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。
工字钢与H型钢有什么区别
工字钢翼缘是变截面靠腹板部厚,外部薄; H型钢的翼缘是等截面
HW 是H型钢高度和翼缘宽度基本相等;主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱,也称劲性钢柱;在钢结构中主要用于柱
HM 是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75 主要在钢结构中:用做钢框架柱在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁
HN 是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2,主要用于梁;工字钢的用用途相当于HN型钢。
1、工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大,因此,一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。
2、 h型钢属于高效经济裁面型材,由于截面形状合理,它们能使钢材高地发挥效能,提高承裁能力。不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接。其尺寸构成合理系列,型号齐全,便于设计选用。
3、h型钢的翼缘都是等厚度的,有轧制截面,也有由3块板焊接组成的组合截面。工字钢都是轧制截面,由于生产工艺差,翼缘内边有1:10坡度。H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊,由于其翼缘较宽且无斜度,故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧,因此,其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。国内可生产的较大轧制h型钢高度为800mm,**过了只能是焊接组合截面。
我国热轧H型钢国标将h型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类,其代号分别为hz、hk和hu。窄翼缘h型钢适用于梁或压弯构件,而宽翼缘h型钢和h型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。工字钢与H型钢相比,等重量前提下,w、 ix、 iy都不如h型钢