第八章_鋼結(jié)構(gòu)

1、鋼 結(jié) 構(gòu)梁連接于柱的側(cè)面梁連接于柱的側(cè)面第八章第八章 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍1.1.大跨度結(jié)構(gòu)大跨度結(jié)構(gòu)2.2.重型廠房結(jié)構(gòu)重型廠房結(jié)構(gòu)3.3.受動(dòng)力荷載影響的結(jié)受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)構(gòu)4.4.可拆卸的結(jié)構(gòu)可拆卸的結(jié)構(gòu)5.5.高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑6.6.容器和其他構(gòu)筑物容器和其他構(gòu)筑物7.7.輕型鋼結(jié)構(gòu)輕型鋼結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一、鋼結(jié)構(gòu)的材料一、鋼結(jié)構(gòu)的材料（一）鋼材（一）鋼材低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼。低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼。(1)鋼材的種類(lèi)和牌號(hào)鋼材的種類(lèi)和牌號(hào) 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母的牌號(hào)由代表屈

2、服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)的數(shù)值、屈服點(diǎn)的數(shù)值（N/mm2）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成。如序組成。如Q235AF表示屈服強(qiáng)度為表示屈服強(qiáng)度為235Nmm2的的A級(jí)沸級(jí)沸騰鋼；騰鋼；Q235-Bb表示屈服強(qiáng)度為表示屈服強(qiáng)度為235Nmm2的的B級(jí)半鎮(zhèn)靜鋼；級(jí)半鎮(zhèn)靜鋼；Q235-C表示屈服強(qiáng)度為表示屈服強(qiáng)度為235Nmm2的的C級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 低合金鋼是在冶煉過(guò)程中添加一種或幾種少量低合金鋼是在冶煉過(guò)程中添加一種或幾種少量合金元素，其總量低于合金元素，其總量低于5的鋼材。其牌號(hào)與碳素的鋼材。其牌

3、號(hào)與碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的表示方法相同，常用的低合金鋼有結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的表示方法相同，常用的低合金鋼有Q345、Q390、Q420等。等。低合金鋼的脫氧方法為低合金鋼的脫氧方法為鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼或或特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼。 Q345-B表示屈服強(qiáng)度為表示屈服強(qiáng)度為345Nmm2的的B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼；級(jí)鎮(zhèn)靜鋼；Q390D表示屈服強(qiáng)度為表示屈服強(qiáng)度為390Nmm2的的D級(jí)特殊級(jí)特殊鎮(zhèn)靜鋼。鎮(zhèn)靜鋼。 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼都可以采取適當(dāng)?shù)臒崽妓亟Y(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼都可以采取適當(dāng)?shù)臒崽幚硖幚?如調(diào)質(zhì)處理如調(diào)質(zhì)處理)進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。例如用于制進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。例如用于制造高強(qiáng)度螺栓的造高強(qiáng)度螺栓的45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼以及號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼

4、以及40硼硼（40B）、）、20錳鈦硼（錳鈦硼（20MnTiB）就是通過(guò)調(diào)質(zhì)）就是通過(guò)調(diào)質(zhì)處理提高強(qiáng)度的。處理提高強(qiáng)度的。 （2）鋼材的規(guī)格）鋼材的規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要為熱軋成型的鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要為熱軋成型的鋼板、型鋼板、型鋼，鋼，以及冷彎成型的以及冷彎成型的薄壁型鋼薄壁型鋼等。等。鋼板鋼板 鋼板有薄鋼板（厚度鋼板有薄鋼板（厚度0.354mm）、厚鋼板）、厚鋼板（厚度（厚度4.560mm）、特厚板（板厚）、特厚板（板厚60mm）和扁鋼和扁鋼(厚度厚度460mm，寬度為，寬度為12200mm)等。等。鋼板用鋼板用“寬寬厚厚長(zhǎng)長(zhǎng)”或或“寬寬厚厚”表示，表示，單位為單位為mm，如，如45083

