鋼結構考前輔導.ppt課件

1、第第1章緒論章緒論鋼構造的特點鋼構造的特點 1資料強度高，塑、韌性好、鋼材質量輕資料強度高，塑、韌性好、鋼材質量輕相對相對 2材質均勻材質均勻 鋼材內(nèi)部組織較接近于勻質和各向同性體，鋼材內(nèi)部組織較接近于勻質和各向同性體，實踐受力和根據(jù)力學情況計算的結果相實踐受力和根據(jù)力學情況計算的結果相吻合。吻合。3制造簡便，工期短制造簡便，工期短 4可焊性、密封性好缺陷：缺陷： 1耐腐蝕性差耐腐蝕性差-在潮濕和有腐蝕性介質的環(huán)境中，綱構造在潮濕和有腐蝕性介質的環(huán)境中，綱構造容易銹蝕，要選用耐大氣腐蝕的耐侯鋼材，留意油漆防護，添容易銹蝕，要選用耐大氣腐蝕的耐侯鋼材，留意油漆防護，添加了維護費用。加了維護費用。

2、2耐熱不耐高溫耐熱不耐高溫-當鋼材受熱溫度在當鋼材受熱溫度在200以內(nèi)時。其主以內(nèi)時。其主要性能變化很小，具有較好的耐熱性能。但是，當溫度在要性能變化很小，具有較好的耐熱性能。但是，當溫度在600以上時，其承載力幾乎完全喪失。必需有隔熱或采用防火涂料以上時，其承載力幾乎完全喪失。必需有隔熱或采用防火涂料等防護措施等防護措施 3低溫脆斷低溫脆斷 -要高度注重要高度注重4變形較大不利安裝變形較大不利安裝鋼構造的運用鋼構造的運用 大跨鋼構造大跨鋼構造 大跨度鋼屋架大跨度鋼屋架 網(wǎng)架、網(wǎng)殼構造網(wǎng)架、網(wǎng)殼構造 、懸索構造、拱架構造、橋梁、懸索構造、拱架構造、橋梁構造構造 構造跨度越大，自重在荷載中所占的

3、比例就越大，減輕構造的構造跨度越大，自重在荷載中所占的比例就越大，減輕構造的自重會帶來明顯的經(jīng)濟效益。自重會帶來明顯的經(jīng)濟效益。高層建筑高層建筑挺拔建筑挺拔建筑輕型鋼構造輕型鋼構造容器和其他構筑物容器和其他構筑物概率極限形狀設計法概率極限形狀設計法一傳統(tǒng)允許應力法平安系數(shù)法一傳統(tǒng)允許應力法平安系數(shù)法57年以前年以前 二多系數(shù)半概率法二多系數(shù)半概率法74年舊規(guī)范年舊規(guī)范 三一次二階矩概率極限形狀設計法分項系數(shù)法三一次二階矩概率極限形狀設計法分項系數(shù)法四全概率極限形狀設計法開展方向四全概率極限形狀設計法開展方向構造設計準那么構造設計準那么-構造由各種荷載所產(chǎn)生的效應內(nèi)力和變形不大于構造構造由各種荷

4、載所產(chǎn)生的效應內(nèi)力和變形不大于構造包括銜接由資料性能和幾何要素等所決議的抗力或規(guī)定限值。包括銜接由資料性能和幾何要素等所決議的抗力或規(guī)定限值。平安性平安性-構造應能接受正常施工和正常運用時能夠出現(xiàn)的各種荷載、外加變構造應能接受正常施工和正常運用時能夠出現(xiàn)的各種荷載、外加變形等的作用，在偶爾事件發(fā)生后，能保證整體穩(wěn)定性，不致倒塌。形等的作用，在偶爾事件發(fā)生后，能保證整體穩(wěn)定性，不致倒塌。適用性適用性-構造在正常運用荷載下，應具有良好的任務性能。如不發(fā)生影響構構造在正常運用荷載下，應具有良好的任務性能。如不發(fā)生影響構造正常運用的過大的變形等。造正常運用的過大的變形等。耐久性耐久性-構造在正常維護下

5、，隨時間變化仍能滿足預定功能要求，如銹蝕而構造在正常維護下，隨時間變化仍能滿足預定功能要求，如銹蝕而影響壽命等。影響壽命等。平安度平安度-度量平安性的目的。度量平安性的目的。可靠性可靠性-指構造在規(guī)定時間設計基準期，普通指構造在規(guī)定時間設計基準期，普通50年內(nèi)、規(guī)定條件正常年內(nèi)、規(guī)定條件正常設計、正常施工、正常運用和正常維護下，完成預定功能的才干。設計、正常施工、正常運用和正常維護下，完成預定功能的才干?？煽慷瓤煽慷?可靠度可靠度：構造在預定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預定功能：構造在預定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預定功能的概率，是度量構造可靠性的目的。的概率，是度量構造可靠性的目的。可靠概率可

