直接傳給梁腹板產(chǎn)生較大的局部壓應(yīng)力。設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括下列三方面：算主要包括下列三方面：1.1.承壓強(qiáng)度計(jì)算承壓強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)當(dāng)F F通過(guò)支承加勁肋端部刨平頂緊于柱頂或梁通過(guò)支承加勁肋端部刨平頂緊于柱頂或梁翼緣傳遞時(shí)，按傳遞全部翼緣傳遞時(shí)，按傳遞全部F F計(jì)算其端面承壓應(yīng)力。當(dāng)計(jì)算其端面承壓應(yīng)力。當(dāng)F F很小時(shí)很小時(shí), , 支支承加勁肋和翼緣間也可不刨平頂緊承加勁肋和翼緣間也可不刨平頂緊, ,而靠焊縫傳力。而靠焊縫傳力。2.2.穩(wěn)定計(jì)算穩(wěn)定計(jì)算 支承加勁肋應(yīng)

45、按承受軸心壓力支承加勁肋應(yīng)按承受軸心壓力F F的柱驗(yàn)算其在的柱驗(yàn)算其在腹板平面外的整體穩(wěn)定。計(jì)算高度取為腹板平面外的整體穩(wěn)定。計(jì)算高度取為h h0 0，柱截面取加勁肋及其柱截面取加勁肋及其兩側(cè)兩側(cè) 范圍內(nèi)的腹板（為十字形截面），但不超出梁范圍內(nèi)的腹板（為十字形截面），但不超出梁端為限。端為限。3.3.連接計(jì)算連接計(jì)算 支承加勁肋與腹板的連接應(yīng)按承受支承加勁肋與腹板的連接應(yīng)按承受F F計(jì)算，常采用計(jì)算，常采用角焊縫連接，取應(yīng)力沿焊縫全長(zhǎng)均勻分布。角焊縫連接，取應(yīng)力沿焊縫全長(zhǎng)均勻分布。cececefAF/ywft/23515腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算步驟腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算步驟腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算步驟1、 計(jì)算高厚

46、比。若滿足規(guī)定限值，或不必設(shè)置加勁肋；或根據(jù)計(jì)算高厚比。若滿足規(guī)定限值，或不必設(shè)置加勁肋；或根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)置橫向加勁肋，但不需驗(yàn)算穩(wěn)定性。構(gòu)造要求設(shè)置橫向加勁肋，但不需驗(yàn)算穩(wěn)定性。2、 當(dāng)高厚比超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置橫向加勁肋或橫向、當(dāng)高厚比超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置橫向加勁肋或橫向、縱向加勁肋?？v向加勁肋。 1）先設(shè)定加勁肋間距先設(shè)定加勁肋間距a。 2）計(jì)算加勁肋之間板塊的平均彎曲正應(yīng)力、平均剪應(yīng)力和局部壓計(jì)算加勁肋之間板塊的平均彎曲正應(yīng)力、平均剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力。應(yīng)力。 3）計(jì)算各種單一力學(xué)狀態(tài)下的臨界應(yīng)力：臨界彎曲應(yīng)力計(jì)算各種單一力學(xué)狀態(tài)下的臨界應(yīng)力：臨界彎曲應(yīng)力( ( crcr

47、) )、臨界剪應(yīng)力臨界剪應(yīng)力( cr)、臨界局部壓應(yīng)力臨界局部壓應(yīng)力( c,cr) 。 4）驗(yàn)算腹板穩(wěn)定。過(guò)于富裕或不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可調(diào)整縱、橫驗(yàn)算腹板穩(wěn)定。過(guò)于富裕或不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可調(diào)整縱、橫向加勁肋的間距，再進(jìn)行驗(yàn)算。向加勁肋的間距，再進(jìn)行驗(yàn)算。腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算步驟3 3、需驗(yàn)算的截面位置，首先是梁的端部第一塊板段、需驗(yàn)算的截面位置，首先是梁的端部第一塊板段（此處剪（此處剪力最大）；截面改變處的板段（剪應(yīng)力小些但正應(yīng)力大力最大）；截面改變處的板段（剪應(yīng)力小些但正應(yīng)力大）和跨）和跨中截面（正應(yīng)力最大中截面（正應(yīng)力最大 ）。）。腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算步驟腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算步驟型鋼梁的設(shè)計(jì)分為初選

