支承加劲肋在梁腹板两侧设置

钢结构基本原理及设计第5章梁的设计§5-1梁的类型和梁格布置§5-2梁的设计§5-3腹板加劲肋的布置和设计§5-4实腹梁的构造设计§5-5吊车梁的设计特点第5章梁的设计钢结构基本原理及设计5.1.1梁的类型钢梁主要用做楼盖梁、平台梁、吊车梁、墙架梁、檩条;按梁的支承情况可将梁分为简支梁、连续梁、悬臂梁;按梁在结构中的作用不同可梁分为主梁与次梁;按截面是否沿构件轴线方向分为等截面梁与变截面梁;钢梁按制作方法不同分为型钢梁和焊接组合梁;型钢梁又分为热轧型钢梁和冷弯薄壁型钢梁;蜂窝梁，组合梁。§5-1梁的类型和梁格布置§5-1梁的类型和梁格布置钢结构基本原理及设计5.1.2梁格布置1.简单式梁格2.普通式梁格3.复式梁格主梁次梁主梁纵向次梁横向次梁主梁§5-1梁的类型和梁格布置钢结构基本原理及设计5.1.3主次梁连接主次梁间的连接1.叠接2.平接3.降低连接主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁§5-1梁的类型和梁格布置钢结构基本原理及设计5.2.1梁的截面选择一.型钢梁截面的选择选择型钢二.组合梁截面的选择梁高、腹板厚度和翼缘尺寸。1.梁高的估算1）确定梁的高度应考虑建筑要求2）梁的刚度3）梁的经济条件fMWxxnxnxW§5-2梁的设计§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计建筑高度决定梁的最大高度刚度决定梁最小高度梁最大挠度应符合要求：梁的刚度和高度有直接关系，充分发挥强度，取经济高度经验公式：maxhminh][245)2/(485485848538452max2max2max224maxvEhlhEWlMEIlMlqEIlEIlqvkxkxkkxxk3.1/maxf][2.315minvlEflhcmWhxe3073§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计2.腹板尺寸梁高确定腹板高也确定，腹板高为梁高减两个翼缘的厚度，腹板高考虑钢板规格，使腹板高度为50mm模数maxmax1.2vwwVfht腹板厚度应满足：值一般较小，为满足局部稳定和构造要求，按下列经验公式算：vwwfhVtmax2.15.3wwht§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计3.翼缘尺寸求得需要的净截面模量，则整个截面需要的惯性矩为：腹板惯性矩为：翼缘惯性矩为：2hWInxx30121htIww20)2/(2hbtIIIwxt20)(2hIIbtwx§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计b取(1/3～1/5)h，同时保证局部稳定，选择b和t时要符合钢板规格尺寸，一般b取10mm的倍数，t取2mm的倍数，且不小于8mm。5.2.2梁的验算一.强度验算1.正应力梁截面最大弯矩及可能产生最大正应力处的弯矩单向受弯时验算双向受弯时验算§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计2.剪应力3.局部压应力4.折算应力在组合梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力，应验算折算应力。二.梁的刚度验算下列简化计算公式：对等截面简支梁：对变截面简支梁：xkxkxkEIlMEIlqEIlqv10848538452max44)2531(1012maxxxxxkIIIEIlMv§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计式中：—均布线荷载标准值；—荷载标准值下梁的最大弯矩；—跨中毛截面惯性矩；—支座附近毛截面惯性矩；三.整体稳定验算梁的截面类型选择计算整体稳定系数。焊接工字钢和轧制H型钢简支梁。轧制普通工字钢简支梁。轧制槽钢简支梁。大于0.6时，都应采用相应的代替kqmaxkMxI1xIbb§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计四.局部稳定验算型钢梁的局部稳定不验算焊接组合梁，翼缘限制板件宽厚比腹板通过设置加劲肋的方法设置加劲肋的原则及局部稳定验算；另一方法是允许腹板发生局部失稳，利用屈曲后承载力规范建议对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的梁宜考虑利用屈曲后强度。§5-2梁的设计钢结构基本原理及设计§5-3腹板加劲肋的布置和设计5.3.1腹板加劲肋的布置要求1.