梁板件的局部稳定钢结构基本原理及设计PPT学习教案.pptx

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1、会计学1梁板件的局部梁板件的局部(jb)稳定钢结构基本原理及稳定钢结构基本原理及设计设计第一页，共117页。承受承受(chngshu)横向荷载和弯矩的构件叫受弯构件或梁横向荷载和弯矩的构件叫受弯构件或梁1.按荷载作用：按荷载作用：在一个主平面内受弯，称为单向受弯构件在一个主平面内受弯，称为单向受弯构件在两个主平面内同时受弯，称为双向受弯构件在两个主平面内同时受弯，称为双向受弯构件2.按功能分：楼盖梁、平台梁、檩条、吊车梁等按功能分：楼盖梁、平台梁、檩条、吊车梁等3.按制作方法：型钢梁（薄壁型钢）、组合梁、蜂窝梁按制作方法：型钢梁（薄壁型钢）、组合梁、蜂窝梁4.按支承条件：实腹式、桁架按支承条件

2、：实腹式、桁架4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第1页/共117页第二页，共117页。型钢梁加工简型钢梁加工简单，造价较廉，但截单，造价较廉，但截面尺寸面尺寸(chcun)受规受规格的限制。当荷载和格的限制。当荷载和跨度较大致使型钢截跨度较大致使型钢截面不能满足要求时，面不能满足要求时，则采用组合粱。则采用组合粱。型钢梁型钢梁4-1

3、4-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第2页/共117页第三页，共117页。4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第3页/共117页第四页，共117页。4-14-1概述概述概述概

4、述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第4页/共117页第五页，共117页。现场现场(xinchng)焊接设备基础箱型钢梁焊接设备基础箱型钢梁4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第5页/共117页

5、第六页，共117页。在原有大楼增设在原有大楼增设(znsh)轻钢结构轻钢结构4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第6页/共117页第七页，共117页。(a)双轴对称焊接双轴对称焊接(hnji)板粱；板粱；(b)加强受压翼缘的焊接加强受压翼缘的焊接(hnji)板梁；板梁；(c)双层翼缘板焊接双层翼缘板焊接(hnji)板梁；板梁；4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Eval

6、uation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第7页/共117页第八页，共117页。(d)高强度螺接连接高强度螺接连接(linji)的工字形板梁；的工字形板梁；(e)焊接箱形板梁焊接箱形板梁4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第8页/

7、共117页第九页，共117页。蜂窝蜂窝(fngw)梁梁钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁4-14-1概述概述概述概述(ish)(ish)Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第9页/共117页第十页，共117页。工字形焊接工字形焊接(hnji)钢梁钢梁横向横向(hnxin)加劲肋加劲肋纵向纵向(znxin)加劲肋加劲肋短加劲肋短加劲肋 4-14-1概述概述概述概述Evaluation only.Evaluation only.Cop

8、yright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第10页/共117页第十一页，共117页。按承载能力极限状态的计算，需采用荷载的设计值；按正按承载能力极限状态的计算，需采用荷载的设计值；按正常使用极限状态的计算，计算挠度常使用极限状态的计算，计算挠度(nod)时按荷载标准值进行。时按荷载标准值进行。第一极限状态：截面的抗弯强度、抗剪强度等、整第一极限状态：截面的抗弯强度、抗剪强度等、整体稳定性、局部稳定、腹板屈曲后强度体稳定性、局部稳定、腹板屈曲后强度第二第二(dr)极限状态：刚度极限状态：刚度大部分重要大部

9、分重要(zhngyo)的梁将采用板梁，因而梁的计算中还的梁将采用板梁，因而梁的计算中还应包括下列内容：应包括下列内容：1.梁截面沿梁跨度方向的改变；梁截面沿梁跨度方向的改变；2.翼缘板与腹板的连接计算；翼缘板与腹板的连接计算；3.梁腹板的加劲肋设计；梁腹板的加劲肋设计；4.梁的拼接；梁的拼接；5.梁与梁的连接和梁的支座等。梁与梁的连接和梁的支座等。4-14-1概述概述概述概述Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第11页/共117

10、页第十二页，共117页。弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)强度强度强度强度4-2强度强度(qingd)和刚度和刚度抗剪强度抗剪强度抗剪强度抗剪强度(qingd)(qingd)局部压力局部压力局部压力局部压力 折算应力折算应力折算应力折算应力 刚度刚度刚度刚度 4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第12页/共117页第十三页，共117页。1.1.弹性工作状态弹性工作状态弹性工作

