1第一章 緒論1

1、鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論學(xué)習(xí)要點學(xué)習(xí)要點 1.1.掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用范圍。掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用范圍。 2.2.了解鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和設(shè)計規(guī)范。了解鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和設(shè)計規(guī)范。 3.3.熟悉掌握鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。熟悉掌握鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。 4.4.了解鋼結(jié)構(gòu)的新發(fā)展。了解鋼結(jié)構(gòu)的新發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論 用鋼板或型鋼作為基本構(gòu)件，根據(jù)使用要求，通過焊用鋼板或型鋼作為基本構(gòu)件，根據(jù)使用要求，通過焊接、鉚接或螺栓連接等方法，按照一定規(guī)律組成的承載結(jié)接、鉚接或螺栓連接等方法，按照一定規(guī)律組成的承載結(jié)構(gòu)。構(gòu)。等等塔架鋼

2、橋鋼廠房鋼樓房網(wǎng)架桁架柱梁板構(gòu)件型鋼鋼板連接連接鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論 (1)輕質(zhì)高強；輕質(zhì)高強； (2)材質(zhì)均勻，塑性和韌性好，符合力學(xué)計算的假定；材質(zhì)均勻，塑性和韌性好，符合力學(xué)計算的假定； (3)可加工性和可焊性能好；可加工性和可焊性能好； (4)密封性好；密封性好； (5)可重復(fù)使用；可重復(fù)使用； (6)鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差；鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差； (7)鋼材耐熱但不耐火鋼材耐熱但不耐火; (8)肢寬壁薄，易失穩(wěn)；肢寬壁薄，易失穩(wěn)； (9)低溫冷脆。低溫冷脆。 鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論 1、廠房結(jié)構(gòu)：輕鋼廠房、重鋼廠房、廠房結(jié)構(gòu)

3、：輕鋼廠房、重鋼廠房 2、多層和高層建筑：旅館、公寓、辦公樓、摩天大樓、多層和高層建筑：旅館、公寓、辦公樓、摩天大樓 3、大跨結(jié)構(gòu)：體育場、會展中心、機場航站樓、大跨結(jié)構(gòu)：體育場、會展中心、機場航站樓 4、塔、桅桿高聳結(jié)構(gòu)：電視塔、微波塔、輸電塔、塔、桅桿高聳結(jié)構(gòu)：電視塔、微波塔、輸電塔 5、受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)：廠房、抗震結(jié)構(gòu)、受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)：廠房、抗震結(jié)構(gòu) 6、可拆卸結(jié)構(gòu)：工地臨時用房、腳手架、可拆卸結(jié)構(gòu)：工地臨時用房、腳手架 7 、板殼結(jié)構(gòu)：容器、油庫、高爐、管道等。、板殼結(jié)構(gòu)：容器、油庫、高爐、管道等。 8、輕型結(jié)構(gòu)：用于中小型房屋、輕型結(jié)構(gòu)：用于中小型房屋 9、鋼混組合結(jié)構(gòu)：高

4、層建筑、橋梁、鋼混組合結(jié)構(gòu)：高層建筑、橋梁 10、新型結(jié)構(gòu)：索膜結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)、張拉結(jié)構(gòu)、新型結(jié)構(gòu)：索膜結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)、張拉結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論一一、鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計 技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全適用，確保質(zhì)量技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全適用，確保質(zhì)量1、結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)方案：結(jié)構(gòu)體系，材料，構(gòu)件布置；結(jié)構(gòu)體系，材料，構(gòu)件布置；2、荷載計算荷載計算：恒、活、風(fēng)、雪、恒、活、風(fēng)、雪、吊車、吊車、地震地震等等；3、荷載組合荷載組合：恒恒+活、恒活、恒+活活+風(fēng)、恒風(fēng)、恒+活活+地震地震等，地震和風(fēng)作用的方向等，地震和風(fēng)作用的方向，吊車不同的位置，吊車不同的位置；4、

5、內(nèi)力分析內(nèi)力分析：截面估算截面估算，結(jié)構(gòu)力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈性分析，變形計算彈性分析，變形計算；5、構(gòu)件設(shè)計構(gòu)件設(shè)計：驗算兩種極限驗算兩種極限狀狀態(tài)態(tài)，優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計；6、構(gòu)造要求構(gòu)造要求：考慮制作和安裝問題，考慮不可計算考慮制作和安裝問題，考慮不可計算因素因素；7、施工詳圖施工詳圖：保證制作和安裝需求：保證制作和安裝需求。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論二二、鋼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 1、鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)：熱軋和焊接結(jié)構(gòu)：熱軋和焊接結(jié)構(gòu)，材料強度、構(gòu)件設(shè)計、連接設(shè)計、構(gòu)造要求；，材料強度、構(gòu)件設(shè)計、連接設(shè)計、構(gòu)造要求；

6、2、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范規(guī)范(GB50018-2002)：冷彎：冷彎薄壁結(jié)構(gòu)，材料強度、構(gòu)件設(shè)計、連接設(shè)計、構(gòu)造要求；薄壁結(jié)構(gòu)，材料強度、構(gòu)件設(shè)計、連接設(shè)計、構(gòu)造要求； 3、鋼結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)工程施工施工質(zhì)量驗收質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)范(GB50205-2001)：制：制作、安裝工藝和質(zhì)量控制要求作、安裝工藝和質(zhì)量控制要求； 4、鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準、鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(GB50221-95)：制作：制作和安裝質(zhì)量、精度指標(biāo)和安裝質(zhì)量、精度指標(biāo)；鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論 5、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB700-88),低合金高強度

