[工学]钢结构设计原理课件 第4章 受弯构件计算.ppt

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1、第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理工学钢结构设计原理课件 第4章 受弯构件计算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理承受承受横向荷载横向荷载和和弯矩弯矩的构件称为受弯构件。的构件称为受弯构件。结构中的实结构中的实腹式受弯构件一般称为腹式受弯构件一般称为梁梁，梁在钢结构中是应用较广泛的

2、一，梁在钢结构中是应用较广泛的一种基本构件。例如房屋建筑中的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车种基本构件。例如房屋建筑中的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁。梁和工作平台梁。4.14.1 概述概述概述概述构件内力构件内力弯矩弯矩弯矩弯矩+剪力，附加很小的轴力剪力，附加很小的轴力弯矩弯矩+剪力剪力第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的设计应满足：受弯构件的设计应满足：强度、整体稳定、局部稳定和强度、整体稳定、局部稳定和刚度刚度四个方面的要求。四个方面的要求。前三项属于前三项属于承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算，采用荷载

3、的采用荷载的设计值设计值；第四项为第四项为正常使用极限状态的计算正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载的计算挠度时按荷载的标准值标准值进行。进行。正常使用极限状态正常使用极限状态 刚度刚度承载能力极限状态承载能力极限状态强度强度抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗剪强度局部压应力局部压应力折算应力折算应力整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理4.2.14.2.1弯曲强度弯曲强度弯曲强度弯曲强度弹性阶段构件边缘纤维最大应力为：弹性阶段构件边缘纤维最大应力为：（4.2.1）c)弹性弹性塑性塑性塑性塑性MyMM

4、paa=fyya)MMy0.6时，时，考虑残余应力等缺陷的影响，此时材考虑残余应力等缺陷的影响，此时材考虑残余应力等缺陷的影响，此时材考虑残余应力等缺陷的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，必须以必须以 b代替进行修正。代替进行修正。（4.4.27）其他截面的稳定系数计算详见规范其他截面的稳定系数计算详见规范。P385附录附录3轧制普通轧制普通工字形简支梁工字形简支梁第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的

5、计算原理受弯构件的计算原理（4.4.28）2.2.双向受弯梁双向受弯梁式中式中My绕弱轴的弯矩；绕弱轴的弯矩；Wx、Wy按受压纤维确定的对按受压纤维确定的对x轴和对轴和对y轴的毛截面模量；轴的毛截面模量；b绕强轴弯曲确定的梁整体稳定系数。绕强轴弯曲确定的梁整体稳定系数。y取值同塑性发展系数，但并不表示截面沿取值同塑性发展系数，但并不表示截面沿y轴以进入轴以进入塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公式塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公式的一致性。的一致性。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理4.4.54.

6、4.5影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素影响梁整体稳定的因素1.1.截面刚度的影响截面刚度的影响梁的梁的侧向抗弯刚度侧向抗弯刚度EIy扭转刚度扭转刚度GIt临界弯矩临界弯矩Mcr。翘曲刚度翘曲刚度EI2.2.侧向支撑距离的影响侧向支撑距离的影响侧向支撑侧向支撑l1,临界弯矩临界弯矩Mcr。侧向支撑越是侧向支撑越是靠近受压翼缘，靠近受压翼缘，效效果越好。果越好。3.3.荷载类型的影响荷载类型的影响弯矩图越饱满，临界弯矩图越饱满，临界弯矩越低弯矩

7、越低第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理因因为为，梁梁一一旦旦发发生生扭扭转转，作作用用在在上上翼翼缘缘的的荷荷载载P对对弯弯曲曲中中心心产产生生不不利利的的附附加加扭扭矩矩Pe，使使梁梁的的扭扭转转加加剧剧，助助长长梁梁屈屈曲曲，从而降低了梁的临界荷载；从而降低了梁的临界荷载；荷荷载载作作用用在在下下翼翼缘缘，附附加加扭扭矩矩会会减减缓缓梁的扭转变形，提高梁的临界荷载。梁的扭转变形，提高梁的临界荷载。oeP oeP 4.4.荷载作用位置的影响荷载作用位置的影响6.6.支座约束程度的影响。支座约束程度的影响。梁端支承条件梁端支