11、状态弹性工作状态(zhungti)(zhungti)粱弯曲截面应力线性分布，边缘最大应力应满足下式粱弯曲截面应力线性分布，边缘最大应力应满足下式粱弯曲截面应力线性分布，边缘最大应力应满足下式粱弯曲截面应力线性分布，边缘最大应力应满足下式:弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)强度强度强度强度4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第13页/共117页第十四

12、页，共117页。In梁截面梁截面(jimin)惯性矩；惯性矩；Wn梁截面弹性梁截面弹性(tnxng)抵抵抗矩。抗矩。M梁的最大弯矩；梁的最大弯矩；f 钢材钢材(gngci)设计强设计强度；度；h梁截面高度。梁截面高度。4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第14页/共117页第十五页，共117页。2 2弹塑性状态弹塑性状态弹塑性状态弹塑性状态(zhungti)(zhungti)当

13、弯矩继续增加，截面边缘部分截面屈服。当弯矩继续增加，截面边缘部分截面屈服。最后弹性核心部分逐渐减少直至全截面进入塑性，形成两个矩形最后弹性核心部分逐渐减少直至全截面进入塑性，形成两个矩形应力应力(yngl)块。块。塑性极限弯矩塑性极限弯矩MpWepfy，Wep为截面塑性抵抗矩，此时截面形为截面塑性抵抗矩，此时截面形成塑性铰。成塑性铰。弯矩的发展弯矩的发展(fzhn)4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Asp

14、ose Pty Ltd.第15页/共117页第十六页，共117页。为了使梁截面有一定的安全储备，设计时不采用为了使梁截面有一定的安全储备，设计时不采用(ciyng)塑性抵塑性抵抗矩，而是采用抗矩，而是采用(ciyng)较小的弹塑性抵抗矩，采用较小的弹塑性抵抗矩，采用(ciyng)部分边部分边缘纤维屈服淮则，规范规定钢梁单向受弯抗弯强度：缘纤维屈服淮则，规范规定钢梁单向受弯抗弯强度：式中：式中：塑性塑性(sxng)发展系数，发展系数，查表获得。查表获得。按截面按截面(jimin)形成塑性铰进行形成塑性铰进行设计，省钢材，但变形比较大，会影设计，省钢材，但变形比较大，会影响正常使用。响正常使用。规

15、定可通过限制塑性发展区规定可通过限制塑性发展区有限制的利用塑性，一般限制有限制的利用塑性，一般限制a在在h/8h/4之间。之间。4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第16页/共117页第十七页，共117页。截面截面(jimin)塑性发展系数塑性发展系数x、y值值4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Eva

16、luation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第17页/共117页第十八页，共117页。截面截面(jimin)塑性发展系数塑性发展系数x、y值值4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第18页/共117页第十九页，共117页。对于双向弯

17、曲梁近似按两方向对于双向弯曲梁近似按两方向(fngxing)应力叠加，计算应力叠加，计算公式公式:对于双轴对称工字形截面对于双轴对称工字形截面(jimin)当绕当绕y轴弯曲时轴弯曲时对于箱形截面对于箱形截面(jimin)计算计算(j sun)示意图示意图注：注：1.计算疲劳的梁计算疲劳的梁x=y=1.02.x=1.03.格构式构件绕虚轴格构式构件绕虚轴x=1.04-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspos

18、e Pty Ltd.第19页/共117页第二十页，共117页。4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第20页/共117页第二十一页，共117页。抗剪强度抗剪强度抗剪强度抗剪强度(qingd)(qingd)一一一一.剪力中心剪力中心剪力中心剪力中心外荷载产生的剪力作用位置不是剪心时外荷载产生的剪力作用位置不是剪心时外荷载产生的剪力作用位置不是剪心时外荷载

19、产生的剪力作用位置不是剪心时将其挪到剪心上将其挪到剪心上将其挪到剪心上将其挪到剪心上(xnshn)(xnshn)。这时剪心上。这时剪心上。这时剪心上。这时剪心上(xn(xnshn)shn)不但作用剪力，还作用有平移剪力产生的扭矩。不但作用剪力，还作用有平移剪力产生的扭矩。不但作用剪力，还作用有平移剪力产生的扭矩。不但作用剪力，还作用有平移剪力产生的扭矩。扭矩使整个截面绕剪心转动扭矩使整个截面绕剪心转动扭矩使整个截面绕剪心转动扭矩使整个截面绕剪心转动剪切中心剪切中心(zhngxn)(或剪力中心或剪力中心(zhngxn)剪切中心的定义是：开口薄壁截面上剪力流合力沿截面剪切中心的定义是：开口薄壁截面