5、100，4508。型鋼型鋼 鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼是角鋼、工字型鋼、槽鋼鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼是角鋼、工字型鋼、槽鋼和和H型鋼、鋼管等。除型鋼、鋼管等。除H型鋼和鋼管有熱軋和焊接型鋼和鋼管有熱軋和焊接成型外，其余型鋼均為熱軋成型成型外，其余型鋼均為熱軋成型。 冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼 冷彎薄壁型鋼采用薄鋼板冷冷彎薄壁型鋼采用薄鋼板冷軋制成。其壁厚一般為軋制成。其壁厚一般為1.512mm，但承重，但承重結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的壁厚不宜小于結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的壁厚不宜小于2mm。薄壁。薄壁型鋼能充分利用鋼材的強(qiáng)度以節(jié)約鋼材，型鋼能充分利用鋼材的強(qiáng)度以節(jié)約鋼材，在輕鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。常用冷彎薄在輕鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。常用

6、冷彎薄壁型鋼截面型式有等邊角鋼、卷邊等邊角壁型鋼截面型式有等邊角鋼、卷邊等邊角鋼、鋼、Z型鋼、卷邊型鋼、卷邊Z型鋼、槽鋼、卷邊槽鋼型鋼、槽鋼、卷邊槽鋼（C型鋼）、鋼管等。型鋼）、鋼管等。(3)鋼材的選用原則鋼材的選用原則 鋼材選用的原則是既要使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿(mǎn)足鋼材選用的原則是既要使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿(mǎn)足使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià)。使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià)。為保證承重結(jié)構(gòu)的承載力和防止在一定條件下可為保證承重結(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，應(yīng)綜合考慮下列因素：能出現(xiàn)的脆性破壞，應(yīng)綜合考慮下列因素：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載的性質(zhì)、連接方法、結(jié)構(gòu)的工作的重

7、要性、荷載的性質(zhì)、連接方法、結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境、鋼材厚度環(huán)境、鋼材厚度 （二）連接材料：焊條、焊絲、螺栓、螺釘（二）連接材料：焊條、焊絲、螺栓、螺釘二、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)二、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.1.材料的強(qiáng)度高材料的強(qiáng)度高, ,塑性和韌性好塑性和韌性好2.2.材質(zhì)均勻材質(zhì)均勻, ,和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合3.3.鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便, ,施工周期短施工周期短4.4.鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕5.5.鋼材耐腐蝕性差鋼材耐腐蝕性差6.6.鋼材耐熱但不耐火鋼材耐熱但不耐火三、鋼材及連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值三、鋼材及連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（一）鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（一）鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓、抗

8、彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f v端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fce（二）連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值二）連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1 焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值焊縫的抗拉、抗壓、抗剪焊縫的抗拉、抗壓、抗剪 強(qiáng)度強(qiáng)度f(wàn)cw、ftw fvw角焊縫的抗拉、抗壓、抗剪角焊縫的抗拉、抗壓、抗剪 強(qiáng)度強(qiáng)度f(wàn)fw2 螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 抗拉、抗剪、承壓強(qiáng)抗拉、抗剪、承壓強(qiáng)度度f(wàn)tb 、fvb、fcb（三）強(qiáng)度折減系數(shù)三）強(qiáng)度折減系數(shù)v某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以相應(yīng)的折某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。（見(jiàn)減系數(shù)。（見(jiàn)195頁(yè)）。