8、承条件约束程度约束程度，临界弯矩，临界弯矩。5.5.受压翼缘的影响受压翼缘的影响受受压压翼翼缘缘宽宽大大的的截截面面，临界弯矩高些。临界弯矩高些。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理 提高梁受压翼缘的侧向稳定性是提高梁整体稳定的有效方法。较经济合理的方法是设置侧向支撑，减少梁受压翼缘的自由长度。2.2.增强梁整体稳定的措施增强梁整体稳定的措施1 1）增大梁截面尺寸，）增大梁截面尺寸，增大受压翼缘增大受压翼缘的宽度最为有效；的宽度最为有效；2 2）在受压翼缘设置侧向支撑；）在受压翼缘设置侧向支撑；3 3）当梁跨内无法增设侧向支撑

9、时，宜采取闭合箱形截面；）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；4 4）增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发）增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发 生扭转。生扭转。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理（2）H型钢或工字形型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其宽度与其宽度b1之比不超过下表所列数值时。之比不超过下表所列数值时。H型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大l1/b1值值 （1 1）有有刚

10、刚性性铺铺板板密密铺铺在在梁梁的的受受压压翼翼缘缘上上并并与与其其牢牢固固相相连连接接，能能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。4.4.64.4.6不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况 第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理（3）对箱形截面）对箱形截面简支梁简支梁h/b0 6，且，且l1/b195（235/fy）。）。图图4.4.5箱形截面箱形截面不符合以上条件的梁，必须经计算来判断是否整体稳定不符合以上条件的梁，必须经计

11、算来判断是否整体稳定第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理 例例例例4-14-1：某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为梁的上翼缘，设梁的自

12、重为梁的上翼缘，设梁的自重为梁的上翼缘，设梁的自重为1.57kN/m1.57kN/m，材料为，材料为，材料为，材料为Q235-A.FQ235-A.F，试计算，试计算，试计算，试计算此梁的整体稳定性。此梁的整体稳定性。此梁的整体稳定性。此梁的整体稳定性。1.1.梁的最大弯矩设计值：梁的最大弯矩设计值：梁的最大弯矩设计值：梁的最大弯矩设计值：解解解解：梁受压翼缘自由长度梁受压翼缘自由长度梁受压翼缘自由长度梁受压翼缘自由长度l l1 16m6m，l l1 1/b b1 1600600272722221616，因此应计算梁的整体稳定。因此应计算梁的整体稳定。因此应计算梁的整体稳定。因此应计算梁的整体稳

13、定。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理2.2.梁截面几何特征梁截面几何特征梁截面几何特征梁截面几何特征：I Ix x=405010=4050106 6mmmm4 4，I Iy y32.81032.8106 6mmmm4 4 A A=13800mm=13800mm2 2，WWx x57010570104 4mmmm3 3 查查P387附表附表3.1得：得：b=1.15，b=0。代入代入 b计算公式得：计算公式得：3.3.梁的整体稳定验算：梁的整体稳定验算：梁的整体稳定验算：梁的整体稳定验算：第第第第4 4 4 4章章章章 受弯

14、构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理故梁的整体稳定可以保证。故梁的整体稳定可以保证。b=1.150.6,需要修正：需要修正：良好的设计，应使梁的整体稳定临界荷载尽可能高，最理想良好的设计，应使梁的整体稳定临界荷载尽可能高，最理想的是使梁不由稳定控制而由强度控制。的是使梁不由稳定控制而由强度控制。与梁抗弯强度比较：与梁抗弯强度比较：不考虑塑性发展不考虑塑性发展强度未能充分利用强度未能充分利用第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理 为了提高梁的承载能力，节省材料，要尽可能选用较薄的板为了提高梁的承载能

