5.1受弯构件的类型和应用 承受横向背载的构件称为受弯构件，其形式有实腹式和格构式两个系列。 5.1.1实腹式受弯构件-一梁 实腹式受弯构件通常称为梁，它是组成解结构的基本构件之一，应用广泛，例如房屋建筑中的楼盖 梁、工作平台梁，屋面模条和墙架横梁、吊车梁。以及桥梁、水工闸门、起重机，海上采油平台中的梁 等。 钢梁按截面的形式分为型解梁和组合梁两大类。型钢梁构造简单，制迹省工，成本较低，故应用较 多。但在荷截较大或构件的跨度较大时，所需梁的藏面尺寸较大时，由于轧制条件的限制，型钢的尺寸， 规格不能端足梁承载力和刚度的要求，这时常采用由几块钢板组成的组合梁。 型钢梁的截面有热轧工字钢[图5.1(a)]、热轧日型钢[图51()]和槽钢0图5.1(c)]三种，其中以 H型解的成面分布最合理。翼缘内外边缘平行，与其他构件连接较方便。应予优先采用，用于梁的日型 钢宜为窄翼缘型图型)。德钢因其截面钮转中心在敢版外侧，弯曲时将同时产生租转，受背不利，故 贝有在构适上使荷载作用线接近扭转中心，或伦适当保证餐面不发生报转时才被采用。由于轧制条件的 限制，热轧型钢腹板的厚度较大，用钢量较多。某些受弯构件（如棉条》采用冷弯源壁型钢[图51(）一 ()】较经济，但防酱要求较高。 工工 C Jc 图反.1策的截面类型 组合梁一般采用三块钢板焊接面成的工字形截面[图5.1(：)]，或由T型钢（用H型钢制分面成）中 间加钢板的厚接截面[图51)】，当得接组合梁翼缘需要较厚时，可采用两层翼缘板的藏面[图 5,1()】。受动力荷载的如钢材质量不能满足厚接结构的要求时，可采用高强度螺栓或柳钉连接而成 的工字形载面[图51()]。荷载很大而高度受到限制或粱的抗扭要求较高时，可深用箱形截面[图 5.1k)],组合梁的截面组成比较灵活，可使材料在截面上的分布更为合理，节省钢材， 钢梁按支承情况可分为简支梁，连续梁、悬钟梁等。与连铁梁相比，简支梁虽然其弯矩常常较大， 但它不受潮度变化和支座沉陷的影响，并且制造、安装、维修、拆换较方便，因得到广泛应用： 在士木工程中，除少数情况如吊车梁、起重机大梁或上承式铁略板梁桥等可单根梁或两根果成对布 置外，通常由若干梁平行或交叉排列而成梁格，图5.2即为工作平台梁格布置示例
1 5.1 受弯构件的类型和应用 承受横向荷载的构件称为受弯构件，其形式有实腹式和格构式两个系列。 5.1.1 实腹式受弯构件--梁 实腹式受弯构件通常称为梁，它是组成钢结构的基本构件之一，应用广泛，例如房屋建筑中的楼盖 梁、工作平台梁、屋面檩条和墙架横梁、吊车梁，以及桥梁、水工闸门、起重机、海上采油平台中的梁 等。 钢梁按截面的形式分为型钢梁和组合梁两大类。型钢梁构造简单，制造省工，成本较低，故应用较 多。但在荷载较大或构件的跨度较大时，所需梁的截面尺寸较大时，由于轧制条件的限制，型钢的尺寸、 规格不能满足梁承载力和刚度的要求，这时常采用由几块钢板组成的组合梁。 型钢梁的截面有热轧工字钢[图 5.1(a)]、热轧 H 型钢[图 5.1(b)]和槽钢[图 5.1(c)]三种，其中以 H 型钢的截面分布最合理，翼缘内外边缘平行，与其他构件连接较方便，应予优先采用，用于梁的 H 型 钢宜为窄翼缘型(HN 型)。槽钢因其截面扭转中心在腹板外侧，弯曲时将同时产生扭转，受荷不利，故 只有在构造上使荷载作用线接近扭转中心，或能适当保证截面不发生扭转时才被采用。由于轧制条件的 限制，热轧型钢腹板的厚度较大，用钢量较多。某些受弯构件(如檩条)采用冷弯薄壁型钢[图 5.1(d)～ (f)]较经济，但防腐要求较高。 