《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》總復(fù)習(xí).ppt

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 總復(fù)習(xí),主講教師：張美霞 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院,考試范圍,一、緒論 二、鋼結(jié)構(gòu)的材料 三、鋼結(jié)構(gòu)的連接 四、軸心受力構(gòu)件 五、受彎構(gòu)件 六、拉彎和壓彎構(gòu)件 七、屋蓋結(jié)構(gòu),試卷題型分析,一、填空題主要考查鋼結(jié)構(gòu)的基本知識(shí) 根據(jù)題意在空格處添上相關(guān)內(nèi)容，涉及17章所有 內(nèi)容，10個(gè)空。 例題： 1、冷彎性能是判別鋼材 塑性 及 冶金質(zhì)量 的綜合指標(biāo)。 2、殘余應(yīng)力為構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力，其對(duì)構(gòu)件的靜力強(qiáng)度無(wú)影響。 二、單項(xiàng)選擇題主要考查鋼結(jié)構(gòu)的基本知識(shí) 根據(jù)題意，在給定的答案中選擇一項(xiàng)填入空格，涉及 1章的內(nèi)容，10道題。,例題 1、鋼材的含碳量大小與鋼材的（ D ） 無(wú)關(guān)。 A、強(qiáng)度； B、塑性； C、可焊性； D 、彈性 2、格構(gòu)式截面采用換算長(zhǎng)細(xì)比是因?yàn)椋?A ）。 A、考慮剪切變形影響； B、考慮彎曲變形的影響； C、考慮扭轉(zhuǎn)變形影響； D、考慮兩分肢協(xié)同工作。 三、簡(jiǎn)答題主要考查鋼結(jié)構(gòu)的基本知識(shí) 根據(jù)題意，給出簡(jiǎn)單合理的解答，涉及18章內(nèi)容，4道 題。 例題 1、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有那些？2、焊縫連接有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？,試卷題型分析,四、計(jì)算題2道題 1、角焊縫連接或螺栓連接 2、軸心受壓構(gòu)件（實(shí)腹式） 3、受彎構(gòu)件（截面選擇并驗(yàn)算） 4、壓彎和拉彎構(gòu)件的驗(yàn)算 注意問(wèn)題 基本參數(shù)的計(jì)算截面面積、截面慣性矩、截面抵抗矩、回轉(zhuǎn)半徑、兩向計(jì)算長(zhǎng)度的取值、長(zhǎng)細(xì)比等； 穩(wěn)定系數(shù)給出表格，中間值內(nèi)插； 計(jì)算時(shí)單位的換算要統(tǒng)一； 熟悉基本計(jì)算公式和計(jì)算內(nèi)容。,試卷題型分析,第一章 緒論,1、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。與其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）鋼材強(qiáng)度高，韌性、塑性好； （2）質(zhì)量輕，強(qiáng)重比大； （3）材質(zhì)均勻，符合力學(xué)假定，安全可靠度高； （4）制造簡(jiǎn)單，工廠化生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，施工速度快，施工周期短； （5）密封性好。,鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有： （1）鋼材耐熱但不耐火。 200攝氏度以內(nèi)時(shí)主要性能下降不多，600攝氏度時(shí)鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)不能承載，設(shè)計(jì)規(guī)定鋼材表面溫度超過(guò)150后要采取隔熱措施； （2）鋼材易銹蝕，耐腐蝕性能差，維護(hù)費(fèi)用高；。 （3）鋼結(jié)構(gòu)在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂。,第一章 緒論,2、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法 除疲勞計(jì)算采用容許應(yīng)力法外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。 兩種極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)。 失效概率：結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率。目前只能用近似概率設(shè)計(jì)方法，采用可靠指標(biāo)表示失效概率 可靠度可靠性的概率度量，按照概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期分5、25、50以及100年），規(guī)定的條件（正常設(shè)計(jì)、施工、使用、維護(hù)）完成預(yù)定功能的概率。 可靠度的控制：控制失效概率小到一定水平?？煽康慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是使失效概率小到可以接受程度的設(shè)計(jì)，絕對(duì)可靠的結(jié)構(gòu)（失效概率等于零）是不存在的。