4.工字鋼的承重計算

工字鋼的受力分布是有其特征的，一般來講，工字鋼下表面受集中荷載的作用，集中荷載作用在工字鋼長度的中間位置。而工字鋼的上表面，無論是主梁還是次梁，均是承受均布荷載。做主梁用的工字鋼的上表面也近似為承受均布荷載。理論上講，工字鋼高度越低，承載能力越低， 然而，長度和承載能力并不成比例增加，**過一個臨界值（一般認(rèn)為是8m）。用于靜載試驗的工字鋼一般的長度是8到12米，和高度要匹配。

承載力是一個很大的范圍，不同結(jié)構(gòu)、不同受力特征，都有不同的承載力表達(dá)。一般說承載力由強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定或疲勞等素決定。

計算公式

截面高度 H，截面寬度 B，腹板厚度 Tw，翼緣厚度 Tf，交接圓弧半徑 Rw，

RA=RB=P/2，Mc=Mmax=Pl/4，fc=fmax=Pl^3/48EI，θA=θB=Pl^2/16EI

符號意義及單位

P —— 集中載荷 N；q —— 均布載荷 N；R —— 支座反力，作用方向向上者為正 N；M—— 彎矩，使截面上部受壓，下部受拉者為正 Nm；Q —— 剪力，對鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時針方向者為正 N；f —— 撓度，向下變位者為正 mm；θ —— 轉(zhuǎn)角，順時針方向旋轉(zhuǎn)者為正 °；E —— 彈性模量 Gpa；I —— 截面的軸慣性矩 m^4；

ξ=x/l，ζ=x'/l，α=a/l，β=b/l，γ=c/l

從兩方面考慮：

*一，從梁的剪切應(yīng)力考慮

*二，從彎曲正應(yīng)力考慮。

從型鋼表中可以查到它的較大可用剪切強(qiáng)度T

Tmax=Q/Ib[BH^2/8-(B-b)h^2/8]

式中: Tmax為較大剪切強(qiáng)度。把可用剪切強(qiáng)度T代進(jìn)去，可算出梁的較大承受載荷。

Q為均布載荷

I為工字鋼的截面慣矩可在型鋼表中查得(cm^4).

B為工字鋼截面的較大寬度。

b為工字鋼截面的較小寬度

h為工字鋼較小寬度截面的高度。

H為工字鋼較大寬度截面的高度

正應(yīng)力的計算：

Ysigma=M/W

M=較大彎矩=載荷乘距離

W=抗彎模量。

設(shè)Ysigma=允許的較大應(yīng)力，可得出載荷的較大值。

工字鋼也稱為鋼梁（英文名稱 Universal Beam)，是截面為工字形狀的長條鋼材。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼。是截面形狀為工字型的型鋼。

工字鋼分類：工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。**者生產(chǎn)的規(guī)格為10—60號，即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。在相同高度下，輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重 量輕。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼，斷面特點是兩腿平行，且腿內(nèi)側(cè)沒有斜度。 它屬于經(jīng)濟(jì)斷面型鋼，是在四輥**軋機(jī)上軋制的，所以又稱“**工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標(biāo)準(zhǔn)。

工字鋼應(yīng)用特點：工字型鋼不論是普通型還是輕型的，由于截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主軸的慣性矩相差較大，故僅能直接用于在其腹板平面內(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。對軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼廣泛地應(yīng)用于建筑或 其他金屬結(jié)構(gòu)。

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