6、靠概率-可靠概率可靠概率Ps ：構造可以完成預定功能的概率。：構造可以完成預定功能的概率。失效概率失效概率-失效概率失效概率Pf：構造不能完成預定功能的概率。：構造不能完成預定功能的概率。可靠概率與失效概率的關系：可靠概率與失效概率的關系：Ps + Pf =1承載力極限形狀第一極限形狀承載力極限形狀第一極限形狀-構造或構件到達最大承載力如強度、穩(wěn)定、疲構造或構件到達最大承載力如強度、穩(wěn)定、疲勞或到達不適于繼續(xù)承載的變形如塑性變形時的極限形狀。勞或到達不適于繼續(xù)承載的變形如塑性變形時的極限形狀。正常運用極限形狀第二極限形狀正常運用極限形狀第二極限形狀-構造或構件到達正常運用的某項規(guī)定限值時的構造

7、或構件到達正常運用的某項規(guī)定限值時的極限形狀。極限形狀。荷載規(guī)范值荷載規(guī)范值-建筑構造在設計基準期內(nèi)在正常情況下有能夠出現(xiàn)的最大荷載值。建筑構造在設計基準期內(nèi)在正常情況下有能夠出現(xiàn)的最大荷載值。荷載設計值荷載設計值-規(guī)范值乘以荷載分項系數(shù)。規(guī)范值乘以荷載分項系數(shù)。極限形狀設計法公式簡單荷載情況極限形狀設計法公式簡單荷載情況）（13. 3 . 1)(2110fdQiknicikQQGkGQi)14. 3 . 1 ()(1fdQikciniQiGkGo）（16. 3 . 121niQikcikQGkvvvvv作用效應作用效應-作用效應作用效應S：構造上的作用引起的構造或其構件的內(nèi)力和變形。：構造上

8、的作用引起的構造或其構件的內(nèi)力和變形。構造抗力構造抗力-構造抗力構造抗力R：構造或構件接受內(nèi)力和變形的才干。：構造或構件接受內(nèi)力和變形的才干。極限形狀方程：極限形狀方程：ZRS0 功能函數(shù)：功能函數(shù)：Zg(R,S)RS第第2章章 資料資料第一節(jié)第一節(jié) 鋼材的力學性能鋼材的力學性能一、強度一、強度屈服強度屈服強度fy設計規(guī)范值設計時可達的最大應設計規(guī)范值設計時可達的最大應力；力；抗拉強度抗拉強度fu鋼材的最大應力強度，鋼材的最大應力強度，fu/fy為鋼材為鋼材的強度的強度 平安貯藏系數(shù)。平安貯藏系數(shù)。理想彈塑性工程設計時將鋼材的力學性能，假理想彈塑性工程設計時將鋼材的力學性能，假定為定為 一理想

9、彈塑性體一理想彈塑性體二、塑性資料發(fā)生塑性變形而不斷裂的性質二、塑性資料發(fā)生塑性變形而不斷裂的性質重要目的好壞決議構造平安可靠度，內(nèi)力重分重要目的好壞決議構造平安可靠度，內(nèi)力重分布，保證塑性破壞，防止脆性破壞。布，保證塑性破壞，防止脆性破壞。用伸長率衡量用伸長率衡量三、韌性鋼材在斷裂或塑變時吸收能量的才干，用于表三、韌性鋼材在斷裂或塑變時吸收能量的才干，用于表 征鋼材抗沖擊荷載及動力荷載的才干，動力指征鋼材抗沖擊荷載及動力荷載的才干，動力指 標，是強度與塑性的綜合表現(xiàn)。標，是強度與塑性的綜合表現(xiàn)。 用沖擊韌性衡量，分常溫與負溫要求。用沖擊韌性衡量，分常溫與負溫要求。四、冷彎性能鋼材發(fā)生塑變時對

10、產(chǎn)生裂紋的抵抗才干。四、冷彎性能鋼材發(fā)生塑變時對產(chǎn)生裂紋的抵抗才干。 是判別鋼材塑性及冶金質量的綜合目的。是判別鋼材塑性及冶金質量的綜合目的。五、可焊性鋼材在焊接過程中對產(chǎn)生裂紋或發(fā)生斷裂的五、可焊性鋼材在焊接過程中對產(chǎn)生裂紋或發(fā)生斷裂的 抵抗才干，以及焊接后具備良好性能的指抵抗才干，以及焊接后具備良好性能的指 標。經(jīng)過焊接工藝實驗進展評定標。經(jīng)過焊接工藝實驗進展評定第二節(jié)第二節(jié) 鋼構造的破壞方式鋼構造的破壞方式塑性破壞與脆性破壞塑性破壞與脆性破壞影響要素化學成分、冶金質量、溫度、冷作硬化、時效、影響要素化學成分、冶金質量、溫度、冷作硬化、時效、應力集中、復雜應力。應力集中、復雜應力。第第3節(jié)

11、節(jié) 鋼材性能的影響要素鋼材性能的影響要素一、化學成分一、化學成分C、S、P、Mn、Si二、冶金與軋制二、冶金與軋制三、時效三、時效四、溫度正溫與負溫，熱塑景象、冷四、溫度正溫與負溫，熱塑景象、冷脆景象脆景象五、冷作硬化五、冷作硬化六、應力集中與剩余應力剩余應力的六、應力集中與剩余應力剩余應力的概念以及它的影響。概念以及它的影響。七、復雜應力形狀強度實際，同號應七、復雜應力形狀強度實際，同號應力，異號應力。力，異號應力。第五節(jié)第五節(jié) 鋼材的種類、牌號與選擇鋼材的種類、牌號與選擇種類炭素鋼種類炭素鋼Q235；低合金鋼；低合金鋼Q345、Q390、Q420牌號的表示方法牌號的表示方法Q、屈服強度值、