,第一章 緒論,極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 (1) 對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用荷載效應(yīng)的基本組合和偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì) 基本組合按下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式中最不利值確定 ： 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 由永久荷載效應(yīng)控制的組合：,第一章 緒論,0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按下列規(guī)定采用：對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.1；對(duì)安全等級(jí)為二級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.0；對(duì)安全等級(jí)為三級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為5年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于0.9； G永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定采用：當(dāng)永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力不利時(shí)，對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2，對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35；當(dāng)永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力有利時(shí)，一般情況下取1.0；,第一章 緒論,Q1, Qi第1個(gè)和第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定采用：當(dāng)可變荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力不利時(shí)，在一般情況下應(yīng)取1.4，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.3；當(dāng)可變荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力有利時(shí)，應(yīng)取為0； S 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； SQ1k在基本組合中起控制作用的第1個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； SQik第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； ci第i個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)，其值不應(yīng)大于1； R結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計(jì)值。,第一章 緒論,對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可以采用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)表達(dá)式： 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的荷載組合系數(shù)，一般情況下可取=0.9，當(dāng)只有一個(gè)可變荷載時(shí)，取=1.0。 由永久荷載效應(yīng)控制的組合仍按式計(jì)算：,第一章 緒論,偶然組合 對(duì)于偶然組合，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式宜按下列原則確定：偶然作用的代表值不乘以分項(xiàng)系數(shù)；與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變荷載，應(yīng)根據(jù)觀測(cè)資料和工作經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇怠?(2) 對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)不同設(shè)計(jì)目的，分別選用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使變形、裂縫等荷載效應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)只涉及變形驗(yàn)算，僅需考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合：,第一章 緒論,3、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展 應(yīng)用： （1）大跨度鋼結(jié)構(gòu) 鋼屋架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、 拱架結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu) （2）重型廠房結(jié)構(gòu) （3）多層和高層建筑 （4）高聳建筑 電視塔、微波塔、通訊塔等 （5）輕型鋼結(jié)構(gòu) （6）容器和其他構(gòu)筑物等,第一章 緒論,鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展： （1）高性能鋼材（強(qiáng)度、塑性和韌性、耐火、耐候等） （2）對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的認(rèn)識(shí) 從構(gòu)件到整體、從彈性到彈塑性、計(jì)算手段的改進(jìn) （3）新型結(jié)構(gòu)形式 高強(qiáng)鋼索、鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)、雜交結(jié)構(gòu) （4）制造和安裝 機(jī)電一體化，用軟件把鋼材切割、焊接技術(shù)和 焊接標(biāo)準(zhǔn)集成一起，保證質(zhì)量又節(jié)省勞動(dòng)力。