直接动载吊车梁及其它的组合梁，可根据腹板高厚比的大小，布置横向、纵向及短向加劲肋。对于承受静力荷载的梁宜考虑腹板屈曲后强度，仅配支承加劲肋不能满足要求时应设置中间横向加劲肋。2.用型钢及钢板制作，宜成对布置，也可单侧布置，支承加劲肋、考虑腹板屈曲后强度的梁的中间横向加劲肋及重级工作制吊车梁的加劲肋不应单侧配置。§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计3.不考虑屈曲后强度的组合梁的横向加劲肋最小间距为，最大间距为。对无局部压应力的梁，当时可采用2.5h0。短向加劲肋的最小间距为，为纵向加劲肋至腹板计算高度上边缘的距离。05.0h02hywfth235100/0175.0h1h§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计5.3.2加劲肋的构造要求1.在腹板两侧成对配置钢板横向加劲肋，尺寸符合下列公式要求：外伸宽度：xbsbs/2（≤60）bs/3（≤40）yh0ts04030shbmm§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计厚度：在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋，其外伸宽度应大于1.2倍，厚度不小于其外伸宽度的1/15。2.焊接梁的横向加劲肋与翼缘板相接处应切角，当切成斜角时，其宽约为(但不大于40mm)，高约为(但不大于60mm)。15ssbt3/sb2/sbz’z’z’z’zztwbstwbsbstszz§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计3.在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，横向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定外，其截面惯性矩尚应符合下式要求：4.纵向加劲肋的截面惯性矩，应符合下列公式要求：当时，当时，5.短加劲肋6.型钢加劲肋303wzthIyI305.1wythI30200))(45.05.2(wythhahaI85.0/0ha85.0/0ha§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计5.3.3支承加劲肋的计算按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算在腹板平面外的稳定性。此受压构件的截面应包括加劲肋和加劲肋每侧范围内的腹板面积，计算长度取。力较小时焊接，力较大时刨平顶紧。h0aywft/23515ywft/235150h§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计1.定义支承加劲肋的作用是把集中力或支座反力通过加劲肋传给梁腹板。目的是使集中力间接传给腹板，从而避免使腹板局部压屈。支承加劲肋在梁腹板两侧设置。其受力如同轴心受压柱。设计时应保证其在腹板平面外的整体稳定。(2t)§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计2．普通式梁支承肋应与上下翼缘刨平顶紧。粱端剪力通过焊缝传给翼缘，再传给柱顶板。突缘支承肋向下伸出下翼缘。且不超过其厚度的两倍(2t)，粱的最大剪力通过焊缝传给突缘支承肋再通过水平焊缝传到柱顶板上去。(2t)§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计(1)局部承压：σc＝R／Ace≤fceAce——端部承压面积(接触处净面积）；fce——钢材端面承压强度设计值。2tRAce/23.传力计算§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计(2)稳定计算：支承加劲肋按轴心受压验算腹板平面外的整体稳定。计算长度近似取腹板高度h0。(≥2t)Rywft23515ywft23515ywft23515§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计范围内的腹板面积。公式为：ywft23515fAR截面积A包括加劲肋截面积和加劲肋两侧φ——轴心受压稳定系数。(≥2t)Rywft23515ywft23515ywft23515§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计(3)加劲肋与底板之间的水平角焊缝：式中：lw——每条焊缝的长度lwβ＝1.22焊缝强度增大系数wtwfflhR7.0(≥2t)R§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计(4)加劲肋与腹板之间的竖向角焊缝：wtwfflhR7.0假设焊缝应力均匀分布式中：lw——每条焊缝长度，突缘支座加劲肋为两条；每条lw。