15、力，节省材料，要尽可能选用较薄的板件，以使截面开展。件，以使截面开展。受弯构件在荷载作用下，受弯构件在荷载作用下，当荷载达到某一值当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，称为梁的鼓曲，称为梁的局部失稳。局部失稳。梁的局部稳定问题，其实质是组成梁梁的局部稳定问题，其实质是组成梁梁的局部稳定问题，其实质是组成梁梁的局部稳定问题，其实质是组成梁的矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。的矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。的矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。的矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。4.5

16、4.5梁板件的局部稳定梁板件的局部稳定梁板件的局部稳定梁板件的局部稳定图图4.5.1局部失稳局部失稳现象现象板件鼓曲板件鼓曲受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲腹板屈曲腹板屈曲局部失稳局部失稳局部失稳局部失稳第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理局部失稳的后果局部失稳的后果：恶化工作条件，降低构件恶化工作条件，降低构件的承载能力，动力荷载作用的承载能力，动力荷载作用下易引起疲劳破坏下易引起疲劳破坏。图图4.5.2受弯构件的局部失稳受弯构件的局部失稳 此外还可能因为梁刚度此外还可能因为梁刚度不足，影响梁的整体稳定；不足，影响梁的整体稳定；挠度

17、过大，影响正常使用挠度过大，影响正常使用；钢结构表面锈蚀严重，耐久钢结构表面锈蚀严重，耐久性差。性差。构件的局部稳定问题构件的局部稳定问题：n 保证板件在构件整体失稳前不发生局部失稳；保证板件在构件整体失稳前不发生局部失稳；n 在设计中合理应用板件的屈曲后性能。在设计中合理应用板件的屈曲后性能。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理4.5.14.5.1矩形薄板的屈曲矩形薄板的屈曲矩形薄板的屈曲矩形薄板的屈曲薄板的定义：薄板的定义：薄板的定义：薄板的定义：当板面最小宽度与厚度之比当板面最小宽度与厚度之比当板面最小宽度与厚度之比当板

18、面最小宽度与厚度之比b b/t t 5858为薄板，可以忽为薄板，可以忽为薄板，可以忽为薄板，可以忽略剪切变形的影响。略剪切变形的影响。略剪切变形的影响。略剪切变形的影响。当当当当b b/t t 581时时k值变化不大。值变化不大。设计时，可取设计时，可取k=4.0如何确定如何确定k（4.5.7）板在弹性阶段的临界应力表达式：板在弹性阶段的临界应力表达式：板在弹性阶段的临界应力表达式：板在弹性阶段的临界应力表达式：第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理屈曲系数屈曲系数屈曲系数屈曲系数k k的取值的取值的取值的取值荷载种类、分布状

19、态荷载种类、分布状态荷载种类、分布状态荷载种类、分布状态板的边长比例、边界条件板的边长比例、边界条件板的边长比例、边界条件板的边长比例、边界条件取决于取决于取决于取决于第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理2.2.2.2.板组中板件弹性阶段的临界应力板组中板件弹性阶段的临界应力板组中板件弹性阶段的临界应力板组中板件弹性阶段的临界应力钢构件的截面是由几块板件组成的，各板件之间存在相钢构件的截面是由几块板件组成的，各板件之间存在相钢构件的截面是由几块板件组成的，各板件之间存在相钢构件的截面是由几块板件组成的，各板件之间存在相互约束作