12、質量等級、屈服強度值、質量等級碳素鋼碳素鋼AD，低合金鋼，低合金鋼AE,冶金脫氧方冶金脫氧方法法F、b、Z、TZ影響選擇的要素影響選擇的要素 構造的重要性構造的平安等級分一級重構造的重要性構造的平安等級分一級重要，二級普通，三級次要、荷要，二級普通，三級次要、荷載情況動、靜荷載、銜接方法載情況動、靜荷載、銜接方法Q235A不能用于焊接構造、環(huán)境溫度。不能用于焊接構造、環(huán)境溫度。第第3章章 鋼構造的銜接鋼構造的銜接第第1節(jié)節(jié) 鋼構造的銜接方法與特點鋼構造的銜接方法與特點焊接銜接對接焊縫，角焊縫焊接銜接對接焊縫，角焊縫螺栓銜接普通螺栓，高強螺栓螺栓銜接普通螺栓，高強螺栓鉚釘銜接已根本被高強螺栓替代

13、。鉚釘銜接已根本被高強螺栓替代。第第2節(jié)節(jié) 焊縫銜接焊縫銜接一、焊接特性一、焊接特性1、焊接方法電弧焊手工，自動埋弧以及氣體、焊接方法電弧焊手工，自動埋弧以及氣體維護焊、電阻焊和氣焊。維護焊、電阻焊和氣焊。2、特點省材、方便、適用強；熱影響區(qū)變脆，、特點省材、方便、適用強；熱影響區(qū)變脆，剩余應力與變形，質量變動大。剩余應力與變形，質量變動大。3、焊縫缺陷裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、燒穿、焊縫缺陷裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、燒穿等。等。4、焊接方式、焊接方式按焊件相對位置平接對接、搭接以及垂直銜接。按焊件相對位置平接對接、搭接以及垂直銜接。按施焊位置俯焊平焊、橫焊、立焊以及仰焊。按施焊位置俯焊平焊、

14、橫焊、立焊以及仰焊。按截面構造對接焊縫及角焊縫按截面構造對接焊縫及角焊縫第第3節(jié)節(jié) 對接焊縫的構造與計算對接焊縫的構造與計算一、構造一、構造破口方式破口方式I型、單邊型、單邊V型、雙邊型、雙邊V型、型、U型、型、K型及型及X型。型。引、落弧板引、落弧板變厚度與變寬度的銜接變厚度與變寬度的銜接1：4斜面。斜面。質量等級與強度一級綜合性能與母材一樣；質量等級與強度一級綜合性能與母材一樣； 二級強度與母材一樣；二級強度與母材一樣； 三級折減強度三級折減強度二、計算同構件。二、計算同構件。第第4節(jié)節(jié) 角焊縫的構造與計算角焊縫的構造與計算一、構造一、構造n角焊縫分直角與斜角銳角與鈍角兩種截面。角焊縫分直

15、角與斜角銳角與鈍角兩種截面。n直角型又分普通、平坡、深熔型凹面型；直角型又分普通、平坡、深熔型凹面型；n板件厚度懸殊時角焊縫設計及邊緣焊縫板件厚度懸殊時角焊縫設計及邊緣焊縫P56，圖，圖3.21n二、受力特性二、受力特性n正面焊縫應力形狀復雜，但內(nèi)力分布均勻，承載力高；正面焊縫應力形狀復雜，但內(nèi)力分布均勻，承載力高；n側面焊縫應力形狀簡單，但內(nèi)力分布不均，承載力低。側面焊縫應力形狀簡單，但內(nèi)力分布不均，承載力低。n破壞為破壞為45o喉部截面，設計時忽略余高。喉部截面，設計時忽略余高。n三、角焊縫的計算三、角焊縫的計算wfffff2226weMflmhMyxPTfIIrTIrTwffwefflh

16、N2wfwefflhN2第第5節(jié)節(jié) 普通螺栓銜接普通螺栓銜接一、銜接性能與構造一、銜接性能與構造受剪銜接的破壞方式板端沖剪、螺桿受彎、螺桿受剪銜接的破壞方式板端沖剪、螺桿受彎、螺桿剪切、孔壁擠壓、板件凈截面直線、折線。構剪切、孔壁擠壓、板件凈截面直線、折線。構造滿足前兩種，造滿足前兩種，e2do；t5d。受剪銜接受力方向螺栓受力不均，一定長度時需折減。受剪銜接受力方向螺栓受力不均，一定長度時需折減。受拉銜接以螺桿抗拉強度為承載力極限。受拉銜接以螺桿抗拉強度為承載力極限。施工及受力要求，螺栓有排布間隔要求栓距、線距、施工及受力要求，螺栓有排布間隔要求栓距、線距、邊距、端距。邊距、端距。分精制分精