20、上剪力流合力沿截面两个形心主轴方向分力的交点，因而得名。两个形心主轴方向分力的交点，因而得名。若构件所受横向荷载通过截面的剪切中心，则构件将不受到扭若构件所受横向荷载通过截面的剪切中心，则构件将不受到扭矩作用因而构件只会弯曲而不扭转，若荷载不通过截面的剪切中心，矩作用因而构件只会弯曲而不扭转，若荷载不通过截面的剪切中心，则构件必同时发生弯曲和扭转。在这个意义上剪切中心因此也常被则构件必同时发生弯曲和扭转。在这个意义上剪切中心因此也常被称为弯曲中心。称为弯曲中心。根据定义，可得到结论：根据定义，可得到结论：4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Eva

21、luation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第21页/共117页第二十二页，共117页。单轴对称工字形截面的剪切中心不与其形心重合，但必单轴对称工字形截面的剪切中心不与其形心重合，但必位于对称轴上接近于较大翼缘一侧，具体位置需经计算位于对称轴上接近于较大翼缘一侧，具体位置需经计算(jsun)确定确定(见图见图(b)；开口薄壁截面如有对称轴，则剪切中心开口薄壁截面如有对称轴，则剪切中心(zhngxn)必位于对称轴上；必位于对称轴上；双轴对称截面双轴对称截面(jimin)的剪切

22、中心必与该截面的剪切中心必与该截面(jimin)的形心的形心重合重合(见图见图(a)；4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第22页/共117页第二十三页，共117页。十字形截面、角形截面和十字形截面、角形截面和T形截面，由于组成其截面的狭长短形截形截面，由于组成其截面的狭长短形截面中心线的交点只有一点面中心线的交点只有一点(ydin)，该交点就是它们的剪切中心，该交点就是它们的

23、剪切中心(见图见图(c)图图(e)；槽形截面的剪切中心必位于其腹板外侧槽形截面的剪切中心必位于其腹板外侧(wic)的对称轴上，具的对称轴上，具体位置需经计算确定体位置需经计算确定(见图见图(f)。4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第23页/共117页第二十四页，共117页。梁的截面梁的截面(jimin)剪力分布如图。截面剪力分布如图。截面(jimi

24、n)剪应力为：剪应力为：工字形截面工字形截面(jimin)和槽形截面和槽形截面(jimin)上的剪力流上的剪力流二二二二.弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)剪应力计算剪应力计算剪应力计算剪应力计算4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第24页/共117页第二十五页，共117页。式中：式中：V梁的剪力设计梁的剪力设计(shj)值；值；S计算剪应力处以上截面计算剪应力处以上截面(j

25、imin)对中和轴的面积对中和轴的面积矩矩 I截面截面(jimin)惯性矩；惯性矩；b计算剪应力处的截面宽度。计算剪应力处的截面宽度。S和和I一般可按毛截面计算。对工形截面，估算时可近似取一般可按毛截面计算。对工形截面，估算时可近似取:(1.11.2)Vhtwfv，偏安全可按偏安全可按1.2Vhtw计算。计算。4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第25页/共117页第二十六页，

26、共117页。如梁端反力靠腹板连接传递，则该处剪力应按只由腹扳如梁端反力靠腹板连接传递，则该处剪力应按只由腹扳承受，并按其实承受，并按其实(qsh)有净尺寸有净尺寸(矩形截面矩形截面)计算剪应力计算剪应力:梁端反力靠腹板连接梁端反力靠腹板连接(linji)4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第26页/共117页第二十七页，共117页。在在梁梁的的固固定

27、定集集中中(jzhng)荷荷载载(包包括括支支座座反反力力)作作用用处处无无支支承承加加劲劲肋肋，或或有有移移动动的的集集中中(jzhng)荷荷载载（如如吊吊车车轮轮压压），这这时时梁梁的的腹腹板板将将承承受受集集中中(jzhng)荷荷载载产产生生的的局局部部压压应应力力。局局部部压压应应力力在在梁梁腹腹板板与与上上翼翼缘缘交交界界处处最最大大，到到下下翼翼缘缘处处减减为为零。零。局部局部局部局部(jb)(jb)压应力压应力压应力压应力 假设局部假设局部(jb)压应力在荷载作用点以下的压应力在荷载作用点以下的（吊车轨道高度）（吊车轨道高度）高度范围内以高度范围内以45o角扩散，在角扩散，在高度

