第五章梁受弯构件.pptx
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1、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第1页/共29页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P143P143,表5.15.1b1/t13b1/t13及直接承受动力荷载时=1.0=1.0第2页/共29页二、抗剪强度三、腹板局部压应力四、折算应力两同号
2、取1.11.1,异号取1.21.2五、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)第3页/共29页第三节 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 计算长度第4页/共29页二、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
3、第5页/共29页三、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。第6页/共29页第四节 梁的局部稳定与
4、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 1横向加劲肋 2 2纵向加劲肋 3 3短加劲肋第7页/共29页二、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=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 Et t=0.7E=0.7
5、E。若考虑塑性发展(1.01.0),塑性发展会更大E Et t=0.5E=0.5E。当 时,=1.0=1.0 第8页/共29页三、腹板的屈曲屈曲应力统一表达式(k k值相见p167p167,表5.95.9)第9页/共29页剪切应力屈曲如不设加劲肋,a ab b,b/a0b/a0,k5.34,=1.23k5.34,=1.23弯曲应力弹性屈曲如不设加劲肋,k23.9,=1.66k23.9,=1.66(1.23,1.23,扭转不约束)第10页/共29页局部压应力弹性屈曲按a/ha/h0 0=2=2设置横向加劲肋,k18.4,=1.0k18.4,=1.0复合应力作用板件屈曲仅配置横向加劲肋配有纵向加劲
6、肋的上区格(偏心受压)配有纵向加劲肋的下区格(偏心受压,c2c2c c)第11页/共29页四、加劲肋的配置与构造1、配置规定(P169,表5.10)第12页/共29页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,h0为梁腹板的计算高度,hc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h0应取2hc。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:第13页/共29页横向
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