建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖-第九章-鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識

《建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖》2009年10月機械工業(yè)出版社

建筑力學(xué)基礎(chǔ)知識1

緒論0

建筑結(jié)構(gòu)材料2

結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與設(shè)計指標(biāo)3

混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件4

鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯5

基礎(chǔ)6鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)

7砌體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識8鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識9建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀

10目錄第9章鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識§9-1鋼結(jié)構(gòu)的連接方法§9-2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件§9-1鋼結(jié)構(gòu)的連接方法一、鋼結(jié)構(gòu)的連接方法

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。

鉚釘連接螺栓連接焊縫連接（一）焊縫連接焊縫連接是通過電弧產(chǎn)生的熱量使焊條和焊件局部熔化，經(jīng)冷卻凝結(jié)成焊縫，從而將焊件連接成為一體。

優(yōu)點：不削弱構(gòu)件截面，節(jié)約鋼材，構(gòu)造簡單，制造方便，連接剛度大，密封性能好，在一定條件下易于采用自動化作業(yè)，生產(chǎn)效率高。

缺點：焊縫附近鋼材因焊接高溫作用形成的熱影響區(qū)可能是某些部位材質(zhì)變脆；焊接過程中鋼材受到分布不均勻的高溫和冷卻，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，對結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和使用性能有一定影響；焊接結(jié)構(gòu)由于剛度大，局部裂紋一經(jīng)發(fā)生很容易擴展到整體，尤其是在低溫下易發(fā)生脆斷；焊縫連接的塑性和韌性較差，施焊時可能產(chǎn)生缺陷，使疲勞強度降低。（二）螺栓連接螺栓連接是通過螺栓這種緊固件把連接件連接成為一體。

螺栓連接分普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種。

優(yōu)點：施工工藝簡單、安裝方便，特別適用于工地安裝連接，也便于拆卸，適用于需要裝拆結(jié)構(gòu)和臨時性連接。

缺點：需要在板件上開孔和拼裝時對孔，增加制造工作量，且對制造的精度要求較高；螺栓孔還使構(gòu)件截面削弱，且被連接件常需相互搭接或增設(shè)輔助連接板（或角鋼），因而構(gòu)造較繁且多費鋼材。（三）鉚釘連接鉚釘連接是將一端帶有半圓形預(yù)制釘頭的鉚釘，將釘桿燒紅后迅速插入連接件的釘孔中，然后用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，以使連接達(dá)到緊固。

優(yōu)點：鉚接傳力可靠，塑性、韌性均較好，質(zhì)量易于檢查和保證，可用于重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。缺點：鉚接工藝復(fù)雜、制造費工費料，且勞動強度高，故已基本被焊接和高強度螺栓連接所取代。二、焊接連接（一）焊接方法

鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是電弧焊，包括手工電弧焊、自動或半自動電弧焊以及氣體保護(hù)焊等。

手工電弧焊是鋼結(jié)構(gòu)中最常用的焊接方法，其設(shè)備簡單，操作靈活方便。但勞動條件差，生產(chǎn)效率比自動或半自動焊低，焊縫質(zhì)量的變異性大，在一定程度上取決于焊工的技術(shù)水平。導(dǎo)線

自動焊的焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫內(nèi)部缺陷較少，塑性好，沖擊韌性好，適合于焊接較長的直接焊縫。半自動焊因人工操作，適用于焊曲線或任意形狀的焊縫。自動和半自動焊應(yīng)采用與主體金屬相適應(yīng)的焊絲和焊劑，焊絲應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，焊劑應(yīng)根據(jù)焊接工藝要求確定。氣體保護(hù)焊是用惰性氣體（或CO2）氣體作為電弧的保護(hù)介質(zhì)，使熔化金屬與空氣隔絕，以保持焊接過程穩(wěn)定。氣體保護(hù)焊電弧加熱集中，焊接速度快，熔深大，故焊縫強度比手工焊的高。且塑性和抗腐蝕性好，適合于厚鋼板的焊接。焊絲（二）焊焊縫形式式焊縫連接接形式根根據(jù)被連連接構(gòu)件件間的相相互位置置可分為為對接、搭接、T形連接和角接等四種形形式。這這些連接接所用的的焊縫有有對接焊縫縫和角焊縫兩種基本本形式。。在具體體應(yīng)用時時，應(yīng)根根據(jù)連接接的受力力情況，，結(jié)合制制造、安安裝和焊焊接條件件進(jìn)行選選擇。（a）（（b）（（c）（d）（（e）（（f）（（g）（a）對接連連接；（（b）用拼接接蓋板的的對接連連接；（（c）搭接連連接；（d）、（e）T形連接；；（f）、（g）角部連連接焊縫按其其工作性質(zhì)質(zhì)來分有強度度焊縫和和密強焊焊縫兩種種。強度度焊縫只只作為傳傳遞內(nèi)力力之用，，密強焊焊縫除傳傳遞內(nèi)力力外，還還必須保保證不使使氣體或或液體滲滲漏。焊縫按施焊位置置分，有平平焊、立立焊、橫橫焊和仰仰焊四種種。平焊焊的施焊焊工作方方便，質(zhì)質(zhì)量好，，效率高高；立焊焊和橫焊焊是在立立面上施施焊的豎豎向和水水平焊縫縫，生產(chǎn)產(chǎn)效率和和焊接質(zhì)質(zhì)量比俯俯焊的差差一些；；仰焊是是仰面向向上施焊焊，操作作條件最最差，焊焊縫質(zhì)量量不易保保證，因因此應(yīng)盡盡量避免免采用。。俯焊橫焊