,第一章 緒論,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,第1節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求 鋼材種類繁多，規(guī)格、用途也不相同，對(duì)建筑結(jié) 構(gòu)用鋼來(lái)說(shuō)，主要有三方面的要求。 1、較高的強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）fy和抗拉強(qiáng)度f(wàn)u。 2、較好的塑性及韌性：伸長(zhǎng)率和沖擊韌性值Cv。塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動(dòng)力荷載； 3、良好的加工性能與耐久性：包括可焊性、冷彎性能以及耐腐性能； 據(jù)上要求,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：碳素結(jié)構(gòu)鋼中的Q235鋼及低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼中的Q345、Q390和Q420鋼四種鋼材。,第3節(jié) 鋼材的力學(xué)性能 一、強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度f(wàn)y設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值（設(shè)計(jì)時(shí)可達(dá)的最大應(yīng)力）； 抗拉強(qiáng)度f(wàn)u鋼材的最大應(yīng)力強(qiáng)度，fu/fy為鋼材的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備系數(shù)。 理想彈塑性工程設(shè)計(jì)時(shí)將鋼材的力學(xué)性能，假定為一理想彈塑性體 二、塑性鋼材產(chǎn)生塑變時(shí)而不發(fā)生脆性斷裂的能力 重要指標(biāo)好壞決定結(jié)構(gòu)安全可靠度，內(nèi)力重分布，保證塑性破壞，避免脆性破壞。 用伸長(zhǎng)率衡量5（10）,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,三、韌性鋼材在斷裂或塑變時(shí)吸收能量的能力，用于表征鋼材抗沖擊荷載及動(dòng)力荷載的能力，動(dòng)力指標(biāo)，是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。用沖擊韌性衡量，分常溫（20o）、零溫（0o）、負(fù)溫（-20o、-40o）要求區(qū)分 。 四、冷彎性能90o、180o，鋼材發(fā)生塑變時(shí)對(duì)產(chǎn)生裂紋的抵抗能力，是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 五、可焊性鋼材在焊接過(guò)程中對(duì)產(chǎn)生裂紋或發(fā)生斷裂的抵抗能力，以及焊接后具備良好性能的指標(biāo)。通過(guò)焊接工藝試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,第4節(jié) 鋼材性能的影響因素 一、化學(xué)成分C、S、P、Mn、Si 二、冶金與軋制 三、時(shí)效硬化 四、溫度正溫與負(fù)溫，熱塑現(xiàn)象、冷脆現(xiàn)象 五、冷作硬化 六、應(yīng)力集中與殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的概念以及它的影響。 七、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度理論，同號(hào)應(yīng)力，異號(hào)應(yīng)力。,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,第6節(jié) 鋼材的疲勞 疲勞斷裂的概念 鋼結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂是裂紋在連續(xù)重復(fù)荷載作用下不斷擴(kuò)展以至斷裂的脆性破壞。 疲勞破壞經(jīng)歷三個(gè)階段：裂紋的形成，裂紋的緩慢擴(kuò)展和最后迅速斷裂。 與疲勞破壞有關(guān)的幾個(gè)概念 疲勞壽命（致?lián)p循環(huán)次數(shù)） 疲勞壽命指在連續(xù)反復(fù)荷載作用下應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)，一般用n表示。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)循環(huán)次數(shù)n不少于50000次，構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,應(yīng)力循環(huán)特征 連續(xù)重復(fù)荷載之下應(yīng)力從最大到最小重復(fù)一周叫做一個(gè)循環(huán)。應(yīng)力循環(huán)特征常用應(yīng)力比來(lái)表示，拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值。 應(yīng)力幅 應(yīng)力幅表示應(yīng)力變化的幅度，用 =max- min表示，應(yīng)力幅總是正值。 要求：熟悉常幅疲勞的驗(yàn)算方法，對(duì)焊接和非焊接結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算方法要注意區(qū)分。,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,第7節(jié) 鋼材的品種、牌號(hào)與選擇 品種碳素鋼Q235；低合金鋼Q345、Q390、Q420 牌號(hào)的表示方法Q、屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、質(zhì)量等級(jí)（碳素鋼AD，低合金鋼AE）,冶金脫氧方法（F、b、Z、TZ） 鋼材選用的原則：既要使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià)，保證承重結(jié)構(gòu)的承載力和防止在一定條件下可能出現(xiàn)的脆性破壞。 