48、截面和截面驗(yàn)算兩步。分為初選截面和截面驗(yàn)算兩步。 、初選截面：、初選截面：暫不計(jì)梁的自重，求出梁的最大彎矩設(shè)計(jì)暫不計(jì)梁的自重，求出梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值值M Mmaxmax，按抗彎強(qiáng)度或整體穩(wěn)定性要求計(jì)算梁需要的，按抗彎強(qiáng)度或整體穩(wěn)定性要求計(jì)算梁需要的W Wnxnx( ( 或或 ， 需先假定）。需先假定）。 對(duì)于雙向受彎梁，可對(duì)式中的對(duì)于雙向受彎梁，可對(duì)式中的f f乘以乘以0.80.8，以近似考慮，以近似考慮M My y的作用影響。然后查型鋼表，選擇截面抵抗矩比的作用影響。然后查型鋼表，選擇截面抵抗矩比W Wnxnx稍大的型稍大的型鋼作為初選截面。鋼作為初選截面。 、截面驗(yàn)算：、截面驗(yàn)算：計(jì)入梁的

49、自重，按本章前述方法進(jìn)行梁的計(jì)入梁的自重，按本章前述方法進(jìn)行梁的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性和剛度驗(yàn)算，并最后確定的梁截面規(guī)格。強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性和剛度驗(yàn)算，并最后確定的梁截面規(guī)格。對(duì)于對(duì)于H H型鋼梁和冷彎薄壁型鋼梁，還需進(jìn)行局部穩(wěn)定性驗(yàn)算。型鋼梁和冷彎薄壁型鋼梁，還需進(jìn)行局部穩(wěn)定性驗(yàn)算。 )(maxfMWxnxfMWbmaxb型鋼梁設(shè)計(jì)型鋼梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì) （一）、截面設(shè)計(jì)（一）、截面設(shè)計(jì) 組合梁的截面應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定組合梁的截面應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。選擇截面時(shí)先考慮抗彎強(qiáng)度（或?qū)δ承┝簽檎w穩(wěn)的要求。選擇截面時(shí)先考慮抗彎強(qiáng)度（或?qū)δ承┝簽檎w穩(wěn)定）要求，使截

50、面有足夠的抵抗矩，并在計(jì)算過(guò)程中隨時(shí)兼定）要求，使截面有足夠的抵抗矩，并在計(jì)算過(guò)程中隨時(shí)兼顧其它各項(xiàng)要求。不同形式梁截面選擇的方法和步驟基本相顧其它各項(xiàng)要求。不同形式梁截面選擇的方法和步驟基本相同，現(xiàn)以焊接雙軸對(duì)稱工形截面梁為例來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)方法。截同，現(xiàn)以焊接雙軸對(duì)稱工形截面梁為例來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)方法。截面設(shè)計(jì)共需確定四個(gè)基本尺寸：面設(shè)計(jì)共需確定四個(gè)基本尺寸：h h0 0( (或或h h) )、t tw w 、b b和和t t。 1 1、初選截面、初選截面 （1 1）梁高）梁高 梁的截面高度梁的截面高度h h根據(jù)根據(jù)下面三個(gè)參考高度確定：下面三個(gè)參考高度確定： 組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì)、建筑容

