建筑結(jié)構(gòu)模塊8課件

1、建 筑 結(jié) 構(gòu) 模塊8 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)概述8.1鋼結(jié)構(gòu)的材料8.2鋼結(jié)構(gòu)的連接8.3鋼構(gòu)件的計算8.4鋼屋蓋的設(shè)計8.5知識目標(biāo)（1）了解鋼結(jié)構(gòu)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。（2）熟悉鋼結(jié)構(gòu)材料的主要性能、品種及規(guī)格。（3）掌握鋼結(jié)構(gòu)的連接方法、構(gòu)造及計算方法。（4）掌握鋼構(gòu)件的設(shè)計及計算方法，掌握鋼屋蓋的設(shè)計方法。模塊8 鋼結(jié)構(gòu)8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述 8.1.1鋼結(jié)構(gòu)的類型鋼結(jié)構(gòu)是工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，按照使用功能及結(jié)構(gòu)組成方式的不同，鋼結(jié)構(gòu)主要分為廠房類鋼結(jié)構(gòu)、橋梁類鋼結(jié)構(gòu)、海上采油平臺鋼結(jié)構(gòu)和衛(wèi)星發(fā)射鋼塔架等，常見的為廠房類鋼結(jié)構(gòu)和橋梁類鋼結(jié)構(gòu)。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述廠房類鋼結(jié)構(gòu)1.廠房

2、類鋼結(jié)構(gòu)中的主要承重構(gòu)件（如鋼柱子、鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、鋼梁、鋼屋架及鋼屋蓋等）由鋼材組成。廠房類鋼結(jié)構(gòu)主要包括輕型鋼結(jié)構(gòu)和重型鋼結(jié)構(gòu)。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述橋梁類鋼結(jié)構(gòu)2.橋梁類鋼結(jié)構(gòu)在公路、鐵路領(lǐng)域中有著極為廣泛的應(yīng)用，如板梁橋、桁架橋、拱橋、懸索橋、斜拉橋等。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述 8.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：（1）鋼材的重量較輕，抗拉、抗壓及抗剪強(qiáng)度相對較高，既適用于跨度大、高度大、承載力大的結(jié)構(gòu)，也適用于抗地震、可移動、易裝拆的結(jié)構(gòu)。（2）鋼材的塑性和韌性較高，可靠性好，不會因偶然超載或局部超載而發(fā)生斷裂。（3）鋼結(jié)構(gòu)的密封性好，適用于氣密性及水密性要求較高的高壓容器、大型油庫、輸送管

3、道等。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述（4）鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工工期短，可降低投資成本。（5）鋼結(jié)構(gòu)面積小，相應(yīng)建筑物的使用面積大，可以提高建筑物的使用價值和經(jīng)濟(jì)效益。（6）鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性差，應(yīng)采取防護(hù)措施。因?yàn)殇摬脑诔睗竦沫h(huán)境中易腐蝕，需進(jìn)行防腐處理，并要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，所以會增加投資成本。（7）鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差。鋼材耐熱而不耐火，隨著溫度的升高，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會降低，故應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)表面噴涂防火材料。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述 8.1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍很廣，應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)并結(jié)合我國國情進(jìn)行合理的選擇。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍如下：（1）重型鋼結(jié)構(gòu)。近年來，隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，許多工業(yè)車間都采用了鋼結(jié)構(gòu)，

4、如冶金廠房的平爐車間、轉(zhuǎn)爐車間、混鐵爐車間、初軋車間，重型機(jī)械廠的鑄鋼車間、水壓機(jī)車間、鍛壓車間等。（2）輕型鋼結(jié)構(gòu)。輕型鋼結(jié)構(gòu)是一種新型鋼結(jié)構(gòu)體系，被廣泛應(yīng)用于中小型房屋建筑、體育場看臺雨篷、小型倉庫等建筑結(jié)構(gòu)中。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述（3）大跨度鋼結(jié)構(gòu)。大跨度鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)裝配車間、飛機(jī)庫、大會堂、體育館、展覽館等大跨度結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)體系可為網(wǎng)架、懸索、拱架及框架等。（4）高聳鋼結(jié)構(gòu)。大多數(shù)高聳結(jié)構(gòu)（如電視塔、通信塔、石油化工塔、火箭發(fā)射塔、鉆井塔、輸電線路塔、大氣監(jiān)測塔、旅游瞭望塔等）均采用鋼結(jié)構(gòu)。（5）建筑鋼結(jié)構(gòu)。旅館、飯店、辦公大樓等高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)的情況越來越多，一些小高層（

5、1216層）建筑、多層（68層）建筑也有采用鋼結(jié)構(gòu)的趨勢。8.1 鋼結(jié)構(gòu)概述（6）橋梁鋼結(jié)構(gòu)。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越多，特別是用于中等跨度和大跨度的斜拉橋。 （7）板殼鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在對密閉性要求較高的容器（如大型儲油庫、煤氣庫、爐殼等）及能承受很大內(nèi)力的板殼結(jié)構(gòu)中都有廣泛的應(yīng)用。（8）移動鋼結(jié)構(gòu)。由于鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、相對較輕的特點(diǎn)，因而在裝配式房屋、水工閘門、升船機(jī)、橋式吊車及各種塔式吊車、龍門吊車、纜索吊車等移動結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越多。（9）其他構(gòu)筑物。鋼結(jié)構(gòu)還可應(yīng)用于一些其他的構(gòu)筑物中，如棧橋、管道支架、井架和海上采油平臺等。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料 8.2.1鋼材的主要性能鋼材的主要性能

6、包括力學(xué)性能和工藝性能。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材的力學(xué)性能1.鋼材的力學(xué)性能包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、耐疲勞性和沖擊韌性。（1）屈服強(qiáng)度。不可逆(塑性)變形開始出現(xiàn)時，金屬單位截面上的最低作用外力叫作屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)。校核鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，若根據(jù)荷載算得的應(yīng)力小于材料的容許應(yīng)力s，則結(jié)構(gòu)是安全的。容許應(yīng)力s可按式（8-1）計算。 （8-1）式中，s為材料屈服強(qiáng)度；K為安全系數(shù)。屈服強(qiáng)度是強(qiáng)度計算和確定結(jié)構(gòu)尺寸的最基本參數(shù)。 8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料（2）抗拉強(qiáng)度。鋼材的抗拉強(qiáng)度表示其能承受的最大拉應(yīng)力值。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，將抗拉強(qiáng)度的上、下限作為控制鋼材冶金質(zhì)量的指標(biāo)?？估瓘?qiáng)度過低，意味著鋼的