立焊

仰焊

根據(jù)焊縫截面面、構(gòu)造造可分為對對接焊縫縫和角焊焊縫兩種種基本形形式。（三）焊焊縫構(gòu)造造1.對接焊縫縫對接焊縫縫傳力直直接、平平順、沒沒有顯著著的應(yīng)力力集中現(xiàn)現(xiàn)象，因因而受力力性能良良好，對對于承承受靜、、動荷載載的構(gòu)件件連接都都適用。。但由于于對接焊焊縫的質(zhì)質(zhì)量要求求較高，，焊件之之間施焊焊間隙要要求較嚴(yán)嚴(yán)，一般般多用于于工廠制制造的連連接中。。對接焊縫縫又稱坡坡口焊縫縫，因為為在施焊焊時應(yīng)對對板件邊邊緣加工工成適當(dāng)當(dāng)形式和和尺寸的的坡口（如后圖圖所示））以便焊接接時有焊焊條運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的必要要空間，，保證對對接焊縫縫內(nèi)部有有足夠的的熔透深深度。坡坡口基本本形式可可分為I形、單邊邊V形、V形、X形、U形和K形等。坡坡口形式式隨板厚厚和焊接接方法而而不同。。采用手手工焊時時，當(dāng)板板厚t≤10mm，可采用用不切坡坡口的I形縫，只只需保持持間隙0.5~2mm，t≤5mm時可單面面焊；當(dāng)當(dāng)板厚t=10~20mm時，采用用V形或半V形坡口；；對于較較厚的板板件t≥20mm時，采用用X形、U形或K形。對于于V形和U形縫的根根部還需需要清除除焊根，，并進(jìn)行行補焊。。沒有條件件清根和和補焊者者，要事事先加墊墊板。當(dāng)當(dāng)采用自自動焊時時，因所所用電流流強、熔熔深大，，只在t≥16mm時，才采采用V形坡口。。（a）（（b）（（c）（d）（（e）（（f）對接焊縫縫的坡口口形式（a）I形縫；（（b）單邊V形坡口；；（c）V形坡口；；（d）U形坡口；；（e）K形坡口；；（f）X形坡口在焊件寬寬度或厚厚度有變變化的連連接中，，為了減減緩應(yīng)力力集中，，應(yīng)從板板的一側(cè)側(cè)或兩側(cè)側(cè)做成坡坡度不大大于1：2.5的斜坡如圖所示，形形成平緩緩過渡。。如板厚厚相差不不大于4mm時，可不不做斜坡坡。（a）（（b）變截面板板的拼接接（a）改變寬寬度；（（b）改變厚厚度2.角焊縫（1）角焊縫縫的形式式角焊縫按按其長度度方向和和外力作作用方向向的不同同，可分分為平行行于力作作用方向向的側(cè)面面角焊縫縫、垂直直于力作作用方向向的正面面角焊縫縫與力作作用方向向斜交的的斜向角角焊縫以以及圍焊焊縫。角焊縫截截面形式式又分為為普通式式、平坡坡式和深深熔式。。圖中hf稱為角焊焊縫的焊焊腳尺寸寸。普通通式截面面焊腳邊邊比例為為1：1，近似于于等腰直直角三角角形，其其傳力線線彎折較較劇烈，，故應(yīng)力力集中嚴(yán)嚴(yán)重。對對直接承承受動力力荷載的的結(jié)構(gòu)，，為使傳傳力平順順，正面面角焊縫縫宜采用用兩焊角角邊尺寸寸比例1：1.5的平坡式式（長邊邊順內(nèi)力力方向）），側(cè)面面角焊縫縫宜采用用比例為為1：1的深熔式式。（a）（（b）（（c）角焊縫截截面形式式（a）普通式式；（b）平坡式式；（c）深熔式式（2）角焊縫縫的構(gòu)造造要求1）最小角角焊腳尺尺寸角角焊縫縫的焊腳腳尺寸與與焊件的的厚度有有關(guān)，當(dāng)當(dāng)焊件較較厚而焊焊腳尺寸寸又過小小時，焊焊縫內(nèi)部部將因冷冷卻過快快而產(chǎn)生生淬硬組組織，降降低塑性性，容易易形成裂裂紋。因因此，角角焊縫的的最小焊焊腳尺寸寸應(yīng)滿足足，為較較厚焊件件厚度（（單位mm）。對自自動焊因因熱量集集中，熔熔深較大大，可減減小1mm；T形連接的的單面焊焊縫的性性能較差差，應(yīng)增增加1mm；當(dāng)焊件件厚度等等于或小小于4mm時，應(yīng)與與焊件厚厚度相同同。2）大焊腳腳尺寸角角焊焊縫的焊焊腳尺寸寸過大，，易使焊焊件形成成燒傷、、燒穿等等“過燒燒”現(xiàn)象象，且使使焊件產(chǎn)產(chǎn)生較大大的焊接接殘余應(yīng)應(yīng)力和焊焊接變形形。因此此，角焊焊縫的最最大焊腳腳尺寸應(yīng)應(yīng)符合的的要求，，為較薄薄焊件的的厚度。。對焊件件邊緣的的角焊縫縫，為防防止施焊焊時產(chǎn)生生“咬邊邊”，還還應(yīng)符符合下列列要求：：當(dāng)時時，；；當(dāng)時時，3）不等焊焊腳尺寸寸當(dāng)當(dāng)兩焊件件的厚度度相差較較大，且且采用等等焊腳尺尺寸無法法滿足最最大和最最小焊腳腳尺寸的的要求時時，可采采用不等等焊腳尺尺寸，即即與較厚厚焊件接接觸的焊焊腳符合合，，與較薄薄焊件接接觸的焊焊腳滿足足的的要要求。