一、 截面选择 第七节 组合梁设计 先估算梁的高度h 腹板的高度hw 和厚度tw 翼缘的宽度b 和厚度t。 1、 梁截面高度h

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1 一、 截面选择 第七节 组合梁设计 先估算梁的高度h 腹板的高度hw 和厚度tw 翼缘的宽度b 和厚度t。 1、 梁截面高度h
第七节 组合梁设计 一、 截面选择 先估算梁的高度h 腹板的高度hw 和厚度tw 翼缘的宽度b 和厚度t。 1、 梁截面高度h 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。 （１）梁的容许最大高度ｈmax： 梁的截面高度必须满足净空要求，（ ｈmax　＝Ｈ－ｈo　）由建筑高度Ｈ决定。

2 第七节 组合梁设计 （２）梁的容许最小高度ｈmin　 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ｈmin， 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。

3 第七节 组合梁设计 （３）梁的经济高度ｈe　： 是指使梁的总用钢量最小即用钢经济决定。 式中Wx　──梁所需要的截面抵抗矩；(cm3)　　 根据以上三个条件，实际所取用的梁高h一般应满足：  hmin≤h≤hmax h≈he

4 第七节 组合梁设计 2、腹板尺寸 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50ｍｍ的倍数。 （1）腹板的高度ｈw　 （２）腹板的厚度tw

5 第七节 组合梁设计 经验公式 由上式计算的腹板厚度ｔw　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８ｍｍ，跨度 小时不小于６ｍｍ。8mm≤tw≤20mm

6 第七节 组合梁设计 3、 翼缘尺寸（宽度ｂ 和厚度 ｔ ） 可以根据需要的截面抵抗矩和腹板截面尺寸计算。

7 第七节 组合梁设计 1、初选截面时可取: h ≈h1≈hw 先初选b 求 t , h/2.5>b>h/6 或 h/3>b>h/5 一般翼缘宽度 常在下属范围内: 所求的t按钢材规格选用与之相近的厚度 再求 b b和 t选出后验算: 考虑截面塑性发展时(γx=1.05):

8 第七节 组合梁设计 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 1、抗弯验算： ２、抗剪验算：

9 第七节 组合梁设计 ３、局部承压验算： ４、折算应力验算：

10 第七节 组合梁设计 二、 截面验算 ５、梁的整体稳定验算 在最大刚度主平面内弯曲的构件 在两个主平面内弯曲作用下的工字形截面构件： ６、刚度验算：　 υ ≤[υ]　 ７、承受动力荷载作用的梁，必要时应进行疲劳验算。 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。

11 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

12 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（1/5~1/6）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

13 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： S1 —— 翼缘对中和轴的面积距。

14 第七节 组合梁设计 四、翼缘焊缝的计算： 剪力由双面角焊缝承受应满足：

15 第七节 组合梁设计 [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Ｑ235，E43系列焊条。

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17 解：一、截面选择 次梁传来的集中荷载设计值： Ｆ＝(2×30+1.2×0.587)5=303.5kN 最大剪设计值(不包括主梁自重):
Vmax=1/2×5×303.5=760kN 6x2000=12000 F

18 需要的截面抵抗矩(按翼缘宽度20mm取f=215kN/mm2)
6x2000=12000 F 最大弯矩设计值(不包括主梁自重): Mmax=1/2×5×303.5 × ×(4+2)=2730kN.m 需要的截面抵抗矩(按翼缘宽度20mm取f=215kN/mm2)

19 梁的最小高度：根据查表容许挠度[v]/L=1/400
1250 1290 梁的经济高度： 取腹板高度1250mm，梁高约为1290mm。

20 腹板厚度： 400 1250 1290 20 需要翼缘面积：

21 翼缘外伸宽度与其厚度之比为195/20=9.75<13(235/fy)1/2
取上、下翼缘宽度400mm，厚度20mm A1=400×20=8000mm2≈8557mm2(略小) 翼缘外伸宽度与其厚度之比为195/20=9.75<13(235/fy)1/2 400 1250 1290 20 可按部分截面发展塑性进行抗弯强度计算。

22 二、强度验算 梁截面面积：A=125×1+2×40×2=285cm2 梁自重：（钢的重力密度为76.98kN/m3） g0=285×10 - 4×76.98=2.19kN/m 最大剪力设计值（支座处）： 跨中最大弯矩设计值：

23 截面几何特性： 400 1250 1290 20 抗弯强度： 抗剪强度验算于截面变更后进行。

24 三、整体稳定验算 次梁作为主梁的侧向支承， 小于表中规定的16，可以保证。

25 四、 截面改变 变更点： 变更点处的弯矩设计值和剪力设计值：

26 需要的截面抵抗矩： 需要翼缘面积： 取翼缘尺寸： 变更点处截面强度验算: 180 1250 1290 20

27 抗弯强度: 180 1250 1290 20 折算应力:

28 抗剪强度: 截面变更后端部梁段的整体稳定性: 180 1250 1290 20

29 五、刚度验算 弯矩标准值：

30 六、边缘焊缝

31 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
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。

32 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；
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

33 判断题 1、没有截面削弱的梁，保证了梁的整体稳定，并不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γx=γy=1.1,即有限制得发展塑性变形

34 选择题： 1、在梁的整体稳定计算中，φb/=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

35 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

36 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

37 4、验算工字形截面梁的折算应力，公式为 式中στ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

38 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翼缘板的有效宽度

39 6、一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体稳定，侧向支承应加在（）
A梁的上翼缘 B梁的下翼缘 C梁的中和轴部位 D梁的上翼缘和中和轴部位

40 7、钢结构规范对梁塑性设计时的截面塑性发展区高度限制为（）
A截面形成塑性绞 B梁高的1/3 C梁高的1/4-1/8 D截面边缘应力达到fy