7、結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T1591-94)：材料性能指標(biāo)；材料性能指標(biāo)； 6、建筑結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范荷載規(guī)范(GB50009-2001)：活載、風(fēng)載：活載、風(fēng)載、雪載標(biāo)準值、材料自重雪載標(biāo)準值、材料自重(實測統(tǒng)計值實測統(tǒng)計值)； 7、建筑抗震設(shè)計、建筑抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)范(GB50011-2001)：地震烈度：地震烈度、地地震作用標(biāo)準值計算、抗震設(shè)計；震作用標(biāo)準值計算、抗震設(shè)計； 8、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 (CECS102)：門：門式剛架式剛架; 9、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ99-98)：高層：高層 10、

8、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程(JGJ7-99)：網(wǎng)架：網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論滿足結(jié)構(gòu)的功能要求滿足結(jié)構(gòu)的功能要求 （1）在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各）在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；種作用； （2）在正常使用時具有良好的工作性能；）在正常使用時具有良好的工作性能； （3）在正常維護下具有足夠的耐久性能；）在正常維護下具有足夠的耐久性能； （4）在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保）在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。持必需的整體穩(wěn)定性。 1.3.1 1.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的

9、結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的安全、適用、耐久安全、適用、耐久- -可靠性可靠性經(jīng)濟合理經(jīng)濟合理鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論1.3.2 1.3.2 容許應(yīng)力設(shè)計法容許應(yīng)力設(shè)計法作用作用S S：荷載等：荷載等抗力抗力R R：材料力學(xué)性能、幾何參數(shù)、計算模式：材料力學(xué)性能、幾何參數(shù)、計算模式鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論2）荷載荷載恒載恒載(G)，活載活載(Q)，風(fēng)載風(fēng)載(W)靜載，動載，溫度靜載，動載，溫度, 沉降，地沉降，地震，可變作用，永久作用。震，可變作用，永久作用。1）使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形, 作用效應(yīng)，外部因素作用效應(yīng)，外部因素；

10、(1)(1)作用（作用（S S）鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論(2)(2)抗力（抗力（R R）1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)承受作用的能力承受作用的能力，結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性；2）與與結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式、尺寸、材料形式、尺寸、材料性能性能有關(guān)。有關(guān)。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足：結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足：1.3.2 1.3.2 容許應(yīng)力設(shè)計法容許應(yīng)力設(shè)計法ddSRS S和和R R隨機變量，隨機變量，dSkSSdkRR/RSkkRS/RS荷載效應(yīng)分項系數(shù)；荷載效應(yīng)分項系數(shù)；R抗力效應(yīng)分項系數(shù)；抗力效應(yīng)分項系數(shù)；（3.13.1）（3.23.2）鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)

11、原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準（建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準（CB500682001）為準則，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（為準則，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB5007-2003）中除疲勞計算外）中除疲勞計算外，均采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，用分項，均采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，用分項系數(shù)表達式進行計算。系數(shù)表達式進行計算。 1.3.4 1.3.4 我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的設(shè)計方法我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的設(shè)計方法鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論1、設(shè)計使用年限、設(shè)計使用年限 定義：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修即可按其預(yù)定目定義：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)

12、件不需進行大修即可按其預(yù)定目的使用的設(shè)計規(guī)定時期；的使用的設(shè)計規(guī)定時期； 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準（建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準（CB500682001）規(guī)定規(guī)定4種期限：種期限： (1)臨時性結(jié)構(gòu)：臨時性結(jié)構(gòu)：5年；年； (2)易于替換的結(jié)構(gòu)：易于替換的結(jié)構(gòu)：25年；年； (3)普通房屋或構(gòu)筑物：普通房屋或構(gòu)筑物：50年；年； (4)紀念性建筑或特別主要的建筑結(jié)構(gòu)：紀念性建筑或特別主要的建筑結(jié)構(gòu)：100年；年；鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第1 1章章 緒論緒論2、可靠度、可靠度 定義：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定義：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。定

13、功能的概率。（1）設(shè)計基準期內(nèi)（設(shè)計基準期內(nèi)（一般一般5050年年），），（2）安全性安全性( (S2%) ，鋼鋼(2%C0.05%) ，熟鐵，熟鐵(C 10。4 4、伸長率、伸長率%10000llld5 5、斷面收縮率：塑性指標(biāo)、斷面收縮率：塑性指標(biāo)%100AAA00鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能三、鋼材的其它性能三、鋼材的其它性能 1. 1.冷彎冷彎性能性能(cold bending behavior)冷彎角冷彎角a、加工性能，塑性變加工性能，塑性變性能力，材質(zhì)均勻性性能力，材質(zhì)均勻性，a=180度合格。度合格。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)

14、構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能2 2. .沖擊沖擊韌性韌性(impact toughness)沖擊功沖擊功Akv 抗脆斷抗脆斷(brittle fracture)、抗動載能力。、抗動載能力。Akv= =27J或或34J合格，常溫合格，常溫(20)和低溫和低溫(0，-20，-40) 試驗。試驗。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能一、化學(xué)成分的影響一、化學(xué)成分的影響鋼（鋼（C2%的鐵）的鐵）1、碳（、碳（C）：）： 鋼的強度主要來源于滲碳體（鋼的強度主要來源于滲碳體（Fe3C）和珠光體（滲碳體）和珠光體（滲