4）最小焊焊縫計算算長度當(dāng)當(dāng)角角焊縫焊焊腳尺寸寸大而長長度過小小時，將將使焊件件局部受受熱嚴(yán)重重，且焊焊縫起滅滅弧的弧弧坑相距距太近，，加上可可能出現(xiàn)現(xiàn)的其他他缺陷，，也使焊焊縫不夠夠可靠。。因此，，角焊縫縫的計算算長度應(yīng)應(yīng)滿足和和40mm。5）側(cè)面角角焊縫最最大計算算長度側(cè)側(cè)面面角焊縫縫沿長度度方向的的剪應(yīng)力力分布很很不均勻勻，兩端端大中間間小，且且隨焊縫縫長度與與其焊腳腳尺寸之之比增大大而差別別愈大。。當(dāng)此比比值過大大時，焊焊縫兩端端將會首首先出現(xiàn)現(xiàn)裂紋，，而此時時焊縫中中部還未未充分發(fā)發(fā)揮其承承載能力力，在動動力荷載載作用下下這種應(yīng)應(yīng)力集中中現(xiàn)象更更為不利利。因此此，側(cè)面面角焊縫縫的計算算長度不不宜大于于60hf（承受靜靜載或間間接承受受動載時時）或40hf（直接承承受動載載時）。。當(dāng)大于于上述限限制時，，其超過過部分在在計算中中不予考考慮。若若內(nèi)力沿沿側(cè)焊縫縫全長分分布時，，其計算算長度不不受此限限制，如如工字形形截面梁梁或柱的的翼緣與與腹板連連接焊縫縫等。6）當(dāng)板件件的端部部僅有兩兩側(cè)面角角焊縫連連接時（（如圖所所示），，為了避避免應(yīng)力力傳遞過過分彎折折而使構(gòu)構(gòu)件中應(yīng)應(yīng)力過分分不均，，應(yīng)使每每條側(cè)焊焊縫長度度大于它它們之間間的距離離，。。另外外為了避避免焊縫縫收縮時時引起板板件的拱拱曲過大大，還應(yīng)應(yīng)使（（當(dāng)當(dāng)））或190mm（當(dāng)））。當(dāng)當(dāng)不滿足足此規(guī)定定時，則則應(yīng)加正正面角焊焊縫。側(cè)面角焊焊縫引起起焊件拱拱曲7）在搭接接連接中中，搭接接長度不不得小于于焊件較較小厚度度的5倍并不得得小于25mm，以減小小因焊縫縫收縮而而產(chǎn)生的的殘余應(yīng)應(yīng)力及因因傳力偏偏心而產(chǎn)產(chǎn)生的附附加應(yīng)力力。8）在次要要構(gòu)件或或次要焊焊縫連接接中，若若焊縫受受力很小小，采用用連續(xù)焊焊縫其計計算焊腳腳尺寸hf小于最小小容許值值時，可可采用間間斷角焊焊縫。間間斷角焊焊縫焊段段的長度度不得小小于10hf或500mm。各段之之間凈距距（（受壓壓構(gòu)件））或（（受受拉構(gòu)件件），以以防板件件局部凸凸曲鼓起起，而對對受力不不利或潮潮氣侵入入而引起起銹蝕。。9）當(dāng)角焊焊縫的端端部在構(gòu)構(gòu)件轉(zhuǎn)角角處時，，為比避避免起落落弧的缺缺陷發(fā)生生在此應(yīng)應(yīng)力集中中較大部部位，宜宜作長度度為2hf的繞角焊焊，且轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角處必必須連續(xù)續(xù)施焊，，不能斷斷弧。（四）焊焊縫符號號集及標(biāo)標(biāo)注方法法《焊縫符號號表示法法》規(guī)定：焊焊縫符號號一般由由基本符符號與指指引線組組成，必必要時還還可加上上補充符符號和焊焊縫尺寸寸。基本符號號：表示焊縫縫的橫截截面形狀狀，如用用“””表示示角焊縫縫,用“V”表示V形坡口的的對接焊焊縫；補充符符號：：補充說說明焊焊縫的的某些些特征征，用用“””表示示現(xiàn)場場安裝裝焊縫縫，用用“””表示焊焊件三三面帶帶有焊焊縫；；指引線線：：一般由由橫線線和帶帶箭頭頭的斜斜線組組成，，箭頭頭指向向圖形形相應(yīng)應(yīng)焊縫縫處，，橫線線上方方和下下方用用來標(biāo)標(biāo)注基基本符符號和和焊縫縫尺寸寸等。。焊縫符符號焊縫符符號續(xù)表當(dāng)焊縫縫分布布比較較復(fù)雜雜或用用上述述標(biāo)注注方法法不能能表達(dá)達(dá)清楚楚時,在標(biāo)注注焊縫縫符號號的同同時,可在圖圖形上上加?xùn)艝啪€表表示。。用柵線線表示示焊縫縫(a)正面焊焊縫；；(b)背面焊焊縫；；(c)安裝焊焊縫當(dāng)焊縫縫中存存在氣氣孔，，夾渣渣、咬咬邊等等缺陷陷時，，它們們不但但使焊焊縫受受力面面積削削弱，，而且且還在在缺陷陷處引引起應(yīng)應(yīng)力集集中，，易于于形成成裂紋紋。在在受拉拉連接接中，，裂紋紋更易易擴展展延伸伸，從從而使使焊縫縫在低低于母母材強強度的的情況況下破破壞。。同樣樣，缺缺陷也也降低低連接接的疲疲勞強強度。。因此此，對焊縫縫質(zhì)量量應(yīng)按按其受受力性性質(zhì)和和所處處部位位進(jìn)行行分級級。