51、許最大梁高、建筑容許最大梁高h(yuǎn) hmaxmax、剛度要求的最小梁高、剛度要求的最小梁高h(yuǎn) hminmin 梁要有一定高度梁要有一定高度h hminmin，否則，否則撓度就會(huì)超過(guò)規(guī)定的容許值。簡(jiǎn)支梁撓度就會(huì)超過(guò)規(guī)定的容許值。簡(jiǎn)支梁 、經(jīng)濟(jì)高度、經(jīng)濟(jì)高度h he e 梁的高度大梁的高度大( (小小) )，腹板用鋼量增多，腹板用鋼量增多( (減少減少) )，而翼緣板用鋼量相對(duì)減少而翼緣板用鋼量相對(duì)減少( (增多增多) ) 。經(jīng)濟(jì)的截面高度應(yīng)使。經(jīng)濟(jì)的截面高度應(yīng)使梁的總用鋼量為最小。根據(jù)抗彎強(qiáng)度條件，梁需要的截面梁的總用鋼量為最小。根據(jù)抗彎強(qiáng)度條件，梁需要的截面模量模量W Wx x為為 分析可得分析可

52、得 h he eh h0 0=2=2W Wx x0.40.4 Lflh/10225. 16minwfMWxx組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì)（5-76）(2) (2) 腹板厚度腹板厚度t tw w 采用的腹板厚度應(yīng)符合鋼板規(guī)格，一般為采用的腹板厚度應(yīng)符合鋼板規(guī)格，一般為2mm2mm的倍數(shù)。根據(jù)抗剪強(qiáng)度確定的腹板厚度往往偏小。設(shè)計(jì)時(shí)的倍數(shù)。根據(jù)抗剪強(qiáng)度確定的腹板厚度往往偏小。設(shè)計(jì)時(shí)一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選t tw w 。(3)(3)翼緣的寬度翼緣的寬度b b和厚度和厚度t t 通常通常t t和和b b分別為分別為2 2和和10mm10mm的倍數(shù)，應(yīng)使的倍數(shù)，應(yīng)使b b適當(dāng)大些，以

53、利適當(dāng)大些，以利于整體穩(wěn)定和梁上鋪放面板，也便于變截面時(shí)將于整體穩(wěn)定和梁上鋪放面板，也便于變截面時(shí)將b b縮小。實(shí)際縮小。實(shí)際采用的采用的t t應(yīng)與前面的應(yīng)與前面的f f的厚度范圍一致。的厚度范圍一致。b b還應(yīng)符合還應(yīng)符合規(guī)范規(guī)范規(guī)規(guī)定的滿足局部穩(wěn)定的條件。定的滿足局部穩(wěn)定的條件。2 2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 尺寸初步選定后，應(yīng)進(jìn)行精確驗(yàn)算，項(xiàng)目尺寸初步選定后，應(yīng)進(jìn)行精確驗(yàn)算，項(xiàng)目包括強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，可按前述包括強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，可按前述方法進(jìn)行。若不滿足要求，應(yīng)調(diào)整截面尺寸，直至完全滿足方法進(jìn)行。若不滿足要求，應(yīng)調(diào)整截面尺寸，直至完全滿足要求為止

54、。要求為止。5 . 3/0htw600hthWbtwx組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì)（5-75）（5-74） 將梁的截面隨彎矩變化而加以改變，可節(jié)省鋼材，但制造將梁的截面隨彎矩變化而加以改變，可節(jié)省鋼材，但制造費(fèi)用增加。設(shè)計(jì)時(shí)常用改變翼緣寬度或改變梁高兩種方式。梁費(fèi)用增加。設(shè)計(jì)時(shí)常用改變翼緣寬度或改變梁高兩種方式。梁改變一次截面可節(jié)省鋼材改變一次截面可節(jié)省鋼材1020%1020%。如改變次數(shù)增多，其經(jīng)濟(jì)效。如改變次數(shù)增多，其經(jīng)濟(jì)效益并不顯著。為了便于制造，一般只改變一次截面。益并不顯著。為了便于制造，一般只改變一次截面。 組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì)梁的撓度可采用近似公式梁的撓度可采用近