7、生產(chǎn)工藝不正常，冶金質(zhì)量不良(如鋼中氣體、非金屬夾雜物過多等)；抗拉強(qiáng)度過高，則反映軋鋼工藝不當(dāng)，終軋溫度太低，使鋼材過分硬化，從而引起鋼材塑性、韌性的下降。規(guī)定了鋼材抗拉強(qiáng)度的上、下限，就可以使鋼材與鋼材之間、鋼材與焊縫之間的強(qiáng)度較為接近，使結(jié)構(gòu)具有等強(qiáng)度的要求，避免因材料強(qiáng)度不均而產(chǎn)生過度的應(yīng)力集中。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料控制抗拉強(qiáng)度的范圍可以避免因鋼材的強(qiáng)度過高而給冷加工和焊接帶來困難。由于鋼材應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度后會出現(xiàn)較大的殘余變形，造成結(jié)構(gòu)不能正常使用，因而鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是以屈服強(qiáng)度作為承載力極限狀態(tài)的標(biāo)志值，相應(yīng)地，在一定程度上，抗拉強(qiáng)度即作為強(qiáng)度儲備。其儲備率可用抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值

8、強(qiáng)屈比(fu/fy)來表示，強(qiáng)屈比越大，則強(qiáng)度儲備越大。所以，鋼材除要滿足屈服強(qiáng)度的要求外，還應(yīng)符合抗拉強(qiáng)度的要求。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料（3）斷后伸長率。斷后伸長率不僅是鋼材加工工藝性能的重要指標(biāo)，還可以體現(xiàn)鋼材冶金質(zhì)量的好壞。伸長率是衡量鋼材塑性及延性性能的指標(biāo)。斷后伸長率越大，表示鋼材的塑性及延性性能越好，鋼材斷裂前永久塑性變形和吸收能量的能力越強(qiáng)。建筑結(jié)構(gòu)鋼的斷后伸長率應(yīng)為1623。鋼材的斷后伸長率太低，可能是鋼材的冶金質(zhì)量不好所致；鋼材的斷后伸長率太高，則可能引起鋼材的強(qiáng)度、韌性等其他性能下降。隨著鋼材的屈服強(qiáng)度等級的提高，斷后伸長率的指標(biāo)會有少許降低。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料（4）耐疲勞

9、性。鋼筋混凝土構(gòu)件在交變荷載的反復(fù)作用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)時發(fā)生突然的脆性斷裂，這種現(xiàn)象叫作疲勞破壞。（5）沖擊韌性。鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材斷裂時所做功的指標(biāo)，以及在低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載等作用下衡量抵抗脆性斷裂的能力。鋼材中的非金屬夾雜物、脫氧不良等都將影響鋼材的沖擊韌性。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材的沖擊韌性試驗(yàn)采用V形缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件，如圖8-1所示。沖擊韌性指標(biāo)用沖擊荷載使試件斷裂時所吸收的沖擊功AKV來表示，單位為J。圖8-1 V形缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件（單位：cm）8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材的工藝性能2.鋼材的工藝性能包括冷彎性能和焊接性能等。（1）冷彎性能。鋼材的冷彎性能是指鋼材在常溫

10、下能承受彎曲而不破裂的能力。鋼材的彎曲程度常用彎心直徑或彎曲角度與材料厚度的比值來表示，該比值越小，表明鋼材的冷彎性能越好。冷彎試驗(yàn)是測定鋼材冷彎性能的重要手段。它以試件在規(guī)定的彎心直徑下彎曲到一定角度不出現(xiàn)裂紋、裂斷或分層等缺陷為合格標(biāo)準(zhǔn)。在試驗(yàn)鋼材冷彎性能的同時，也可以檢驗(yàn)鋼材的冶金質(zhì)量。在冷彎試驗(yàn)中，鋼材開始出現(xiàn)裂紋時的彎曲角度及裂紋的擴(kuò)展情況說明了鋼材的抗裂能力，一定程度上反映了鋼材的韌性。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料（2）焊接性能。鋼材的焊接性能是指鋼材適應(yīng)焊接工藝和焊接方法的能力。焊接性能好的鋼材，適應(yīng)焊接工藝和焊接方法的能力強(qiáng)，因此可采用常用的焊接工藝與焊接方法進(jìn)行焊接。焊接性能差的鋼材

11、進(jìn)行焊接時，應(yīng)注意焊后可能出現(xiàn)變形、開裂等現(xiàn)象。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料 8.2.2鋼材的品種及其規(guī)格鋼材主要包括鋼板與鋼帶、型鋼、鋼管、鋼筋等。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼板與鋼帶1.一般情況下，鋼板是指寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。鋼帶一般是指長度很長，可成卷供應(yīng)的鋼板。根據(jù)鋼板的薄厚程度不同，鋼板大致可分為薄鋼板(厚度不大于4 mm)和厚鋼板(厚度大于4 mm)兩種。在實(shí)際工作中，常將厚度為420 mm的鋼板稱為中板；將厚度為2060 mm（不包括20 mm）的鋼板稱為厚板；將厚度在60 mm以上的鋼板稱為特厚板。成張鋼板的規(guī)格以厚度寬度長度的毫米數(shù)表示。鋼帶也可分為兩種：當(dāng)寬度大于或等于600

12、 mm時，為寬鋼帶；當(dāng)寬度小于600 mm時，為窄鋼帶。鋼帶的規(guī)格以厚度寬度的毫米數(shù)表示。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料型鋼2.( 1）型鋼的種類。按材質(zhì)的不同，型鋼可分為普通型鋼和優(yōu)質(zhì)型鋼。普通型鋼是由碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制成的，主要用于建筑結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)。優(yōu)質(zhì)型鋼也稱優(yōu)質(zhì)型材，是由優(yōu)質(zhì)鋼（如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、易切削結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹耐酸鋼、耐熱鋼等）制成的，主要用于各種機(jī)器結(jié)構(gòu)、工具及有特殊性能要求的結(jié)構(gòu)。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料按生產(chǎn)方法的不同，型鋼可分為熱軋(鍛)型鋼、冷彎型鋼、冷拉型鋼、擠壓型鋼和焊接型鋼。用熱軋方法生產(chǎn)型鋼，具

13、有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、能耗少和成本低等優(yōu)點(diǎn)，是型鋼生產(chǎn)的主要方法。用焊接方法生產(chǎn)型鋼，是將矯直后的鋼板或鋼帶剪裁、組合并焊接成型，它不但可以節(jié)約金屬，而且還可以生產(chǎn)特大尺寸的型材，生產(chǎn)工字鋼材的最大尺寸目前已達(dá)到2 000 mm508 mm76 mm。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料按截面形狀的不同，型鋼可分為圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼、工字鋼、槽鋼和異型鋼等。圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、等邊角鋼及不等邊角鋼等的截面沒有明顯的凸凹分支部分，也稱簡單截面型鋼或棒鋼。在簡單截面型鋼中，優(yōu)質(zhì)鋼與特殊性能鋼占有相當(dāng)大的比重。工字鋼、槽鋼和異型鋼的截面有明顯的凸凹分支部分，成型比較困難，也稱復(fù)雜截