9、頁(yè)）。第二節(jié)第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件類(lèi)型鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件類(lèi)型一、軸心受力構(gòu)件一、軸心受力構(gòu)件概念概念：在例如桁架、剛架、排架、塔架及網(wǎng)殼等桿件體系在例如桁架、剛架、排架、塔架及網(wǎng)殼等桿件體系結(jié)構(gòu)中，通常假設(shè)其節(jié)點(diǎn)為鉸接連接，當(dāng)無(wú)節(jié)點(diǎn)間荷載作結(jié)構(gòu)中，通常假設(shè)其節(jié)點(diǎn)為鉸接連接，當(dāng)無(wú)節(jié)點(diǎn)間荷載作用時(shí)，只有軸向拉力和壓力的作用，分別稱(chēng)為軸心受拉構(gòu)用時(shí)，只有軸向拉力和壓力的作用，分別稱(chēng)為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件。件和軸心受壓構(gòu)件。截面形式：一般分為兩類(lèi)，第一類(lèi)是熱軋型鋼截面；第二截面形式：一般分為兩類(lèi)，第一類(lèi)是熱軋型鋼截面；第二類(lèi)是型鋼組合截面或格構(gòu)式組合截面類(lèi)是型鋼組合截面或格構(gòu)式組合截面對(duì)軸心受力構(gòu)件截面

10、形式的要求：對(duì)軸心受力構(gòu)件截面形式的要求： 能提供強(qiáng)度所需要的截面面積；能提供強(qiáng)度所需要的截面面積； 制作簡(jiǎn)便；便于和相鄰構(gòu)件連接；制作簡(jiǎn)便；便于和相鄰構(gòu)件連接； 截面寬大而壁厚較薄，以滿(mǎn)足剛度要求。截面寬大而壁厚較薄，以滿(mǎn)足剛度要求。 軸心受力構(gòu)件截面形式軸心受力構(gòu)件截面形式格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件二、受彎構(gòu)件v熱軋型鋼梁、冷彎薄壁型鋼梁、熱軋型鋼梁、冷彎薄壁型鋼梁、 組合梁。組合梁。梁的截面形式梁的截面形式三、三、 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件v實(shí)腹式和格構(gòu)式實(shí)腹式和格構(gòu)式第三節(jié)第三節(jié) 受彎構(gòu)件的計(jì)算受彎構(gòu)件的計(jì)算v一、受彎構(gòu)件的強(qiáng)度一、受彎構(gòu)件的強(qiáng)度v（一）抗彎強(qiáng)度計(jì)算（一）抗彎強(qiáng)度

11、計(jì)算v1 鋼梁的彎曲正應(yīng)力鋼梁的彎曲正應(yīng)力梁的彎曲正應(yīng)力梁的彎曲正應(yīng)力v鋼梁的彎曲正應(yīng)力沿截面高度的分布隨彎鋼梁的彎曲正應(yīng)力沿截面高度的分布隨彎矩不同而不同。矩不同而不同。v彈性階段：應(yīng)力呈三角形分布。彈性階段：應(yīng)力呈三角形分布。v完全塑性：應(yīng)力為矩形分布。完全塑性：應(yīng)力為矩形分布。v部分塑性：中間狀態(tài)。部分塑性：中間狀態(tài)。v2 截面塑性發(fā)展系數(shù)截面塑性發(fā)展系數(shù) x x 、y yv3 3 抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎強(qiáng)度計(jì)算v（二）抗剪強(qiáng)度計(jì)算（二）抗剪強(qiáng)度計(jì)算V-計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力S-計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩I-毛

12、截面慣性矩毛截面慣性矩Tw- -腹板厚度腹板厚度f(wàn)v鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（三）局部承壓強(qiáng)度計(jì)算（三）局部承壓強(qiáng)度計(jì)算F-集中荷載集中荷載-集中荷載增大系數(shù)集中荷載增大系數(shù)Lz集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長(zhǎng)集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長(zhǎng)度度f(wàn)-鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值二、鋼梁的整體穩(wěn)定性二、鋼梁的整體穩(wěn)定性 鋼梁的截面高而窄，承受荷載后在彎矩作用平面鋼梁的截面高而窄，承受荷載后在彎矩作用平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形，側(cè)向保持平直。當(dāng)荷載達(dá)某一內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形，側(cè)向保持平直。當(dāng)荷載達(dá)某一數(shù)值后，梁在擾力作用下突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭數(shù)值后，梁在擾力作用下突然發(fā)生側(cè)向彎曲

