《组合梁设计》PPT课件.ppt

1、第七节 组合梁设计,1、 梁截面高度h,一、 截面选择,先估算梁的高度h,翼缘的宽度b 和厚度t。,腹板的高度hw 和厚度tw,梁的截面高度必须满足净空要求，（ maxo）由建筑高度决定。,梁的截面高度h应根据建筑高度、刚度要求和用钢经济三方面条件确定。,（）梁的容许最大高度max：,（）梁的容许最小高度min,一般是由刚度要求决定的。 根据不同的容许挠度可以计算出梁的容许最小高度min，,查表，表中数据虽然是根据均布荷载作用下所得，对其它 荷载作用下的简支梁，初选截面时同样可以参照应用。,第七节 组合梁设计,（）梁的经济高度e：,式中Wx梁所需要的截面抵抗矩；(cm3),hminhhmax

2、hhe,根据以上三个条件，实际所取用的梁高h一般应满足：,是指使梁的总用钢量最小即用钢经济决定。,第七节 组合梁设计,2、腹板尺寸,（）腹板的厚度tw,可取稍小于梁高h的数值，并考虑钢板 的规格尺寸，将腹板高度hw取为50的倍数。,（1）腹板的高度w,第七节 组合梁设计,由上式计算的腹板厚度w一般较小，设计时，为了局部稳定和构造要求,注意： 选用的腹板厚度应符合钢板的现有规格， 太小，锈蚀影响大，加工时易变形，太大则不经济， 所以尽量偏薄，以节约钢材，但一般不小于，跨度 小时不小于。8mmtw20mm,经验公式,第七节 组合梁设计,3、 翼缘尺寸（宽度 和厚度 ）,可以根据需要的截面抵抗矩和腹

3、板截面尺寸计算。,第七节 组合梁设计,1、初选截面时可取: h h1hw,先初选b 求 t ,所求的t按钢材规格选用与之相近的厚度,b和 t选出后验算:,再求 b,考虑截面塑性发展时(x=1.05):,第七节 组合梁设计,、抗剪验算：,1、抗弯验算：,二、 截面验算,几何特征： 截面面积A，截面惯性距I， 截面抵抗矩W，截面面积矩S等 荷载作用：最大弯矩M ， 剪力V,第七节 组合梁设计,、局部承压验算：,、折算应力验算：,第七节 组合梁设计,、梁的整体稳定验算,二、 截面验算,、刚度验算： ,、承受动力荷载作用的梁，必要时应进行疲劳验算。,在两个主平面内弯曲作用下的工字形截面构件：,在最大刚

4、度主平面内弯曲的构件,经过强度、刚度和整体稳定的验算，如初选截面有不满足要求之处时，则应适当修改截面重新验算。,第七节 组合梁设计,三、梁截面沿长度的改变：（对于跨度较大的梁）,1、翼缘宽度的改变： 位置：在距两端支座L /6处改变截面,第七节 组合梁设计,三、梁截面沿长度的改变：（对于跨度较大的梁）,2、多层翼缘板的焊接梁，可用切断外层板的方法改变梁的截面：,3、 腹板高度的改变：可以降低建筑物的高度和简化连接构造,位置：在距两端支座（1/51/6）L处改变截面 。,梁端部的高度应满足抗剪强度的要求不小于跨中高度的二分之一,第七节 组合梁设计,四、翼缘焊缝的计算：,沿梁单位长度的剪力为：,S

5、1 翼缘对中和轴的面积距。,第七节 组合梁设计,剪力由双面角焊缝承受应满足：,第七节 组合梁设计,四、翼缘焊缝的计算：,例2 试设计主梁。跨度12m，永久荷载与可变荷载 之和为30KN/m2 (设计值)，其上放置5根次梁。采用焊接工字形截面组合梁，改变翼缘宽度一次。钢材235，E43系列焊条。,第七节 组合梁设计,解：一、截面选择,最大剪设计值(不包括主梁自重):,Vmax=1/25303.5=760kN,次梁传来的集中荷载设计值：,(230+1.20.587)5=303.5kN,最大弯矩设计值(不包括主梁自重):,需要的截面抵抗矩(按翼缘宽度20mm取f=215kN/mm2),Mmax=1/

