2010年一級(jí)注冊(cè)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(jì)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(jiǎn)支、多跨連續(xù)和兩端固定梁等。單跨簡(jiǎn)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(jiǎn)單，因而當(dāng)可用型鋼梁時(shí)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(dòng)力荷載作用要求較高的少數(shù)梁可采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，見圖 6 -32 。可以選得較薄，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(dāng)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(shí)，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(qiáng)度，在板梁中對(duì)受力較大的翼緣板采用強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼材，而對(duì)受力較小的腹板則采用強(qiáng)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(gè)半工字形左右錯(cuò)動(dòng)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(jì)。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(fèi)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(jì)，見規(guī)范第11章。

　　2 .計(jì)算內(nèi)容

　　受彎構(gòu)件應(yīng)計(jì)算的內(nèi)容較多，首先是下列五項(xiàng)： ( 1 )截面的強(qiáng)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(qiáng)度; ( 5 )構(gòu)件的剛度一撓度。

　　通過上述計(jì)算可確定所選構(gòu)件截面是否可靠和適用。五項(xiàng)內(nèi)容中前四項(xiàng)屬按承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，需采用荷載的設(shè)計(jì)值。第五項(xiàng)為按正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算，計(jì)算撓度時(shí)按荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行。

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

　　除了上述五項(xiàng)計(jì)算內(nèi)容外，由于大部分重要的梁將采用板梁，因而梁的計(jì)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(jì)算; ( 3 )梁腹板的加勁肋設(shè)計(jì); ( 4 )梁的拼接; ( 5 )梁與梁的連接和梁的支座等。

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