17、制A、B級及粗制級及粗制C級，不能用于主要受力級，不能用于主要受力銜接銜接二、計算二、計算1、單個銜接承載力、單個銜接承載力、受剪銜接、受剪銜接抗剪與承壓：抗剪與承壓：bVVbVfdnN42bcbcf tdNbcbVbNNN,minmin、受拉銜接、受拉銜接、拉剪共同作用、拉剪共同作用2、螺栓群銜接計算、螺栓群銜接計算、軸力或剪力作用、軸力或剪力作用、彎矩軸力共同作用、彎矩軸力共同作用、扭矩、軸力、剪力共同作用、扭矩、軸力、剪力共同作用 其中：其中：btebVfdN42122bttbVVNNNNbcVNN bbNVnNNnminmin;21miniyMynNNbtiNyMynNN21maxbV

18、vyTYNxTxNNNNNN21121112211221111;iiTyiiTxVyNxyxTxNyxTyNnVNnNN第第6節(jié)節(jié) 高強度螺栓銜接高強度螺栓銜接一、高強螺栓的受力性能與構造一、高強螺栓的受力性能與構造按計算原那么分摩擦型與承壓型兩種。按計算原那么分摩擦型與承壓型兩種。摩擦型抗剪銜接的最大承載力為最大摩擦力。摩擦型抗剪銜接的最大承載力為最大摩擦力。承壓型抗剪銜接的最大承載力同普通螺栓承壓型抗剪銜接的最大承載力同普通螺栓Nbmin。留意當銜接板件較小時承壓型的承載力小于摩擦型。留意當銜接板件較小時承壓型的承載力小于摩擦型。受拉銜接時兩者無區(qū)別，都以受拉銜接時兩者無區(qū)別，都以0.8P

19、為承載力。為承載力。板件凈截面強度計算與普螺的區(qū)別為板件凈截面強度計算與普螺的區(qū)別為50的孔前傳的孔前傳力。力。受剪銜接時，螺栓受力不均，同普螺應思索折減系數(shù)受剪銜接時，螺栓受力不均，同普螺應思索折減系數(shù)。由于承壓型設計的變形較大，直接接受動荷不易采用。由于承壓型設計的變形較大，直接接受動荷不易采用。設計以為摩擦力主要分布在螺栓周圍設計以為摩擦力主要分布在螺栓周圍3d0范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。二、計算二、計算、摩擦型螺栓銜接計算、摩擦型螺栓銜接計算1、抗剪銜接、抗剪銜接2、抗拉銜接、抗拉銜接 抗彎時旋轉中心在中排抗彎時旋轉中心在中排3、拉剪共同作用、拉剪共同作用、承壓型螺栓銜接計算、承壓型螺栓銜接計算

20、計算方法同普通螺栓銜接，應留意計算方法同普通螺栓銜接，應留意抗拉承載力抗拉承載力拉剪共同作用拉剪共同作用抗彎時旋轉中心在中排抗彎時旋轉中心在中排PnNNfbvv9 . 0PNNbtt8 . 0PNNPNnNNbtttfbvv8 . 0;)25. 1(9 . 0PNNbtt8 . 0122bttbVVNNNN2 . 1bcVNN PNNbtt8 . 0第第7節(jié)節(jié) 例題詳解例題詳解例題例題1、某、某T型牛腿，角焊縫銜接，型牛腿，角焊縫銜接，F(xiàn)=250kN，Q235鋼，鋼，E43型型 焊條，靜荷載，確定焊腳尺寸。焊條，靜荷載，確定焊腳尺寸。解：解：1、確定焊縫計算長度兩條、確定焊縫計算長度兩條L型焊

21、縫型焊縫) 豎焊縫：豎焊縫：lw12005195mm， 程度焊縫：程度焊縫： lw220016/2-587mm,取取lw285mm2、求焊縫形心及慣性矩：3、力向形心轉移4、受力控制點分項應力下點mm9 .6785219522/1951952eeehhhy2239 .67852)9 .672195(1952121952eeeyhhhImmN1025.166510002506eFMN105 . 25 FV23622N/mm7 .874102361)5 .67195(1025.16eexMfhhIMy252N/mm1 .64390105 . 21952eeeVfhhhV43mm102361eh5、

22、焊縫強度結算：、焊縫強度結算：6、焊腳尺寸確定：、焊腳尺寸確定： 取：?。?wfffff22mm616064122. 17 .874122eehhmm6 . 87 . 067 . 0efhhmm10fhmm6165 . 15 . 1maxminthhffmm2 .19162 . 12 . 1minmaxthhff例題例題2、 圖示摩擦型高強螺栓銜接，圖示摩擦型高強螺栓銜接，M20，10.9級，噴砂生赤銹，級，噴砂生赤銹，驗算銜接強度。驗算銜接強度。 知：知：M=106k.m； N=384kN； V=450kN。解：解：1、查取有關參數(shù)、查取有關參數(shù) 預拉力：預拉力： P=155kN; 摩擦系數(shù)