15、碳體和純鐵體的混合物），含和純鐵體的混合物），含C量增加量增加 ，塑性，韌性，冷彎，塑性，韌性，冷彎性能，可焊性及抗蝕能力都降低性能，可焊性及抗蝕能力都降低和雜質(zhì)合金低合金鋼：和雜質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：C%)3(Fe1%N)P,O,S,Mn;Si,(C,C99%Fe鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能 建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼C0.22%，焊接結(jié)構(gòu)，焊接結(jié)構(gòu)C0.2%。2、錳（、錳（Mn）：）： 錳是有益元素，弱脫氧劑。適量的錳含量可以有效地錳是有益元素，弱脫氧劑。適量的錳含量可以有效地提高鋼材的強度，而不顯著降低鋼材的塑性和韌性。提高鋼材的強度

16、，而不顯著降低鋼材的塑性和韌性。但含量過高將使鋼材變脆，降低鋼材的抗銹蝕性和可但含量過高將使鋼材變脆，降低鋼材的抗銹蝕性和可焊性。低合金鋼中含錳量焊性。低合金鋼中含錳量0.8%-1.8%2C%6 . 0%6 . 0C%25. 0%25. 0C高碳鋼：中碳鋼：低碳鋼：鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能3硅（硅（Si）：）： Si是有益元素，強脫氧劑。適量的硅可提高鋼材的強是有益元素，強脫氧劑。適量的硅可提高鋼材的強度，而對塑性、韌性、冷彎性能和可焊性無明顯不良影度，而對塑性、韌性、冷彎性能和可焊性無明顯不良影響，但硅含量過大（響，但硅含量過大

17、（1）時，會降低鋼材的塑性、韌）時，會降低鋼材的塑性、韌性、抗銹蝕性和可焊性。鎮(zhèn)靜鋼性、抗銹蝕性和可焊性。鎮(zhèn)靜鋼0.12%-0.3%，低合金鋼，低合金鋼0. 2%-0.55%4. 硫（硫（S）：）： 硫是一種有害元素，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、硫是一種有害元素，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗銹蝕性等，在高溫時使鋼材變脆，即熱脆。鋼材中硫抗銹蝕性等，在高溫時使鋼材變脆，即熱脆。鋼材中硫的含量的含量0.05，焊接結(jié)構(gòu)中，焊接結(jié)構(gòu)中0.045%。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能5、磷（、磷（P）：）： 磷也是一種有害元素，雖磷可提高鋼材強

18、度和抗磷也是一種有害元素，雖磷可提高鋼材強度和抗銹蝕性，但嚴重降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、冷銹蝕性，但嚴重降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、冷彎性能等，特別是在低溫時使鋼材變脆，即冷脆。鋼彎性能等，特別是在低溫時使鋼材變脆，即冷脆。鋼材中一般材中一般P0.045%。6、氧（、氧（O）和氮（）和氮（N）: 氧和氮都是有害雜質(zhì)。氧和氮都是有害雜質(zhì)。 O與與S類似，使鋼熱脆，類似，使鋼熱脆，O0.05； N與與P類似，使鋼冷脆，類似，使鋼冷脆，NT（沸）（沸） T（合金鋼）（合金鋼） T（碳素鋼）（碳素鋼）受力性質(zhì)：受力性質(zhì)：T（拉伸）（拉伸） T（彎曲）（彎曲）缺口型式：三種缺口型式缺口型式：三種缺

19、口型式T值均不相同值均不相同取樣方法：垂直時取樣方法：垂直時T值值 平行時平行時T值，值， 鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能2.5 2.5 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下鋼材的屈服條件復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下鋼材的屈服條件 第四強度理論(Mises yieid condition) 鋼材處于彈性狀態(tài)； 鋼材處于塑性狀態(tài)。 剪切屈服2222223zsxyzxyxzzyxyzyxzyfsssss ss ss s22212233112zsyfsssssssyzsfsyzsfs223zsyfss/3yf鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材

20、料及其性能及其性能鋼材在各種作用下會發(fā)生兩種破壞形式：鋼材在各種作用下會發(fā)生兩種破壞形式： 1、塑性破壞：破壞斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗，持、塑性破壞：破壞斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗，持續(xù)時間長，后果不嚴重。續(xù)時間長，后果不嚴重。 2、脆性破壞：破壞的斷口平齊并呈有光澤的晶粒、脆性破壞：破壞的斷口平齊并呈有光澤的晶粒狀，破壞突然無預(yù)兆，后果嚴重。狀，破壞突然無預(yù)兆，后果嚴重。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能影響鋼材脆斷的因素：影響鋼材脆斷的因素： 1、鋼材的質(zhì)量；、鋼材的質(zhì)量；2、鋼材的厚度；、鋼材的厚度；3、加荷速度；、加荷速度；4、應(yīng)力性質(zhì)和

21、大小；、應(yīng)力性質(zhì)和大??；5、最低使用溫度；、最低使用溫度；6、連接方法；、連接方法；7、應(yīng)力集中程度。、應(yīng)力集中程度。 裂紋！裂紋！鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能措施：措施： 1、低溫地區(qū)：材質(zhì)、焊縫；、低溫地區(qū)：材質(zhì)、焊縫； 2、避免應(yīng)力集中；、避免應(yīng)力集中； 3、避免突然受力；、避免突然受力；鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能脆性斷裂脆性斷裂 1、厚板；、厚板； 2、Z向性能；向性能；鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能一、疲勞