影響選擇的因素： 結(jié)構(gòu)的重要性（結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)分一級(jí)（重要），二級(jí)（一般），三級(jí)（次要）、荷載情況（動(dòng)、靜荷載）、連接方法（Q235A不能用于焊接結(jié)構(gòu)）、環(huán)境溫度。,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,本章要掌握的內(nèi)容： （1）常用的連接方式及其特點(diǎn) 焊接連接 普通螺栓連接 高強(qiáng)螺栓連接 （2）焊縫連接的計(jì)算： 對(duì)接焊縫、角焊縫的基本計(jì)算公式 角焊縫在軸力、彎剪、扭剪下的計(jì)算 角鋼采用角焊縫連接的設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）螺栓連接的計(jì)算： 單個(gè)螺栓的破壞特征及其承載力計(jì)算 軸心受力、彎剪、扭剪下螺栓群的計(jì)算,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第1節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法與特點(diǎn) 焊接連接對(duì)接焊縫，角焊縫 螺栓連接普通螺栓，高強(qiáng)螺栓 鉚釘連接已基本被高強(qiáng)螺栓代替。 第2節(jié) 焊縫連接 一、焊接特性 1、焊接方法電弧焊（手工，自動(dòng)埋弧以及氣體保護(hù)焊）、電阻焊和氣焊。 2、特點(diǎn)省材、方便、適用強(qiáng)；熱影響區(qū)變脆，殘余應(yīng)力與變形，質(zhì)量變動(dòng)大。 3、焊縫缺陷裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、燒穿等。,4、焊接形式 按焊件相對(duì)位置平接（對(duì)接）、搭接以及垂直連接。 按施焊位置俯焊（平焊）、橫焊、立焊以及仰焊。 按截面構(gòu)造對(duì)接焊縫及角焊縫 第3節(jié) 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 一、構(gòu)造 破口形式I型、單邊V型、V型、U型、K型及X型。 引、落弧板的設(shè)置 變厚度與變寬度的板件連接1：2.5斜面。 質(zhì)量等級(jí)與強(qiáng)度一級(jí)綜合性能與母材相同； 二級(jí)強(qiáng)度與母材相同； 三級(jí)抗拉強(qiáng)度為母材的85% 二、計(jì)算同構(gòu)件。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第4節(jié) 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 一、構(gòu)造,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,二、受力特性 正面焊縫應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，但內(nèi)力分布均勻，承載力高； 側(cè)面焊縫應(yīng)力狀態(tài)簡(jiǎn)單，但內(nèi)力分布不均，承載力低。 破壞為45o喉部截面，設(shè)計(jì)時(shí)忽略余高。 三、角焊縫的計(jì)算 分析焊縫受力，找出最危險(xiǎn)點(diǎn)；分析并計(jì)算各種外力（N、M、T、V）對(duì)焊縫最危險(xiǎn)點(diǎn)上的應(yīng)力貢獻(xiàn)，對(duì)同性質(zhì)的應(yīng)力進(jìn)行疊加；代入公式進(jìn)行驗(yàn)算。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,端縫、側(cè)縫在軸向力作用下的計(jì)算： （1）端縫 垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力； he 角焊縫有效厚度,取0.7hf； lw 角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，每條角焊縫取實(shí)際長(zhǎng)度減2hf（每端減hf）； ffw 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； f 系數(shù)，對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，f =1.22，直接承受動(dòng)力荷載 f =1.0。 （2）側(cè)縫 f 沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,角鋼桿件與節(jié)點(diǎn)板焊接連接，承受軸向力N： 在普通鋼屋架中，雙角鋼截面軸力腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接一般多采用兩面?zhèn)群?；受有?dòng)力荷載時(shí)，可采用三面圍焊；受力較小時(shí)，可采用L形圍焊，圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。 截面的軸線位置可由角鋼表查出z0值得到，則焊縫的形心應(yīng)在截面軸線上。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,3. 彎矩、剪力、軸力共同作用下的頂接（T形）連接角焊縫: 角焊縫受M、N、V的綜合作用，N引起垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力fN；V引起沿焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力fV；M引起垂直于焊縫長(zhǎng)度方向，按三角形分布的應(yīng)力fM；即：,最大應(yīng)力在焊縫的上端，其驗(yàn)算公式為:,第5節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形 1、焊接應(yīng)力：焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。 