13、和扭轉(zhuǎn)，由于變形很快增加，導(dǎo)致梁不能繼續(xù)承載，轉(zhuǎn)，由于變形很快增加，導(dǎo)致梁不能繼續(xù)承載，梁的側(cè)向失穩(wěn)。梁的側(cè)向失穩(wěn)。鋼梁?jiǎn)适д摿簡(jiǎn)适дw穩(wěn)定體穩(wěn)定v影響因素：側(cè)向支撐點(diǎn)間距、截面尺寸、荷載類(lèi)型和作用位影響因素：側(cè)向支撐點(diǎn)間距、截面尺寸、荷載類(lèi)型和作用位置。置。v梁的整體失穩(wěn)公式梁的整體失穩(wěn)公式Mx繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩Wx按受壓截面確定的梁截面模量按受壓截面確定的梁截面模量b梁的整體穩(wěn)定系數(shù)梁的整體穩(wěn)定系數(shù)三、鋼梁局部穩(wěn)定三、鋼梁局部穩(wěn)定v由翼緣和腹板等板件組成的鋼梁，在壓應(yīng)力作用由翼緣和腹板等板件組成的鋼梁，在壓應(yīng)力作用下可能發(fā)生局部失穩(wěn)，板件向向其平面外發(fā)生波下可能發(fā)生

14、局部失穩(wěn)，板件向向其平面外發(fā)生波狀鼓曲。狀鼓曲。避免梁的局部失穩(wěn)有兩個(gè)途徑：避免梁的局部失穩(wěn)有兩個(gè)途徑： 限制板件的寬厚比或高厚比；限制板件的寬厚比或高厚比； 設(shè)置加勁肋。設(shè)置加勁肋?？v向加勁肋斷開(kāi)縱向加勁肋斷開(kāi)橫向加勁肋保持連續(xù)橫向加勁肋保持連續(xù)加勁肋設(shè)置加勁肋設(shè)置加勁肋設(shè)置加勁肋設(shè)置 第四節(jié)第四節(jié) 軸心受力構(gòu)件的計(jì)算軸心受力構(gòu)件的計(jì)算一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)是截面的平均應(yīng)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)是截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度力達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度f(wàn)y軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度按下式計(jì)算軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度按下式計(jì)算式中式中 N構(gòu)件的

15、軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值；構(gòu)件的軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值； An構(gòu)件的凈截面面積；構(gòu)件的凈截面面積； f 鋼材的抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fANn二、軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性二、軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性（一）實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件（一）實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件1 整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定2 局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定（2）腹板高厚比）腹板高厚比三、允許長(zhǎng)細(xì)比三、允許長(zhǎng)細(xì)比規(guī)范規(guī)范規(guī)定，桁架受拉桿件承受靜力荷載，容許長(zhǎng)細(xì)比規(guī)定，桁架受拉桿件承受靜力荷載，容許長(zhǎng)細(xì)比=350,其他拉桿、支撐、系桿其他拉桿、支撐、系桿 =400。四、實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)四、實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟1

16、初步選擇截面初步選擇截面2 進(jìn)行截面驗(yàn)算進(jìn)行截面驗(yàn)算3 滿(mǎn)足構(gòu)造規(guī)定滿(mǎn)足構(gòu)造規(guī)定第五節(jié)第五節(jié) 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的計(jì)算拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的計(jì)算 N N e N N P N N e N N P P q N N MA MB H H 拉彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件 壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件一、強(qiáng)度計(jì)算一、強(qiáng)度計(jì)算二、構(gòu)件的剛度二、構(gòu)件的剛度控制允許長(zhǎng)細(xì)比控制允許長(zhǎng)細(xì)比三、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性三、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性第六節(jié)第六節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接v鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊縫連接、螺栓連接和鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接三種鉚釘連接三種一、焊縫連接一、焊縫連接優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，節(jié)約鋼材，連接的構(gòu)造