20、用。既不是铰支又不是嵌固边。而是广义的弹性约互约束作用。既不是铰支又不是嵌固边。而是广义的弹性约互约束作用。既不是铰支又不是嵌固边。而是广义的弹性约互约束作用。既不是铰支又不是嵌固边。而是广义的弹性约束边。束边。束边。束边。应考虑板组间的约束因素应考虑板组间的约束因素应考虑板组间的约束因素应考虑板组间的约束因素。引入板组约束系数。引入板组约束系数。引入板组约束系数。引入板组约束系数，则板，则板，则板，则板的弹性临界应力为：的弹性临界应力为：的弹性临界应力为：的弹性临界应力为：即弹性嵌固板的屈曲系数和四边简支板屈曲系数之比。即弹性嵌固板的屈曲系数和四边简支板屈曲系数之比。取取取取E E=2.06

21、10=2.06105 5N/mmN/mm2 2；=0.3=0.3则则则则（4.5.8）第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理梁局部稳定临界应力的大小：1.与所受应力、支承情况和板的长宽比（a/b）有关，与板的宽厚比（b/t）的平方成反比。2.减小板宽可有效地提高，而减小板长的效果不大。3.与钢材强度无关，采用高强度钢材并不能提高板的局部稳定性能。（4.5.9）弹性临界应力：弹性临界应力：弹塑性临界应力：弹塑性临界应力：塑性系数塑性系数第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的

22、计算原理4.5.24.5.2梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定 梁受压翼缘梁受压翼缘正应力接近均匀，剪应力很小正应力接近均匀，剪应力很小，按限制板，按限制板件宽厚比的方法来保证局部稳定性。件宽厚比的方法来保证局部稳定性。计算简图计算简图ABCDb1a ABCD受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲 D（4.5.10）取：取：图图4.5.3工字形截面、箱形截面工字形截面、箱形截面第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理箱形截面翼缘的中间部分相当于箱形截面翼缘的中间部分相当于四边简支板，四边简支板，四边

23、简支板，四边简支板，k k4.04.0，1，=0.25，使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时使翼缘的临界力不低于钢材的屈服点，同时考虑梁翼缘发展塑性，则：考虑梁翼缘发展塑性，则：考虑梁翼缘发展塑性，则：考虑梁翼缘发展塑性，则：（4.5.11）箱形截面箱形截面箱形截面箱形截面工字梁工字梁工字梁工字梁工字形截面翼缘按三边简支、一边自由板：工字形截面翼缘按三边简支、一边自由板：工字形截面翼缘按三边简支、一边自由板：工字形截面翼缘按三边简支、一边自由板：k k=0.425+(=0.425+(b b/a a)22令令a/b=，

24、k=0.425，1，=0.4，cr0.95fy x x=1.0=1.0 x x=1.05=1.05 0.25 cr0.97fy图图4.5.4箱形截面箱形截面第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理梁腹板梁腹板梁腹板梁腹板受力复杂受力复杂受力复杂受力复杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。

25、的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。一般采用加劲一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，肋的方法来减小板件尺寸，防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。从而提高局部稳定承从而提高局部稳定承载力。载力。4.5.34.5.3梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定纵向加劲肋纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋短加劲肋短加劲肋横向加劲肋横向加劲肋主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；纵向加劲肋纵向加劲肋主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；短加劲肋短加劲肋 主要防止局部压应力

26、下的腹板失稳。主要防止局部压应力下的腹板失稳。图图4.5.5腹板加劲肋的布置腹板加劲肋的布置第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理 腹板的纯剪切屈曲发生在中性轴附近。四边简支的矩形板，在腹板的纯剪切屈曲发生在中性轴附近。四边简支的矩形板，在均匀分布的剪应力的作用下，屈曲时呈现沿均匀分布的剪应力的作用下，屈曲时呈现沿4545方向的倾斜的鼓曲，方向的倾斜的鼓曲，这个方向与主压应力的方向相近，板弹性阶段临界剪应力为这个方向与主压应力的方向相近，板弹性阶段临界剪应力为:图图4.5.6板的纯剪屈曲板的纯剪屈曲b)crcr屈曲变形屈曲变形h