28、范围内以高度范围内以1：2.5的比例扩散，的比例扩散，传至腹板与翼缘交界处，实际上局部传至腹板与翼缘交界处，实际上局部(jb)压应力沿梁纵向分布并压应力沿梁纵向分布并不均匀，简化计算，假设在不均匀，简化计算，假设在范围内局部范围内局部(jb)压应力均匀分布压应力均匀分布4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第27页/共117页第二十八页，共117页。荷荷载载(hzi)放放大大系系

29、数数；对对重重级级工工作作制制吊吊车车梁梁，；其其它梁它梁；在所有梁支座处；在所有梁支座处；集集中中荷荷载载在在腹腹板板计计算算高高度度上上边边缘缘的的假假定定(jidng)分分布长度，布长度，按下式计算：按下式计算：跨中集中荷载：跨中集中荷载：梁端支反力处：梁端支反力处：支承长度，对钢轨上的轮压取支承长度，对钢轨上的轮压取50mm；自梁顶面至腹板计算自梁顶面至腹板计算(jsun)高度上边缘的距离；高度上边缘的距离；轨道的高度，对梁顶无轨道的梁轨道的高度，对梁顶无轨道的梁=0。4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.C

30、opyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第28页/共117页第二十九页，共117页。梁承受固定集中荷载梁承受固定集中荷载(包括包括(boku)支座反力支座反力)处末设支承处末设支承加劲肋、或有移动集中荷载加劲肋、或有移动集中荷载(如吊车轮压如吊车轮压)时，应计算腹板边缘局时，应计算腹板边缘局压应力。压应力。局部局部(jb)压应力压应力a=50mmlz=a+2hR+5hylz=a+2hR+5hya=50mmabb+a+2.5hya+2.5hy4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和

31、刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第29页/共117页第三十页，共117页。集中载作用集中载作用下，翼缘下，翼缘(在吊车在吊车梁中还包括轨道梁中还包括轨道)类似支承于腹板的类似支承于腹板的弹性地基粱，其分弹性地基粱，其分布如图。计算时假布如图。计算时假定荷载以定荷载以1：1和和1：2.5扩散扩散(kusn)，并均匀分布于扩，并均匀分布于扩散散(kusn)段腹板段腹板计算边缘。计算边缘。a=50mmlz=a

32、+2hR+5hylz=a+2hR+5hyc4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第30页/共117页第三十一页，共117页。取荷载取荷载(hzi)假定分布长度假定分布长度为：为：式中式中a为集中荷载为集中荷载(hzi)沿梁跨度方向沿梁跨度方向的支承长度，对吊车的支承长度，对吊车轮压可取为轮压可取为50mm；hy为自梁承载的边缘为自梁承载的边缘或吊车梁轨

33、顶到腹板或吊车梁轨顶到腹板计算边缘的距离。计算边缘的距离。a=50mmchy4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第31页/共117页第三十二页，共117页。如集中荷载位于如集中荷载位于(wiy)梁的端部，荷载外侧端距梁的端部，荷载外侧端距b2.5hy，则取，则取:腹板计算边缘腹板计算边缘(binyun)的局部压应力按下式计的局部压应力按下式计算：算：

34、a=50mmabb+a+2.5hya+2.5hyFF式中式中F为集中荷载为集中荷载(对对动力荷载应考虑动力系数动力荷载应考虑动力系数(xsh)；为集中荷载增大为集中荷载增大系数系数(xsh)，对重级工作制，对重级工作制吊车的轮压取吊车的轮压取1.35(考虑局部范考虑局部范围的超额冲击作用围的超额冲击作用)；对其它；对其它情况取情况取1.0。4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第

35、32页/共117页第三十三页，共117页。腹板计算高度腹板计算高度：对对轧轧制制型型钢钢梁梁，为为腹腹板板与与上上、下下翼翼缘缘相相连连处处两两内内弧弧起起点点之间的距离；之间的距离；对焊接组合梁，为腹板高度；对焊接组合梁，为腹板高度；对对铆铆接接（或或高高强强(goqing)螺螺栓栓连连接接）组组合合梁梁，为为上上、下下翼翼缘缘与与腹腹板板连连接接的的铆铆钉钉（或或高高强强(goqing)螺螺栓栓）线线间间最最近距离。近距离。4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 20

