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钢结构工程的梁截面选择

2020-11-13 15:37:24 作者长葛市永益钢结构工程有限公司

  钢结构工程的梁截面选择:梁的截面如能随弯矩变化,则可节约钢结构材料。均布荷载作用下简支梁的弯矩图为二次拋物线图形。如果仅依弯矩所产生的正应力考虑,梁的最优形状是将净截面抵抗矩按照拋物线图形变化,做成下翼缘为曲线的鱼腹式梁,使梁各截面的强度充分发挥作用。但实际上,梁不仅承受有弯矩的作用,同时还有剪力作用,而且做成曲线形状的钢板比较费工,对钢板的有效使用上也并不有利。因此,焊接梁截面沿长度的改变常采用以下两种方式。

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  一种方式是变化梁的高度,将梁的下翼缘做成折线外形,翼缘板的截面保持不变,仅在靠近梁端处变化腹板的高度,这样可使梁的支座处高度显著减小,有时可以降低建筑物的高度和简化连接构造。梁端部的高度应满足抗剪强度的要求,且不宜小于跨中高度的1/2。下翼缘板的弯折点一般取在距梁端处,在翼缘由水平转为倾斜的两处均需设置腹板加劲肋,使梁本身的构造较为复杂。

  另一种比较常用的方式是变化翼缘板面积来改变梁的截面。对于单层翼缘板的焊接梁,改变翼缘板的宽度,不致产生严重的应力集中,且使梁具有平的外表面。根据设计经验,改变一次截面约可节省钢结构材料10%-20%。改变次数增多,其经济效益并不显著,反而增加制造工作量。对于承受均布荷载或多个集中荷载作用的简支梁,约在距两端支座处改变截面比较经济。

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  对于多层翼缘板的梁,可以采用切断外层翼缘板的方法来改变梁的截面,理论切断点的位置可依计算确定为了保证在理论切断点处,外层翼缘板能够部分参加工作,实际切断点位置应向弯矩较小一侧延长长度,并应具有足够的焊缝。

  上述有关梁截面变化的分析是仅从梁的强度需要来考虑的,适合于有刚性铺板而无须顾虑整体失稳的梁。由整体稳定控制的梁,如果它的截面向两端逐渐变小,特别是受压翼缘变窄,梁整体稳定承载力将受到较大削弱。因此,由整体稳定控制设计的梁,不宜于沿长度改变截面。

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