17、簡(jiǎn)單，加工方便，節(jié)約鋼材，連接的剛度大，密封性能好，易于采用自動(dòng)化作業(yè)。剛度大，密封性能好，易于采用自動(dòng)化作業(yè)。缺點(diǎn)：但焊縫連接會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形，且缺點(diǎn)：但焊縫連接會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形，且連接的塑性和韌性較差。連接的塑性和韌性較差。 （一）焊縫連接（一）焊縫連接1. 1. 焊接原理焊接原理 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有電弧焊，包括手工鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有電弧焊，包括手工電弧焊、自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊及氣體保護(hù)焊等。電弧焊、自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊及氣體保護(hù)焊等。 （1） 手工電弧焊手工電弧焊 1）原理）原理v其電路由焊條、焊鉗、焊件、電焊機(jī)和導(dǎo)其電路由焊條、焊鉗、焊件、電焊機(jī)和導(dǎo)線等組成。線等組

18、成。 特點(diǎn)特點(diǎn) 手工焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，手工焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，特別是短焊縫或曲折焊縫的焊接時(shí)，或在施工現(xiàn)特別是短焊縫或曲折焊縫的焊接時(shí)，或在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高空焊接時(shí)，只能采用手工焊接，所以它場(chǎng)進(jìn)行高空焊接時(shí)，只能采用手工焊接，所以它是鋼結(jié)構(gòu)中最常用的焊接方法。是鋼結(jié)構(gòu)中最常用的焊接方法。 但其生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，保證焊縫但其生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，保證焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵是焊工的技術(shù)水平，焊縫質(zhì)量的波動(dòng)質(zhì)量的關(guān)鍵是焊工的技術(shù)水平，焊縫質(zhì)量的波動(dòng)較大較大v （2）自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊）自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊v 1）原理）原理 2）特點(diǎn)及應(yīng)用）特點(diǎn)及應(yīng)用 自動(dòng)埋弧焊焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊

19、縫內(nèi)部缺陷少，塑性和韌自動(dòng)埋弧焊焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫內(nèi)部缺陷少，塑性和韌性好，因此其質(zhì)量比手工電弧焊好。性好，因此其質(zhì)量比手工電弧焊好。 半自動(dòng)埋弧焊質(zhì)量介于自動(dòng)焊和手工焊之間。半自動(dòng)埋弧焊質(zhì)量介于自動(dòng)焊和手工焊之間。 3）應(yīng)用）應(yīng)用 自動(dòng)埋弧焊只適合焊接較長(zhǎng)的直線焊縫。自動(dòng)埋弧焊只適合焊接較長(zhǎng)的直線焊縫。 半自動(dòng)埋弧焊適合于焊接曲線或任意形狀的焊縫。半自動(dòng)埋弧焊適合于焊接曲線或任意形狀的焊縫。 動(dòng)焊或半自動(dòng)焊應(yīng)采用與焊件金屬?gòu)?qiáng)度相匹配的焊絲和動(dòng)焊或半自動(dòng)焊應(yīng)采用與焊件金屬?gòu)?qiáng)度相匹配的焊絲和焊劑。焊絲應(yīng)符合焊劑。焊絲應(yīng)符合焊接用鋼絲焊接用鋼絲GB1300-77的規(guī)定，的規(guī)定，焊劑種類(lèi)根據(jù)焊接工藝

20、要求確定。焊劑種類(lèi)根據(jù)焊接工藝要求確定。 （二）（二） 焊縫的型式與構(gòu)造焊縫的型式與構(gòu)造 焊縫連接可分為焊縫連接可分為: : 對(duì)接對(duì)接 搭接搭接 T形連接形連接 角接角接v截面型式截面型式v I型、單邊型、單邊V型、型、V型、型、J型、型、U型、型、K型型和和 X型等。型等。引弧板：對(duì)接焊縫施焊時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，常因起弧引弧板：對(duì)接焊縫施焊時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，常因起弧和滅弧出現(xiàn)弧坑等缺陷，此處極易產(chǎn)生裂紋和應(yīng)和滅弧出現(xiàn)弧坑等缺陷，此處極易產(chǎn)生裂紋和應(yīng)力集中，為避免焊口缺陷，可在焊縫兩端設(shè)引弧力集中，為避免焊口缺陷，可在焊縫兩端設(shè)引弧板。板。 在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的

