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鋼結(jié)構(gòu)梁的設(shè)計步驟

發(fā)布時間：

2023-03-25 14:58

　　設(shè)計梁時，應(yīng)滿足下列要求:安全適用、用料節(jié)約、制造省工、安裝方便。其中，安全適用要求必須確保，其他要求則根據(jù)情況靈活處理，盡可能達(dá)到降低造價、縮短工期，以使取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　一般梁的設(shè)計步驟如下:

　　(一)確定結(jié)構(gòu)方案

　　根據(jù)使用要求，確定結(jié)構(gòu)的平面圖形狀、尺寸、使用荷載、層高和凈空要求等。選擇幾種不同的梁格布置形式，進(jìn)行初步設(shè)計和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。選定最佳或較好的梁格結(jié)構(gòu)布置形式，確定各梁(主梁和次梁)的荷載、跨度、間距、最大容許高度等。確定各梁(主梁和次梁)的荷載、跨度、間距、最大容許高度等。

　　(二)確定梁的高度最大容許高度等。最大容許高度等。

　　根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件求得梁的經(jīng)濟(jì)高度，再根據(jù)梁的剛度條件求得梁的最小高度，并考慮生產(chǎn)工藝和使用上的最大容許高度，經(jīng)綜合考慮初步?jīng)Q定梁的設(shè)計高度。

　　(三)梁的截面選擇

　　在梁的設(shè)計高度(截面高度)確定后，根據(jù)梁的荷載和跨度，求得梁的最大彎矩。根據(jù)梁的正應(yīng)力強(qiáng)度能夠充分發(fā)揮的條件(應(yīng)力接近而不超過強(qiáng)度設(shè)計值)，選定梁的腹板厚度、翼緣寬度、翼緣厚度。

　　(四)驗算梁的強(qiáng)度

　　必須驗算梁中下列各個部位:有最大彎矩處、截面有削弱處(凈截面)、截面改變處、有集中荷載而又無橫向加勁肋處、剪力最大處、剪力和彎矩都較大處。各處的正應(yīng)力、剪應(yīng)力、折算應(yīng)力都不能超過強(qiáng)度設(shè)計值。此外還要驗算翼緣和腹板間焊縫的強(qiáng)度，以及接頭處的連接焊縫或高強(qiáng)度螺栓等強(qiáng)度。

　　(五)驗算梁的整體穩(wěn)定性

　　有些梁在荷載作用下，雖然截面最大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力、折算應(yīng)力等都低于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值。但梁的變形會突然偏離原來的彎曲變形平面，同時發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)(圖1一6一4)。這就稱為梁的整體失穩(wěn)。必須充分重視梁的整體失穩(wěn)的嚴(yán)重性。突然失穩(wěn)破壞，與鋼材脆性破壞具有同樣的后果，它事先是沒有預(yù)兆的。在確定結(jié)構(gòu)方案和選擇梁的截面時就要防止梁可能出現(xiàn)整體失穩(wěn)問題。等到驗算時才發(fā)現(xiàn)有問題而加大梁的截面則已經(jīng)較遲了，也很不經(jīng)濟(jì)。

　　梁整體失穩(wěn)的主要原因如下:側(cè)向剛度不夠，抗扭剛度太小，側(cè)向支承點(diǎn)的間距太大等，設(shè)計時應(yīng)盡量保證梁不會失去整體穩(wěn)定。

　　(六)驗算梁的剛度

　　梁的撓度過大常會使人感到不舒適，甚至感到不安全，或老影響設(shè)備的正常使用。吊車梁的撓度過大會使吊車運(yùn)行時就像一會兒上坡，一會兒下坡，運(yùn)行困難，吊車耗能增加。

　　根據(jù)工藝條件或使用要求，梁的撓度與其跨度的比值應(yīng)有一定的限制。規(guī)范對各種用途的梁都規(guī)定了最大的容許比值。在選擇梁的高度時已經(jīng)考慮到根據(jù)剛度條件求得的最小高度。一般情況下剛度驗算均能滿足要求。

　　(七)驗算梁的局部穩(wěn)定

　　如果梁受壓翼緣的寬度與厚度之比太大，或腹板的高度與厚度之比太大，則在受力過程中它們都會出現(xiàn)波狀的局部屈曲，這種現(xiàn)象就叫局部失穩(wěn)。為了保證受壓翼緣不會局部失穩(wěn)，應(yīng)使翼緣的寬度與厚度的比值符合規(guī)定的要求。在選擇截面時，就應(yīng)滿足這一規(guī)定。對于腹板則常用加勁肋將它分隔成較小的區(qū)格來保證腹板不會失去局部穩(wěn)定。此外，還應(yīng)設(shè)計和驗算加勁肋的截面尺寸和剛度。

　　(八)構(gòu)造設(shè)計

　　梁的截面改變，拼接接頭和安裝接頭的設(shè)置，梁與梁的連接，梁的支座結(jié)構(gòu)造和錨固連接等，也應(yīng)經(jīng)過周密考慮、仔細(xì)設(shè)計和逐項驗算。