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钢结构梁的强度

发布者:建铭  发布时间:2019/8/14 16:45:57

 

 
常用钢结钢梁有两个正交的形心主轴,其中绕一个主轴的惯'性矩和截面模量最大,称为强轴,通常用z轴表示,与之正交的轴称为弱轴,通常用y轴表示,如图5-2所呆。在横向荷载作用下,钢梁的截面上将产生弯矩和剪力。钢梁的强度计算主要包括抗弯强度、抗剪强度和局部承压强度计算。
1.梁的抗弯强度
(1)梁截面上的正应力
假设钢结构是理想弹塑性体,纯弯梁的应力一应变曲线如图5-3所示。根据材料力学中的平截面假定,梁截面上的应变呈线性变化,正应力随着弯矩的不断增大而产生四个不同工作阶段,分别为:弹性工作阶段、弹塑性工作阶段、塑性工作阶段和应变硬化阶段。
1)弹性工作阶段
钢结构钢梁在纯弯的情况下,当承受荷载较小时,边缘纤维应力小于材料的屈服点,如图5-4 (α)所示,梁截面处于弹性工作阶段。
2)弹塑性工作阶段 
如果荷载继续增加,钢梁的边缘纤维将开始屈服,井逐渐在梁横截面上部和下部形成塑性区,在此高度内正应力均等于儿,在梁中和轴附近的截面仍处于弹性阶段
2.钢结构梁的抗剪强度 
承受横向荷载的梁会在截面内产生剪力,对于工字形或槽形等薄壁开口截面构件,截面剪应力分布可用剪力流理论来解释,即剪应'力沿壁厚方向大小不变,方向与板壁中心线相一致,如图5-5所示。从图中可以看出,在截面的自由端剪应力为零;在腹板中和轴处剪应力最大。
3.钢结构梁的局部承压强度 
梁在支座处或在吊车轮压的作用下承受集中荷载,如图5-6所示,荷载通过翼缘传给腹板,腹板在压力作用点处的边缘承受的局压应力最大,并沿纵向向两边传递。实际上压力在钢梁纵向上的分布并不均匀,但在设计中为了简化计算,假定局部压力均匀分布在一段较小的长度范围内。
当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载,且在该荷载处又未设置支承加劲肋时,
关于腹板的计算高度ho,对轧制型钢梁,为腹板与上、下翼缘相接处两内弧起点间的距离;对焊接组合梁,为腹板高度;对胡接(或高强度螺栓连接)组合梁,为上、下翼缘与腹板连接的例钉(或高强度螺栓)线间最近距离。
4.折算应力 
钢结构梁在承受横向荷载时,经常会同时受弯和受剪,有时还会有局部压应力。如在连续梁中部支座处或梁的翼缘截面改变处,会同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力,虽然这些应力并不是最大,但它们的组合作用可能会影响钢梁的安全。
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