图 5.1 梁的截面类型 组合梁一般采用三块钢板焊接而成的工字形截面[图 5.1(g)]，或由 T 型钢(用 H 型钢剖分而成)中 间加钢板的焊接截面[图 5.1(h)]。当焊接组合梁翼缘需要较厚时，可采用两层翼缘板的截面[图 5.1(i)]。受动力荷载的梁如钢材质量不能满足焊接结构的要求时，可采用高强度螺栓或铆钉连接而成 的工字形截面[图 5.1(j)]。荷载很大而高度受到限制或梁的抗扭要求较高时，可采用箱形截面[图 5.1(k)］。组合梁的截面组成比较灵活，可使材料在截面上的分布更为合理，节省钢材。 钢梁按支承情况可分为简支梁、连续梁、悬伸梁等。与连续梁相比，简支梁虽然其弯矩常常较大， 但它不受温度变化和支座沉陷的影响，并且制造、安装、维修、拆换较方便，因得到广泛应用。 在土木工程中，除少数情况如吊车梁、起重机大梁或上承式铁路板梁桥等可单根梁或两根梁成对布 置外，通常由若干梁平行或交叉排列而成梁格，图 5.2 即为工作平台梁格布置示例
图5.2工作平台梁格示侧 鼠据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三种类型： (1)单向梁格[图5.3()】只有主梁，适用干楼盖或平台结构的横向尺寸较小或面板跨度较大的情 况 2)双白梁格[图5.36)]有主梁及一个方向的次梁，次聚由主梁支承，是最为常用的梁格类型。 (3)复式梁格[图5.3()门在主梁问设纵向次梁，纵向次梁间再设横向次第。荷载传递层次多，梁格 构造复杂，故应用较少，只适用于背载重和主梁间距根大的情况。 0 图5.3梁格形式 5,1,2格构式受弯构件-一桁架 主要承受横向荷载的格构式受弯构件称为衔架，与梁相比，其特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替 腹板，而在各节点将腹杆与弦杆连接。这样，桁架整体受弯时，弯矩表现为上、下弦杆的轴心压力和拉 力，剪力则表现为各腹杆的轴心压力威拉力。钢桁架可以根据不同使用要求制成所需的外形，对跨度和 高度较大的构件，其钢材用量比实腹架有所藏少，而刚度却有所增加。只是桁架的杆件和节点较多，构 迹较复杂，制迹较为费工 与梁一样。平面钢桁架在土木工程中应用很广泛，例如建筑工程中的屋架、托架、局车析架（桁架 式吊车梁)，桥梁中的析架桥，还有其能领域。如起重机臂果、水工闸门和海洋平台的主要受弯构件等。 大跨度屋盖结构中采用的钢网梁，以及各种类型的塔检结构，则属于空间钢桁架。 钢析架的结构类型有： ①简支梁式[图5,4(》一()]，受力明确，杆件内力不受支座沉陷的影响，城工方梗，使用最广[图 5.4a)一(c)用作星架，i为屋面坡度]：
2 图 5.2 工作平台梁格示例 根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三种类型： (1)单向梁格[图 5.3(a)]只有主梁，适用于楼盖或平台结构的横向尺寸较小或面板跨度较大的情 况。 (2)双向梁格[图 5.3(b)]有主梁及一个方向的次梁，次梁由主梁支承，是最为常用的梁格类型。 (3)复式梁格[图 5.3(c)]在主梁间设纵向次梁，纵向次梁间再设横向次梁。荷载传递层次多，梁格 构造复杂，故应用较少，只适用于荷载重和主梁间距很大的情况。 图 5.3 梁格形式 5.1.2 格构式受弯构件--桁架 主要承受横向荷载的格构式受弯构件称为桁架，与梁相比，其特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替 腹板，而在各节点将腹杆与弦杆连接。