根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)類類型和和重要要性，，《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)工程程施工工質(zhì)量量驗收收規(guī)范范》將焊縫質(zhì)質(zhì)量檢檢驗級級別分分為三三級。Ⅲ級檢驗驗項目目規(guī)定定只對對全部部焊縫縫做外外觀檢檢查，即檢檢驗焊焊縫實實際尺尺寸是是否符符合要要求和和有無無外觀觀缺陷陷；Ⅰ級、Ⅱ級焊縫縫除對對全部部焊縫縫作相相應(yīng)等等級的的外觀觀缺陷陷檢查查外，，還應(yīng)應(yīng)采用超超聲波波探傷傷進(jìn)行行內(nèi)部部缺陷陷的檢檢驗，當(dāng)超超聲波波探傷傷不能能對缺缺陷作作出判判斷時時，應(yīng)應(yīng)采用射射線探探傷。Ⅰ級焊縫縫超聲聲波和和射線線探傷傷的比比例均均為100%，Ⅱ級焊縫縫超聲聲波和和射線線探傷傷的比比例均均為20%，且均均不小小于200mm。當(dāng)焊焊縫長長度小小于200mm時，應(yīng)應(yīng)對整整條焊焊縫探探傷。。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)中一一般采采用Ⅲ級焊縫縫即可可滿足足的強強度要要求，但對對接焊焊縫的的抗拉拉強度度有較較大的的變異異性，，《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計規(guī)范范》規(guī)定，，其設(shè)設(shè)計值值僅為為主體體鋼材材的85%左右。。因而而對有有較大大拉應(yīng)應(yīng)力的的對接接焊縫縫以及及直接接承受受動力力荷載載構(gòu)件件的較較重要要的焊焊縫，，可部部分采采用Ⅱ級焊縫縫，對對抗動動力和和疲勞勞性能能有較較高要要求處處可采采用Ⅰ級焊縫縫。焊焊縫質(zhì)質(zhì)量等等級必必須在在施工工圖中中標(biāo)注注，但但Ⅲ級焊縫縫不需需要標(biāo)標(biāo)注。。（五））焊縫縫質(zhì)量量檢驗驗和焊焊縫質(zhì)質(zhì)量級級別三、螺螺栓連連接（一））普通通螺栓栓連接接的構(gòu)構(gòu)造1.普通螺螺栓的的形式式和規(guī)規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)采用用的普普通形形式為為大六六角頭頭型，，其代代號用用字母母M與公稱稱和直直徑（（mm）表示示。工工程中中常用用M18，M20，M22，M24。按國國際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，螺栓栓統(tǒng)一一用螺螺栓的的性能能等級級來表表示，，如“4.6級”、、“8.8級”等。小小數(shù)點點前數(shù)數(shù)字表表示螺螺栓材材料的的最低低抗拉拉強度度，如如“4”表示400N/mm2，“8”表示800N/mm2。小數(shù)數(shù)點后后的數(shù)數(shù)字（（0.6、0.8）表示示螺栓栓材料料的屈屈強比比，即即屈服服點與與最低低抗拉拉強度度的比比值。。根據(jù)螺螺栓的的加工工精度度，普普通螺螺栓又又分為為A、B、C三級。。A、B級螺栓栓（精制制螺栓栓）采采用8.8級鋼材材制作作，經(jīng)經(jīng)機床床車削削加工工而成成，表表面光光滑，，尺寸寸準(zhǔn)確確，且且配用用Ⅰ類孔（（即螺螺栓孔孔在裝裝配好好的構(gòu)構(gòu)件上上鉆成成或擴擴鉆成成，孔孔壁光光滑，，對孔孔準(zhǔn)確確）。。由于于其加加工精精度高高，與與孔壁壁接觸觸緊密密，其其連接接變形形小，，受力力性能能好，，可用用于承承受較較大剪剪力和和拉力力的連連接。。但制制造和和安裝裝較費費工，，成本本高，，故在在鋼結(jié)結(jié)構(gòu)中中較少少采用用。C級螺栓栓（粗制制螺栓栓）用用4.6或4.8級鋼制制作，，加工工粗糙糙，尺尺寸不不夠準(zhǔn)準(zhǔn)確，，只要要求Ⅱ類孔（（即螺螺栓孔孔在單單個零零件上上一次次沖成成或不不用鉆鉆模鉆鉆成。。一般般孔徑徑比螺螺栓桿桿徑大大1~2mm）。在在傳遞遞剪力力時，，連接接變形形大，，但傳傳遞拉拉力的的性能能尚好好，操操作無無需特特殊設(shè)設(shè)備，，成本本低。。常用用于承承受拉拉力的的螺栓栓連接接和承承受靜靜力荷荷載或或間接接承受受動力力荷載載結(jié)構(gòu)構(gòu)中的的次要要受剪剪連接接。螺栓及及其孔孔眼圖圖例螺栓的的排列列應(yīng)簡簡單、、統(tǒng)一一而緊緊湊，，滿足足受力力要求求，構(gòu)構(gòu)造合合理又又便于于安裝裝。排排列方方式有有并列列和錯錯列兩兩種排排列（（如圖圖所示示）。。并列列較簡簡單，，錯列列較緊緊湊。。（a）（（b）螺栓的的排列列及間間距（a）并列列排列列；（（b）錯列列排列列2.