组合梁设计
1、 梁截面高度h
一、 截面选择
先估算梁的高度h
翼缘的宽度b 和厚度t。
腹板的高度hw 和厚度tw
梁的截面高度h应根据建筑高度、刚度要求和用钢经济三方面条件确定。
（２）梁的容许最小高度ｈmin
一般是由刚度要求决定的。
根据不同的容许挠度可以计算出梁的容许最小高度ｈmin，
查表，表中数据虽然是根据均布荷载作用下所得，对其它
荷载作用下的简支梁，初选截面时同样可以参照应用。
第七节 组合梁设计
一、 截面选择
（３）梁的经济高度ｈe ：
式中Wx ──梁所需要的截面抵抗矩；(cm3)
hmin≤h≤hmax
h≈he
根据以上三个条件，实际所取用的梁高h一般应满足：
是指使梁的总用钢量最小即用钢经济决定。
第七节 组合梁设计
一、 截面选择
2、腹板尺寸
（２）腹板的厚度tw
可取稍小于梁高h的数值，并考虑钢板 的规格尺寸，将腹板高度hw取为50mm的倍数。
（1）腹板的高度ｈw
第七节 组合梁设计
一、 截面选择
由上式计算的腹板厚度ｔw一般较小，设计时，为了局部稳定和构造要求
注意：
选用的腹板厚度应符合钢板的现有规格（不宜采用厚度小于4mm的钢板）-----钢规
太小，锈蚀影响大，加工时易变形，太大则不经济，
所以尽量偏薄，以节约钢材，但一般不小于8ｍｍ，跨度
小时不小于6ｍｍ。
经验公式
2、腹板尺寸
一、 截面选择
3、 翼缘尺寸（宽度ｂ1 和厚度 ｔ ）
可以根据需要的截面抵抗矩和腹板截面尺寸计算。
第七节 组合梁设计
一、 截面选择
初选截面时可取: h ≈h1≈hw
先初选t 求b1,
所求的t按钢材规格选用与之相近的厚度
b1和 t选出后验算:
再求 b1
考虑截面塑性发展时:
一般翼缘宽度 常在下属范围内:
h/>b>h/6 或 h/3>b>h/5
第七节 组合梁设计
一、 截面选择
强度验算
二、 截面验算
几何特征： 截面面积A，截面惯性距I，
截面抵抗矩W，截面面积矩S等
荷载作用：最大弯矩M ， 剪力V
第七节 组合梁设计
整体稳定验算
刚度验算
局稳验算
经过强度、刚度、整体稳定和局稳验算，如初选截面有不满足要求之处时，则应适当修改截面重新验算。
三、梁截面沿长度的改变：（对于跨度较大的梁）
1、翼缘宽度的改变：
位置：在距两端支座L /6处改变截面
第七节 组合梁设计
三、梁截面沿长度的改变：（对于跨度较大的梁）
2、多层翼缘板的焊接梁，可用切断外层板的方法改变梁的截面：
3、 腹板高度的改变：可以降低建筑物的高度和简化连接构造
位置：在距两端支座（1/5~1/6）L处改变截面 。
梁端部的高度应满足抗剪强度的要求不小于跨中高度的二分之一
第七节 组合梁设计
四、翼缘焊缝的计算：
沿梁单位长度的剪力为：
S1 —— 翼缘对中和轴的面积距。
第七节 组合梁设计
剪力由双面角焊缝承受应满足：
第七节 组合梁设计
四、翼缘焊缝的计算：
[例2] 试设计主梁。跨度12m，永久荷载与可变荷载 之和为30KN/m2 (设计值)，其上放置5根次梁。采用焊接工字形截面组合梁，改变翼缘宽度一次。钢材Ｑ235，E43系列焊条。
第七节 组合梁设计
次梁自重g0=517 N/m
解：一、截面选择
最大剪力设计值(不包括主梁自重):
Vmax=1/2×5×=760kN
次梁传来的集中荷载设计值：
F＝(2×30+×)5=
最大弯矩设计值(不包括主梁自重):
需要的截面抵抗矩(按翼缘宽度16mm取f=215kN/mm2)
Mmax=1/2×5× ×6 - ×(4+2)=
梁的最小高度：根据查表容许挠度[v]/L=1/400