36、04-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第33页/共117页第三十四页，共117页。当计算当计算c不满足要求时，应加厚腹板，或考虑增加集中荷载不满足要求时，应加厚腹板，或考虑增加集中荷载(hzi)支承长度支承长度a，或增加吊车梁轨道的高度或刚度以加大或增加吊车梁轨道的高度或刚度以加大hy和和lz。4-24-2强度强度强度强度(qingd)(qingd)和刚度和刚度和刚度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyri

37、ght 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第34页/共117页第三十五页，共117页。在梁上承受位置固定的较大集中荷载在梁上承受位置固定的较大集中荷载(包括支座反力包括支座反力)处，一般应设处，一般应设支承加劲支承加劲(jijn)肋刨平顶紧于受荷载的翼缘并与腹板牢固连接，这时认肋刨平顶紧于受荷载的翼缘并与腹板牢固连接，这时认为全部集中荷载通过支承加劲为全部集中荷载通过支承加劲(jijn)肋传递，因而腹板的局部压应力肋传递，因而腹板的局部压应力c0而不必计算。而不必计算。支承支承(zhchn)加劲肋加劲肋短加劲短加劲(jijn)肋肋4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和

38、刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第35页/共117页第三十六页，共117页。如梁在同一部位如梁在同一部位(同一截面的同一纤维位置同一截面的同一纤维位置)处弯曲应力处弯曲应力、剪应力、剪应力和局部和局部(jb)压应力压应力c都较大时，应按最大变形能理都较大时，应按最大变形能理论计算折算应力论计算折算应力z满足要求，需计算的部位为：满足要求，需计算的部位为：(1)沿梁长方向沿梁长方向粱的支座处，以及梁上粱的支座处，以及梁上集

39、中集中(jzhng)荷载作用点的荷载作用点的一侧，弯矩和剪力都较大，一侧，弯矩和剪力都较大，粱变截面位置的一侧，弯曲粱变截面位置的一侧，弯曲应力和剪力都较大。应力和剪力都较大。折算折算折算折算(shsun)(shsun)应力应力应力应力 4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第36页/共117页第三十七页，共117页。(2)沿梁高方向沿梁高方向工形梁或箱形梁的腹板计算边缘工形梁或

40、箱形梁的腹板计算边缘1l处，该纤维处弯曲应力处，该纤维处弯曲应力1和和剪应力剪应力1都较大，因而折算都较大，因而折算(shsun)应力应力z也较大。也较大。11(3)梁上有局部梁上有局部(jb)压应力压应力c时，计算时，计算z时应计时应计入入c的影响。的影响。上式计算中，上式计算中，l、c应计入应计入(jr)拉压符号，并取拉压符号，并取l1.1(1与与c同同号时号时)或或1.2(1与与c异号时异号时)。l1.1或或1.2的提高是考虑的提高是考虑z的最大值只发的最大值只发生在范围很小的局部。生在范围很小的局部。4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.E

41、valuation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第37页/共117页第三十八页，共117页。受弯构件受弯构件受弯构件受弯构件(gujin)(gujin)的刚度的刚度的刚度的刚度 梁的刚度用标准荷载作用梁的刚度用标准荷载作用(zuyng)下的挠度度量下的挠度度量按下式验算：按下式验算：由荷载由荷载(hzi)的标准值引起的梁中最大挠度的标准值引起的梁中最大挠度梁的容许挠度值梁的容许挠度值4-24-2强度和刚度强度和刚度强度和刚度强度和刚度Evaluation only.Eval

42、uation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第38页/共117页第三十九页，共117页。自由自由自由自由(zyu)(zyu)扭转分析扭转分析扭转分析扭转分析给出梁整体弯扭失稳时的计算公式，先进行薄壁构件给出梁整体弯扭失稳时的计算公式，先进行薄壁构件(gujin)的扭转分析。的扭转分析。4433梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转(nizhun)(nizhun)自由扭转示意图自由扭转示意图4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转Evaluation only.Evaluatio

