设计原理,钢结构,第五章,受弯构件例题,【,例,5.1】,设的平台梁格，荷载标准值为：恒载（不包括梁自重）,1.5kN/m,2,，活荷载,9kN/,试按平台铺板与次梁连牢，平台铺板不与次梁连牢两种情况,分别选择次梁的截面次梁跨度为,5m,间距为,2.5m,钢材为,Q235,钢第五章 例题,楼盖或工作平台梁格,（,a,）有刚性铺板；（,b,）无刚性铺板,1,横向平面支撑；,2,纵向平面支撑；,3,柱间垂直支撑；,4,主梁间垂直支撑；,5,次梁；,6,主梁,平台铺板与次梁连牢时，不必计算整体稳定假设次梁自重为,0.5kN/m,，次梁承受的线荷载标准值为：,【,解,】,荷载设计值为,按可变荷载效应控制的组合：恒荷载分项系数为,1.2,，活荷载分项系数为,1.3:,最大弯矩设计值为：,根据抗弯强度选择截面，需要的截面模量为：,选用,HN300,150,6.5,9,，其 ，跨中无孔眼削弱，此 大于需要的,475cm,3,，梁的抗弯强度已足够由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度；若将次梁连于主梁的加劲肋上,参见图,5.24(a),，也不必验算次梁支座处的局部承压强度验算挠度：在全部荷载标准值作用下：,在可变荷载标准值作用下：,（注：若选用普通工字钢，则需,I28a,，自重,43.4kg/m,，比,H,型钢重,16,）。
若平台铺板不与次梁连牢，则需要计算其整体稳定假设次梁自重为,0.5kN/m,，按整体稳定要求试选截面参考普通工字钢的整体稳定系数,(,附录,3,的附表,3.2),假设,，已大于,0.6,，故 ，,需要的截面模量为：,选用,HN350,175,7,11,，；自重 ，与假设相符另外，,截面的,由于试选截面时，整体稳定系数是参考普通工字钢假定的，对,H,型钢应按附录,3,附式,(3.1),进行计算：,验算整体稳定：,兼作为平面支撑桁架横向腹杆的次梁，其,更小，满足要求其它验算从略若选用普通工字钢则需,I36a,，自重,59.9kg/m,，比,H,型钢重,19.8,）例,5.2】,（注册结构工程师考试试题）,某简支吊车梁,跨度,12m,，钢材为,Q345B,，焊条为,E50,系列，承受两台,50/10t,重级工作制桥式吊车吊车梁截面如图（,a,）所示，钢轨与受压翼缘牢固连接1.,为保证吊车梁的腹板局部稳定性，需（）A,）配置横向加劲肋 （,B,）配置纵向加劲肋,（,C,）同时配置纵、横向加劲肋（,D,）不需配置加劲肋,应按计算配置横向加劲肋,【,解,】,（,A,）a,）吊车梁截面尺寸,（,b,）跨中加劲肋布置,例,5.2,图,【,解,】,（,B,）。
纵向加劲肋应配置在受压区而不是受拉区；横向加劲肋不应与下翼缘焊牢,应在距下翼缘,50,100mm,处断开,2,、若吊车梁改为承受两台,75/20t,重级工作制桥式吊车,相 应吊车梁截面尺寸作了修改（仍然为双轴对称工字型组合截面），经验算此时吊车梁需同时配置纵、横向加劲肋图（,b,）所示为该吊车梁跨中加劲肋布置图从构造上看,其中共有几处不妥或错误之处（）,（,A,）一处（,B,）两处（,C,）三处（,D,）无不妥或错误之处,【,例,5.3】,一钢梁端部支承加劲肋设计采用突缘加劲板，尺寸如图所示,支座反力,F=682.5kN,钢材采用,Q235B,试验算该加劲肋16,180,160,1500,1450,20,20,20,160,z,z,【,解,】,（,1,）支承加劲肋在腹板平面外的整体稳定,查附表,1.2,得：,（,2,）端部承压强度,查附表,1.1,可知,（,3,）支承加劲肋与腹板的连接焊接,查附表,1.2,可知，,所以该加劲肋满足要求例,5.4】,设计一支承压型钢板屋面的檩条，屋面坡度为,1/10,，雪荷载为,0.25kN/,无积灰荷载檩条跨度,12m,，水平间距为,5m(,坡向间距,5.025m),。
采用,H,型钢,(a),材料为,Q235B,a),压型钢板屋面自重约为,0.15kN/(,坡向,),檩条自重假设为,0.5kN/m,解,】,檩条受荷水平投影面积为,5,12,60,，为超过,60,，故屋面均布活荷载取,0.5kN/,，大于雪荷载，故不考虑雪荷载檩条线荷载为,对轻屋面，只考虑式,(1.29),可变荷载效应控制的组合,：,标准值：,设计值：,弯矩设计值为：,采用紧固件（自攻螺钉，钢拉铆钉或射钉等）使压型钢板与檩条受压翼缘连牢，可不计算檩条的整体稳定由抗弯强度要求的截面模量近似值为,式,(5.53),：,选用,HN346,174,6,9,，其,自重,0.41kN/m,，加上连接压型钢板零件重量，与假设自重,0.5kN/m,相等验算强度,(,跨中无孔眼削弱，,),：,为使屋面平整，檩条在垂直于屋面方向的挠度,v,(,或相对挠度,v,/,l,),不能超过其容许值,v,(,对压型钢板屋面,v,=,l,/200),：,作为屋架上弦水平支撑横杆或刚性系杆的檩条,应验算其长细比,(,屋面坡向由于有压型钢板连牢,可不验算,),：,【,例,5.5】,设计一支承波形石棉瓦屋面的檩条，屋面坡度为,1/2.5,，无雪荷载和积灰荷载。