23、：摩擦系數(shù)：=0.45 2、確定控制點、確定控制點 經(jīng)受力分析控制點為最經(jīng)受力分析控制點為最 上排螺栓。上排螺栓。3、最上排螺栓分項受力、最上排螺栓分項受力 軸力軸力N：各螺栓均勻受拉：各螺栓均勻受拉 彎矩彎矩M作用：最上排受最大拉力作用：最上排受最大拉力 其中其中總拉力：總拉力：剪力剪力V：各螺栓均勻受剪：各螺栓均勻受剪4、承載力驗算、承載力驗算5、結論：銜接承載力滿足要求、結論：銜接承載力滿足要求 N104 . 2161038443nNNNtN4416721iMtymMyNmm3502/10071y222222mm410000)35025010050(2iy2m)6816725. 1155

24、000(45. 019 . 0)25. 1(9 . 0tfbVNPnNN681674416724000MtNttNNNN1081. 2161045043nVNvN101 .28N102 .2833vNN1240001550008 . 00.8PN68167bttNN第第4章章 軸心受力構件軸心受力構件第第1 1節(jié)節(jié) 概述概述鋼構造各種構件應滿足正常運用及承載才干兩種極鋼構造各種構件應滿足正常運用及承載才干兩種極限形狀的要求。限形狀的要求。正常運用極限形狀：剛度要求控制長細比正常運用極限形狀：剛度要求控制長細比承載才干極限形狀：受拉強度；承載才干極限形狀：受拉強度； 受壓受壓強度、整體穩(wěn)定、部分

25、穩(wěn)定。強度、整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定。截面方式：分實腹式與格構式截面方式：分實腹式與格構式第第2 2節(jié)節(jié) 強度與剛度強度與剛度凈截面強度軸壓構件如無截面消弱，整穩(wěn)控制可凈截面強度軸壓構件如無截面消弱，整穩(wěn)控制可不驗算強度。不驗算強度。剛度留意計算長度。剛度留意計算長度。第第3節(jié)節(jié) 軸壓構件的整體穩(wěn)定軸壓構件的整體穩(wěn)定典型的失穩(wěn)方式彎曲失穩(wěn)、改動失穩(wěn)及彎扭失穩(wěn)；典型的失穩(wěn)方式彎曲失穩(wěn)、改動失穩(wěn)及彎扭失穩(wěn)；理想構件的彈性彎曲穩(wěn)定歐拉公式；理想構件的彈性彎曲穩(wěn)定歐拉公式；彈塑性彎曲失穩(wěn)切線模量實際；彈塑性彎曲失穩(wěn)切線模量實際；實踐構件的初始缺陷初彎曲、初偏心、剩余應力；實踐構件的初始缺陷初彎曲、初偏心、剩

26、余應力；初始缺陷的影響；初始缺陷的影響；肢寬壁薄的概念；肢寬壁薄的概念；格構式截面綴條式與綴板式；格構式截面綴條式與綴板式；格構式軸壓構件換算長細比的概念與計算；格構式軸壓構件換算長細比的概念與計算；格構軸壓構件兩軸等穩(wěn)的概念實腹式同；格構軸壓構件兩軸等穩(wěn)的概念實腹式同；單肢穩(wěn)定性的概念。單肢穩(wěn)定性的概念。掌握整體穩(wěn)定的計算公式與方法；掌握整體穩(wěn)定的計算公式與方法；第第4 4節(jié)節(jié) 實腹式截面部分穩(wěn)定實腹式截面部分穩(wěn)定部分穩(wěn)定的概念板件的屈曲，部分失穩(wěn)并不意味部分穩(wěn)定的概念板件的屈曲，部分失穩(wěn)并不意味構件失效，但是部分的失穩(wěn)會導致整體失穩(wěn)提早構件失效，但是部分的失穩(wěn)會導致整體失穩(wěn)提早發(fā)生；部分穩(wěn)

27、定承載力與支承條件、受力方式與發(fā)生；部分穩(wěn)定承載力與支承條件、受力方式與形狀及板件尺寸有關。形狀及板件尺寸有關。部分穩(wěn)定的保證原那么保證整體失穩(wěn)之前不發(fā)生部分穩(wěn)定的保證原那么保證整體失穩(wěn)之前不發(fā)生部分失穩(wěn)部分失穩(wěn)等穩(wěn)原那么部分穩(wěn)定承載力等于整體穩(wěn)定承載力。等穩(wěn)原那么部分穩(wěn)定承載力等于整體穩(wěn)定承載力。等強原那么部分穩(wěn)定承載力等于某一整體穩(wěn)定達等強原那么部分穩(wěn)定承載力等于某一整體穩(wěn)定達不到的強度值。不到的強度值。部分穩(wěn)定的控制方法限制板件的寬高厚比。部分穩(wěn)定的控制方法限制板件的寬高厚比。掌握工字形截面部分穩(wěn)定的計算公式與方法。掌握工字形截面部分穩(wěn)定的計算公式與方法。第第5 5節(jié)節(jié) 例題詳解例題詳解