6、25303.5 6 - 303.5 (4+2)=2730kN.m,梁的最小高度：根据查表容许挠度v/L=1/400,梁的经济高度：,取腹板高度1250mm，梁高约为1290mm。,腹板厚度：,需要翼缘面积：,可按部分截面发展塑性进行抗弯强度计算。,取上、下翼缘宽度400mm，厚度20mm,A1=40020=8000mm28557mm2(略小),翼缘外伸宽度与其厚度之比为195/20=9.7513(235/fy)1/2,二、强度验算,跨中最大弯矩设计值：,最大剪力设计值（支座处）：,梁截面面积：A=1251+2402=285cm2 梁自重：（钢的重力密度为76.98kN/m3） g0=28510

7、 - 476.98=2.19kN/m,抗剪强度验算于截面变更后进行。,截面几何特性：,抗弯强度：,次梁作为主梁的侧向支承，,小于表中规定的16，可以保证。,三、整体稳定验算,变更点处的弯矩设计值和剪力设计值：,四、截面改变,变更点：,变更点处截面强度验算:,需要的截面抵抗矩：,需要翼缘面积：,取翼缘尺寸：,折算应力:,抗弯强度:,抗剪强度:,截面变更后端部梁段的整体稳定性:,五、刚度验算 弯矩标准值：,六、边缘焊缝,例：某简支梁，焊接工字型截面，跨度中点及两端设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面如图所示。荷载作用在梁的上翼缘。设梁的自重为1.57kN/m,材料为Q235-A.F，试计算此梁的整

8、体稳定性。 例：某简支梁，跨度为6m,跨中无侧向支承，集中荷载作用于上翼缘，截面如图，钢材为Q345，此梁的整体稳定系数。 例：某工作平台，其梁格布置如图所示，次梁简支于主梁上，平台上无动力荷载，平台上永久荷载的标准值为3.0N/mm2,可变荷载标准值为4.5N/mm2,钢材为Q235-AF，假定平台板为刚性铺板并可保证梁的整体稳定，试选择中间次梁截面。,填空题：,1、组合梁的截面最小高度，是根据（）条件导出的，即梁的最大（）应不超过规定的限值； 2、当荷载作用在简支梁的（）翼缘时，梁整体稳定性较高； 3、当 应在梁腹板上配置（）向加劲肋,判断题,1、没有截面削弱的梁，保证了梁的整体稳定，并不

9、一定也保证了梁的强度。 2、为了提高工字型梁的整体稳定，加大翼缘板和腹板的厚度是最合理的方法。因为加大翼缘板和腹板的厚度均使梁的抗扭刚度增大，梁的抗扭刚度增大，整体稳定性也就提高了。 3、直接承受动力荷载的工字梁，应区塑性发展系数x=y=1.1,即有限制得发展塑性变形,选择题：,1、在梁的整体稳定计算中，b/=1,说明所设计梁（） A处于弹性工作阶段 B不会丧失整体稳定 C梁的局部稳定必定满足要求 D梁不会发生强度破坏,2、梁受固定集中荷载作用，当局部挤压应力不能满足要求时，采用（）是较合理的措施。 A加厚翼缘 B在集中荷载作用处设支承加劲肋 C增加横向加劲肋的数量 D加厚腹板,3、为了提高荷载作用在上翼缘的简支工字形梁的整体稳定性，可在梁的（）加侧向支承，以减小梁超出平面的计算长度 A梁腹板高度的1/2处 B靠近梁下翼缘的腹板的（1/5-1/4）h0处 C靠近梁上翼缘的腹板的（1/5-1/4）h0处 D上翼缘处,4、验算工字形截面梁的折算应力，公式为 式中应为 A验算截面中的最大正应力和最大剪应力 B验算截面中的最大正应力和验算点的剪应力 C验算截面中的最大剪应力和验算点的正应力 D验算截面中验算点的正应力和剪应力,5、工字形受压翼缘宽厚比限值为 式中b1为（） A翼缘板外伸宽度 B翼缘板全部宽度 C翼缘板全部宽度的1/3 D翼缘板的有效