14、面型鋼，即通常意義上的型鋼。異型鋼通常是指有專門用途的截面形狀比較復(fù)雜的型鋼，如窗框鋼、汽車車輪輪輞鋼、履帶板型鋼及周期截面型鋼等。周期截面型鋼是指其截面形狀沿長度方向呈周期性變化的型鋼，如周期犁鏵鋼、紋桿鋼等。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料(2）型鋼的規(guī)格。角鋼的規(guī)格。常用熱軋角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼（見圖8-2），其長度一般為319 m。 圖8-2 熱軋角鋼(a)等邊角鋼(b)不等邊角鋼8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料熱軋等邊角鋼的型號用符號“”和肢寬肢厚的毫米數(shù)表示。例如，10010表示肢寬為100 mm、肢厚為10 mm的等邊角鋼。熱軋等邊角鋼的邊寬度及邊厚度的允許偏差如表8-1所示。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料

15、熱軋不等邊角鋼的型號用符號“”和長肢寬短肢寬肢厚的毫米數(shù)表示。例如，100808表示長肢寬為100 mm、短肢寬為80 mm、肢厚為8 mm的不等邊角鋼。熱軋不等邊角鋼的邊寬度及邊厚度的允許偏差如表8-2所示。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料工字鋼有普通工字鋼和輕型工字鋼之分，分別用符號“工”和“Q工”及號數(shù)表示，號數(shù)代表截面高度的毫米數(shù)。工20和工32以上的普通工字鋼，同一號數(shù)中又分a、b和b、c類型，其腹板厚度和翼緣寬度均分別遞增2 mm。例如，工36 a表示截面高度為360 mm、腹板厚度為a類的普通工字鋼。工字鋼宜盡量選用腹板厚度最薄的a類，因其線密度低，而截面慣性矩相對較大。輕型工字鋼的翼緣比普

16、通工字鋼的翼緣寬而薄，故回轉(zhuǎn)半徑相對較大，可節(jié)省鋼材。輕型工字鋼由于寬度方向的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑比高度方向小得多，因而在應(yīng)用上有一定的局限性，一般宜用于單向受彎構(gòu)件。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料工字鋼的通常長度如表8-3所示。每米彎曲度不大于2 mm，總彎曲度不大于總長度的0.2%，并不得有明顯的扭曲。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料熱軋工字鋼截面尺寸的允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：a.工字鋼的高度h、腿寬度b、腰厚度d1尺寸的允許偏差應(yīng)符合表8-4的規(guī)定。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料b.工字鋼平均腿厚度t的允許偏差為0.06t。c.工字鋼的彎腰撓度不應(yīng)超過0.15d1。d.工字鋼的外緣斜度,單腿不大于1.5%b，雙腿不大于2.

17、5%b。 e.根據(jù)雙方協(xié)議,相對于工字鋼垂直軸的腿的不對稱度，不應(yīng)超過腿寬公差之半。熱軋工字鋼的定尺、倍尺長度及允許偏差如表8-5所示。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料槽鋼的規(guī)格。槽鋼分普通槽鋼和輕型槽鋼兩種，型號用符號“”和“Q”及號數(shù)表示。號數(shù)也代表截面高度的毫米數(shù)。14和25號以上的普通槽鋼同一號數(shù)中又分a、b和a、b、c類型，其腹板厚度和翼緣寬度均分別遞增2 mm。槽鋼截面的高度、腿寬度、腹板厚的尺寸允許偏差如表8-6所示。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料H型鋼的規(guī)格。軋制H型鋼的鋼號可分為低合金鋼Q345鋼和Q390鋼，并可指定其質(zhì)量等級。H型鋼按其截面規(guī)格可分為以下系列：寬翼緣(HW)。這一系列常用作柱及

18、支撐，其翼緣較寬，截面寬高比為11；弱軸的回轉(zhuǎn)半徑相對較大，具有良好的受壓承載力；截面規(guī)格為100 mm100 mm400 mm400 mm。中翼緣(HM)。這一系列可用作柱和梁，其翼緣寬度比寬翼緣(HW)窄一些，截面寬高比為1211.3，截面規(guī)格為150 mm100 mm600 mm300 mm。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料窄翼緣(HN)。這一系列常用作梁，其翼緣較窄，也稱梁型H型鋼，截面寬高比為1312，有良好的受彎承載力，截面規(guī)格為100900 mm。樁用H型鋼(HP)。這一系列常用作鋼樁，其寬高比為11，截面規(guī)格為200 mm200 mm500 mm500 mm，且大多數(shù)這類H型鋼的翼緣厚度同

19、腹板。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼管3.鋼管是一種具有中空截面的長條形管狀鋼材。鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同的情況下，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，故鋼管被廣泛用于制造結(jié)構(gòu)構(gòu)件和各種機(jī)械零件。鋼管按橫截面形狀的不同可分為圓管和異型管。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼筋4.(1）鋼筋的種類。按化學(xué)成分分類，鋼筋可分為碳素鋼鋼筋和普通低合金鋼筋兩種。碳素鋼鋼筋。碳素鋼鋼筋是由碳素鋼軋制而成的。碳素鋼鋼筋按含碳量多少又可分為低碳鋼鋼筋、中碳鋼鋼筋和高碳鋼鋼筋。含碳量越高，鋼筋的強(qiáng)度及硬度也越高，但塑性、韌性、冷彎性能及焊接性能等越低。 普通低合金鋼筋。普通低合金鋼筋是在低碳鋼和中碳鋼的成分中加入少量

20、元素(硅、錳、鈦、稀土等)制成的鋼筋。普通低合金鋼筋的主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，綜合性能好，用鋼量比碳素鋼少20%左右；常用的有24MnSi、25MnSi、40MnSiV等品種。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料按生產(chǎn)工藝分類，鋼筋可分為熱軋鋼筋、余熱處理鋼筋、冷加工鋼筋、碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線等。熱軋鋼筋。熱軋鋼筋是用加熱鋼坯軋成的條形鋼筋，其直徑一般為550 mm，分直條和盤條兩種。余熱處理鋼筋。余熱處理鋼筋又稱調(diào)質(zhì)鋼筋，是經(jīng)熱軋后立即穿水，進(jìn)行表面控制冷卻，然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得到的成品鋼筋。其外形為月牙肋。冷加工鋼筋。冷加工鋼筋有冷拉鋼筋和冷拔低碳鋼絲兩種。冷拉鋼筋是將熱軋鋼筋在常溫下進(jìn)行

21、強(qiáng)力拉伸使其強(qiáng)度提高的一種鋼筋。冷拔低碳鋼絲由直徑為68 mm的普通熱軋圓盤條經(jīng)多次冷拔而成，分甲、乙兩個等級。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料碳素鋼絲。碳素鋼絲是由優(yōu)質(zhì)高碳鋼盤條經(jīng)淬火、酸洗、拔制、回火等工藝制成。碳素鋼絲按生產(chǎn)工藝可分為冷拉碳素鋼絲和矯直回火碳素鋼絲兩個品種?？毯垆摻z。把熱軋大直徑高碳鋼加熱，并經(jīng)鉛浴淬火，然后冷拔多次，鋼絲表面再經(jīng)過刻痕處理而制得的鋼絲，稱為刻痕鋼絲。鋼絞線。鋼絞線是由光圓碳素鋼絲在絞線機(jī)上捻合而成的。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料（2）鋼筋的規(guī)格。冷軋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋成品公稱直徑的范圍為412 mm，三面肋和二面肋鋼筋的尺寸、重量及允許偏差應(yīng)符合表8-7的規(guī)定