43、n only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第39页/共117页第四十页，共117页。矩形矩形(jxng)、工字形和槽形等在扭转时，原先为平面、工字形和槽形等在扭转时，原先为平面的截面不再保持平面，截面上各点沿杆轴方向发生纵向位移而使的截面不再保持平面，截面上各点沿杆轴方向发生纵向位移而使截面翘曲。截面翘曲。称为自由扭转称为自由扭转(或圣维南扭转或圣维南扭转)。自由自由(zyu)扭转示意图扭转示意图4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转(nizhun)(nizhun)Evalua

44、tion only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第40页/共117页第四十一页，共117页。1 1扭矩扭矩扭矩扭矩MtMt与扭转率与扭转率与扭转率与扭转率(即单位长度即单位长度即单位长度即单位长度(chngd)(chngd)的扭转角的扭转角的扭转角的扭转角)间有下间有下间有下间有下列关系：列关系：列关系：列关系：为截面为截面(jimin)扭转角扭转角GIt为构件扭转为构件扭转(nizhun)刚度刚度 G为剪切模量为剪切模量 It为抗扭惯性矩为抗扭惯性矩

45、MtMt2 2截面上的剪应力环绕截面四截面上的剪应力环绕截面四截面上的剪应力环绕截面四截面上的剪应力环绕截面四周方向、沿截面狭边厚度呈线性周方向、沿截面狭边厚度呈线性周方向、沿截面狭边厚度呈线性周方向、沿截面狭边厚度呈线性分布分布分布分布4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第41页/共117页第四十二页，共117页。工字形和工字形和T形等，其抗扭惯性矩为：形等，其抗扭惯性矩为：狭长矩形

46、组成，整个截面狭长矩形组成，整个截面(jimin)是连续的，系数是连续的，系数k是因而是因而产生的增大系数：工字形截面产生的增大系数：工字形截面(jimin)，k1.25；T形截面形截面(jimin)，k1.15。3.3.开口截面开口截面开口截面开口截面(jimin)(jimin)和闭口截面和闭口截面和闭口截面和闭口截面(jimin)(jimin)A A为截面为截面为截面为截面(jimin)(jimin)中心线所围面积中心线所围面积中心线所围面积中心线所围面积 4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转Evaluation only.Evaluation only.Copyright 200

47、4-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第42页/共117页第四十三页，共117页。约束约束约束约束(yush)(yush)扭转扭转扭转扭转悬臂构件，在自由端施加一集中扭矩后，自由端截面悬臂构件，在自由端施加一集中扭矩后，自由端截面翘曲变形最大，固定端截面翘曲为零，这是由于固定端支翘曲变形最大，固定端截面翘曲为零，这是由于固定端支座约束座约束(yush)所造成。所造成。悬臂构件悬臂构件(gujin)扭转扭转4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转Evaluation only.Evaluation only.Copy

48、right 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第43页/共117页第四十四页，共117页。(1)各截面有不同的翘曲变形，因而(ynr)两相邻截面间构件的纵向纤维因有伸长或缩短变形而有正应变，截面上将产生正应力。这种正应力称为翘曲正应力或扇性正应力。约束扭转约束扭转(nizhun)的特点的特点约束约束(yush)扭转图示扭转图示4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转Evaluation only.Evaluation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copy

49、right 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第44页/共117页第四十五页，共117页。(2)由于由于(yuy)各截面上有大小不同的翘曲正应力，为了与之平衡，各截面上有大小不同的翘曲正应力，为了与之平衡，截面上将产生剪应力，这种剪应力称为翘曲剪应力或扇性剪应力。这与截面上将产生剪应力，这种剪应力称为翘曲剪应力或扇性剪应力。这与受弯构件中各截面上有不同弯曲正应力时截面上必有弯曲剪应力，理由受弯构件中各截面上有不同弯曲正应力时截面上必有弯曲剪应力，理由相同。相同。dd4-34-3梁的扭转梁的扭转梁的扭转梁的扭转(nizhun)(nizhun)Evaluation only.Eva

50、luation only.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第45页/共117页第四十六页，共117页。此外，约束此外，约束(yush)扭转时为抵抗两相邻截面的相互转动，扭转时为抵抗两相邻截面的相互转动，截面上也必然存在与自由扭转中相同的自由扭转剪应力截面上也必然存在与自由扭转中相同的自由扭转剪应力(或称圣维或称圣维南剪应力南剪应力)。这样，约束。这样，约束(yush)扭转时，构件的截面上有两种剪扭转时，构件的截面上有两种剪应力：圣维南剪应力和翘曲剪应力。前者组成圣维南扭矩应力：圣维南剪应