28、例題例題1 1右圖示軸心受壓構件，右圖示軸心受壓構件，Q235Q235鋼，截面無消弱，鋼，截面無消弱，翼緣為軋制邊。翼緣為軋制邊。問：問：1 1、此柱的最大承載力設計值、此柱的最大承載力設計值N N？ 2 2、此柱繞、此柱繞y y軸失穩(wěn)的方式？軸失穩(wěn)的方式？ 3 3、部分穩(wěn)定能否滿足要求？、部分穩(wěn)定能否滿足要求？44cm1054. 2xI43cm1025. 1yIm2 . 5;cm87602lA解：解：1、整體穩(wěn)定承載力計算、整體穩(wěn)定承載力計算 對對x軸：軸： 翼緣軋制邊，對翼緣軋制邊，對x軸為軸為b類截面，查表有：類截面，查表有： 對對x軸：軸： 翼緣軋制邊，對翼緣軋制邊，對y軸為軸為c類截

29、面，查表有：類截面，查表有： 由于無截面消弱，強度承載力高于穩(wěn)定承載力，故構件的由于無截面消弱，強度承載力高于穩(wěn)定承載力，故構件的 最大承載力為：最大承載力為：2、繞、繞y軸為彎扭失穩(wěn)軸為彎扭失穩(wěn)m2 . 50llxcm176 .871054. 24AIixx1506 .30175200 xxxil934. 0 xkN1759102158760934. 03AfNxxm6 . 22/0llycm78. 36 .871025. 13AIiyy1508 .6878. 35200yyyil650. 0ykN122410215876065. 03AfNyykN1224maxyNN3 3、部分穩(wěn)定驗算、

30、部分穩(wěn)定驗算 、較大翼緣的部分穩(wěn)定、較大翼緣的部分穩(wěn)定 結論：滿足要求結論：滿足要求 、腹板的部分穩(wěn)定、腹板的部分穩(wěn)定 結論：滿足要求結論：滿足要求8 .68,maxmaxyx10030maxyftb235)1 . 010(79. 614/95/max188.16235235) 8 .681 . 010(ywfth235)5 . 025(4010/400/max04 .59235235) 8 .685 . 025(第第5 5章章 受彎構件梁受彎構件梁第第1 1節(jié)節(jié) 概述概述正常運用極限形狀：控制梁的變形正常運用極限形狀：控制梁的變形承載才干極限形狀：強度、整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定承載才干極限形狀：強

31、度、整體穩(wěn)定、部分穩(wěn)定梁的截面：型鋼梁與組合梁梁的截面：型鋼梁與組合梁梁格布置：簡單梁格、普通梁格、復雜梁格。梁格布置：簡單梁格、普通梁格、復雜梁格。第二節(jié)第二節(jié) 梁的強度與剛度梁的強度與剛度梁的任務形狀梁的任務形狀彈性階段邊緣屈服彈性階段邊緣屈服塑性鉸全截面屈服塑性鉸全截面屈服思索部分開展塑性，塑性開展系數(shù)思索部分開展塑性，塑性開展系數(shù)不思索塑性開展的情況不思索塑性開展的情況p142p142動力荷載、翼緣寬厚比動力荷載、翼緣寬厚比掌握工字型截面的塑性開展系數(shù)掌握工字型截面的塑性開展系數(shù)梁的強度抗彎、抗剪、部分承壓及折算應力掌握計算方梁的強度抗彎、抗剪、部分承壓及折算應力掌握計算方法系數(shù)的取用

32、、驗算部位法系數(shù)的取用、驗算部位 4.梁的計算內(nèi)容梁的計算內(nèi)容承載才干極限形狀承載才干極限形狀強度強度抗彎強度抗彎強度抗剪強度抗剪強度部分壓應力部分壓應力折算應力折算應力整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定部分穩(wěn)定部分穩(wěn)定正常運用極限形狀正常運用極限形狀 剛度剛度2.2.抗彎強度計算抗彎強度計算yx, 梁設計時只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性開梁設計時只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性開展深度取展深度取ah/8。 x xaafy(1)單向彎曲梁單向彎曲梁(2)雙向彎曲梁雙向彎曲梁6.2.4fWMWMnyyynxxx6.2.5式中：-截面塑性開展系數(shù)，對于工字形截面梁截面塑性開展系數(shù)，對于工字

33、形截面梁:2 . 1;05. 1yx 其他截面見表其他截面見表6.16.1。fWMnxxx當翼緣外伸寬度當翼緣外伸寬度b與其厚度與其厚度t之比滿足之比滿足:yyftbf23515235130 . 1x 需求計算疲勞強度的梁：需求計算疲勞強度的梁：0 . 1yx f12c2c23折算應力：6.2.81 計算折算應力的設計值增大系數(shù)。計算折算應力的設計值增大系數(shù)。 異號時，異號時，;2 . 11 c, c, 同號時或同號時或 , 0c 1 . 11 緣由：緣由：1只需部分某點到達塑性只需部分某點到達塑性2 2異號力場有利于塑性開展異號力場有利于塑性開展提高設計強度提高設計強度 hWhMnxx0 w

