第五章钢梁计算原理5、1 概述在钢结构中,承受横向荷载作用得实腹式构件称为梁类构件,即钢梁。钢梁在土木工程中应用很广泛,例如厂房建筑中得工作平台梁、吊车梁、屋面檩条与墙架横梁,以及桥梁、水工闸门、起重机、海上采油平台中得梁等。按制作方法可将钢梁分为型钢梁与组合梁两种。型钢梁制作简单,成本较低,应用较广。型钢梁通常采纳热轧工字钢、槽钢、H型钢与 T 型钢(图 5－1(a))以及冷弯薄壁型钢(图 5－l(c))。其中 H 型钢得截面分布最合理,其翼缘内外边缘平行,方便与其她构件连接;槽钢得截面扭转中心在腹板外侧,一般受力情况下容易发生扭转,在使用时应尽量避开。当荷载较大或跨度较大时,必须采纳组合梁(图 5－1(b))来提高截面得刚度与承载力,其中箱形截面梁得抗扭强度较高。组合梁得截面可以根据具体受力情况合理布置,达到节约钢材得目得。图 5－1 表示出了两个正交得形心主轴,其中绕轴得惯性矩、截面抵抗矩最大,称为强轴,另一轴则为弱轴。对于工形、T 形、箱形截面,平行于轴(弯曲轴)得最外边板称为翼缘,垂直于轴得板称为腹板。按支承条件又可将梁分为简支梁、连续梁与悬伸梁等。其中简支梁应用最广,因其制造、安装、拆换都较方便,而且受温度变化与支座沉陷得影响很小。梁得设计必须同时满足承载能力极限状态与正常使用极限状态。钢梁得承载能力极限状态包括强度、整体稳定与局部稳定三个方面。设计时要求在荷载设计值作用下,梁得抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度与折算应力均不超过相应得强度设计值;保证梁不会发生整体失稳;同时保证组成梁得板件不出现局部失稳。正常使用极限状态主要指梁得刚度,设计时要求在荷载标准值作用下梁具有符合法律规范要求得足够得抗弯刚度。图 5－1 钢梁常用截面类型5.2钢梁得强度与刚度5、2、1 梁得强度梁得强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度与折算应力,设计时要求在荷载设计值作用下,均不超过《钢结构设计法律规范》规定得相应得强度设计值。下面分别进行叙述。一、抗弯强度如图 5－2 所示,梁在弯矩作用下,截面上正应力得进展过程可分为三个阶段,分述如下。图 5－2 梁得正应力分布(1)弹性工作阶段当弯矩较小时,截面上应力分布呈三角形,中与轴为截面得形心轴,截面上各点得正应力均小于屈服应力。弯矩继续增加,直至最外边缘纤维应力达到屈服应力时(图 5－2(b)),弹性状态得结束,相应得弹性极限弯矩为(5－1)式中——梁得净截面弹性抵抗矩。(2)弹塑性工作阶段弯矩继续增加,在梁截面上、下...