22、。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料冷軋扭鋼筋。冷軋扭鋼筋是由普通低碳鋼熱軋盤圓鋼筋經(jīng)冷軋扭工藝制成的。其表面形狀為連續(xù)的螺旋形，故它與混凝土的黏結(jié)力很大，同時具有較高的強(qiáng)度和足夠的塑性。冷軋扭鋼筋的公稱橫截面面積和理論質(zhì)量應(yīng)符合表8-8的規(guī)定。8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料8.2 鋼結(jié)構(gòu)的材料熱軋鋼筋。低碳鋼熱軋圓盤條。盤條的公稱直徑為5.5 mm、6.0 mm、6.5 mm、7.0 mm、8.0 mm、9.0 mm、10.0 mm、11.0 mm、12.0 mm、13.0 mm、14.0 mm。根據(jù)供需雙方的協(xié)議,也可生產(chǎn)其他尺寸的盤條。盤條的直徑允許偏差不大于0.45 mm，不圓度（同一橫截面上最大直徑與最小直

23、徑的差值）不大于0.45 mm。熱軋光圓鋼筋。熱軋光圓鋼筋的公稱直徑為622 mm，推薦的公稱直徑為6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、16 mm、20 mm。 熱軋帶肋鋼筋。熱軋帶肋鋼筋的公稱直徑為650 mm，推薦的公稱直徑為6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、16 mm、20 mm、25 mm、32 mm、40 mm、50 mm。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 8.3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法主要有焊接連接、螺栓連接和鉚釘連接三種。目前，焊接連接的應(yīng)用較為廣泛，鉚釘連接已基本不采用。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接焊接連接1.焊接連接是通過電弧產(chǎn)生熱量，使焊條和焊件局部熔化，經(jīng)冷卻凝

24、結(jié)成焊縫，從而將焊件連接成一體的方法。其優(yōu)點(diǎn)是任何形式的構(gòu)件一般都可直接相連，不會削弱構(gòu)件截面，且用料經(jīng)濟(jì)、構(gòu)造簡單、加工方便、連接剛度大、密封性能好，可全自動或半自動作業(yè)，可提高生產(chǎn)效率。也使鋼材的承載力、剛度和使用性能受到影響。焊接連接有氣焊、接觸焊和電弧焊等方法。電弧焊又分為手工焊、自動焊和半自動焊三種。目前，鋼結(jié)構(gòu)中較常用的焊接方法是手工電弧焊。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接2.螺栓連接分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩種。螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)是施工工藝簡單，安裝方便，適用于工地安裝連接，能更好地保證工程的進(jìn)度和質(zhì)量。螺栓連接的缺點(diǎn)是開孔會對構(gòu)件截面產(chǎn)生一定的削弱，且被連接的構(gòu)件需要相互搭接或

25、另加拼接板、角鋼等連接件，故相對耗材較多，構(gòu)造比較復(fù)雜。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接鉚釘連接3.鉚釘由頂鍛性能好的鉚釘鋼制成。進(jìn)行鉚釘連接時，先在被連接的構(gòu)件上制成比釘徑大1.01.5 mm的孔，然后將已加熱至呈櫻桃紅色的一端有半圓釘頭的鉚釘塞入孔內(nèi)，再用鉚釘槍或鉚釘機(jī)進(jìn)行鉚合，使鉚釘填滿釘孔，并打成另一鉚釘頭。鉚釘在鉚合后冷卻收縮，對被連接的板束產(chǎn)生夾緊力。采用鉚釘連接時，被連接構(gòu)件的韌性和塑性都比較好，但比較費(fèi)工且耗材較多，目前只用于承受較大動力荷載的大跨度鋼結(jié)構(gòu)。鉚釘連接，在工廠幾乎已被焊接連接代替，在工地幾乎已被高強(qiáng)度螺栓連接代替。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 8.3.2焊接連接的構(gòu)造與計算對接焊縫的

26、構(gòu)造與計算1.（1）對接焊縫的構(gòu)造。在對接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度在一側(cè)相差4 mm以上時，應(yīng)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12.5的斜角(見圖8-3)；當(dāng)焊件的厚度不同時，焊縫坡口的形式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度的相關(guān)要求取用。圖8-3 不同寬度或厚度焊件的拼接(a)不同寬度(b)不同厚度8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接對于較厚的焊件(t20 mm，t為鋼板厚度)，應(yīng)采用V形縫、U形縫、K形縫、X形縫。其中，V形縫和U形縫為單面施焊，在焊縫根部還需補(bǔ)焊。對于沒有條件補(bǔ)焊時，要事先在根部加墊板(見圖8-4)。當(dāng)焊件可隨意翻轉(zhuǎn)施焊時，使用K形縫和X形縫較好。圖8-4 在根部加墊板8.

27、3 鋼結(jié)構(gòu)的連接在厚度或?qū)挾扔凶兓暮附又?，為了使?gòu)件傳力均勻，應(yīng)在板的一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于14的斜角，形成平緩的過渡(見圖8-5)。圖8-5 厚度或?qū)挾扔凶兓暮讣倪B接(a)改變厚度(b)改變寬度8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接當(dāng)采用部分焊透的對接焊縫時，應(yīng)在設(shè)計圖中注明坡口的形式和尺寸，其計算厚度he不得小于1.5t，t為較大的焊件厚度。在直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用部分焊透的對接焊縫。鋼板拼接采用對接焊縫時，縱橫兩個方向的對接焊縫可采用十字形交叉或T形交叉，如圖8-6所示。當(dāng)對接焊縫采用T形交叉時，交叉點(diǎn)的間距不得小于200 mm。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 圖8-6 鋼板

28、的拼接(a)十字形交叉(b)T形交叉8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接（2）對接焊縫的計算。對接焊縫中的應(yīng)力分布情況與焊件原來的情況基本相同。下面根據(jù)焊縫受力情況分述焊縫的計算公式：軸心力作用下的對接焊縫計算。在對接接頭和T形接頭中，垂直于軸心拉力或軸心壓力的對接焊縫或?qū)优c角接組合焊縫，其強(qiáng)度應(yīng)按式（8-2）計算。 （8-2)式中，N為軸心拉力或軸心壓力；lw為焊縫長度；t為連接件的較小厚度（在對接接頭中），或?yàn)楦拱宓暮穸龋ㄔ赥形接頭中）；fwt、fwc分別為對接焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值和抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接彎矩和剪力共同作用下的對接焊縫計算。在對接接頭、T形接頭中,承受彎矩和剪力共同作用的