2、焊接應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響： 1）對(duì)常溫下承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度沒(méi)有影響； 2）會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度； 3）由于焊接應(yīng)力使焊縫處于三向應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了塑性變形，裂紋易發(fā)生和發(fā)展，增加； 4）降低疲勞強(qiáng)度； 5）降低壓桿的穩(wěn)定性； 6）使構(gòu)件提前進(jìn)入彈塑性工作階段。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,3、焊接變形：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過(guò)程中，局部區(qū)域受到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。 4、減少焊接應(yīng)力和焊接變形的方法： （1）采用適當(dāng)?shù)暮附映绦?，如分段焊、分層焊?（2）盡可能采用對(duì)稱焊縫，使其變形相反而抵消； （3）施焊前使結(jié)構(gòu)有一個(gè)和焊接變形相反的預(yù)變形； （4）對(duì)于小構(gòu)件焊前預(yù)熱、焊后回火，然后慢慢冷卻，以消除焊接應(yīng)力。 5、合理的焊縫設(shè)計(jì)： （1）避免焊縫集中、三向交叉焊縫；（2）焊縫尺寸不宜太大； （3）焊縫盡可能對(duì)稱布置，連接過(guò)渡平滑，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象；（4）避免仰焊。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第7節(jié) 普通螺栓連接 一、連接性能與構(gòu)造 受剪連接的破壞形式螺桿剪切、孔壁擠壓、板件凈截面（直線、折線）拉斷、板端沖剪、螺桿受彎。前三種需計(jì)算滿足，后兩種構(gòu)造滿足（e2do；t5d）。 受剪連接受力方向螺栓受力不均，一定長(zhǎng)度時(shí)需折減。 受拉連接以螺桿抗拉強(qiáng)度為承載力極限。 施工及受力要求，螺栓有排布距離要求（栓距、線距、邊距、端距）。 分精制（A、B級(jí)）及粗制（C級(jí)，不能用于主要受力連接）,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,二、計(jì)算 1、剪力螺栓 每個(gè)普通螺栓的抗剪承載力： 每個(gè)普通螺栓的承壓承載力： 式中: nv受剪面數(shù) d 螺桿直徑 同一方向承壓構(gòu)件較小總厚度 、 螺栓抗剪、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,2、拉力螺栓 抗拉承載力： 式中: de 螺紋處有效直徑 ； 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 。 3、同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的螺栓 式中: 、 每個(gè)普通螺栓所承受的剪力、拉力 ； 、 、 每個(gè)普通螺栓抗剪、抗拉和承壓承載力 設(shè)計(jì)值。 4、螺栓群連接計(jì)算（N、V、M、T）：選最不利螺栓分析受力驗(yàn)算。,第8節(jié) 高強(qiáng)度螺栓連接 一、高強(qiáng)螺栓的受力性能與構(gòu)造 按計(jì)算原則分摩擦型與承壓型兩種，摩擦型連接以板件間出現(xiàn)滑動(dòng)作為抗剪承載力極限狀態(tài)，承壓型連接允許接觸面滑動(dòng)以連接達(dá)到破壞的極限狀態(tài)作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，同普通螺栓（Nbmin） 。 受拉連接時(shí)兩者無(wú)區(qū)別，都以0.8P為承載力。 板件凈截面強(qiáng)度計(jì)算與普螺的區(qū)別為50的孔前傳力。 由于承壓型設(shè)計(jì)的變形較大，直接承受動(dòng)荷不宜采用。,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,二、計(jì)算 、摩擦型螺栓連接計(jì)算 1、抗剪連接 2、抗拉連接 （抗彎時(shí)中和軸可以認(rèn)為在螺栓群的形心軸線上） 3、拉剪共同作用,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,承壓型螺栓連接計(jì)算 計(jì)算方法同普通螺栓連接，應(yīng)注意 當(dāng)剪切面在螺紋處時(shí)，其受剪承載力應(yīng)按螺紋處的有效面積進(jìn)行計(jì)算。 抗拉承載力 拉剪共同作用 抗彎時(shí)中和軸可以認(rèn)為在螺栓群的形心軸線上。,第四章 軸心受力構(gòu)件,本章要求掌握軸心受力構(gòu)件 （1）軸心受力構(gòu)件截面形式及破壞類型 （2）軸心受力構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計(jì)算 （3）實(shí)腹軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì),第四章 軸心受力構(gòu)件,第1節(jié) 概述 鋼結(jié)構(gòu)各種構(gòu)件應(yīng)滿足正常使用及承載能力兩種極限狀態(tài)的要求。 正常使用極限狀態(tài)：剛度要求控制長(zhǎng)細(xì)比 承載能力極限狀態(tài)：受拉強(qiáng)度； 受壓強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定。 截面形式：分實(shí)腹式與格構(gòu)式 第2節(jié) 強(qiáng)度與剛度 凈截面強(qiáng)度軸壓構(gòu)件如無(wú)截面消弱，由整穩(wěn)控制承載力，可不驗(yàn)算截面強(qiáng)度（計(jì)算時(shí)要說(shuō)明）。 剛度控制長(zhǎng)細(xì)比，注意計(jì)算長(zhǎng)度的計(jì)算。