22、破壞的特征一、疲勞破壞的特征、高周疲勞：常幅交變荷載、高周疲勞：常幅交變荷載(常幅疲勞破壞常幅疲勞破壞) 變幅交變荷載變幅交變荷載(變幅疲勞破壞變幅疲勞破壞)、疲勞破壞的特征：、疲勞破壞的特征：（）突然性：脆性斷裂（）突然性：脆性斷裂（）疲勞破壞的斷口與一般脆性（）疲勞破壞的斷口與一般脆性 斷口不同：裂紋源、裂紋擴展斷口不同：裂紋源、裂紋擴展 區(qū)、斷裂區(qū)區(qū)、斷裂區(qū)（）疲勞對缺陷敏感：應(yīng)力集中（）疲勞對缺陷敏感：應(yīng)力集中 鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能二二. . 常幅疲勞常幅疲勞 (1)(1)應(yīng)力循環(huán)特征：應(yīng)力循環(huán)特征： 應(yīng)力比應(yīng)力比 (

23、2) (2)應(yīng)力幅：應(yīng)力幅： 焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu) (3) (3)疲勞壽命（致?lián)p循環(huán)次數(shù)）疲勞壽命（致?lián)p循環(huán)次數(shù)） (4) (4)疲勞驗算疲勞驗算 minmax/ssmaxmin0.7sssmaxminsss非焊接結(jié)構(gòu)非焊接結(jié)構(gòu)1Cnsss 鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能構(gòu)件的構(gòu)件的連接類連接類型型1 12 23 34 45 56 67 78 8c c1010121219401940861861 3.263.262.182.181.471.470.960.960.650.650.410.414 44 43 33 33 33 33 33 3參

24、數(shù)參數(shù)C C和和取值取值鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能三、變幅疲勞三、變幅疲勞 一般計算方法：一般計算方法： 吊車梁：吊車梁： 對于重級工作制（對于重級工作制（A6A6、A7A7、A8A8級）吊車梁和重級、中級工作制級）吊車梁和重級、中級工作制（A4A4、A5A5級）的吊車桁架，規(guī)范規(guī)定其疲勞可作為常幅疲勞按下級）的吊車桁架，規(guī)范規(guī)定其疲勞可作為常幅疲勞按下式計算：式計算： 變幅疲勞的最大應(yīng)力幅；變幅疲勞的最大應(yīng)力幅； 中、重級吊車荷載折算成中、重級吊車荷載折算成 時的欠載效應(yīng)時的欠載效應(yīng)等效系數(shù)，根據(jù)對國內(nèi)吊車荷載譜的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果，等

25、效系數(shù)，根據(jù)對國內(nèi)吊車荷載譜的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果，重級工作制硬鉤吊車為重級工作制硬鉤吊車為1.01.0，重級工作制軟鉤吊車為，重級工作制軟鉤吊車為0.80.8，中級工作制吊車為，中級工作制吊車為0.50.5。62 10fass fa62 10n ess 鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能一、建筑用鋼材的種類一、建筑用鋼材的種類 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和和Q275等等五種，五種，Q235是鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材之一，是鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材之一，Q表示屈服點。表示屈服點。 質(zhì)量等級：質(zhì)量等級：

26、A、B、C、D四級，不同質(zhì)量等級鋼對化學(xué)四級，不同質(zhì)量等級鋼對化學(xué)成分和力學(xué)性能的要求不同。成分和力學(xué)性能的要求不同。 A級：無沖擊功規(guī)定，對冷彎試驗只在需方有要求時才級：無沖擊功規(guī)定，對冷彎試驗只在需方有要求時才進行，其碳、錳、硅含量也可以不作為交貨條件；進行，其碳、錳、硅含量也可以不作為交貨條件； B級、級、C級、級、D級：分別要求保證級：分別要求保證20、0、-20時夏時夏比比V形缺口沖擊功形缺口沖擊功Akv27J （縱向），都要求提供冷彎（縱向），都要求提供冷彎試驗的合格保證，以及碳、錳、硅、硫和磷等含量的試驗的合格保證，以及碳、錳、硅、硫和磷等含量的保證。保證。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)

27、原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能 沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼分別用漢字拼沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼分別用漢字拼音字首音字首F、Z、b和和TZ表示。表示。 Q235：A、B級鋼可以是級鋼可以是Z、b或或F； C級鋼只能是級鋼只能是Z； D級鋼只能是級鋼只能是TZ。Z和和TZ可以省略不寫?？梢允÷圆粚?。2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等。等。 質(zhì)量等級：質(zhì)量等級：A、B、C、D、E級，屈服強度，極限強度，級，屈服強度，極限強度，延伸率和冷彎試驗等力學(xué)性能及延伸率和冷彎試驗等力學(xué)性能及C

28、，Mn，Si，S，P，V，Al，和，和Fe等化學(xué)元素含量的保證都要在供方交貨等化學(xué)元素含量的保證都要在供方交貨時提供。所增加的時提供。所增加的E級要求提供級要求提供-40時夏比時夏比形缺口形缺口沖擊功沖擊功 Akv27J （縱向）。不同質(zhì)量等級對碳、硫、（縱向）。不同質(zhì)量等級對碳、硫、磷、鋁的含量要求也有區(qū)別。磷、鋁的含量要求也有區(qū)別。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能3、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 有害元素均不大于有害元素均不大于0.035%，普通含錳量鋼和較高含錳，普通含錳量鋼和較高含錳量鋼。量鋼。45Mn，平均含碳量為，平均含碳量