29、對接焊縫或?qū)优c角接組合焊縫，其正應(yīng)力和剪應(yīng)力應(yīng)分別進(jìn)行計算。焊縫在彎矩作用下產(chǎn)生正應(yīng)力，在剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)力，其應(yīng)力分布如圖8-8所示。但在同時受到較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力處（如梁腹板橫向?qū)雍缚p的端部），應(yīng)按式（8-3）計算折算應(yīng)力。當(dāng)對接焊縫和T形對接與角接組合焊縫無法采用引弧板或引出板施焊時，每條焊縫的長度應(yīng)各減去2t。 （8-3） 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 圖8-8 彎矩和剪力共同作用下的對接焊縫計算簡圖(a)鋼板對接焊縫計算簡圖（b）工字鋼對接焊縫計算簡圖8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 彎矩作用下焊縫截面上A點(diǎn)的正應(yīng)力M最大，其計算公式為 （8-4）式中，M為焊縫承受的彎矩；Ww為焊縫計算截面的截面

30、模量。剪力作用下焊縫截面上C點(diǎn)的剪應(yīng)力最大，可按式（8-5）計算。 （8-5)式中，V為焊縫承受的剪力；Iw為焊縫計算截面對其中和軸的慣性矩；Sw為計算剪應(yīng)力處以上焊縫計算截面對中和軸的面積矩。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接對于工字形、箱形等構(gòu)件，在腹板與翼緣交接處，焊縫截面的B點(diǎn)（見圖8-8）同時受到較大正應(yīng)力1和較大剪應(yīng)力1的作用，因此還應(yīng)計算折算應(yīng)力f。即 （8-6)（8-7)（8-8)8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接式中，1為腹板與翼緣交接處焊縫正應(yīng)力；h0、h分別為焊縫截面處腹板高度、總高度；1為腹板與翼緣交接處焊縫剪應(yīng)力；S1為B點(diǎn)以上面積對中和軸的面積矩；tw為腹板厚度；其他符號含義同前。8.3 鋼

31、結(jié)構(gòu)的連接角焊縫的構(gòu)造與計算2.（1）角焊縫的構(gòu)造。角焊縫主要用于兩個不在同一平面的焊件的連接。角焊縫通常有三種主要截面形式，即普通式焊縫、平坡式焊縫和凹面式焊縫。一般規(guī)定。鋼結(jié)構(gòu)角焊縫的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：在直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線型或凹型。焊腳尺寸的比例：對正面角焊縫宜為11.5(長邊順內(nèi)力方向)，對側(cè)面角焊縫可為11。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接在次要構(gòu)件或次要焊縫連接中，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù)角焊縫焊段的長度不得小于10hf（hf為角焊縫的焊腳尺寸）或50 mm，其凈距不應(yīng)大于15t(對受壓構(gòu)件)或30t(對受拉構(gòu)件)，t為較薄焊件的厚度。當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)面角焊縫連接

32、時，每條側(cè)面角焊縫的長度不宜小于兩側(cè)面角焊縫之間的距離；同時兩側(cè)面焊縫之間的距離不宜大于16t(當(dāng)t12 mm時)或190 mm(當(dāng)t12 mm時)。當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處做長度為2hf的繞角焊時，轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，并不得小于25 mm。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接尺寸要求。鋼構(gòu)件角焊縫的尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定：hf不得小于1.5t，t為較厚焊件的厚度(當(dāng)采用低氫型堿性焊條施焊時，t可采用較薄焊件的厚度)。但對埋弧自動焊，最小焊腳尺寸可減小1 mm；對T形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1 mm。當(dāng)焊件厚度等于或小于4 mm時，最小焊腳尺寸應(yīng)與焊件厚度相同。

33、hf不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結(jié)構(gòu)除外)，但板件(厚度為t)邊緣的角焊縫最大焊腳尺寸尚應(yīng)符合下列要求：當(dāng)t6 mm時，hft;當(dāng)t6 mm時，hft-(12)mm。圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫尺寸也不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接角焊縫的兩焊腳尺寸一般相等。當(dāng)焊件的厚度相差較大且等焊腳尺寸不能符合最大(最小)焊腳尺寸要求時，可采用不等焊腳尺寸，與較薄焊件接觸的焊腳邊應(yīng)符合最小焊腳尺寸的要求，與較厚焊件接觸的焊腳邊應(yīng)符合最大焊腳尺寸的要求。側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計算長度不得小于8hf和40 mm。側(cè)面角焊縫的計算長度不宜大于60hf，當(dāng)大于上述數(shù)值時，其超過部分在計算

34、中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長分布，則其計算長度不受此限。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接單面角焊縫的構(gòu)造要求。為減少腹板因焊接產(chǎn)生變形并提高工效，當(dāng)T形接頭的腹板厚度不大于8 mm且不要求全熔透時，可采用單面角焊縫，如圖8-10所示。圖8-10 單面角焊縫8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接單面角焊縫應(yīng)符合下列規(guī)定：單面角焊縫適用于僅承受剪力的焊縫。單面角焊縫僅可用于承受靜態(tài)荷載和間接動態(tài)荷載的、非露天和不接觸強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。最小焊腳尺寸及最小根部熔深應(yīng)符合表8-9的要求。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 (2）角焊縫的計算。在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下。正面角焊縫(作用力垂直于焊縫長度方向)： （8-9)側(cè)

35、面角焊縫(作用力平行于焊縫長度方向)： （8-10)在各種力的綜合作用下，f和f共同作用處。 （8-11) 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接式中，f為按焊縫有效截面(helw)計算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力；f為按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力；he為角焊縫的計算厚度，對直角角焊縫等于0.7hf，lw為角焊縫的計算長度，對每條焊縫取其實(shí)際長度減去2hf；fwf為角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值；f為正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值增大系數(shù)，對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，f=1.22，對直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，f=1.0。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接兩焊腳邊夾角60135的T形接頭，其斜角角焊縫的強(qiáng)度應(yīng)按式（8-9)式

36、（8-11)計算，但取f=1.0，其計算厚度 (根部間隙b、b1或b21.5 mm)或 （5 mm b、b1或b21.5 mm)。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接部分焊透的對接焊縫和T形對接與角接組合焊縫的強(qiáng)度，應(yīng)按式（8-9)式（8-11)計算；在垂直于焊縫長度方向的壓力作用下，取f=1.22，其他受力情況下取f=1.0。其計算厚度應(yīng)采用：V形坡口：當(dāng)60時，he=s；當(dāng)60時，he=0.75s。單邊V形和K形坡口：當(dāng)=455時，he=s-3。U形坡口、J形坡口：he=s。其中，s為坡口深度，即根部至焊縫表面(不考慮余高)的最短距離，為V形、單邊V形或K形坡口角度。當(dāng)熔合線處焊縫截面邊長等于或接近于最短

37、距離s時，抗剪強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值乘以0.9。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接角鋼與鋼板、圓鋼與鋼板、圓鋼與圓鋼之間的角焊縫連接計算。角鋼與鋼板連接的角焊縫，應(yīng)按表8-10所列公式計算。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接圓鋼與鋼板(或型鋼的平板部分)、圓鋼與圓鋼之間的連接焊縫主要用于圓鋼、小角鋼的輕型鋼結(jié)構(gòu)中，應(yīng)按式（8-12）計算抗剪強(qiáng)度。 （8-12）式中，he為角焊縫的計算厚度，對圓鋼與鋼板(或型鋼的平板部分)的連接，he=0.7hf，對圓鋼與圓鋼的連接，he=0.1(d1+2d2）-a，其中，d1為大圓鋼直徑，d2為小圓鋼直徑，a為焊縫表面至兩個圓鋼公切線的距離；其他符號含義同前

