2010年一級注冊建筑師鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)精選(24)

　　二、受彎構(gòu)件(梁)

　　1 .類型

　　梁主要用以承受橫向荷載，梁截面必須具有較大的抗彎剛度 I 二，因而其最經(jīng)濟的截面形式是工字形(含 H 形)或箱形，某些次要構(gòu)件如墻架梁和擦條等也可采用槽形截面。

　　按支承情況，有單跨簡支、多跨連續(xù)和兩端固定梁等。單跨簡支梁在制造、安裝、修理和拆換等方面均較方便，且內(nèi)力又不受溫度變化或支座沉陷等的影響，在鋼梁中應(yīng)用最多。

　　按制作方法，有型鋼梁和板梁兩大類。型鋼梁由熱軋型鋼制成，鋼、大，熱軋普通工字鋼和熱軋普通槽鋼。熱軋型鋼由于軋制條件的限制，主要包括熱軋 H 型其腹板厚度一般偏用鋼量可能較多，但制造省工，構(gòu)造簡單，因而當可用型鋼梁時應(yīng)盡量采用之。板梁常稱為組合梁，組合梁的意思是說其截面由鋼板組合而成，為了避免在名稱上與鋼和混凝土組合梁相混淆，這里稱前者為板梁( plate glrder ) 。板梁主要由鋼板組成，有工字形板梁和箱形板梁兩大類。目前絕大多數(shù)板梁是焊接而成，也有荷載特重或抵抗動力荷載作用要求較高的少數(shù)梁可采用高強度螺栓摩擦型連接，見圖 6 -32 ?？梢赃x得較薄，可減少用鋼量。中型和重型鋼梁除采用熱軋由于工字形板梁的腹板厚度 H 型鋼外常采用焊接工字形板梁板梁。當荷載較大且梁的截面高度受到限制或梁的抗扭性能要求較高時，可采用箱形截面板梁。

　　除了上述廣泛采用的型鋼梁和板梁外，目前還有一些特殊形式的鋼梁。例如，為了充分利用鋼材的強度，在板梁中對受力較大的翼緣板采用強度等級較高的鋼材，而對受力較小的腹板則采用強度較低的鋼材，形成異鋼種鋼板梁( hybrid glrder )。又如為了增加梁的高度使有較大的截面慣性矩，可將型鋼梁按鋸齒形割開，然后把上、下兩個半工字形左右錯動并焊接成為腹板上有一系列六角形孔的所謂蜂窩梁(castellated beam ) ，見圖 6 -33 ( a )。蜂窩梁截面中的孔可使房屋中的各種管道順利通過，在高層房屋中的樓蓋梁中多有應(yīng)用。又如為了利用混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)良抗壓性能和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)良抗拉性能，可制成鋼與混凝土組合梁，如圖 6 -33 ( b )所示。樓面系中的鋼筋混凝土樓板可兼用作組合梁的受壓翼緣板，支承混凝土板的鋼梁可用作組合梁的受拉翼緣而得到經(jīng)濟。此外，施工中還可以利用已架設(shè)的鋼梁支承澆搗混凝土?xí)r的模板，節(jié)省了施工費用。目前這種組合梁在我國房屋樓蓋、橋梁建筑甚至吊車梁中已早有應(yīng)用。關(guān)于鋼與混凝土組合梁的設(shè)計，見規(guī)范第11章。

　　2 .計算內(nèi)容

　　受彎構(gòu)件應(yīng)計算的內(nèi)容較多，首先是下列五項： ( 1 )截面的強度， ( 2 )構(gòu)件的整體穩(wěn)定; ( 3 )構(gòu)件的局部穩(wěn)定; ( 4 )腹板的屈曲后強度; ( 5 )構(gòu)件的剛度一撓度。

　　通過上述計算可確定所選構(gòu)件截面是否可靠和適用。五項內(nèi)容中前四項屬按承載能力極限狀態(tài)的計算，需采用荷載的設(shè)計值。第五項為按正常使用極限狀態(tài)的計算，計算撓度時按荷載標準值進行。

　　受彎構(gòu)件常承受動力荷載的重復(fù)作用，按規(guī)范的規(guī)定當應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)等于或大于 5 ×104 次時，應(yīng)進行疲勞計算。有關(guān)疲勞計算的內(nèi)容見規(guī)范第 6 章。

　　除了上述五項計算內(nèi)容外，由于大部分重要的梁將采用板梁，因而梁的計算中還應(yīng)包括下列內(nèi)容： ( l )梁截面沿梁跨度方向的改變; ( 2 )翼緣板與腹板的連接計算; ( 3 )梁腹板的加勁肋設(shè)計; ( 4 )梁的拼接; ( 5 )梁與梁的連接和梁的支座等。

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