29、為0.45%(萬分數(shù)萬分數(shù))4、其它建筑用結(jié)構(gòu)鋼、其它建筑用結(jié)構(gòu)鋼 Z向鋼、耐候鋼、鑄鋼等向鋼、耐候鋼、鑄鋼等鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能二、鋼材的規(guī)格二、鋼材的規(guī)格1 1、鋼板、鋼板 鋼板有薄鋼板（厚度鋼板有薄鋼板（厚度0.350.354mm4mm）、厚鋼板（厚度）、厚鋼板（厚度4.5 4.5 60mm60mm）、特厚板（板厚）、特厚板（板厚60mm60mm）和扁鋼（厚度）和扁鋼（厚度4 460mm60mm，寬度為，寬度為1212200mm200mm）等。如）等。如4504508 831003100， 4504508 8。 2 2、

30、熱軋型鋼、熱軋型鋼 鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼是角鋼、工字形鋼、槽鋼和鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼是角鋼、工字形鋼、槽鋼和H H型鋼、鋼管等。型鋼、鋼管等。（1 1）角鋼）角鋼 如如L63L635 5， L100L10080808 8。（2 2）工字鋼）工字鋼 如如I20aI20a，b b，c c，a a類：腹板最薄、冀緣最窄；類：腹板最薄、冀緣最窄； b b類：腹板較厚、冀緣較寬；類：腹板較厚、冀緣較寬； c c類：腹板最厚、冀緣最寬。類：腹板最厚、冀緣最寬。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能 如如l20a輕型工字鋼比普通工字鋼的冀緣寬而薄，腹板輕型工字鋼比普

31、通工字鋼的冀緣寬而薄，腹板 亦薄。亦薄。（3）槽鋼）槽鋼 如匚如匚20a，匚，匚20b，匚，匚22c等。等。（4）H型鋼型鋼 H型鋼分熱軋和焊接兩種。型鋼分熱軋和焊接兩種。 熱軋熱軋H型鋼有寬翼緣（型鋼有寬翼緣（HW）、中翼緣（）、中翼緣（HM）、窄翼緣）、窄翼緣（HN）和）和H型柱（型柱（HP）等四類。如）等四類。如HW250250914、HM294 200812。 焊接焊接H型鋼，如型鋼，如 H3502501016。（5）鋼管）鋼管 無縫鋼管外徑為無縫鋼管外徑為32630，如如2735。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能注：普通鋼結(jié)構(gòu)的

32、受力構(gòu)件最小要求：注：普通鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件最小要求：t5mm（鋼板），（鋼板），壁厚壁厚t3mm鋼管，截面大小鋼管，截面大小L454，L56364的角鋼。的角鋼。3、冷彎薄壁型鋼、冷彎薄壁型鋼壓型鋼板，壓型鋼板，C型鋼，型鋼，Z型鋼等。型鋼等。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能三、鋼材的選用三、鋼材的選用 1、選用鋼材的原則、選用鋼材的原則 安全可靠，滿足使用功能，經(jīng)濟。安全可靠，滿足使用功能，經(jīng)濟。 （1）結(jié)構(gòu)的重要性（安全等級）結(jié)構(gòu)的重要性（安全等級） （2）荷載的性質(zhì)（動，靜）荷載的性質(zhì)（動，靜） （3）連接方法（焊接和非焊接結(jié)構(gòu)）連

33、接方法（焊接和非焊接結(jié)構(gòu)） （4）結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境（溫度，腐蝕）結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境（溫度，腐蝕） （5）鋼材厚度）鋼材厚度鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能2、鋼材選用建議、鋼材選用建議 （1）、承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用）、承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235、Q345、Q390和和Q420鋼鋼材，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準材，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼CB700和和低低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼合金高強度結(jié)構(gòu)鋼CBT1591的規(guī)定。的規(guī)定。 （2）、對）、對Q235鋼宜選用鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，下列情況的承重鋼宜選用鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，下列情況的承

34、重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件不應(yīng)采用結(jié)構(gòu)和構(gòu)件不應(yīng)采用Q235沸騰鋼：沸騰鋼： 1）焊接結(jié)構(gòu)：）焊接結(jié)構(gòu)： a、直接承受動力荷載或振動荷載且需要驗算疲勞的結(jié)構(gòu)。直接承受動力荷載或振動荷載且需要驗算疲勞的結(jié)構(gòu)。 b、工作溫度低于、工作溫度低于-20時的直接承受動力荷載但可不驗算疲時的直接承受動力荷載但可不驗算疲勞的結(jié)構(gòu)以及承受靜力荷載的受彎及受拉的重要承重結(jié)構(gòu)。勞的結(jié)構(gòu)以及承受靜力荷載的受彎及受拉的重要承重結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能 c、工作溫度不高于、工作溫度不高于-30的所有承重結(jié)構(gòu)的所有承重結(jié)構(gòu) 2）工作溫度不高于）工作溫度不高于-20直

35、接承受動力荷載且需要直接承受動力荷載且需要驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)。驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)。 工作溫度：指結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度，對非采暖房屋工作溫度：指結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度，對非采暖房屋可取為室外空氣溫度，即現(xiàn)行國家標(biāo)準可取為室外空氣溫度，即現(xiàn)行國家標(biāo)準采暖通風(fēng)和空采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GBJ 19中所列出的最低日平均溫度，中所列出的最低日平均溫度，對采暖房屋內(nèi)的結(jié)構(gòu)可提高對采暖房屋內(nèi)的結(jié)構(gòu)可提高10采用。采用。 （3）承重結(jié)構(gòu)：）承重結(jié)構(gòu)： 抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。焊接承保證，對