38、。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接焊接應(yīng)力與焊接變形3.焊接是一種局部加熱的工藝過程。焊接過程中及焊接后，被焊構(gòu)件內(nèi)將不可避免地產(chǎn)生焊接應(yīng)力和焊接變形。(1）焊接應(yīng)力。在鋼結(jié)構(gòu)焊接時，產(chǎn)生的應(yīng)力主要有以下三種：熱應(yīng)力(或稱溫度應(yīng)力)。熱應(yīng)力是在不均勻加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的。它與加熱的溫度及其不均勻程度、材料的熱物理性能及構(gòu)件本身的剛度有關(guān)。 組織應(yīng)力(或稱相變應(yīng)力)。組織應(yīng)力是金屬在相變時由于體積的變化而引起的應(yīng)力。例如，奧氏體分解為珠光體或轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時都會引起體積的膨脹，這種膨脹因受到周圍材料的約束而產(chǎn)生應(yīng)力。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接外約束應(yīng)力。外約束應(yīng)力是結(jié)構(gòu)自身的約束條件所造成的應(yīng)力。結(jié)構(gòu)的形式、焊

39、縫的布置、施焊順序、構(gòu)件的自重、冷卻過程中其他受熱部位的收縮及夾持部件的松緊程度，都會使焊接接頭承受不同的應(yīng)力。 通常將（1）和（2）兩種應(yīng)力稱為內(nèi)約束應(yīng)力。一般根據(jù)焊接過程的先后，將焊接過程中焊件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為瞬時應(yīng)力；焊接后，在焊件中留存下來的應(yīng)力稱為殘余應(yīng)力。同理，殘留下來的變形就稱為殘余變形。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接(2）焊接變形。焊接變形的分類。在焊接過程中，引起鋼結(jié)構(gòu)基本尺寸變化的原因主要有三種：與焊縫垂直的橫向收縮、與焊縫平行的縱向收縮和角變形（繞焊縫線回轉(zhuǎn)）。由于這三種原因的綜合影響，再加上結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸、周界條件和施焊條件的不同，焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形狀態(tài)也很復(fù)雜。根據(jù)變形的狀態(tài)

40、不同，對焊接變形一般可做如下分類：橫向收縮：垂直于焊縫方向的收縮，如圖8-12（a）所示。角變形(橫向變形)：厚度方向的非均勻熱分布造成的緊靠焊縫線的變形，如圖8-12（b）所示。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接回轉(zhuǎn)變形：由于熱膨脹而引起的板件在平面內(nèi)的角變形，如圖8-12（c）所示。壓曲變形：焊后構(gòu)件在長度方向上的失穩(wěn)，如圖8-12（d）所示。縱向收縮：沿焊縫方向的收縮，如圖8-12（e）所示?？v向彎曲變形：焊后構(gòu)件在穿過焊縫線并與板件垂直的平面內(nèi)的變形，如圖8-12（f）所示。扭曲變形：焊后構(gòu)件產(chǎn)生的扭曲，如圖8-12（g）所示。波浪變形：當(dāng)板件變薄時，在板件整體平面上造成的壓曲變形，如圖8-12（h

41、）所示。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 圖8-12 各種焊接變形(a)橫向收縮(b)角變形(c)回轉(zhuǎn)變形(d)壓曲變形(e)縱向收縮(f)縱向彎曲變形(g)扭曲變形(h)波浪變形8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接焊接變形的控制。雖然焊接應(yīng)力和焊接變形的發(fā)生是不可避免的，但在實(shí)際工程中為了減少焊接應(yīng)力和焊接變形引起的不利影響，就應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對焊縫的布置、數(shù)量、尺寸和形狀等予以更多地考慮。焊接時,應(yīng)合理選擇焊接的方法、順序和預(yù)熱等其他工藝措施，盡可能地把焊接應(yīng)力和焊接變形控制到最低程度。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 8.3.3螺栓連接的計算螺栓連接可分為兩大類型，即普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接普通螺栓連接

42、的計算1.(1）普通螺栓承載力設(shè)計值。普通螺栓受剪連接中，單個螺栓承載力設(shè)計值Nbmin按式（8-13）取值。 (8-13)(8-14)(8-15)8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接普通螺栓桿軸受拉連接中，單個螺栓的承載力設(shè)計值Nbt按式（8-16）計算。 （8-16)式中，de為螺栓在螺紋處的有效直徑；fbt為普通螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接(2）普通螺栓連接的計算公式。承受軸心力的抗剪連接。承受軸心力的抗剪連接如圖8-13所示，需要螺栓數(shù)n的要求如下： （8-17)式中，N為一個螺栓受剪承載力實(shí)際值；Nmin為一個螺栓受剪承載力設(shè)計值。 圖8-13 承受軸心力的抗剪連接8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連

43、接承受偏心力的抗剪連接。承受偏心力的抗剪連接如圖8-14所示，布置螺栓后，對受力最大的螺栓進(jìn)行驗(yàn)算，其值應(yīng)符合下列條件： （8-18）8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接圖8-14 承受偏心力的抗剪連接8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 承受軸心力的抗拉連接。承受軸心力的抗拉連接如圖8-15所示，所需螺栓的數(shù)目應(yīng)符合式（8-19）的要求。 （8-19）式中，Nbt為一個螺栓的受拉承載力設(shè)計值。 圖8-15 承受軸心力的抗拉連接8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 承受偏心力的抗拉連接。承受偏心力的抗拉連接如圖8-16所示，布置螺栓后，對受力最大的螺栓進(jìn)行驗(yàn)算，其值應(yīng)符合下列條件： （8-20）式中，n為螺栓個數(shù)；e為N至螺栓群中心的距離；

44、yi為任意一個螺栓到旋轉(zhuǎn)軸的距離；其他符號含義同前。 圖8-16 承受偏心力的抗拉連接8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接同時承受拉力和剪力的螺栓連接。普通螺栓同時承受拉力和剪力時，單個螺栓承載力應(yīng)分別符合式（8-21）和式（8-22）的要求。 （8-21）（8-22）式中，Nv、Nt分別為某個普通螺栓所承受的剪力和拉力；Nbv、Nbt、Nbc分別為一個普通螺栓的受剪承載力設(shè)計值、受拉承載力設(shè)計值和承壓承載力設(shè)計值。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接高強(qiáng)度螺栓連接的計算2.(1）高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計值。在抗剪連接中，每個高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計值Nbv應(yīng)按式（8-23）計算。 （8-23)式中，nf為傳力摩擦面數(shù)目；為摩