,第3節(jié) 軸壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 典型的失穩(wěn)形式彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)及彎扭失穩(wěn)； 理想構(gòu)件的彈性彎曲穩(wěn)定歐拉公式； 彈塑性彎曲失穩(wěn)切線模量理論和雙模量理論； 實(shí)際構(gòu)件的初始缺陷初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力； 初始缺陷的影響； 肢寬壁薄的概念； 格構(gòu)式截面綴條式與綴板式； 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件換算長(zhǎng)細(xì)比的概念與計(jì)算； 格構(gòu)軸壓構(gòu)件兩軸等穩(wěn)的概念（實(shí)腹式同）； 單肢穩(wěn)定性的概念； 掌握整體穩(wěn)定的計(jì)算公式與方法。,第四章 軸心受力構(gòu)件,第4節(jié) 實(shí)腹式截面局部穩(wěn)定 局部穩(wěn)定的概念板件的屈曲，局部失穩(wěn)并不意味構(gòu)件失效，但是局部的失穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致整體失穩(wěn)提前發(fā)生；局部穩(wěn)定承載力與支承條件、受力形式與狀態(tài)及板件尺寸有關(guān)。 局部穩(wěn)定的保證原則保證整體失穩(wěn)之前不發(fā)生局部失穩(wěn) 局部穩(wěn)定的控制方法限制板件的寬（高）厚比。 掌握工字形截面局部穩(wěn)定的計(jì)算公式與方法。,第四章 軸心受力構(gòu)件,第5節(jié) 例題詳解 例題1 右圖示軸心受壓構(gòu)件， Q235鋼，截面無(wú)消弱， 翼緣為軋制邊。 問(wèn)：1、此柱的最大承載力設(shè)計(jì)值N？ 2、局部穩(wěn)定是否滿足要求？,第四章 軸心受力構(gòu)件,解：1、整體穩(wěn)定承載力計(jì)算 對(duì)x軸： 翼緣軋制邊，對(duì)x軸為b類截面，查表有： 對(duì)y軸： 翼緣軋制邊，對(duì)y軸為c類截面，查表有： 由于無(wú)截面消弱，強(qiáng)度承載力高于穩(wěn)定承載力，故構(gòu)件的最大承載力為：,第四章 軸心受力構(gòu)件,2、局部穩(wěn)定驗(yàn)算 較大翼緣的局部穩(wěn)定 結(jié)論：滿足要求 腹板的局部穩(wěn)定 結(jié)論：滿足要求,第四章 軸心受力構(gòu)件,例2、截面的幾何特征計(jì)算：,第四章 軸心受力構(gòu)件,第五章 受彎構(gòu)件（梁）,本章要掌握的內(nèi)容： （1）受彎構(gòu)件截面形式及破壞類型 （2）受彎構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定和撓度的計(jì)算 準(zhǔn)確判斷應(yīng)予驗(yàn)算的截面和部位 各種應(yīng)力下的強(qiáng)度計(jì)算 整體穩(wěn)定的計(jì)算 (3)加勁肋的設(shè)計(jì)方法 (4)型鋼梁和焊接組合梁的設(shè)計(jì),第五章 受彎構(gòu)件（梁）,第一節(jié) 概述 正常使用極限狀態(tài)：控制梁的變形 承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定 梁的截面：型鋼梁與組合梁 第二節(jié) 梁的強(qiáng)度與剛度 梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎應(yīng)力、剪應(yīng)力，在集中荷載作用處還有局部承壓應(yīng)力，故梁的強(qiáng)度應(yīng)包括：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部成壓強(qiáng)度，在彎應(yīng)力、剪應(yīng)力及局部壓應(yīng)力共同作用處還應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力。 1、抗彎強(qiáng)度 彈性階段：以邊緣屈服為最大承載力 彈塑性階段：以塑性鉸彎矩為最大承載力,彈性最大彎矩 塑性鉸彎矩 梁的規(guī)范計(jì)算方法: 以部分截面發(fā)展塑性（1/4截面）為極限承載力狀態(tài) 單向彎曲 雙向彎曲 式中：為塑性發(fā)展系數(shù)，查表。,第五章 受彎構(gòu)件（梁）,2、抗剪強(qiáng)度 3、腹板局部壓應(yīng)力 4、折算應(yīng)力 兩同號(hào)取1.1，異號(hào)取1.2 5、梁的剛度 控制梁的撓跨比小于 規(guī)定的限制（為變形 量的限制）,第五章 受彎構(gòu)件（梁）,第3節(jié) 梁的整體穩(wěn)定 梁的失穩(wěn)機(jī)理、失穩(wěn)形式側(cè)向彎扭失穩(wěn) 提高梁整體穩(wěn)定的措施：關(guān)鍵增強(qiáng)梁受壓翼緣的抗側(cè)移及扭轉(zhuǎn)剛度，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，就可以保證在梁強(qiáng)度破壞之前不會(huì)發(fā)生梁的整體失穩(wěn)，可以不必驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定。 影響梁整體穩(wěn)定的因素：截面形式，荷載類型，荷載作用方式，受壓翼緣的側(cè)向支撐。 第4節(jié) 梁的截面設(shè)計(jì) 梁高度的確定最小高度、最大高度及經(jīng)濟(jì)高度。 第5節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與加勁肋 一、翼緣的局部穩(wěn)定 保證原則等強(qiáng)原則，臨界應(yīng)力不低于鋼材的屈服點(diǎn),第五章 受彎構(gòu)件（梁）,二、腹板加勁肋 腹板局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)原則 限制高厚比不經(jīng)濟(jì)，不采用 允許局部失穩(wěn)考慮屈曲后強(qiáng)度（輕鋼結(jié)構(gòu)采用） 用加勁肋減小腹板支承尺寸提高局穩(wěn)承載力（普鋼） 加勁肋的種類橫向、縱向及短加勁肋。 