36、焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材還應(yīng)具有冷彎重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。試驗的合格保證。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能 （4）對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)鋼材，應(yīng)具有常）對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)當(dāng)-20T0時：時：Q235，Q345，0沖擊韌性合格保證沖擊韌性合格保證 Q390，Q420，-20沖擊韌性合格保證沖擊韌性合格保證當(dāng)當(dāng)T-20時：時：Q235，Q345，-20沖擊韌性合格保證沖擊韌性合格

37、保證 Q420，-40沖擊韌性合格保證沖擊韌性合格保證 （5）對于需要驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具）對于需要驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)當(dāng)T-20時，時，Q235，Q345，0沖擊韌性合格保證沖擊韌性合格保證 Q390，Q420，-20沖擊韌性合格保證沖擊韌性合格保證 （6）Q不小于不小于50t的中級工作制吊車梁，沖擊韌性要的中級工作制吊車梁，沖擊韌性要求應(yīng)與需要驗算疲勞的構(gòu)件相同。求應(yīng)與需要驗算疲勞的構(gòu)件相同。鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料及其性能及其性能 (7)當(dāng)焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的

38、層狀撕裂而采用當(dāng)焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時，其向鋼時，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準厚度方向性能鋼板厚度方向性能鋼板GBT5313的規(guī)定。的規(guī)定。 (8)對處于外露環(huán)境，且對大氣腐蝕有特殊要求或在腐蝕性氣對處于外露環(huán)境，且對大氣腐蝕有特殊要求或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準合現(xiàn)行國家標(biāo)準焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼GBT4172的規(guī)定。的規(guī)定。1.1.了解鋼結(jié)構(gòu)連接的種類及各自的特點；了解鋼結(jié)構(gòu)連接的種類及各自的特點；2.2.了解焊接連接的工作性

39、能，了解焊接連接的工作性能，掌握焊接連接的計算掌握焊接連接的計算方法及構(gòu)造要求；方法及構(gòu)造要求；3.3.了解焊接應(yīng)力和焊接變形產(chǎn)生的原因及其對結(jié)構(gòu)了解焊接應(yīng)力和焊接變形產(chǎn)生的原因及其對結(jié)構(gòu)工作的影響；工作的影響；4.4.了解螺栓連接的工作性能，了解螺栓連接的工作性能，掌握螺栓連接的計算掌握螺栓連接的計算和構(gòu)造要求。和構(gòu)造要求。第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法及其應(yīng)用連接方法連接方法連接方法第二節(jié) 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級一、焊接方法3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級 焊機導(dǎo)線熔池焊條焊鉗保護氣體焊件電弧手工電弧焊3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級、焊絲轉(zhuǎn)盤送

40、絲器焊劑漏斗焊劑熔渣焊件埋弧自動焊A、焊絲的選擇應(yīng)與焊件等強度。 B、優(yōu)點：自動化程度高，焊接速度快，勞動強度低，焊接質(zhì)量好。 缺點：設(shè)備投資大，施工位置受限等。 電流通過焊件接觸點表面產(chǎn)生的熱量來電流通過焊件接觸點表面產(chǎn)生的熱量來熔化金屬，再通過壓力使其焊合。熔化金屬，再通過壓力使其焊合。3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級 采用裸焊絲后改用從焊槍中噴出的氣體以采用裸焊絲后改用從焊槍中噴出的氣體以保護施焊過程中的電弧、溶池和高溫焊縫保護施焊過程中的電弧、溶池和高溫焊縫金屬，即用保護氣體代替焊劑。金屬，即用保護氣體代替焊劑。3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級1.按相對位置分: 搭接對接T型連

41、接 角部連接二、焊縫的連接形式 （1）對接焊縫正對接焊縫（2）角焊縫T型對接焊縫斜對接焊縫3.按施焊位置分： a)焊條俯焊(平焊)d)仰焊b)立焊c)橫焊焊條導(dǎo)線施焊時的轉(zhuǎn)架示意(a)(b)上翼緣下翼緣腹板焊縫3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級三、焊縫符號及標(biāo)注方法3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級塞焊縫鋼板角焊縫角鋼(a)焊縫符號和代號3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級焊縫符號和代號3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級焊縫符號和代號3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級四、焊縫質(zhì)量等級3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級 I級：直接動載下受拉、受彎對接焊縫外觀檢查，超聲波檢查級：直接動載

42、下受拉、受彎對接焊縫外觀檢查，超聲波檢查(100%) II級：靜載、間接動載下受拉、受彎對接焊縫外觀檢查，超聲級：靜載、間接動載下受拉、受彎對接焊縫外觀檢查，超聲波抽查波抽查(20%) III級：角焊縫、靜載下一般對接焊縫外觀檢查級：角焊縫、靜載下一般對接焊縫外觀檢查 注：注：對于對于III級焊縫，強度是母材的級焊縫，強度是母材的0.85倍倍。3.2 焊接方法、焊縫形式和質(zhì)量等級第三節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造和計算3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算一、對接焊縫的構(gòu)造 按形狀分：直縫，斜縫 （一）分類 按剖口形式分 采用何種縫主要取決于被焊構(gòu)件的厚度 C=0.52mm（a）C=23mm（C）p（d）C=34m