45、擦面的抗滑移系數(shù)；P為一個高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接在抗剪連接中，每個承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計值的計算方法與普通螺栓相同，但當(dāng)剪切面在螺紋處時，其受剪承載力設(shè)計值應(yīng)按螺紋處的有效面積進(jìn)行計算。承壓型連接的高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P應(yīng)與摩擦型連接的高強(qiáng)度螺栓相同。在桿軸方向受拉的連接中，單個承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計值的計算方法與普通螺栓相同。8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接高強(qiáng)度螺栓抗拉連接的受力特點(diǎn)是依靠預(yù)拉力使連接件被壓緊傳力。當(dāng)高強(qiáng)度螺栓受到沿螺栓桿軸方向的外拉力時，只要螺栓承擔(dān)的外拉力設(shè)計值Nt不超過其預(yù)拉力P，那么螺栓桿內(nèi)的原預(yù)拉力就基本不變。但當(dāng)NtP時，螺栓可能達(dá)到鋼

46、材的屈服強(qiáng)度，卸荷后出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，預(yù)拉力降低。因此鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 500172003）偏安全地規(guī)定一個高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力設(shè)計值為 Nbt=0.8P （8-24)8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接(2）高強(qiáng)度螺栓連接的計算公式。當(dāng)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接同時承受摩擦面間的剪力和螺栓桿軸方向的外拉力時，其承載力應(yīng)按式（8-25）計算。 （8-25)式中，Nv、Nt分別為某個高強(qiáng)度螺栓所承受的剪力和拉力；Nbv、Nbt分別為某個高強(qiáng)度螺栓的受剪承載力設(shè)計值和受拉承載力設(shè)計值。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接同時承受剪力和桿軸方向拉力的承壓型連接的高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)符合式（8-26）和式（8-27）的要求。 （8-26) （

47、8-27)式中，Nv、Nt分別為某個高強(qiáng)度螺栓所承受的剪力和拉力；Nbv、Nbt、Nbc分別為某個高強(qiáng)度螺栓的受剪承載力設(shè)計值、受拉承載力設(shè)計值和承壓承載力設(shè)計值。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 高強(qiáng)度螺栓抗拉連接時，拉力N通過螺栓群形心時所需的螺栓數(shù)為 （8-28)在彎矩作用下，最上端的螺栓應(yīng)滿足 （8-29)進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓在彎矩作用下的受拉計算時，為偏于安全，應(yīng)取螺栓群形心。 8.3 鋼結(jié)構(gòu)的連接高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計算。高強(qiáng)度螺栓群受軸心力作用時，構(gòu)件凈截面強(qiáng)度對于承壓型連接，與普通螺栓驗(yàn)算相同；對于摩擦型連接，要考慮摩擦力的作用，孔前傳力占螺栓傳力的50%，因此構(gòu)件截面的強(qiáng)度N應(yīng)按式（8-30）

48、計算。 （8-30)式中，n1為計算截面上的螺栓數(shù)；n為連接一側(cè)的螺栓總數(shù)；其他符號含義同前。構(gòu)件凈截面強(qiáng)度n按式（8-31）計算。n=N/Anf（8-31)構(gòu)件毛截面強(qiáng)度按式（8-32）計算。=N/Af（8-32)式中，An為構(gòu)件的凈截面面積；A為構(gòu)件的毛截面面積。 8.4 鋼構(gòu)件的計算鋼構(gòu)件計算包括受彎構(gòu)件的計算、軸心受力構(gòu)件的計算及拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的計算。8.4 鋼構(gòu)件的計算 8.4.1受彎構(gòu)件的計算強(qiáng)度計算1.1.強(qiáng)度計算（1）正應(yīng)力計算。承受靜力荷載或間接承受動力荷載時。 （8-33)直接承受動力荷載時。 （8-34) 8.4 鋼構(gòu)件的計算（2）剪應(yīng)力計算。在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹構(gòu)件

49、（不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度），其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按式（8-35）計算。 （8-35）式中，V為計算截面沿腹板平面作用的剪力；S為計算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩；I為毛截面慣性矩；tw為腹板厚度；fv為鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值。8.4 鋼構(gòu)件的計算 （3）局部壓應(yīng)力計算。當(dāng)梁上翼緣受有沿腹板平面作用的集中荷載，且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時，腹板計算高度上邊緣的局部承壓強(qiáng)度c應(yīng)按式（8-36）計算。 （8-36） （8-37）式中，F(xiàn)為集中荷載，對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；為集中荷載增大系數(shù)，對重級工作制吊車梁，=1.35，對其他梁，=1.0；tw為腹板厚度；lz為集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布

50、長度；a為集中荷載沿梁跨度方向的支承長度，對鋼軌上的輪壓可取50 mm；hy為自梁頂面至腹板計算高度上邊緣的距離；hR為軌道的高度，對梁頂無軌道的梁，hR=0；f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。lz=a+5hy+2hR 8.4 鋼構(gòu)件的計算 （4）折算應(yīng)力計算。在梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（如連續(xù)梁中部支座處或梁的翼緣截面改變處等）時，其折算應(yīng)力應(yīng)按式（8-38）計算。 （8-38） （8-39）式中，、c分別為腹板計算高度邊緣同一點(diǎn)上同時產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，和c應(yīng)按式（8-35）和式（8-36）計算，和c以拉應(yīng)力為

51、正值，以壓應(yīng)力為負(fù)值；In為梁凈截面慣性矩；y1為所計算點(diǎn)至梁中和軸的距離；1為計算折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計值增大系數(shù)，當(dāng)與c異號時，取1=1.2，當(dāng)與c同號或c=0時，取1=1.1。 8.4 鋼構(gòu)件的計算整體穩(wěn)定性計算2.梁的整體穩(wěn)定性計算是使梁的最大彎曲纖維壓應(yīng)力小于或等于使梁側(cè)扭失穩(wěn)的臨界應(yīng)力，從而保證梁不致因側(cè)扭而失去整體穩(wěn)定性。符合下列情況之一時，可不計算梁的整體穩(wěn)定性：（1）有鋪板（各種鋼筋混凝土板和鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時。（2）H型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自由長度l1與其寬度b1之比不超過表8-11所規(guī)定的數(shù)值時。8.4 鋼構(gòu)件的

52、計算對跨中無側(cè)向支承點(diǎn)的梁，l1為其跨度；對跨中有側(cè)向支承點(diǎn)的梁，l1為受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離（梁的支座處視為有側(cè)向支承）。8.4 鋼構(gòu)件的計算（3）當(dāng)箱形截面簡支梁的截面尺寸滿足h/b06，l1/b095（235/fy）時，可不計算箱形截面簡支梁的整體穩(wěn)定性。除上述情況外， 在最大剛度主平面內(nèi)受彎的構(gòu)件 ， 其整體穩(wěn)定性應(yīng)按式（8-40）計算。 （8-40）式中，Mx為繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩；Wx為按受壓纖維確定的梁毛截面模量；b為梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)， 應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 500172003）附錄B確定。 8.4 鋼構(gòu)件的計算在兩個主平面內(nèi)受彎的H型鋼截面構(gòu)件或工字形截面構(gòu)件，其整體

