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4.工字钢的承重计算
工字钢的受力分布是有其特征的,一般来讲,工字钢下表面受集中荷载的作用,集中荷载作用在工字钢长度的中间位置。而工字钢的上表面,无论是主梁还是次梁,均是承受均布荷载。做主梁用的工字钢的上表面也近似为承受均布荷载。理论上讲,工字钢高度越低,承载能力越低, 然而,长度和承载能力并不成比例增加,**过一个临界值(一般认为是8m)。用于静载试验的工字钢一般的长度是8到12米,和高度要匹配。
承载力是一个很大的范围,不同结构、不同受力特征,都有不同的承载力表达。一般说承载力由强度、整体稳定、局部稳定或疲劳等素决定。
计算公式
截面高度 H,截面宽度 B,腹板厚度 Tw,翼缘厚度 Tf,交接圆弧半径 Rw,
RA=RB=P/2,Mc=Mmax=Pl/4,fc=fmax=Pl^3/48EI,θA=θB=Pl^2/16EI
符号意义及单位
P —— 集中载荷 N;q —— 均布载荷 N;R —— 支座反力,作用方向向上者为正 N;M—— 弯矩,使截面上部受压,下部受拉者为正 Nm;Q —— 剪力,对邻近截面所产生的力矩沿顺时针方向者为正 N;f —— 挠度,向下变位者为正 mm;θ —— 转角,顺时针方向旋转者为正 °;E —— 弹性模量 Gpa;I —— 截面的轴惯性矩 m^4;
ξ=x/l,ζ=x'/l,α=a/l,β=b/l,γ=c/l
从两方面考虑:
**,从梁的剪切应力考虑
*二,从弯曲正应力考虑。
从型钢表中可以查到它的较大可用剪切强度T
Tmax=Q/Ib[BH^2/8-(B-b)h^2/8]
式中: Tmax为较大剪切强度。把可用剪切强度T代进去,可算出梁的较大承受载荷。
Q为均布载荷
I为工字钢的截面惯矩可在型钢表中查得(cm^4).
B为工字钢截面的较大宽度。
b为工字钢截面的较小宽度
h为工字钢较小宽度截面的高度。
H为工字钢较大宽度截面的高度
正应力的计算:
Ysigma=M/W
M=较大弯矩=载荷乘距离
W=抗弯模量。
设Ysigma=允许的较大应力,可得出载荷的较大值。
工字钢也称为钢梁(英文名称 Universal Beam),是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢。是截面形状为工字型的型钢。我国主要是包钢、莱钢、武钢、马钢等较少几家钢厂生产。
二、外形、长度、重量
外形:弯曲度:工字钢高度小于或等于400MM时,每米弯曲度不得大于1.5MM,总弯曲度不得大于总长度的0.15%。高度大于400MM时,每米弯曲度不得大于1.0MM,总弯曲度不得大于总长度的0.1% 扭转:工字钢不得有显着扭转/
长度:通常长度:型号 10-18,通常长度 5- 19M ;型号20-63,通常长度 6-19 M。定尺,倍尺长度:工字钢按定尺或倍尺长度交货时,应在合同中注明。定尺和倍尺长度小于等于 8M ,其允许偏差为 + 40 MM;长度大于8M,其允许偏差为+80MM,长度大于8M时,每增加 1 M,允许偏差增加 5 MM,但是较大不得**过80MM。
重量:工字钢计算理论重量时,钢的密度为 7.85G/立方厘米 工字钢截面面积的计算公式为: HD+2T(B-D)+0.815(R平方-R1平方)