鋼結構工程的梁截面選擇

　　鋼結構工程的梁截面選擇：梁的截面如能隨彎矩變化，則可節約鋼結構材料。均布荷載作用下簡支梁的彎矩圖為二次拋物線圖形。如果僅依彎矩所產生的正應力考慮，梁的最優形狀是將凈截面抵抗矩按照拋物線圖形變化，做成下翼緣為曲線的魚腹式梁，使梁各截面的強度充分發揮作用。但實際上，梁不僅承受有彎矩的作用，同時還有剪力作用，而且做成曲線形狀的鋼板比較費工，對鋼板的有效使用上也并不有利。因此，焊接梁截面沿長度的改變常采用以下兩種方式。

　　一種方式是變化梁的高度，將梁的下翼緣做成折線外形，翼緣板的截面保持不變，僅在靠近梁端處變化腹板的高度，這樣可使梁的支座處高度顯著減小，有時可以降低建筑物的高度和簡化連接構造。梁端部的高度應滿足抗剪強度的要求，且不宜小于跨中高度的1/2。下翼緣板的彎折點一般取在距梁端處，在翼緣由水平轉為傾斜的兩處均需設置腹板加勁肋，使梁本身的構造較為復雜。

　　另一種比較常用的方式是變化翼緣板面積來改變梁的截面。對于單層翼緣板的焊接梁，改變翼緣板的寬度，不致產生嚴重的應力集中，且使梁具有平的外表面。根據設計經驗，改變一次截面約可節省鋼結構材料10%-20%。改變次數增多，其經濟效益并不顯著，反而增加制造工作量。對于承受均布荷載或多個集中荷載作用的簡支梁，約在距兩端支座處改變截面比較經濟。

　　對于多層翼緣板的梁，可以采用切斷外層翼緣板的方法來改變梁的截面，理論切斷點的位置可依計算確定為了保證在理論切斷點處，外層翼緣板能夠部分參加工作，實際切斷點位置應向彎矩較小一側延長長度，并應具有足夠的焊縫。

　　上述有關梁截面變化的分析是僅從梁的強度需要來考慮的，適合于有剛性鋪板而無須顧慮整體失穩的梁。由整體穩定控制的梁，如果它的截面向兩端逐漸變小，特別是受壓翼緣變窄，梁整體穩定承載力將受到較大削弱。因此，由整體穩定控制設計的梁，不宜于沿長度改變截面。

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