这样，桁架整体受弯时，弯矩表现为上、下弦杆的轴心压力和拉 力，剪力则表现为各腹杆的轴心压力或拉力。钢桁架可以根据不同使用要求制成所需的外形，对跨度和 高度较大的构件，其钢材用量比实腹梁有所减少，而刚度却有所增加。只是桁架的杆件和节点较多，构 造较复杂，制造较为费工。 与梁一样，平面钢桁架在土木工程中应用很广泛，例如建筑工程中的屋架、托架、吊车桁架(桁架 式吊车梁)，桥梁中的桁架桥，还有其他领域，如起重机臂架、水工闸门和海洋平台的主要受弯构件等。 大跨度屋盖结构中采用的钢网架，以及各种类型的塔桅结构，则属于空间钢桁架。 钢桁架的结构类型有： ①简支梁式[图 5.4(a)～(d)]，受力明确，杆件内力不受支座沉陷的影响，施工方便，使用最广[图 5.4(a)～(c)用作屋架，i 为屋面坡度]；
1≤10 KKKKKKK NNN不NN不N☑LNN ≤/0 NNNAN032 图5.4架式皙架的形式 ②刚架横梁式，将如图点4()，()的析果瑞部上下弦与钢柱相连组成单跨成多骑风刚架，可提高其 水平刚度，常用于单层厂房结构： 同连续式[图54()]，跨越较大的桥架常用多骑连续的皙架，可增加刚度并节约材料： ④伸臂式[图反4（们】，既有连铁式节约材料的促点。又有静定桁架不受支座沉陷的影响的促点。 只是较接处构迹较复象： ⑤悬臂式，用于塔架等，主要承受水平风荷载引起的弯矩。 下面主要叙述实腹式受弯构件（果）的工作性能和设计方法： 52梁的强度和刚度 为了确保安全适用、经济合理，同其他构件一样，梁的设计必须同时考虑两种极限状态。第一极限 状态即承载力极限状态。在钢梁的设计中包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。设计时。要求在设 计荷载作用下，梁的弯曲正应力、剪应力、局部压应力和折算应力均不超过规范规定的相应的强度设计 值：整根梁不会侧向弯扭屈曲：组成梁的板件不会出现凌状的局部区曲。第二种极限状老即正含使用的 极限状态。在钢梁的设计中主要考感梁的刚度。设计时要求梁有足够的抗弯刚度，即在荷载标准值作用 下，梁的最大挠度不大于规范规定的容许挠度。 3
3 图 5.4 梁式桁架的形式 ②刚架横梁式，将如图 5.4(a)、(c)的桁架端部上下弦与钢柱相连组成单跨或多跨刚架，可提高其 水平刚度，常用于单层厂房结构； ③连续式[图 5.4(e)]，跨越较大的桥架常用多跨连续的桁架，可增加刚度并节约材料； ④伸臂式[图 5.4(f)]，既有连续式节约材料的优点，又有静定桁架不受支座沉陷的影响的优点， 只是铰接处构造较复杂； ⑤悬臂式，用于塔架等，主要承受水平风荷载引起的弯矩。 下面主要叙述实腹式受弯构件(梁)的工作性能和设计方法。 5.2 梁的强度和刚度 为了确保安全适用、经济合理，同其他构件一样，梁的设计必须同时考虑两种极限状态。第一极限 状态即承载力极限状态。在钢梁的设计中包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。设计时，要求在设 计荷载作用下，梁的弯曲正应力、剪应力、局部压应力和折算应力均不超过规范规定的相应的强度设计 值；整根梁不会侧向弯扭屈曲；组成梁的板件不会出现波状的局部屈曲。第二种极限状态即正常使用的 极限状态。在钢梁的设计中主要考虑梁的刚度。设计时要求梁有足够的抗弯刚度，即在荷载标准值作用 下，梁的最大挠度不大于规范规定的容许挠度