普通螺螺栓連連接的的排列列（1）受力力要求求螺栓孔孔（d0）的最最小端端距（（沿受受力方方向））為2d0，以免免板端端被剪剪掉；；螺栓栓孔的的最小小邊距距（垂垂直于于受力力方向向）為為1.5d0（切割割邊））或1.2d0（軋成成邊））。中中間螺螺孔的的最小小間距距（栓栓距和和線距距）為為3d0，否則則螺孔孔周圍圍應(yīng)力力集中中的相相互影影響較較大，，且對對鋼板板的截截面削削弱過過多，，從而而降低低其承承載力力。（2）構(gòu)造造要求求螺栓的的間距距也不不宜過過大，，尤其其是受受壓板板件當(dāng)當(dāng)栓距距過大大時，，容易易發(fā)生生凸曲曲現(xiàn)象象。板板和剛剛性構(gòu)構(gòu)件（（如槽槽鋼、、角鋼鋼等））連接接時，，栓距距過大大不易易緊密密接觸觸，潮潮氣易易于侵侵入縫縫隙而而銹蝕蝕。按按規(guī)范范規(guī)定定，栓栓孔中中心最最大間間距受受壓時時為12d0或18tmin（tmin為外層層較薄薄板件件的厚厚度）），受受拉時時為16d0或24tmin，中心心至構(gòu)構(gòu)件邊邊緣最最大距距離為為4d0或8tmin。（3）施工工要求求螺栓間間應(yīng)有有足夠夠距離離，以以便轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動扳扳手，，擰緊緊螺母母。根據(jù)上述螺螺栓的最大大、最小容容許距離，，排列螺栓栓時宜按最最小容許距距離取用，，且宜取5mm的倍數(shù)，并并按等距離離布置，以以縮小連接接的尺寸。。最大的容容許距離一一般只在起起聯(lián)系作用用的構(gòu)造連連接中采用用。（二）普通通螺栓連接接的受力特特點1.受剪螺栓連連接（a）（（b）（（c）單個受剪螺螺栓的受力力情況（a）單剪；（（b）雙剪；（（c）四剪受拉螺栓連接栓桿受剪和孔壁承壓傳力沿栓桿軸方向受拉傳力受剪螺栓連接拉剪螺栓連接螺栓傳力方式受剪螺栓連連接在達(dá)到到極限承載載力時，可可能出現(xiàn)如如下五種破破壞形式：：（1）栓桿剪斷（如圖9-10（a）所示）當(dāng)當(dāng)螺栓直直徑較小鋼鋼板相對較較厚時，可可能發(fā)生。。（2）孔壁擠壓壞壞（如圖9-10（b）所示）當(dāng)當(dāng)螺栓栓直徑較大大鋼板相對對較薄時，，可能發(fā)生生。（3）鋼板拉斷（如圖9-10（c）所示）當(dāng)當(dāng)鋼板板因螺孔削削弱過多時時，可能發(fā)發(fā)生。（4）端部鋼板剪剪斷（如圖9-10（d）所示）當(dāng)當(dāng)順受受力方向的的端距過小小時，可能能發(fā)生。（5）栓桿受剪破破壞（如圖9-10（e）所示）當(dāng)當(dāng)螺栓過過于細(xì)長時時，可能發(fā)發(fā)生。上述破壞形形式中的后后兩種在選選用最小容容許端距2d0和使螺栓的的夾緊長度度不超過5d0的條件下，，均不會發(fā)發(fā)生。前三三種形式的的破壞，則則需要通過過計算來防防止。（a）（d）1-1（b）（c）（e）2.受拉螺栓連連接如圖所示受受拉螺栓連連接中，在在外力N作用下，構(gòu)構(gòu)件相互間間有分離趨趨勢，從而而使螺栓沿沿桿軸方向向受拉。受受拉螺栓的的破壞形式式是栓桿被被拉斷，其其部位多在在被螺紋削削弱的截面面處。3.拉剪螺栓連連接由于C級螺栓的抗抗剪能力差差，故對重重要連接一一般均應(yīng)在在端板下設(shè)設(shè)置支托，，以承受剪剪力（如圖圖所示）。。對次要連連接，若端端板下不設(shè)設(shè)支托，則則螺栓將同同時承受剪剪力和沿桿桿軸方向的的拉力的作作用。N受拉螺栓連連接拉剪螺栓連連接（三）高強強度螺栓的的受力特點點高強度螺栓栓連接按設(shè)設(shè)計和受力力要求可分分為摩擦型和承壓型兩種。摩擦型連接接在承受剪切切時，以外外剪力達(dá)到到板件間可可能發(fā)生的的最大摩阻阻力為極限限狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)超過時板板件間發(fā)生生相對滑移移，即認(rèn)為為連接已失失效而破壞壞。承壓型連接接在受剪時，，則允許摩摩擦力被克克服并發(fā)生生板件間相相對滑移，，然后外力力可以繼續(xù)續(xù)增加，并并以此后發(fā)發(fā)生的螺桿桿剪切或孔孔壁承壓的的最終破壞壞為極限狀狀態(tài)。兩種形式螺螺栓在受拉拉時沒有區(qū)區(qū)別。高強度螺栓栓和普通螺螺栓連接受受力的主要要區(qū)別是：：普通螺栓栓連接的螺螺母擰緊的的預(yù)拉力很很小，受力力后全靠螺螺桿承壓和和抗剪來傳傳遞剪力。。而高強度度螺栓時靠靠擰緊螺母母，對螺桿桿施加強大大而受控制制的預(yù)拉力力，此預(yù)拉拉力將被連連接的構(gòu)件件夾緊。靠靠構(gòu)件夾緊緊而由接觸觸面間的摩摩阻力來承承受連接內(nèi)內(nèi)力是高強強度螺栓連連接受力的的特點。