21、寬度不同或厚度相差度不同或厚度相差4 mm4 mm以上時(shí)，應(yīng)以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于或兩側(cè)做成坡度不大于1/41/4（對(duì)承（對(duì)承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)）或受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)）或1/2.51/2.5（對(duì)承（對(duì)承受靜荷載的結(jié)構(gòu)）斜角。當(dāng)厚度不受靜荷載的結(jié)構(gòu)）斜角。當(dāng)厚度不同時(shí)，坡口型式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚同時(shí)，坡口型式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度來(lái)取用，焊縫的計(jì)算厚度等于較度來(lái)取用，焊縫的計(jì)算厚度等于較薄焊件的厚度。薄焊件的厚度。（三）焊縫的計(jì)算（三）焊縫的計(jì)算 （1 1）對(duì)接焊縫）對(duì)接焊縫 1 1）軸心受力對(duì)接焊縫的計(jì)算）軸心受力對(duì)接焊縫的計(jì)算WtWWft

22、lNANWcf或或 彎矩、剪力共同作用時(shí)對(duì)接彎矩、剪力共同作用時(shí)對(duì)接焊縫的計(jì)算焊縫的計(jì)算WtwfWMmaxWcf或或 WVWWWftIVSmax= 2 2）直角角焊縫的計(jì)算公式）直角角焊縫的計(jì)算公式 在通過(guò)焊縫形心的拉力、壓力或在通過(guò)焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下剪力作用下 當(dāng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí)當(dāng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí) 當(dāng)力平行于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí)當(dāng)力平行于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí) WffWefflhNWfWefflhN二、螺栓連接二、螺栓連接1.1.普通螺栓連接的計(jì)算和構(gòu)造普通螺栓連接的計(jì)算和構(gòu)造螺栓的規(guī)格螺栓的規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)采用的普通螺栓形式為六角頭型，其代號(hào)鋼結(jié)構(gòu)采用的普通螺栓形式為六角頭型，其代

23、號(hào)用字母用字母M和公稱(chēng)直徑的毫米數(shù)表示。螺栓直徑和公稱(chēng)直徑的毫米數(shù)表示。螺栓直徑d應(yīng)根據(jù)整個(gè)結(jié)構(gòu)及其主要連接的尺寸和受力情況應(yīng)根據(jù)整個(gè)結(jié)構(gòu)及其主要連接的尺寸和受力情況選定，受力螺栓一般采用選定，受力螺栓一般采用M16、M20、M24等。等。2.2.螺栓連接螺栓連接螺栓連接可分為螺栓連接可分為普通螺栓連接普通螺栓連接和和高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓連接兩種。連接兩種。 v螺栓的排列有：并列和錯(cuò)列。螺栓的排列有：并列和錯(cuò)列。并列并列錯(cuò)列錯(cuò)列v受剪螺栓受剪螺栓v受拉螺栓受拉螺栓擠壓破壞擠壓破壞剪切破壞剪切破壞拉壓破壞拉壓破壞沖剪破壞沖剪破壞受彎破壞受彎破壞受拉螺栓連接受拉螺栓連接v受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)受拉螺栓連

24、接受軸心力作用時(shí)的計(jì)算方法受拉螺栓連接受軸心力作用時(shí)的計(jì)算方法 由于受拉螺栓的最不利截面在螺栓削弱處，因此，由于受拉螺栓的最不利截面在螺栓削弱處，因此，計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)螺紋削弱處的有效直徑計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)螺紋削弱處的有效直徑d de e或有效面積或有效面積A Ae e來(lái)確來(lái)確定其承載力。定其承載力。 一個(gè)受拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為一個(gè)受拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為 式中：式中：d de e、A Ae e分別為螺栓螺紋處的有效直徑和有效面積；分別為螺栓螺紋處的有效直徑和有效面積； f ftbtb 螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。btebtebtfdfAN241同時(shí)承受剪力和拉力的螺栓連接同時(shí)承受剪力和拉

