8.4 钢构件的计算（课件）-《建筑结构》同步教学（上海交通大学出版社）

模块8 钢结构 钢结构概述 8.1 钢结构的材料 8.2 钢结构的连接 8.3 钢构件的计算 8.4 钢屋盖的设计 8.5 知识目标 （1）了解钢结构的类型、特点及应用范围。 （2）熟悉钢结构材料的主要性能、品种及规格。 （3）掌握钢结构的连接方法、构造及计算方法。 （4）掌握钢构件的设计及计算方法，掌握钢屋盖的设计方法。 模块8 钢结构 8.4 钢构件的计算 钢构件计算包括受弯构件的计算、轴心受力构件的计算及拉弯构件和压弯构件的计算。 8.4 钢构件的计算 8.4.1 受弯构件的计算 强度计算 1. 1.强度计算 （1）正应力计算。 ①承受静力荷载或间接承受动力荷载时。 （8-33) ②直接承受动力荷载时。   （8-34) 8.4 钢构件的计算 （2）剪应力计算。在主平面内受弯的实腹构件（不考虑腹板屈曲后强度），其抗剪强度τ应按式（8-35）计算。 （8-35） 式中，V为计算截面沿腹板平面作用的剪力；S为计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；I为毛截面惯性矩；tw为腹板厚度；fv为钢材的抗剪强度设计值。 8.4 钢构件的计算 （3）局部压应力计算。当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度σc应按式（8-36）计算。 （8-36） （8-37） 式中，F为集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；ψ为集中荷载增大系数，对重级工作制吊车梁，ψ=1.35，对其他梁，ψ=1.0；tw为腹板厚度；lz为集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度；a为集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50 mm；hy为自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离；hR为轨道的高度，对梁顶无轨道的梁，hR=0；f为钢材的抗压强度设计值。 lz=a+5hy+2hR 8.4 钢构件的计算 （4）折算应力计算。在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连续梁中部支座处或梁的翼缘截面改变处等）时，其折算应力应按式（8-38）计算。 （8-38） （8-39） 式中，σ、τ、σc分别为腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力，τ和σc应按式（8-35）和式（8-36）计算，σ和σc以拉应力为正值，以压应力为负值；In为梁净截面惯性矩；y1为所计算点至梁中和轴的距离；β1为计算折算应力的强度设计值增大系数，当σ与σc异号时，取β1=1.2，当σ与σc同号或σc=0时，取β1=1.1。 8.4 钢构件的计算 整体稳定性计算 2. 梁的整体稳定性计算是使梁的最大弯曲纤维压应力小于或等于使梁侧扭失稳的临界应力，从而保证梁不致因侧扭而失去整体稳定性。符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性： （1）有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。 （2）H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过表8-11所规定的数值时。 8.4 钢构件的计算 对跨中无侧向支承点的梁，l1为其跨度；对跨中有侧向支承点的梁，l1为受压翼缘侧向支承点间的距离（梁的支座处视为有侧向支承）。 8.4 钢构件的计算 （3）当箱形截面简支梁的截面尺寸满足h/b0≤6，l1/b0≤95（235/fy）时，可不计算箱形截面简支梁的整体稳定性。除上述情况外， 在最大刚度主平面内受弯的构件 ， 其整体稳定性应按式（8-40）计算。 （8-40） 式中，Mx为绕强轴作用的最大弯矩；Wx为按受压纤维确定的梁毛截面模量；φb为梁的整体稳定性系数， 应按《钢