27、0a1122a)屈曲原因屈曲原因ah0（4.5.15）1.1.腹板的纯剪屈曲腹板的纯剪屈曲腹板的纯剪屈曲腹板的纯剪屈曲第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理当当a1（a为长边）时为长边）时，（4.5.17）第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理引入通用高厚比引入通用高厚比得：得：得：得：考虑翼缘对腹板的约束作考虑翼缘对腹板的约束作用，取嵌固系数用，取嵌固系数 =1.23。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件

28、的计算原理规范规定仅规范规定仅受剪应力作用的腹板，受剪应力作用的腹板，不会发生剪切失稳的不会发生剪切失稳的高厚比限值取：高厚比限值取：即为不设横向加劲肋限值。即为不设横向加劲肋限值。（4.5.26）如不设加劲肋，如不设加劲肋，ah0，a/h0，k5.34，若要求若要求 cr=fvy，则则 s不应超过不应超过0.8，可得高厚比限值：可得高厚比限值：则则 cr在塑性、弹塑性和弹性范围内的取值分别为：在塑性、弹塑性和弹性范围内的取值分别为：第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理由非均匀受压薄板的屈由非均匀受压薄板的屈曲理论，取曲理论，

29、取四边简支板四边简支板四边简支板四边简支板 k k23.923.9，b b=h h0 0得：得：得：得：2.2.2.2.腹板的纯弯屈曲腹板的纯弯屈曲腹板的纯弯屈曲腹板的纯弯屈曲maxtwmintwbamaxtwmintw图图4.5.9腹板受弯屈曲腹板受弯屈曲（4.5.27）对于腹板不设纵向加劲肋时，若保证其弯曲应力下的局部稳定对于腹板不设纵向加劲肋时，若保证其弯曲应力下的局部稳定应使：应使：cr=fy，取取 1.661.66（受压翼缘扭转受到约束）和（受压翼缘扭转受到约束）和（受压翼缘扭转受到约束）和（受压翼缘扭转受到约束）和 1.231.23（受压翼缘扭转未受到约束），可得纯弯曲下高厚比限值

30、分别为：（受压翼缘扭转未受到约束），可得纯弯曲下高厚比限值分别为：（受压翼缘扭转未受到约束），可得纯弯曲下高厚比限值分别为：（受压翼缘扭转未受到约束），可得纯弯曲下高厚比限值分别为：第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理为参数，即：为参数，即：为参数，即：为参数，即：引入通用高厚比引入通用高厚比第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理规范规定腹板纯弯曲时若满足下面条件不会发生弯曲屈曲，否规范规定腹板纯弯曲时若满足下面条件不会发生弯曲屈曲，否则在受压区设置则在受压区设

31、置纵向加劲肋纵向加劲肋。翼缘扭转受到约束翼缘扭转受到约束翼缘扭转未受到约束翼缘扭转未受到约束第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：腹板在局部压应力下不会腹板在局部压应力下不会发生屈曲的高厚比限值为发生屈曲的高厚比限值为:hoa3.3.3.3.腹板在局部压应力作用下的屈曲腹板在局部压应力作用下的屈曲腹板在局部压应力作用下的屈曲腹板在局部压应力作用下的屈曲屈曲系数屈曲系数k与板的边长比有关（与板的边长比有关（4.5.39）（）（4.5.40）翼缘对腹板的

32、约束系数为：翼缘对腹板的约束系数为：=1.81-0.255h0/a规范取规范取：（4.5.42）(4.5.38)第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理引入通用高厚比引入通用高厚比为参数。为参数。为参数。为参数。适用于塑性、弹塑性和弹性范围的腹板受压临界应力适用于塑性、弹塑性和弹性范围的腹板受压临界应力适用于塑性、弹塑性和弹性范围的腹板受压临界应力适用于塑性、弹塑性和弹性范围的腹板受压临界应力 c,crc,cr按下列公式计算按下列公式计算按下列公式计算按下列公式计算第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原

