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【钢结构课程】5.3受弯构件的整体稳定和支撑

转自:结构设计-公众号


第五章:受弯构件

5.3受弯构件的整体稳定和支撑

为了提高抗弯强度,节省钢材,钢梁截面一般做成高而窄的形式,受荷方向刚度大,侧向刚度较小。如果梁的侧向支撑较弱,当荷载增大到某一数值后,梁在向下弯曲的同时,将突然发生侧向弯曲或扭转变形而破坏,这种现象称为梁的侧向弯扭屈曲或整体失稳

梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩,称为临界荷载临界弯矩(关于临界弯矩Mcr的建立在文末有简要介绍)

以工字型截面梁为例:


受压翼缘应力达临应力,其弱轴为 1 -1轴,但由于有腹板作连续支承,(下翼缘和腹板下部均受拉,可以提供稳定的支承),只有绕y轴屈曲,侧向屈曲后,弯矩平面不再和截面的剪切中心重合,必然产生扭转。


影响梁整体稳定的主要因素

1.侧向抗弯刚度、抗扭刚度;

2.受压翼缘的自由长度(受压翼缘侧向支承点间距);

3.荷载作用种类;

4.荷载作用位置;

5.梁的支座情况。


提高梁整体稳定性的主要措施

1.增加受压翼缘的宽度;

2.在受压翼缘设置侧向支撑。


梁的整体稳定计算

1.不需要计算整体稳定的条件

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、能阻止其发生侧向位移时;

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之比不超过下表规定时;

3)对于箱形截面简支梁,其截面尺寸满足:

可不计算整体稳定性。


整体稳定计算

1)当截面仅作用Mx时:

不满足不需要计算整体稳定的条件时,按下式计算梁的整体稳定性:

稳定系数的计算

任意横向荷载作用下:

轧制H型钢或焊接等截面工字形简支梁



轧制普通工字形简支梁

可查表得到


其他截面的稳定系数计算祥见规范。

2)当截面同时作用Mx 、 My时:

规范给出了一经验公式:


梁的临界弯矩Mcr建立

基本假定

1)弯矩作用在最大刚度平面,屈曲时钢梁处于弹性阶段;

2)梁端为夹支座(只能绕x轴,y轴转动,不能绕z轴转动,只能自由挠曲,不能扭转);

3)梁变形后,力偶矩与原来的方向平行(即小变形)。

纯弯曲梁的临界弯矩

对于不同荷载和荷载作用位置不同,其β值不同


单轴对称截面工字形截面梁的临界弯矩


-THE END-


查看往期内容,点击以下链接:

第一章:钢结构概述【钢结构课程】1.1 钢结构的特点

【钢结构课程】1.2 钢结构的应用范围

【钢结构课程】1.3 钢结构的设计方法

【钢结构课程】1.4 钢结构的发展

第二章:钢结构的材料

【钢结构课程】2.1 钢结构用钢的种类及如何选用

【钢结构课程】2.2 钢材的机械性能及影响因素

【钢结构课程】2.3 钢材在复杂应力下屈服条件、疲劳计算

第三章:钢结构的连接

【钢结构课程】3.1 钢结构连接概述

【钢结构课程】3.2 钢结构焊接种类和焊缝形式

【钢结构课程】3.3 对接焊缝的构造与计算

【钢结构课程】3.4 角焊缝的构造与计算

【钢结构课程】3.5 焊接应力和焊接变形

【钢结构课程】3.6 钢结构螺栓的种类与构造

【钢结构课程】3.7 普通螺栓的受力性能和连接计算

【钢结构课程】3.8 高强螺栓的受力性能和连接计算

【钢结构课程】3.9 钢结构柱脚节点构造及计算

【钢结构课程】4.1轴心受力构件概述

【钢结构课程】4.2轴心受力构件的强度和刚度

【钢结构课程】4.3实腹式轴心受压构件的稳定性

【钢结构课程】4.4轴心受力构件的设计

【钢结构课程】5.1受弯构件的形式和应用

【钢结构课程】5.2梁的强度和刚度

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