加勁肋的布置 加勁肋的構(gòu)造 支承加勁肋加強(qiáng)的橫向肋，除滿足橫向肋的構(gòu)造要求外，還應(yīng)滿足受力要求。 第8節(jié) 梁的拼接 掌握梁的工地拼接和工廠拼接的區(qū)別。,第五章 受彎構(gòu)件（梁）,例、某車(chē)間工作平臺(tái)次梁為簡(jiǎn)支梁，跨長(zhǎng)5米，在梁的上翼緣承受均布荷載作用，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.75KN/m(不含梁自重)，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為22.5KN/m，梁的整體穩(wěn)定可以保證，采用Q235鋼，梁的允許撓度為T(mén)=1/250，Q=1/300，試選擇最經(jīng)濟(jì)HN型鋼截面并驗(yàn)算。 解：1、假設(shè)梁自重為0.5kN/m，梁受到的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： qk=3.75+0.5+22.5=26.75kN/m 梁受到的荷載設(shè)計(jì)值為： q=1.2*（3.75+0.5）+1.4*22.5=36.6kN/m 最大彎矩設(shè)計(jì)值：Mx=36.6*5*5/8=114.375kNm 根據(jù)抗彎強(qiáng)度選擇截面，需要的截面模量為：,第五章 受彎構(gòu)件（梁）,選用HN346X174X6X9，Ix=11200cm4,g0=41.8kg/m，不需重新計(jì)算。 其Wx=649000mm3506645 mm3，跨中無(wú)孔眼，梁的抗彎強(qiáng)度足夠。 由于型鋼的腹板較厚，一般不必驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度; 撓度驗(yàn)算： 在全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下： 在可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下： 滿足要求。,第五章 受彎構(gòu)件（梁）,第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件,本章要掌握的內(nèi)容： （1）拉彎與壓彎構(gòu)件主要截面形式、應(yīng)用和設(shè)計(jì)要求 （2）截面正應(yīng)力的分布與部分塑性發(fā)展的概念 （3）強(qiáng)度計(jì)算公式和整體穩(wěn)定驗(yàn)算,第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件,第1節(jié) 概述 拉彎、壓彎構(gòu)件實(shí)際為軸力構(gòu)件與受彎構(gòu)件的組合 正常使用極限狀態(tài)控制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度、整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定 截面形式實(shí)腹式、格構(gòu)式（一般選用綴條式） 第2節(jié) 拉、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度 理解公式中的號(hào)意義與應(yīng)用（單軸對(duì)稱截面）。 注意塑性發(fā)展系數(shù)的取用（同梁） 剛度控制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比,第3節(jié) 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定 整體穩(wěn)定包括兩方面彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn) 彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)。 整體穩(wěn)定的計(jì)算 第4節(jié) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 應(yīng)力梯度的概念 梁： 軸力構(gòu)件： 拉、壓彎構(gòu)件：,第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件,翼緣的局部穩(wěn)定受力簡(jiǎn)單，同梁按等強(qiáng)原則 腹板的局部穩(wěn)定受力復(fù)雜，影響因素多，等強(qiáng)原則。 第5節(jié) 格構(gòu)式截面壓彎構(gòu)件 一般宜采用綴條式，當(dāng)彎矩較小時(shí)也可以采用綴板式。 一般彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實(shí)軸作用。 彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)，整體穩(wěn)定計(jì)算同實(shí)腹式截面，但平面外穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按換算長(zhǎng)細(xì)比0x計(jì)算，梁彎穩(wěn)定系數(shù)b1.0。,第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件,彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)： 彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定不考慮塑性發(fā)展 彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定不需驗(yàn)算，但需保證單肢的兩向穩(wěn)定性。 單肢穩(wěn)定分肢相同時(shí)驗(yàn)算較大分肢；分肢不同時(shí)應(yīng)分別驗(yàn)算兩單肢。 綴材設(shè)計(jì)按實(shí)際剪力及 中較大值。 局部穩(wěn)定：兩肢件應(yīng)按軸壓構(gòu)件控制局部穩(wěn)定,第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件,第七章 屋蓋結(jié)構(gòu),