25、力的螺栓連接 當(dāng)螺栓同時(shí)承受剪力和拉力時(shí)，連接螺栓安全工當(dāng)螺栓同時(shí)承受剪力和拉力時(shí)，連接螺栓安全工作的強(qiáng)度條件是連接中最危險(xiǎn)螺栓所承受的剪力作的強(qiáng)度條件是連接中最危險(xiǎn)螺栓所承受的剪力和拉力應(yīng)滿(mǎn)足下面的相關(guān)公式：和拉力應(yīng)滿(mǎn)足下面的相關(guān)公式：122bttbVVNNNN3. 3. 高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接(1)(1)受力性能與構(gòu)造要求受力性能與構(gòu)造要求 高強(qiáng)螺栓連接主要是靠被連接板件間的強(qiáng)大摩阻力高強(qiáng)螺栓連接主要是靠被連接板件間的強(qiáng)大摩阻力來(lái)抵抗外力。來(lái)抵抗外力。 高強(qiáng)螺栓的摩擦型連接高強(qiáng)螺栓的摩擦型連接nf傳力摩擦面數(shù)目摩擦面的抗滑移系數(shù)P_一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造軸心受壓構(gòu)件

26、的構(gòu)造（1）實(shí)腹式軸心受壓柱）實(shí)腹式軸心受壓柱截面形式：截面形式：第二節(jié)第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一、軸心受力構(gòu)件一、軸心受力構(gòu)件平面桁架、空間桁架支撐系統(tǒng)平面桁架、空間桁架支撐系統(tǒng)實(shí)腹式截面、格構(gòu)式截面實(shí)腹式截面、格構(gòu)式截面軸心受拉構(gòu)件：受拉承載力計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)軸心受拉構(gòu)件：受拉承載力計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算 軸心受壓構(gòu)件：受壓承載力計(jì)算、長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算（保證軸心受壓構(gòu)件：受壓承載力計(jì)算、長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算（保證剛度）、整體穩(wěn)定計(jì)算。剛度）、整體穩(wěn)定計(jì)算。 NAf N-軸心壓力設(shè)計(jì)值軸心壓力設(shè)計(jì)值 A-構(gòu)件的毛截面積構(gòu)件的毛截面積 -軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系

27、數(shù) f-鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值二、受彎構(gòu)件二、受彎構(gòu)件鋼梁鋼梁 （一）鋼梁的受彎、受剪和局部受壓構(gòu)件一）鋼梁的受彎、受剪和局部受壓構(gòu)件截面邊緣最大應(yīng)力不超過(guò)鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值截面邊緣最大應(yīng)力不超過(guò)鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彎曲最大剪應(yīng)力不超過(guò)鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彎曲最大剪應(yīng)力不超過(guò)鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（二）鋼梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算（二）鋼梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算鋼梁截面窄而高，承受載荷后在彎矩作用面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變鋼梁截面窄而高，承受載荷后在彎矩作用面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形，側(cè)向保持平直，但當(dāng)荷載達(dá)到某一數(shù)值后，梁在擾形，側(cè)向保持平直，但當(dāng)荷載達(dá)到某一數(shù)值后，梁在擾力作用下可能突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，變形增加很快，力

28、作用下可能突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，變形增加很快，導(dǎo)致梁不能繼續(xù)承載導(dǎo)致梁不能繼續(xù)承載-梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定性（梁的側(cè)向失梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定性（梁的側(cè)向失穩(wěn)）穩(wěn)）主要因素：梁側(cè)向支承點(diǎn)的間距；截面尺寸主要因素：梁側(cè)向支承點(diǎn)的間距；截面尺寸和慣性矩；梁端支承對(duì)截面的約束；荷載類(lèi)和慣性矩；梁端支承對(duì)截面的約束；荷載類(lèi)型和作用位置。型和作用位置。引入梁整體穩(wěn)定系數(shù)引入梁整體穩(wěn)定系數(shù)bv Mx/bWxfMx-最大剛度主平面內(nèi)最大彎矩最大剛度主平面內(nèi)最大彎矩Wx 按受壓翼緣確定的毛截面抵抗矩按受壓翼緣確定的毛截面抵抗矩.(三三)鋼梁的局部穩(wěn)定鋼梁的局部穩(wěn)定v在壓應(yīng)力作用下可能發(fā)生局部失穩(wěn)在壓應(yīng)力作用下可能發(fā)生局部失