55、似公式Mk最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；Ix、Ix跨中、端部毛截面慣性矩；跨中、端部毛截面慣性矩；由整體穩(wěn)定條件控制設(shè)計(jì)的梁，不宜沿長(zhǎng)度改變截面。由整體穩(wěn)定條件控制設(shè)計(jì)的梁，不宜沿長(zhǎng)度改變截面。 21.12 0.12/10kxxxM lIIEIww組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì)（三）腹板與翼緣間焊縫的計(jì)算（三）腹板與翼緣間焊縫的計(jì)算 翼緣與腹板間采用焊透的翼緣與腹板間采用焊透的T T形連接焊縫時(shí)不必進(jìn)行焊縫強(qiáng)形連接焊縫時(shí)不必進(jìn)行焊縫強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于角焊縫連接，必須通過(guò)焊縫強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定焊度計(jì)算。對(duì)于角焊縫連接，必須通過(guò)焊縫強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定焊腳尺寸腳尺寸h hf f 。梁上彎矩變化時(shí)，在翼緣與腹

56、板之間將產(chǎn)生剪力。梁上彎矩變化時(shí)，在翼緣與腹板之間將產(chǎn)生剪力V Vh h。組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)組合梁的設(shè)計(jì)xwwxwhIVSttIVStV111Vh（單位長(zhǎng)度上的剪力）由腹板與翼緣間焊縫承受 當(dāng)c0時(shí)，焊縫承受水平剪力Vh，還承受由c引起的豎向剪力Tv。焊縫的強(qiáng)度計(jì)算公式為：可求得 對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的梁，取上式f=1.0。 xwffIfVSh4.11ZwwzwcVlFttlFtT11wffhfVfhVT7.02222124 .11xzfwffIVSlFfh組合梁設(shè)計(jì)組合梁設(shè)計(jì)主次梁的連接梁的拼接主次梁的連接主次梁的連接主次梁的連接可以是主次梁的連接可以是疊接、平接疊接、平接或或降低連接降低

57、連接。疊接疊接是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊縫或螺栓固是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊縫或螺栓固頂。連接方法簡(jiǎn)單方便，但建筑高度大，使用受到限制。頂。連接方法簡(jiǎn)單方便，但建筑高度大，使用受到限制。平接平接又稱等高連接，次梁與主梁上翼緣位于同一平面其上鋪又稱等高連接，次梁與主梁上翼緣位于同一平面其上鋪板。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。板。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。降低連接降低連接用于復(fù)式梁格中，縱向次梁在低于主梁上翼緣的水用于復(fù)式梁格中，縱向次梁在低于主梁上翼緣的水平處與主梁相連，縱向次梁上疊放橫向次梁，鋪板位于主梁之平處與主梁相連，縱向次梁上疊

58、放橫向次梁，鋪板位于主梁之上。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。上。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。梁的拼接分為工廠拼接（受鋼材尺寸的限制，在工廠把鋼材梁的拼接分為工廠拼接（受鋼材尺寸的限制，在工廠把鋼材接長(zhǎng)或接寬）和工地拼接（受運(yùn)輸或安裝條件限制，梁須分接長(zhǎng)或接寬）和工地拼接（受運(yùn)輸或安裝條件限制，梁須分段制造，運(yùn)至建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)后在工地進(jìn)行的拼接）兩種。段制造，運(yùn)至建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)后在工地進(jìn)行的拼接）兩種。1. 1. 工廠拼接工廠拼接 鋼梁的拼接位置宜位鋼梁的拼接位置宜位于彎矩較小處。翼緣與腹于彎矩較小處。翼緣與腹板的拼接位置宜錯(cuò)開(kāi)，并板的拼接位置宜錯(cuò)開(kāi)，并避免與加勁肋或次梁連接避免與加勁肋或次梁連接處重合，以防止焊縫密集處重合，以防止焊縫密集與交叉。拼接宜采用對(duì)接與交叉。拼接宜采用對(duì)接直焊縫。直焊縫。梁的拼接梁的拼接梁的拼接2. 2. 工地拼接工地拼接l翼緣與腹板的拼接宜在同一位置，減少分段運(yùn)輸碰損。對(duì)翼緣與腹板的拼接宜在同一位置，減少分段