檩条跨度为,6m,，水平间距为,0.79m(,沿屋面坡向间距为,0.851m),，跨中设置一道拉条，采用槽钢截面,图,(b),，材料,Q235B,b),波形石棉瓦自重约为,0.20kN/(,坡向,),，预估檩条,(,包括拉条,),自重,0.15kN/m,；可变荷载：无雪荷载，但屋面均布荷载为,0.50kN/m(,水平投影面,),解,】,檩条线荷载标准值为：,线荷载设计值为,只考虑式,(1.29),可变荷载效应控制的组合,：,弯矩设计值,(,图,5.29),：,由抗弯强度要求的截面模量近似值为：,选用,10,，自重,0.10kN/m,（加拉条重后与假设基本相符），截面几何特性：,因为有拉条，不必验算整体稳定，按式,(5.5),验算强度：,验算垂直于屋面方向的挠度：,作为屋架上弦平面支撑的横杆或刚性撑杆的檩条，应验算其长细比：,故知此种檩条在坡向的刚度不足,可焊小角钢,(,图,5.30),予以加强，不作支撑横杆或刚性系杆的一般檩条不必加强有时为了施工简便也可将檩条改为,12.6(,i,y,=1.57),则不必考虑加强问题例,5.5,图,【,例,5.6】,图（,a,）为一工作平台主梁的计算简图,次梁传来的集中荷载标准值为,设计值为,323kN,。
试设计此主梁，钢材为,Q235,，焊条为,E43,型例,5.6,图,【,解,】,根据经验假设此主梁自重标准值,3kN/m,设计值为,1.2,3=3.6kN/m,支座处最大剪力为：,跨中最大弯矩为：,采用焊接组合梁，估计翼缘板厚度 故抗弯强度设计值 ，需要的截面模量为,最大的轧制型钢也不能提供如此大的截面模量，可见此梁需选用组合梁1,）试选截面,查附表,2.1,可知，,按刚度条件，梁的最小高度为,式（,5.54,）,：,梁的经济高度,式（,5.56,）,：,取梁的腹板高度,按抗剪要求的腹板厚度,按经验公式,考虑腹板屈曲后强度，取腹板厚度,每个翼缘所需截面积,翼缘宽度,取,翼缘厚度,取,翼缘板外伸宽度,翼缘板外伸宽度与厚度之比,206/24=8.6,满足局部稳定要求此组合梁的跨度并不很大，为了施工方便，不沿梁长度改变截面2,）强度验算,梁的截面几何常数,梁自重（钢材质量密度为 ，重量集度为：,）,考虑腹板加劲肋等增加的重量,原假设的梁自重,3kN/m,比较合适验算抗弯强度（无孔眼 ）,验算抗剪强度,主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度3,）梁整体稳定验算,次梁可视为主梁受压翼缘的侧向支承，主梁受压翼,缘自由长度与宽度之比,故不需验算主梁的整体稳定性。
4,）刚度验算,由附表,2.1,，挠度容许值为 （全部荷载标准值作用）或 （仅有可变荷载标准值作用）,全部荷载标准值在梁跨中产生的最大弯矩：,由式（,5.12,）得：,因 已小于,1/500,，故不必再验算仅有可变荷载作用下的挠度5,）翼缘和腹板的连接焊缝计算,翼缘和腹板之间采用角焊缝连接，按式（,5.60,）：,（,6,）主梁加劲肋设计,1,、各段板的强度验算,此种梁腹板宜考虑屈曲后强度，应在支座处和每个次梁处（即固定集中荷载处）设置支承加劲肋另外，端部板段采用如图（,b,）（第,2,方案）的构造，另加横向加劲肋，使,使板段 范围内（图,5.46,）不会屈曲，支座,加劲肋就不会受到水平力 的作用例,5.6,图,例,5.6,的主梁加劲肋,对板段,I,：,左侧截面剪力：,相应弯矩：,（通过）,对板段,，验算右侧截面：,对板段,一般可不验算,若验算,应分别计算其左右截面强度2,、加劲肋计算,横向加劲肋的截面：,宽度：,厚度：,中部承受次梁支座反力的支承加劲肋的截面计算：,由上可知：,故该加劲肋所承受轴心力：,截面面积：,验算在腹板平面外稳定：,采用次梁连与主梁加劲肋的构造,图,5.42(a),故不必验算加劲肋端部的承压强度。
靠近支座加劲肋的中间横向加劲肋仍用,120,8,截面，不必验算支座加劲肋的验算,:,承受图,5.44,的支座反力,R=834.5kN,另外还应加上边部次梁直接传给主梁的支反力,采用,2160,14,板，,验算在腹板平面外稳定：,计算与腹板的连接焊缝：,验算端部承压：,。