29、穩(wěn),板件向其板件向其平面外發(fā)生波狀鼓曲平面外發(fā)生波狀鼓曲.v為保證梁受壓翼緣局部穩(wěn)定為保證梁受壓翼緣局部穩(wěn)定,限制翼緣的寬厚限制翼緣的寬厚比比;為保證梁腹板局部穩(wěn)定為保證梁腹板局部穩(wěn)定,可在腹板兩側(cè)成對(duì)可在腹板兩側(cè)成對(duì)設(shè)橫向加勁肋設(shè)橫向加勁肋,在彎曲應(yīng)力大的區(qū)段受壓區(qū)設(shè)在彎曲應(yīng)力大的區(qū)段受壓區(qū)設(shè)縱向加勁肋縱向加勁肋.v三、拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件三、拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件v偏心受拉或受壓構(gòu)件偏心受拉或受壓構(gòu)件v實(shí)腹式、格構(gòu)式實(shí)腹式、格構(gòu)式v雙軸對(duì)稱(chēng)截面、單軸對(duì)稱(chēng)截面雙軸對(duì)稱(chēng)截面、單軸對(duì)稱(chēng)截面第三節(jié)第三節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接一、焊縫連接一、焊縫連接 靈活方便，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于采用自動(dòng)化操作，靈活方便，

30、構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于采用自動(dòng)化操作，焊接不削弱截面，節(jié)省鋼材，密封性好，剛度大。焊接不削弱截面，節(jié)省鋼材，密封性好，剛度大。施工質(zhì)量較難控制，對(duì)疲勞和脆斷敏感。施工質(zhì)量較難控制，對(duì)疲勞和脆斷敏感。（一）焊接方法（一）焊接方法 電弧焊電弧焊（二）焊縫連接形式及焊縫形式（二）焊縫連接形式及焊縫形式連接形式：平接、搭接、連接形式：平接、搭接、T形連接、角接形連接、角接焊縫形式：對(duì)接焊縫、角焊縫焊縫形式：對(duì)接焊縫、角焊縫（三）焊縫的計(jì)算和構(gòu)造（三）焊縫的計(jì)算和構(gòu)造1 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫鋼板的拼接和鋼板的拼接和T形連接，坡口、引弧板。形連接，坡口、引弧板。2 角焊縫角焊縫用于搭接、用于搭接、T形連接、焊角尺寸形連接、焊角尺寸hf、計(jì)算長(zhǎng)度、計(jì)算長(zhǎng)度、焊縫有效厚度焊縫有效厚度he二、螺栓連接二、螺栓連接 （一）螺栓的布置和排列（一）螺栓的布置和排列 滿(mǎn)足受力、構(gòu)造、施工要求滿(mǎn)足受力、構(gòu)造、施工要求 間距、邊距、端距間距、邊距、端距（二）螺栓的傳力（二）螺栓的傳力 抗剪螺栓連接：螺桿剪切破壞、孔壁擠壓破抗剪螺栓連接：螺桿剪切破壞、孔壁擠壓破壞、連接板凈截面破壞、連接板端部剪切破壞、連接板凈截面破壞、連接板端部剪切破壞、螺桿彎曲破壞。壞、螺桿彎曲破壞。v抗拉螺栓連接：螺栓沿桿軸方向受拉，抗拉螺栓連接：螺栓沿桿軸方向受拉，v高強(qiáng)度螺栓連接：安裝施加緊固預(yù)拉力，使高強(qiáng)度螺栓