34、tISV cw zFt l vftISVwmax抗剪強度抗剪強度部分壓應力部分壓應力cfltF zwc n梁的剛度控制撓跨比梁的剛度控制撓跨比n第第3 3節(jié)節(jié) 梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定n失穩(wěn)機理重點掌握失穩(wěn)機理重點掌握n梁的失穩(wěn)方式彎扭失穩(wěn)側向彎扭失穩(wěn)梁的失穩(wěn)方式彎扭失穩(wěn)側向彎扭失穩(wěn)n提高梁整體穩(wěn)定的措施提高梁整體穩(wěn)定的措施n梁的支座問題梁的支座問題n梁的側向支承的受力梁的側向支承的受力n第第4 4節(jié)節(jié) 梁的截面設計梁的截面設計n梁高度確實定最小高度、最大高度及經(jīng)濟高度。梁高度確實定最小高度、最大高度及經(jīng)濟高度。n第五節(jié)第五節(jié) 梁的部分穩(wěn)定與加勁肋梁的部分穩(wěn)定與加勁肋n一、翼緣的部分穩(wěn)定一、翼

35、緣的部分穩(wěn)定n保證原那么等強原那么保證原那么等強原那么yfAfV23585yftb235151yftb235131穩(wěn)定系數(shù)。資料分項系數(shù)；式中即：ycrbRxbxbRyycrRcrxxffWMfffWM不需求計算整體穩(wěn)定的條件不需求計算整體穩(wěn)定的條件1)、有鋪板、有鋪板(各種鋼筋混凝土板和鋼板各種鋼筋混凝土板和鋼板)密鋪在梁的受壓翼緣上并與其結實相密鋪在梁的受壓翼緣上并與其結實相連、能阻止其發(fā)生側向位移時。連、能阻止其發(fā)生側向位移時。2)H型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自在長度型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自在長度l1與其寬度與其寬度b1之比不超之比不超越下表規(guī)定時。越下表規(guī)定時。取值

36、見規(guī)范。單軸對稱截面雙軸對稱時截面不對稱影響系數(shù)，受壓翼緣的厚度；梁高，；等效臨界彎矩系數(shù)；式中bbbyybybyxybbthilfhtWAh02354 . 41432011212穩(wěn)定系數(shù)的計算穩(wěn)定系數(shù)的計算，其其中中：代代替替，穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算時時應應以以當當bbb 6.0bb 282. 007. 1 不大于1.06.3.4當截面同時作用當截面同時作用Mx 、 My時：時：fWMWMyyyxbx6.3.5強度公式的一致性。強度公式的一致性。影響和堅持與影響和堅持與而是為了降低后一項的而是為了降低后一項的塑性階段，塑性階段，軸以進入軸以進入但并不表示沿但并不表示沿取值同塑性開展系數(shù)，取值同塑性

37、開展系數(shù)，yy 二、腹板加勁肋二、腹板加勁肋腹板部分穩(wěn)定的設計原那么腹板部分穩(wěn)定的設計原那么限制高厚比不經(jīng)濟，不采用限制高厚比不經(jīng)濟，不采用允許部分失穩(wěn)思索屈曲后強度輕鋼構造采用允許部分失穩(wěn)思索屈曲后強度輕鋼構造采用用加勁肋減小腹板支承尺寸提高局穩(wěn)承載力普鋼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。加勁肋的種類橫向、縱向及短加勁肋。加勁肋的布置加勁肋的布置p169表表5.10加勁肋的構造加勁肋的構造p169表表5.10注及注及p172支承加勁肋加強的橫向肋，除滿足橫向肋的構造要求外，支承加勁肋加強的橫向肋，除滿足橫向肋的構造要求外，還應滿足受力要求。還應滿足受

38、力要求。支承肋分平板式與凸緣式凸緣式應控制凸緣長度支承肋分平板式與凸緣式凸緣式應控制凸緣長度2t第第6 6章章 拉彎與壓彎構件拉彎與壓彎構件第第1 1節(jié)節(jié) 概述概述拉彎、壓彎構件實踐為軸力構件與受彎的組合拉彎、壓彎構件實踐為軸力構件與受彎的組合三種典型的拉、壓彎構件三種典型的拉、壓彎構件正常運用極限形狀控制構件的長細比正常運用極限形狀控制構件的長細比承載才干極限形狀強度、整體穩(wěn)定及部分穩(wěn)定承載才干極限形狀強度、整體穩(wěn)定及部分穩(wěn)定截面方式實腹式、格構式普通選用綴條式截面方式實腹式、格構式普通選用綴條式第第2 2節(jié)節(jié) 拉、壓彎構件的強度與剛度拉、壓彎構件的強度與剛度了解公式中的了解公式中的號意義與

39、運用單對稱截面，彎矩號意義與運用單對稱截面，彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓。作用在對稱軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓。留意塑性開展系數(shù)的取用同梁留意塑性開展系數(shù)的取用同梁剛度控制構件的長細比剛度控制構件的長細比第第3 3節(jié)節(jié) 壓彎構件的整體穩(wěn)定壓彎構件的整體穩(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)整體穩(wěn)定包括兩方面彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)及彎矩及彎矩 作用平面外的彎扭失穩(wěn)。作用平面外的彎扭失穩(wěn)。整體穩(wěn)定的計算整體穩(wěn)定的計算第第4 4節(jié)節(jié) 實腹式壓彎構件的部分穩(wěn)定實腹式壓彎構件的部分穩(wěn)定應力梯度的概念應力梯度的概念 梁：梁： 軸力構件：軸力構件： 拉、壓彎構件：拉、壓彎構件：fNNW