43、mpC=34mmp（e）C=34mmp（f）C=23mm（b） I形焊縫；(b) 單邊V形焊縫(c) V形焊縫；(d) U形焊縫；(e) K 形焊縫；(f) X形焊縫3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算優(yōu)點： 1）用料經(jīng)濟； 2）傳力均勻平緩，沒有明顯應(yīng)力集中； 3）易受動荷 缺點： 1）焊件邊緣需剖口加工； 2）施工時，焊件需保持一定間隙，工藝較復(fù)雜。（二）對接焊縫的特點（相對于角焊縫而言）（三）構(gòu)造要求引弧板引出板引弧板：對接焊縫的起弧和落弧點，常因不能熔透而出現(xiàn)焊口，形成類裂紋和應(yīng)力集中。為消除焊口影響，焊接時，可將焊縫的起點和終點延伸至引弧板，焊后引弧板切除。使用在工廠焊接和承受動力荷載的結(jié)構(gòu)

44、。計算有區(qū)別。不設(shè) lwl2t 3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算不同寬度和厚度的對接焊縫構(gòu)造焊縫剖口形式按較薄焊件厚度確定直接承受動力荷載且需要進行疲勞計算，取1：4目的：截面過渡和緩，避免應(yīng)力集中厚度不大于4，焊縫表面的斜度已滿足和緩過渡的要求避免厚度改變，鋼板切削費事3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算二、對接焊縫的計算 對接焊縫可視作焊件的一部分，故對接焊縫可視作焊件的一部分，故其計算方法與其計算方法與構(gòu)件強度計算相同。構(gòu)件強度計算相同。 一級、二級焊縫與母材等強，一級、二級焊縫與母材等強，3級為抗拉強度級為抗拉強度85%，僅，僅三級焊縫需進行強度驗算三級焊縫需進行強度驗

45、算 對接焊縫的焊縫對接焊縫的焊縫計算長度計算長度 設(shè)有引弧板：設(shè)有引弧板：取實際長度取實際長度 未設(shè)引弧板：未設(shè)引弧板：實際長度實際長度-2t t為對接焊件的較小板厚或為對接焊件的較小板厚或T型連接的腹板厚型連接的腹板厚二、對接焊縫的計算l 不用引弧板時，lw=原長2t l N：軸心拉力或壓力l ftw，fcw：分別為對接焊縫的抗拉、抗壓強度設(shè)計值。l ftw ：對接焊縫的抗拉、抗壓強度設(shè)計值（表42）。wl(4 1)wtwwcNfl tfs或（一）軸心受力的對接焊縫NNlwt3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算（二）斜向受力的對接焊縫 wwtcwNffltssin或或wvwNfl tcosNNtNs

46、inNcoslw3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算（三）剪力和彎矩共同作用的對接焊縫 矩形截面 2(46 -2) wtwwMMfWl tsmax3 (4-3 2)wwvwwVSVfI tl tmaxlwtMV3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算MV1焊縫截面對于焊縫的max和max應(yīng)滿足式(4-2)和(4-3)要求；max11max對于翼緣與腹板交接點焊縫（1點），其折算應(yīng) 力尚應(yīng)滿足下式要求：221131.(44)1wtfs1.1考慮最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)的強度增大系數(shù)。工字型截面 3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算【例】計算工字型截面牛腿與鋼柱連接的對接焊縫強度。F550kN（設(shè)計值），偏心矩e300mm。

47、鋼材為Q235-B，焊條為E43型，手工焊。焊縫為三級檢驗標(biāo)準。上下翼緣加引弧板施焊。2601638016eF1max1max1123.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算622max4165 1020689.2N/mm185N/mm22 38100 10wtxMhfIs3max42550 10(260 16 198 190 12 190/2) 38100 1012=125.112 5N/mmxwwvVSI tf【解】 對接焊縫的計算截面與牛腿的截面相同，因而324x11.2 382 1.6 26 19.838100cm12I 3x126 1.6 19.8824cmS550kN, 550 0.3165kN

48、 mVFM最大正應(yīng)力：最大剪應(yīng)力：2601638016eF1max1max112222221123823 99190N/mm 1.1 185204N/m ms21max19082N/mm206ss332114550 10824 1099N/mm38100 1012xwVSI t上翼緣和腹板交接1點的正應(yīng)力：1點剪應(yīng)力：驗算1點的折算應(yīng)力：2601638016eF1max1max1123.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算一、角焊縫的構(gòu)造 （一）角焊縫的形式按角度分 l直角角焊縫 hehfhf普通型hehf1.5hf平坦型hehfhf凹面型第四節(jié) 角焊縫的構(gòu)造和計算3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算一、角焊縫的構(gòu)

49、造 （一）角焊縫的形式按角度分 hfhfhfhfhfhf(d)(e)(f)l斜角角焊縫 對于135o或60o斜角角焊縫,除鋼管結(jié)構(gòu)外,不宜用作受力焊縫。3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算按焊縫與受力之間的位置分 NN（1）側(cè)面角焊縫（側(cè)焊縫） 焊縫長度方向與作用力方向平行的焊縫（2）正面角焊縫（端焊縫） 焊縫長度方向與作用力方向垂直的焊縫3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（二）角焊縫的構(gòu)造3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（1）焊腳尺寸最小焊腳尺寸hf,min 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算最大焊腳尺寸hf,max （1）焊腳尺寸 目的：避免焊穿較薄焊件。 規(guī)定：tt1hf 板件邊緣的角焊縫應(yīng)滿足： 當(dāng) t6mm時，hf