梁的经济高度：
取腹板高度1250mm，梁高约为1290mm。
腹板厚度：
需要翼缘面积：
可按部分截面发展塑性进行抗弯强度计算。
取上、下翼缘宽度400mm，厚度20mm
A1=400×20=8000mm2≈8557mm2(略小)
翼缘外伸宽度与其厚度之比为195/20=<13(235/fy)1/2
二、强度验算
跨中最大弯矩设计值：
最大剪力设计值（支座处）：
梁截面面积：A=125×1+2×40×2=285cm2
梁自重：（钢的重力密度为
g0=285×10 - 4×=
抗剪强度验算于截面变更后进行。
截面几何特性：
抗弯强度：
次梁作为主梁的侧向支承，
小于表中规定的16，可以保证。
三、整体稳定验算
变更点处的弯矩设计值和剪力设计值：
四、 截面改变
变更点：
变更点处截面强度验算:
需要的截面抵抗矩：
需要翼缘面积：
取翼缘尺寸：
折算应力:
抗弯强度:
抗剪强度:
截面变更后端部梁段的整体稳定性:
五、刚度验算
弯矩标准值：
示例
六、边缘焊缝
例：某简支梁，焊接工字型截面，跨度中点及两端设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面如图所示。荷载作用在梁的上翼缘。设梁的自重为
例：某简支梁，跨度为6m,跨中无侧向支承，集中荷载作用于上翼缘，截面如图，钢材为Q345，此梁的整体稳定系数。
例：某工作平台，其梁格布置如图所示，次梁简支于主梁上，平台上无动力荷载，平台上永久荷载的标准值为
填空题：
1、组合梁的截面最小高度，是根据（ ）条件导出的，即梁的最大（ ）应不超过规定的限值；
2、当荷载作用在简支梁的（ ）翼缘时，梁整体稳定性较高；
3、当 应在梁腹板上配置（ ）向加劲肋
判断题
1、没有截面削弱的梁，保证了梁的整体稳定，并不一定也保证了梁的强度。
2、为了提高工字型梁的整体稳定，加大翼缘板和腹板的厚度是最合理的方法。因为加大翼缘板和腹板的厚度均使梁的抗扭刚度增大，梁的抗扭刚度增大，整体稳定性也就提高了。
3、直接承受动力荷载的工字梁，应取塑性发展系数γx=γy=,即有限制得发展塑性变形
选择题：
1、在梁的整体稳定计算中，φb/=1,说明所设计梁（）
A处于弹性工作阶段
B不会丧失整体稳定
C梁的局部稳定必定满足要求
D梁不会发生强度破坏
2、梁受固定集中荷载作用，当局部挤压应力不能满足要求时，采用（ ）是较合理的措施。
A加厚翼缘
B在集中荷载作用处设支承加劲肋
C增加横向加劲肋的数量
D加厚腹板
3、为了提高荷载作用在上翼缘的简支工字形梁的整体稳定性，可在梁的（）加侧向支承，以减小梁超出平面的计算长度
A梁腹板高度的1/2处
B靠近梁下翼缘的腹板的（1/5-1/4）h0处
C靠近梁上翼缘的腹板的（1/5-1/4）h0处
D上翼缘处
4、验算工字形截面梁的折算应力，公式为
式中στ应为
A验算截面中的最大正应力和最大剪应力
B验算截面中的最大正应力和验算点的剪应力
C验算截面中的最大剪应力和验算点的正应力
D验算截面中验算点的正应力和剪应力
5、工字形受压翼缘宽厚比限值为
式中b为（ ）
A翼缘板外伸宽度
B翼缘板全部宽度
C翼缘板全部宽度的1/3
D翼缘板的有效宽度
6、一悬臂梁，焊接工字形截面，受向下垂直荷载作用，欲保证此梁的整体稳定，侧向支承应加在（ ）
A梁的上翼缘
B梁的下翼缘
C梁的中和轴部位
D梁的上翼缘和中和轴部位
7、钢结构规范对梁塑性设计时的截面塑性发展区高度限制为（ ）
A截面形成塑性绞
B梁高的1/3
C梁高的1/4-1/8
D截面边缘应力达到fy
