钢构件设计与计算
σc2:腹板在纵向加劲肋处的横向压应力,取0. 3 σc。 2.考虑腹板屈曲后强度的受弯构件设计
(1)腹板仅配置支承加劲肋(或尚有中间横向加劲肋)而考虑屈曲后强 度的工字形截面焊接组合梁,应按下式验算抗弯和抗剪承载能力:
( V 1)2 M M f 1
0.5Vu
Meu M f
Mf
(Af 1
h12 h2
1)受压翼缘与横向加劲肋之间的区格:
( )2 ( c )2 1.0
cr1
cr1
c,cr1
2)受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格:
( 2 )2 ( 2 )2 c2 1.0
cr2
cr2
c,cr2
(3-20) (3-21)
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第一节钢构件的计算
式中:
σ2:所计算区格内由平均弯矩产生的腹板在纵向加劲肋处的弯曲压 应力;
第三章钢构件设计与计算
第一节 钢构件的计算 第二节 柱、梁的设计 第三节 钢屋盖的设计
第一节钢构件的计算
一、受弯构件的计算
(一)受弯构件的强度计算 1.正应力计算 承受静力荷载或间接承受动力荷载时:
Mx My f
xWnx yWny
直接承受动力荷载时:
Mx My f Wnx Wny
(3-1)
(
)(
)2
σ -------所计算腹板区格内,由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的 弯曲压应力;
τ -------所计算腹板区格内,由平均剪力产生的腹板平均剪应力;
σc- ------所腹板计算高度边缘的局部压应力。
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第一节钢构件的计算
(3)同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板,其局部稳定性应按 下列公式计算:
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第一节钢构件的计算
除上述情况外,在最大刚度主平面内受弯的构件,其整体 稳定性应按下式计算:
Mx f
bWx
(3-8)
Mx------绕强轴作用的最大弯矩; Wx -----按受压纤维确定的梁毛截面模量; φb -----梁的整体稳定性系数。
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第一节钢构件的计算
c
F
twlz
f
(3-4)
lz a 5hy 2hR
(3-5)
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第一节钢构件的计算
F------集中荷载,对动力荷载应考虑动力系数; φ ----集中荷载增大系数;对重级工作制起重机梁, φ =1. 35;对其
他梁, φ =1. 0; Lz ------集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度; A------集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,对钢轨上的轮压可取50
剪强度应按下式计算:
VS Itw
fv
(3-3)
式中 V------截面沿腹板平面作用的剪力;
S-------剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;
I-------毛截面惯性矩;
tw -----腹板厚度; fv-----钢材的抗剪强度设计值
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第一节钢构件的计算
3.局部压应力计算
当梁上翼缘受沿腹板平面作用的集中荷载,且该荷载处又 未设置支承加劲肋时,腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按式 (3-4)计算:
(三)受弯构件的局部稳定性计算 1.不考虑腹板屈曲后强度的受弯构件设计 (1)不考虑屈曲后强度组合梁腹板配置加劲肋应符合下列规定:
1)当h0 / tw 80 235 / fy 时,对有 局部 压应 力( c 0)的梁 ,
应 按 照 构 造 配 置 横 向 加劲 肋 ;
但对无局部压应力( c 0)的梁,可不配置加劲肋。
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第一节钢构件的计算
(二)受弯构件的整体稳定性计算 梁的整体稳定性计算是使梁的最大弯曲纤维压应力小于或等
于使梁侧扭失稳的临界应力,从而保证梁不致因侧扭而失去整体 稳定性。符合下列情况之一时,可不计算梁的整体稳定性: (1)有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与 其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。 (2)H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1 之比不超过表3-1所规定的数值时。 (3)箱形截面简支梁截面尺寸满足h/b0≤6, l1/b0≤95(235/fy),可不计 算整体稳定性。
mm; hy ------自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离; hR ------轨道的高度,对梁顶无轨道的梁hR =0; f ------钢材的抗压强度设计值。
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第一节钢构件的计算
4.折算应力计算 在梁的腹板计算高度边缘处,若同时受较大的正应力、剪应
力和局部压应力,或同时受较大的正应力和剪应力(如连续梁中部支 座处或梁的翼缘截面改变处等)时,其折算应力应按式(3-6)计算:
(3-2)
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第一节钢构件的计算
式中:Mx, My-----绕x轴和y轴的弯矩; Wnx,Wny----- 对x轴和y轴的净截面抵抗矩; f-----钢材的抗弯强度设计值; γx , γy ------截面塑性发展系数;
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第一节钢构件的计算
2.剪应力计算
在主平面内受弯的实腹构件(不考虑腹板屈曲后强度),其抗
2 c2 c 3 2 1 f
M In
y1
(3-6) (3-7)
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第一节钢构件的计算
σ、τ、σc ----腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪 应力和局部压应力,
In ----梁净截面惯性矩; y1 ----所计算点至梁中和轴的距离; β1----计算折算应力的强度设计值增大系数;当σ与σc异号时, 取β1 =1.2;当σ与σc同号或σc =0时,取β1 =1. 1。
2) 当h0 / tw 80 235 / fy 时, 应配 置加 劲肋 。 任 何 情 况 下 ,h0 / tw均 不 应 该 超 过250。
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第一节钢构件的计算
3)梁的支座处和上翼缘有较大固定集中荷载处,宜设置支承加劲肋。 (2)仅配置横向加劲肋的腹板,其各区格的局部确定应按下式计算:
Af 2h2 ) f
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(3-22) (3-23)
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第一节钢构件的计算
M、V------梁的同一截面上同时产生的弯矩和剪力设计值; Mf -----梁两翼缘所承担的弯矩设计值;
Afl、 h1 -----较大翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离; Af2 、h2 -----较小翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离; Meu、Vu -----梁抗弯和抗剪承载力设计值。