53、穩(wěn)定性應(yīng)按式（8-41）計算。 （8-41）式中，Wx、Wy分別為按受壓纖維確定的對x軸和對y軸毛截面模量；其他符號含義同前。8.4 鋼構(gòu)件的計算局部穩(wěn)定性計算3.(1）不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的受彎構(gòu)件設(shè)計。不考慮屈曲后強(qiáng)度，組合梁腹板配置加勁肋應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)h0/tw80235/fy時，對有局部壓應(yīng)力(c0)的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋；但對無局部壓應(yīng)力（c=0）的梁，可不配置加勁肋。當(dāng)h0/tw80235/fy時，應(yīng)配置橫向加勁肋。其中，當(dāng)h0/tw170235/fy(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束，如連有剛性鋪板、制動板或焊有鋼軌時)或h0/tw150235/fy(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時)，或

54、按計算需要時，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。8.4 鋼構(gòu)件的計算 僅配置橫向加勁肋的腹板，其各區(qū)格的局部穩(wěn)定應(yīng)按式（8-42）計算。 （8-42)式中，為所計算腹板區(qū)格內(nèi)，由平均彎矩產(chǎn)生的腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；為所計算腹板區(qū)格內(nèi)，由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力，應(yīng)按=V/(hwtw)計算，hw為腹板高度；c為腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，應(yīng)按式（8-36）計算，但取式中的=1.0；cr、cr、c,cr分別為各種應(yīng)力單獨(dú)作用下的臨界應(yīng)力，按下列方法計算： 式中，b為用于腹板受彎計算時的通用高厚比。8.4 鋼構(gòu)件的計算 當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時有 （8-44）當(dāng)梁受壓翼

55、緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時有 （8-45）式中，hc為梁腹板彎曲受壓區(qū)高度，對雙軸對稱截面2hc=h0。8.4 鋼構(gòu)件的計算 當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時有 （8-53）當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時有 （8-54）式中，h1為縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離。二是cr1按式（8-46）式（8-48）計算，將式中的h0改為h1。三是c,cr1按式（8-43）式（8-45）計算，將式中的b改用c1代替。當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時有（8-55）8.4 鋼構(gòu)件的計算(2）考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的受彎構(gòu)件設(shè)計。腹板僅配置支承加勁肋（或尚有中間橫向加勁肋）而考慮屈曲后強(qiáng)度的工字形截面焊接組合梁，應(yīng)按式（8-59）

56、驗(yàn)算抗彎承載能力和抗剪承載能力。 （8-59）（8-60）8.4 鋼構(gòu)件的計算式中，M、V分別為梁的同一截面上同時產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值,計算時，當(dāng)V0.5Vu時，取V=0.5Vu，當(dāng)MMf時，取M=Mf；Mf為梁兩翼緣所承擔(dān)的彎矩設(shè)計值；Af1、h1分別為較大翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離；Af2、h2分別為較小翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離；Meu、Vu分別為梁抗彎和抗剪承載力設(shè)計值。8.4 鋼構(gòu)件的計算Vu應(yīng)按式（8-63）計算。式中，s為用于腹板受剪計算時的通用高厚比，按式（8-47）、式（8-48）計算。當(dāng)組合梁僅配置支座加勁肋時，取式（8-48）中的h0/a=0。

57、8.4 鋼構(gòu)件的計算當(dāng)僅配置支承加勁肋不能滿足式（8-59）的要求時，應(yīng)在兩側(cè)成對配置中間橫向加勁肋。中間橫向加勁肋和上端受有集中壓力的中間支承加勁肋，其截面尺寸應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 500172003）第4.3.7條計算其在腹板平面外的穩(wěn)定性，軸心壓力應(yīng)按式（8-64）計算。 Ns=Vu-crhwtw+F （8-64）式中，Vu按式（8-63）計算；hw為腹板高度；cr按式（8-46）式（8-48）計算；F為作用于中間支承加勁肋上端的集中壓力。8.4 鋼構(gòu)件的計算當(dāng)腹板在支座旁的區(qū)格利用屈曲后強(qiáng)度（s0.8）時，支座加勁肋除承受梁的支座反力外尚應(yīng)承受拉力場的水平分力H，按

58、壓彎構(gòu)件計算強(qiáng)度和在腹板平面外的穩(wěn)定。 （8-65）對設(shè)中間橫向加勁肋的梁，a取支座端區(qū)格的加勁肋間距。對不設(shè)中間加勁肋的腹板，a取梁支座至跨內(nèi)剪力為零點(diǎn)的距離。 8.4 鋼構(gòu)件的計算H的作用點(diǎn)在距腹板計算高度上邊緣h0/4處。此壓彎構(gòu)件的截面和計算長度同一般支座加勁肋。當(dāng)支座加勁肋采用圖8-20所示的構(gòu)造形式時，可按下述簡化方法進(jìn)行計算：加勁肋1作為承受支座反力R的軸心壓桿計算，封頭肋板2的截面積不應(yīng)小于按式（8-66）計算的數(shù)值。 （8-66）8.4 鋼構(gòu)件的計算應(yīng)用式（8-66）時應(yīng)注意，腹板高厚比不應(yīng)大于250；考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁，可按構(gòu)造需要設(shè)置中間橫向加勁肋；中間橫向加勁肋間距

59、較大（a2.5h0）和不設(shè)中間橫向加勁肋的腹板，當(dāng)滿足式（8-42）時，可取H=0。圖8-20 設(shè)置封頭肋板的梁端構(gòu)造8.4 鋼構(gòu)件的計算 8.4.2軸心受力構(gòu)件的計算強(qiáng)度計算1.軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度，除高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接處外，均應(yīng)按式（8-67）計算。 （8-67）式中，N為軸心拉力或軸心壓力；An為凈截面面積。高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接處的強(qiáng)度應(yīng)按式（8-68）、式（8-69）計算。 （8-68） （8-69）式中，n為在節(jié)點(diǎn)或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；n1為所計算截面（最外列螺栓處）上高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；A為構(gòu)件的毛截面面積。8.4 鋼構(gòu)件的計算穩(wěn)定性計算2.(1）實(shí)腹式

60、軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性計算。實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按式（8-70）計算。 （8-70）式中，為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（取截面兩主軸穩(wěn)定系數(shù)中的較小者），應(yīng)根據(jù)構(gòu)件長細(xì)比、鋼材屈服強(qiáng)度和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 5000172003）表5.1.2-1和表5.1.2-2的截面分類按規(guī)范的附錄C采用。構(gòu)件長細(xì)比應(yīng)根據(jù)構(gòu)件可能發(fā)生的失穩(wěn)形式采用繞主軸彎曲的長細(xì)比或構(gòu)件發(fā)生彎扭失穩(wěn)時的換算長細(xì)比，取其較大值。 8.4 鋼構(gòu)件的計算(2）格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性計算。格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性仍應(yīng)按式（8-70）計算，但對虛軸圖8-24（a）的x軸和圖8-24（b）、（c）的x軸和y軸的長細(xì)比應(yīng)取換算長