40、MANExxxxmxx)8 . 01(1fNNWMANExxxxmx)25. 11 (22fWMANxbxtxy11 .1ExExNNAElEINxxxEx22202maxminmax2020n翼緣的部分穩(wěn)定受力簡單，同梁按等強原那么翼緣的部分穩(wěn)定受力簡單，同梁按等強原那么n腹板的部分穩(wěn)定受力復雜，影響要素多，等強原那么。腹板的部分穩(wěn)定受力復雜，影響要素多，等強原那么。n腹板部分穩(wěn)定的主要影響要素腹板部分穩(wěn)定的主要影響要素: :n剪、正應力比：剪、正應力比：n正應力梯度：正應力梯度： n塑性區(qū)開展深度塑性區(qū)開展深度n第第5 5節(jié)節(jié) 格構式截面壓彎構件格構式截面壓彎構件n普通宜采用綴條式，當彎矩

41、較小時也可以采用綴板式。普通宜采用綴條式，當彎矩較小時也可以采用綴板式。n普通彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實軸作用。普通彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實軸作用。n彎矩繞實軸作用時，整體穩(wěn)定計算同實腹式截面，但平彎矩繞實軸作用時，整體穩(wěn)定計算同實腹式截面，但平面外穩(wěn)定計算時，穩(wěn)定系數(shù)應按換算長細比面外穩(wěn)定計算時，穩(wěn)定系數(shù)應按換算長細比0 x0 x計算，計算，梁彎穩(wěn)定系數(shù)梁彎穩(wěn)定系數(shù)bb1.01.0。maxminmax)(1n彎矩繞實軸作用時：彎矩繞實軸作用時：n彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定不思索塑性開展彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定不思索塑性開展n彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定不需驗算，但需保證單肢彎

42、矩作用平面外的整體穩(wěn)定不需驗算，但需保證單肢n 的兩向穩(wěn)定性。的兩向穩(wěn)定性。n單肢穩(wěn)定分肢一樣時驗算較大分肢；分肢不同時應分單肢穩(wěn)定分肢一樣時驗算較大分肢；分肢不同時應分n 別驗算兩單肢。別驗算兩單肢。n綴材設計按實踐剪力及綴材設計按實踐剪力及 中較大值。中較大值。n部分穩(wěn)定：兩肢件應按軸壓構件控制部分穩(wěn)定。部分穩(wěn)定：兩肢件應按軸壓構件控制部分穩(wěn)定。fNNWMANExxxxmxx)1 (101yIWxxyfAfV23585例題例題驗算以下圖示壓彎構件的強度及平面內(nèi)、外的整體驗算以下圖示壓彎構件的強度及平面內(nèi)、外的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。知：知：Q235Q235鋼，鋼，A=20cm2A=20cm2，

43、IxIx346.8cm4346.8cm4， IyIy43.6cm443.6cm4， y1y14.4cm4.4cm， 翼緣側向翼緣側向1/31/3跨處設置兩個側跨處設置兩個側向支承。向支承。解：解：1 1、參數(shù)計算、參數(shù)計算cm;48. 1cm;16. 4AIiAIiyyxxcmyIWcmyIWxxxx3 .40;82.782211)(329. 0;14417. 46000類bilxxxx2、強度計算、強度計算結論：強度滿足要求。結論：強度滿足要求。3、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性mkN98/628/22 qlMxkN1 .196144/102020600014. 322222

44、EANEx)(89. 0; 2 . 1;05. 1; 0 . 121計算略bxxtxmx)(325. 0;13548. 12000類cilxyyy2362311N/mm21575.1281082.7805. 110910201040fWMANxxxn2362322N/mm2151 .166103 .402 . 110910201040fWMANxxxn)8 . 01 (1ExxxxmxxNNWMANkN27.1781 . 1/1 .1961 . 1ExExNN結論：平面內(nèi)整穩(wěn)不滿足。4、平面外的整體穩(wěn)定性結論：平面外整穩(wěn)滿足。)27.178/408 . 01 (1082.7805. 11091

45、1020329. 01040362322N/mm215N/mm3 .1935 .1328 .60f)25. 11 (22ExxxxmxNNWMAN)27.178/4025. 11 (103 .402 . 1109110201040362322N/mm215N/mm65.23865.25820f362311082.7889. 0109111040325. 01040 xbxtxyWMAN22N/mm215N/mm8 .1893 .1285 .61f考題一、單項選擇題：每題2分，共20分1.對于碳素構造鋼來講其含碳越高，那么 。A.強度越高 B.變形才干越好C.焊接性能好 D.疲勞強度提高2.在抗剪銜接中，強度等級、直徑和數(shù)量一樣的承壓型高強度螺栓銜接比摩擦型高強度螺栓銜接( )A.承載力低,變形大B.承載力高,變形大C.承載力低,變形小D.承載力高,變形小3. 圖示工字形截面桿件，當受純彎時，其截面最大壓應力為，腹板的部分穩(wěn)定剛好滿足；假設受偏心壓力時，其截面最大壓應力也為，那么其腹