§9-2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件一、軸心受受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)構(gòu)件是指承承受通過截截面形心的的軸向力作作用的構(gòu)件件，分為軸心心受拉構(gòu)件件和軸心受受壓構(gòu)件。。它們廣泛泛的應(yīng)用于于柱、桁架架、網(wǎng)架、、塔架和支支撐等結(jié)構(gòu)構(gòu)中。（一）軸心心受力構(gòu)件件的受力特特點軸心受拉構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時時，應(yīng)滿足足強度和剛度的要求。按按承載力極極限狀態(tài)的的要求，軸軸心受拉構(gòu)構(gòu)件凈截面面的平均應(yīng)應(yīng)力不應(yīng)超超過鋼材的的屈服強度度；按正常常使用極限限狀態(tài)的要要求，應(yīng)具具有必要的的剛度，否否則在制造造、運輸和和安裝過程程中容易彎彎扭變形，，在自重的的作用下會會產(chǎn)生較大大撓度，在在承受動力力荷載時會會引起較大大的振動等等。軸心受受拉構(gòu)件的的剛度是以以它的長細(xì)細(xì)比來控制制的。軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的受力力性能與受受拉構(gòu)件不不同，除有有些短粗或或截面有較較大削弱的的構(gòu)件其承承載力由強強度條件起起控制作用用外，一般般情況下，，軸心受壓壓構(gòu)件的承承載能力是是由穩(wěn)定條條件決定的的。因此設(shè)設(shè)計時除滿滿足強度和和剛度的條條件外，還還應(yīng)滿足整體穩(wěn)定性性和局部穩(wěn)定性性的要求。（二）軸心心受壓柱的的構(gòu)造軸心受壓柱柱由柱頭、、柱身、柱柱腳三部分分組成。按按柱身的構(gòu)構(gòu)造型式可可分為實腹腹式和格構(gòu)構(gòu)式兩類。。1.實腹式軸心心受壓柱（1）截面形式實腹式軸心心受壓柱一一般選用雙雙軸對稱的的型鋼截面面或組合截截面。在選選擇截面形形式時，主主要考慮等等穩(wěn)定性、、肢寬壁薄薄、制造省省工、構(gòu)造造簡便等原原則。（2）設(shè)置加勁肋肋為了提高構(gòu)構(gòu)件的抗扭扭剛度，防防止構(gòu)件在在施工和運運輸過程中中發(fā)生變形形，當(dāng)時時，應(yīng)在一一定位置設(shè)設(shè)置成對的的橫向加勁勁肋（如圖圖所示）。。橫向加勁勁肋的間距距不得大于于3h0，其外伸寬寬度bs不小于mm，厚度ts不得小于。。實腹柱的橫橫向加勁肋肋加強bsatw（3）柱頭的構(gòu)造造軸心受壓柱柱主要承受受與其相連連的梁傳來來的荷載（（梁的支承承反力），，梁與柱的的連接構(gòu)造造與梁的端端部構(gòu)造有有關(guān)。連接接設(shè)計應(yīng)傳傳力可靠，，便于制作作、運輸、、安裝和經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理。。軸心受壓壓柱與梁為為鉸接，一一般有兩種種構(gòu)造方案案。一種是是將梁支承承于柱頂（（如圖所示示），另一一種是將梁梁支承于柱柱的側(cè)面（（如圖所示示）。①柱頂頂支承梁的的構(gòu)造梁梁的反力力通過柱的的頂板傳給給柱；頂板板一般可以以取16~20mm厚，與柱用用焊縫相連連；梁與頂頂板用普通通螺栓相連連，以便安安裝定位。圖（a）中，梁支支承加勁肋肋應(yīng)對準(zhǔn)柱柱的翼緣，，使梁的支支承反力通通過支承加加勁肋及墊墊板傳遞給給柱的翼緣緣。為了便便于安裝，，相鄰梁之之間留一空空隙，最后后用夾板和和構(gòu)造螺栓栓相連，以以防止單個個梁的傾斜斜。這種連連接形式傳傳力明確，，構(gòu)造簡單單，施工方方便，但當(dāng)當(dāng)兩相鄰反反力不等時時即引起柱柱的偏心受受壓，一側(cè)側(cè)梁傳遞的的反力很大大時，還可可能引起柱柱翼緣的局局部屈曲。。圖（b）中，梁通通過端板連連接于柱的的軸線附近近，這樣即即使相鄰反反力不等，，柱仍接近近軸心受壓壓。突緣加加勁肋底部部應(yīng)刨平頂頂緊于柱頂頂板；柱的的腹板是主主要受力部部分，其厚厚度不能太太薄，同時時在柱頂板板之下，腹腹板兩側(cè)應(yīng)應(yīng)設(shè)置加勁勁肋，兩相相鄰梁之間間應(yīng)留一定定空隙便于于安裝時調(diào)調(diào)節(jié)，最后后嵌入合適適的填板并并用構(gòu)造螺螺栓相連。。（a）（b）②柱側(cè)支承承梁的構(gòu)造造梁連接在柱柱的側(cè)面，，當(dāng)梁的反反力較小時時，可采用用如圖（a）所示的連連接，直接接將梁擱置置在柱的承承托上，用用普通螺栓栓連接，梁梁與柱側(cè)間間留一空隙隙，用角鋼鋼和構(gòu)造螺螺栓相連。。