钢结构设计原理

受弯构件主要指梁，承受弯矩与剪力，有时兼受轴力。按制作方式可分为热轧型钢梁与焊接（或螺栓）组合梁；按支承条件可分为简支梁、连续梁、悬臂梁等。

型钢梁多用热轧工字钢、H 型钢，加工少、工期短，适用于跨度与荷载不大的楼盖梁、次梁等；当跨度大、荷载重或需变截面时，常采用钢板焊接成工字形截面的组合梁（钢板梁）。

按用途，梁常见于楼盖与屋盖梁系、吊车梁、平台梁、墙架梁等。主梁跨度大、荷载由次梁传递；次梁间距较小，常直接支承楼板或檫条。

吊车梁直接承受移动的集中轮压与动力作用，对强度、疲劳、整体稳定与局部稳定要求更高；静力楼盖梁则以静载为主，设计相对简单。

梁设计的主要任务包括：强度（抗弯、抗剪、局部承压及折算应力）、刚度（挠度限值）、整体稳定、局部稳定（翼缘与腹板），以及构造、拼接与连接。依据为《钢结构设计规范》$\text{GB}\,50017\text{-}2003$。

截面选型时，型钢梁优先选用轧制 H 型钢或工字钢；组合梁则按弯矩与剪力分别控制翼缘与腹板厚度，并可沿跨度变截面以节约钢材。

在主平面内受弯时，梁的抗弯强度应按$\dfrac{M_x}{\gamma_x W_x}\le f$验算。其中$W_x$为对$x$轴的净截面模量，$\gamma_x$为截面塑性发展系数，$f$为钢材抗弯强度设计值。

对工字形截面，当翼缘与腹板交接处有支托等限制塑性发展时$\gamma_x$可取 1.0；一般情况下工字形截面$\gamma_x$常取 1.05（双轴对称）。需要计算疲劳的梁，$\gamma_x$取 1.0。

腹板抗剪强度按$\tau=\dfrac{V S}{I t_w}\le f_v$计算；对工字形截面可近似取$\tau=\dfrac{1.5V}{A_w}$，$A_w=h_w t_w$为腹板面积，$f_v$为抗剪强度设计值。

固定集中荷载处若无支承加劲肋，应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度：$\sigma_c=\dfrac{F}{t_w l_z}\le f$，$l_z$为荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度。