50、,maxt； 當(dāng) t6mm時，hf,maxt-(12)mm；hft1thf,max1.2t1 （不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍（鋼管結(jié)構(gòu)除外）3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（2）計算長度 最小長度 最大長度 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（3）搭接連接的構(gòu)造要求 當(dāng)板件端部僅采用兩條側(cè)面角焊縫連接時： A、為了避免應(yīng)力傳遞的過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力 不均，規(guī)范規(guī)定：wlbB、為了避免焊縫橫向收縮時引起板件的拱曲太大，規(guī)范規(guī)定：111161219012bt tmmmm tmm（）或（）bwl3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算 C. 當(dāng)角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，應(yīng)作2hf的繞 角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。bwl

51、2hf2551且且t t1t2（3）搭接連接的構(gòu)造要求3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算部位部位 項目項目 構(gòu)構(gòu) 造造 要要 求求 備備 注注 焊腳焊腳尺寸尺寸 hf 上限上限 ；對板邊：；對板邊： t1為較薄焊件厚為較薄焊件厚 下限下限 ；當(dāng)；當(dāng) t2為較厚焊件厚對自動焊為較厚焊件厚對自動焊可減可減1mm；對單面；對單面T型型焊應(yīng)加焊應(yīng)加1mm 焊縫焊縫長度長度 lw 上限上限 （受動力荷載）；（受動力荷載）； （其他情況）；（其他情況）； 內(nèi)力沿側(cè)縫全長均勻分內(nèi)力沿側(cè)縫全長均勻分布者不限布者不限 下限下限 8hf或或 40mm，取兩者最大值，取兩者最大值 端部僅端部僅有兩側(cè)有兩側(cè)面角焊面角焊縫連接

52、縫連接 長度長度 lw 距離距離 l0 t為較薄焊件厚為較薄焊件厚 端部端部 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)角處加焊一段長度轉(zhuǎn)角處加焊一段長度 2hf （兩面?zhèn)瓤p時）或用三（兩面?zhèn)瓤p時）或用三面圍焊面圍焊 轉(zhuǎn)角處焊縫須連轉(zhuǎn)角處焊縫須連續(xù)施焊續(xù)施焊 搭接搭接連接連接 搭接最搭接最小長度小長度 5t1或或 25mm，取兩者最大值，取兩者最大值 t1 為較薄焊件厚為較薄焊件厚度度 hf,max1.2t1t6，hf,maxt；t6，hf,maxt-(12)max1.5fht4ftht時，40fh60fhwlbbwl111161219012bt tmmmm tmm（）或（）二、角焊縫的計算 基本假定:計算時,規(guī)定在焊縫截

53、面上的最小截面為計算截面.直角:2cosafehh fehh7 . 03.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（一）角焊縫的應(yīng)力狀態(tài)和強度側(cè)焊縫的受力特點受剪力為主，剪應(yīng)力沿焊縫長度兩端大中間小，端部先破壞。A. 應(yīng)力分析剪應(yīng)力fNlwN3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（一）角焊縫的應(yīng)力狀態(tài)和強度側(cè)焊縫的受力特點B. 破壞形式3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算端焊縫的受力特點A. 應(yīng)力分析正面角焊縫受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴重，焊縫根部應(yīng)力集中引起開裂。NNlw3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算端焊縫的受力特點B. 破壞形式焊縫拉壞焊縫剪壞焊縫斷裂3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（二）角焊縫的強度條件的基本表達式 1、試驗表明，直角角焊縫的

54、破壞常發(fā)生在喉部，故通常將45o截面作為計算截面，作用在該截面上的應(yīng)力如下圖所示：hfhehh1h2deh-焊縫厚度、h1熔深h2凸度、d焊趾、e焊根helws3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算 2223()3(49)wffhelwshfhehh1h2de3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算(48)yfewNhl(47)xfewNhlsNNxNy2fssffhelw45O45Ohf= f3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算2223322ffwfffss將(4-7)、(4-8)式，代入(4-9)式得：32f：令1.22 得22fwffffsf正面角焊縫強度增大系數(shù)； 靜載時取1.22，動載時取1.0。(4 10)2223(

55、)3wff3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算（三）軸心力作用時的角焊縫計算1. 力垂直于焊縫長度方向時（即端縫） wfffewNfhls s 2. 當(dāng)力平行于焊縫長度方向時（即側(cè)縫） wffewNfhlNNNN(4 11)(4 12)3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算3. 共同作用下,ffs s 22fwffffs s 1 0.f動力荷載、斜角角焊縫： 4. 當(dāng)焊縫方向復(fù)雜時 wfewNfhl 1 22.f(4 13)(4 14)3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算5. 角鋼用角焊縫連接 121122NNNNk NNk N k1，k2為肢尖，肢背力的分配系數(shù)，表43 角鋼側(cè)縫連接Ne1e2bN1N2xxlw1lw23.4 角焊縫的構(gòu)造和計算3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算角鋼三面圍焊123NNNN 33wfewfNhlf 1132231212Nk NNNk NN Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw25. 角鋼用角焊縫連接 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計算角鋼L型圍焊 20N 22332122Nk NNNk N 11312121212122Nk NNk Nk Nk Nk NkkN5. 角鋼用角焊縫連接 Ne1e2bN1xxN3