這種連接接形式比較較簡單，施施工方便。。當(dāng)梁反力較較大時，可可采用如圖圖（b）所示的方方案，用厚厚鋼板作承承托，承托托與柱側(cè)面面用焊縫相相連，這種種連接方式式，制造與與安裝的精精度要求較較高，承托托板的端面面必須刨平平頂緊以便便直接傳遞遞壓力。梁梁玉柱側(cè)仍仍留一定空空隙，梁吊吊裝就位后后，用填板板和構(gòu)造螺螺栓將柱翼翼緣和梁端端板連接起起來。（a）（b）（4）柱腳的構(gòu)造造柱腳的作用用是將柱身的壓力力均勻的傳傳給基礎(chǔ)，并和基礎(chǔ)牢牢固的連接接起來。在整個柱中中，柱腳是是比較費鋼鋼費工的部部分。設(shè)計計時應(yīng)力求求簡明，并并盡可能符符合結(jié)構(gòu)的的計算簡圖圖，便于安安裝固定。。柱腳按其與與基礎(chǔ)的連連接方式的的不同可分分為鉸接和剛接兩類，軸心心受壓柱、、框架柱或或壓彎構(gòu)件件，這兩種種形式均有有采用。其其中鉸接主主要承受軸軸心壓力，，剛接主要要承受壓力力和彎矩。。本節(jié)只講講鉸接柱腳腳。柱腳通過錨錨栓固定于于基礎(chǔ)。鉸鉸接柱腳只只沿著一條條軸線設(shè)置置兩個連接接于底板上上的錨栓，，錨栓的直直徑一般為為20~25mm。為了便于于安裝，底底板上的錨錨栓孔徑取取為錨栓直直徑的1.5~2倍。待柱就就位并調(diào)整整到設(shè)計位位置后，再再用墊板套套住錨栓并并與底板焊焊牢。圖示是常用用的鉸接柱柱腳的幾種種形式，主主要用于軸軸心受壓柱柱。當(dāng)柱軸軸力很小時時，可采用用圖（a）的形式，，在柱的端端部只焊一一塊不太厚厚的底板，，柱身的壓壓力經(jīng)過焊焊縫傳到底底板，底板板再將柱身身的壓力傳傳到基礎(chǔ)上上。當(dāng)柱軸軸力較大時時，可采用用圖（b）、（c）的形式，，柱端通過過豎焊縫將將力傳給靴靴梁，靴梁梁通過底部部焊縫降壓壓力傳給底底板。靴梁梁不僅增加加了傳力焊焊縫的長度度，同時也也將底板分分成較小的的區(qū)格，減減小了底板板在反力作作用下的最最大彎矩值值。當(dāng)采用用靴梁后，，底板的彎彎矩值仍較較大時，可可再采用隔隔板和肋板板，如圖（（c）所示。（a）（（b）（（c）圖示是常用用的軸心受受壓格構(gòu)柱柱的截面形形式。由于于柱肢布置置在距截面面形心一定定距離的位位置上，通通過調(diào)整肢肢間距離可可以使兩個個方向具有有相同的穩(wěn)穩(wěn)定性。與與實腹柱相相比，在用用料相同的的情況下可可增大截面面慣性矩，，提高剛度度和穩(wěn)定性性。（a）（b）（c）（d）（e）2.格構(gòu)式軸心心受壓柱格構(gòu)式軸心心受壓柱常常用兩槽鋼鋼組成，通通常使翼緣緣朝內(nèi)，這這樣綴材長長度較小，，外部平整整。當(dāng)荷載載較大時，，也常用兩兩工字鋼組組成的雙肢肢截面柱。。對于軸向向力較小但但長度較大大的桿件，，也可以采采用鋼管或或角鋼組成成的三肢或或四肢截面面形式。肢肢件通過綴綴材連成一一體，根據(jù)據(jù)綴材的不不同可分為為綴條柱和和綴板柱兩兩種。綴條條常采用單單角鋼，一一般與構(gòu)件件軸線成α=40°°~70°°夾角斜放，，此稱為斜斜綴條，如如圖（a）所示，也也可同時增增設(shè)與構(gòu)件件軸線垂直直的橫綴條條。綴板用用鋼板制造造，一律按按等距離垂垂直于構(gòu)件件軸線橫放放，如圖（（b）所示。（a）（b）二、受彎構(gòu)構(gòu)件（一）受彎彎構(gòu)件的類類型和應(yīng)用用承受橫向荷荷載的實腹腹式受彎構(gòu)構(gòu)件通常稱稱為梁，它它是組成鋼鋼結(jié)構(gòu)的基基本構(gòu)件之之一，應(yīng)用用廣泛，例例如房屋建建筑中的樓樓蓋梁、工工作平臺梁梁、屋面檁檁條和墻架架橫梁、吊吊車梁以及及橋梁、水水工閘門、、起重機、、海上采油油平臺中的的梁等。鋼梁按截面面的形式分分為型鋼梁和組合梁兩大類。型型鋼梁構(gòu)造造簡單，制制造省工，，成本較低低，故應(yīng)用用較多。但但在荷載較較大或構(gòu)件件的跨度較較大時，所所需梁的截截面尺寸較較大時，由由于軋制條條件的限制制，型鋼的的尺寸、規(guī)規(guī)格不能滿滿足梁承載載力和剛度度的要求，，這時常采采用組合梁梁。型鋼鋼梁梁的的截截面面形形式式（a）（（b）（（c）（（d）（（e）（（f）組合合梁梁的的截截面面形形式式（g）（（h）（（i）（（j）（（k）鋼梁梁按按支支承承情情況況可可分分為為簡支支梁梁、連續(xù)續(xù)梁梁、懸伸伸梁梁等。。簡簡支支梁梁不不受受溫溫度度變變化化和和支支座座沉沉陷陷的的影影響響，，并并且且制制造造、、安安裝裝、、維維修修、、拆拆換換較較方方便便，，因因而而受受到到廣廣泛泛的的應(yīng)應(yīng)用用。。