普通梁加劲肋为四条焊缝；每条lw。(≥2t)R§5-3腹板加劲肋的布置和设计钢结构基本原理及设计§5-4实腹梁的构造设计5.4.1翼缘与腹板连接焊缝设计1.焊接工字形，焊缝单位长度的纵向剪力为：Vhτ1τmaxwhtV1wxtISV1max1§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计双面角焊缝需要的焊角尺寸为：2.梁上集中荷载，未设支承加紧肋，或有移动的集中荷载，则焊缝不仅受水平剪力，还受竖向荷载引起的压力产生的竖向剪力作用。单位长度焊缝所受竖向压力为：xwffISVfh1max4.11hVzwzwwclFtltFtP224.11hfwffVPfh§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计5.4.2梁截面沿长度的改变变截面梁可以改变梁高，可以改变梁宽；多层翼缘板的梁可改变翼缘的层数；变化梁的截面应尽量不使梁的构造过于复杂，过多增加制作费用。M1l/6b1bl/6l/6§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计根据焊缝质量可采用对接直焊缝或斜焊缝。分析表明，截面改变一次可节约钢材10%～20%；改变两次，最多只能再节约3%～4%，因此一般只变一次截面。跨度较小梁，常不改变截面。b1b§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计(1/6~1/5)lh≥h/2角钢抵紧焊接另一种改变翼缘宽度的做法。有时为了降低梁的建筑高度，节省钢材，常将简支梁的下翼缘做成折线状，翼缘截面保持不变，梁端腹板高度应按抗剪强度计算确定，且不应小于跨中腹板高度的一半。§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计l1l1理论切断点当翼缘采用两层钢板时，外层钢板与内层钢板厚度比宜为0.5~1.0。改变梁的截面可通过切断外层翼缘板实现。§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计5.4.3梁的拼接梁的拼接分工厂拼接和工地拼接两种对接焊缝直接相连，加盖板的连接方法。采用斜焊缝。≥10tw对接焊缝连接组合梁工厂拼接拼接盖板连接§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计无论采用图（a）还是采用图（b），改变后的梁高都必须大于原来梁高的一半。图示为逐步改变腹板高度，此时在下翼缘开始由水平转为倾斜的两处均需设置腹板加劲肋。§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计图示为一双层翼缘板的焊接工字形截面简支梁。在外层盖板(冀缘板)理论切断点x处，板梁截面由图(b)转变成图(c)。按图(c)所示单层翼缘板截面的抗弯强度可得此截面能承受的弯矩Ml，然后由M1即可求得理论切断点r。§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计2414553500500组合梁的工地拼接高强螺栓连接§5-4实腹梁的构造设计钢结构基本原理及设计组合梁应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定要求。选择截面时一般首先考虑抗弯强度要求，并在计算过程中随时兼顾其它各项要求。现以双轴对称焊接工形梁为例，截面共有四个基本尺寸h(或h0)、tw、b、t，计算顺序为先确定h0，次tw，最后b和t。一.截面选择twh0hbtt组合梁的设计组合梁的设计钢结构基本原理及设计twh0hbtt1．截面高度h(或腹板高度h0)梁腹板高度h0应根据下面三个参考高度确定：(1)建筑容许最大梁高hmax(2)刚度要求最小梁高hmin(3)经济梁高组合梁的设计钢结构基本原理及设计(1)建筑容许最大梁高hmax当梁上平台面的标高已定，梁高太大将减小下层空间的净空高度，影响下层通行或设备放置。根据下层使用所要求的最小净空高度，可算出建筑容许的最大梁高hmax(梁上次梁、楼板、面层做法和梁下突出部分、吊顶高度以及预计挠度留量和必要空隙等应作扣除)。hmax最小净空高度组合梁的设计钢结构基本原理及设计(2)刚度要求最小梁高hmin刚度要求梁有一定的高度hmin，否则梁的挠