33、理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理4.4.4.4.梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理（1 1）横向加劲肋加强的腹板横向加劲肋加强的腹板h0 0a式中式中:计算区格，平均弯矩作用下，腹板计算高度边缘的弯曲压应力；计算区格，平均弯矩作用下，腹板计算高度边缘的弯曲压应力；-计算区格，平均剪力作用下，腹板截面剪应力；计算区格，平均剪力作用下，腹板截面剪应力；c c腹板计算高度边缘的局部压应力，计算时取腹板计算高度边缘的局部压应力，计算时取=1.0=1

34、.0。5.5.5.5.腹板在几种应力联合作用下的屈曲腹板在几种应力联合作用下的屈曲腹板在几种应力联合作用下的屈曲腹板在几种应力联合作用下的屈曲（4.5.48）hoa c c第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理（2 2）同时设置横向和纵向加劲肋加强的腹板）同时设置横向和纵向加劲肋加强的腹板ahh1 1）受压区区格）受压区区格 ：（4.5.49）c1h1 c1 1 第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算

35、原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理2)2)下区格下区格 ：ahh式中式中:计算区格，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲计算区格，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲压应力；压应力；c2腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取计算同前。计算同前。（4.5.56）h2 2 c2=0.3 c c2 2a第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理ah hh ha1式中：式中：、c c、-计算同前；计

36、算同前；)受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区格板受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区格板h1(4.5.49)第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理6.6.6.6.腹板局部稳定验算步骤腹板局部稳定验算步骤腹板局部稳定验算步骤腹板局部稳定验算步骤实腹梁腹板局部稳定的验算比较复杂。验算步骤如下：实腹梁腹板局部稳定的验算比较复杂。验算步骤如下：(1)计算高厚比。若满足规定限值，或不必设置加劲肋；或根据构计算高厚比。若满足规定限值

37、，或不必设置加劲肋；或根据构造要求设置横向加劲肋，但不需验算稳定性。造要求设置横向加劲肋，但不需验算稳定性。(2)当高厚比超过规定限值时，应按规定设置横向加劲肋或横向、当高厚比超过规定限值时，应按规定设置横向加劲肋或横向、纵向加劲肋以及短加劲肋。纵向加劲肋以及短加劲肋。(3)1）先设定加劲肋间距）先设定加劲肋间距a(0.5h0 a 2h0)。2）计算加劲肋之间板块的平均弯曲正应力、平均力剪应力和局）计算加劲肋之间板块的平均弯曲正应力、平均力剪应力和局部压应力。部压应力。3）计算各种单一力学状态下的临界应力：临界弯曲应力）计算各种单一力学状态下的临界应力：临界弯曲应力(cr)、临界剪应力临界剪应

38、力(cr)、临界局部压应力、临界局部压应力(c,cr)。4）验算腹板稳定。过于富裕或不满足设计要求时，可调整纵、）验算腹板稳定。过于富裕或不满足设计要求时，可调整纵、横向加劲肋的间距，再进行验算。横向加劲肋的间距，再进行验算。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理（3）需验算的截面位置，首先是）需验算的截面位置，首先是梁的端部梁的端部第一块板段第一块板段（此（此处剪力最大）；处剪力最大）；截面改变处的板段截面改变处的板段（剪应力小些但正（剪应力小些但正应力大应力大）和和跨中截面跨中截面（正应力最大（正应力最大）。）。轧制型钢不需局部稳定验算，组合薄壁截面应验算局部稳定。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理4.64.6梁腹板的屈曲后强度（自学）梁腹板的屈曲后强度（自学）梁腹板的屈曲后强度（自学）梁腹板的屈曲后强度（自学）第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理l 梁的外伸翼缘，屈曲后继续承载的潜力不是很大。梁的外伸翼缘，屈曲后继续承载的潜力不是很大。第第第第4 4 4 4章章章章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理谢谢！请学习第5章