鋼梁梁按按荷荷載載作作用用情情況況不不同同，，還還可可分分為為僅僅在在一一個個主主平平面面內(nèi)內(nèi)受受彎彎的的單向向彎彎曲曲梁梁和在在兩兩個個主主平平面面內(nèi)內(nèi)受受彎彎的的雙向向彎彎曲曲梁梁。圖示示即即為為工工作作平平臺臺梁梁布布置置示示例例。。根據(jù)據(jù)主主梁梁和和次次梁梁的的排排列列情情況況，，梁梁格格可可分分為為三三種種類類型型：：（1）單向向梁梁格格【如圖圖（（a）所所示示】只有有主主梁梁，，適適用用于于樓樓蓋蓋或或平平臺臺結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的橫橫向向尺尺寸寸較較小小或或面面板板跨跨度度較較大大的的情情況況。。（2）雙向向梁梁格格【如圖圖（（b）所所示示】有主主梁梁及及一一個個方方向向的的次次梁梁，，次次梁梁由由主主梁梁支支承承，，是是最最為為常常用用的的梁梁格格類類型型。。（3）復(fù)式式梁梁格格【如圖圖（（c）所所示示】在主主梁梁間間設(shè)設(shè)縱縱向向次次梁梁，，縱縱向向次次梁梁間間再再設(shè)設(shè)橫橫向向次次梁梁。。荷荷載載傳傳遞遞層層次次多多，，梁梁格格構(gòu)構(gòu)造造復(fù)復(fù)雜雜，，故故應(yīng)應(yīng)用用較較少少，，只只適適用用于于荷荷載載重重和和主主梁梁間間距距很很大大的的情情況況。。（a）（b）（c）（二二））受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件（（梁梁））的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性1.梁整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性為了了提提高高抗抗彎彎強強度度，，節(jié)節(jié)省省鋼鋼材材，，鋼鋼梁梁截截面面一一般般做做成成高高而而窄窄的的形形式式，，受受荷荷方方向向剛剛度度大大而而側(cè)側(cè)向向剛剛度度較較小小，，如如果果梁梁的的側(cè)側(cè)向向支支承承較較弱弱（（比比如如僅僅在在支支座座處處有有側(cè)側(cè)向向支支承承）），，梁梁的的彎彎曲曲會會隨隨荷荷載載大大小小的的不不同同而而呈呈現(xiàn)現(xiàn)兩兩種種截截然然不不同同的的平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)。。如圖圖所所示示的的工工字字形形截截面面梁梁，，荷荷載載作作用用在在其其最最大大剛剛度度平平面面內(nèi)內(nèi)，，當(dāng)當(dāng)荷荷載載較較小小時時，，梁梁的的彎彎曲曲平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)是是穩(wěn)穩(wěn)定定的的。。雖雖然然外外界界各各種種因因素素會會使使梁梁產(chǎn)產(chǎn)生生微微小小的的側(cè)側(cè)向向彎彎曲曲和和扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變形形，，但但外外界界影影響響消消失失后后，，梁梁仍仍能能恢恢復(fù)復(fù)原原來來的的彎彎曲曲平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)。。然然而而，，當(dāng)當(dāng)荷荷載載增增大大到到某某一一數(shù)數(shù)值值后后，，梁梁在在向向下下彎彎曲曲的的同同時時，，將將突突然然發(fā)發(fā)生生側(cè)側(cè)向向彎彎曲曲和和扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變形形的的破破壞壞，，這這種種現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱之之為為梁梁的的整整體體失失穩(wěn)穩(wěn)，，為為側(cè)側(cè)向向彎彎扭扭屈屈曲曲。。因因此此鋼鋼梁梁設(shè)設(shè)計計時時不不僅僅要要滿滿足足強強度度、、剛剛度度要要求求，，還還應(yīng)應(yīng)保保證證梁梁的的整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性。?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范》規(guī)定，符合下下列情況之一一時，可不計計算梁的整體體穩(wěn)定性：（1）有剛性鋪板板密鋪在梁的的受壓翼緣上上并與其牢固固連接，能阻阻止梁受壓翼翼緣的側(cè)向位位移時。（2）工字形截面面簡支梁受壓壓翼緣的自由由長度與其寬寬度之比l1/