建筑力學與結構 模塊十二

模塊十二鋼結構教學目標：了解鋼結構的組成、特點及應用范圍；熟悉鋼結構用鋼材的品種、規(guī)格和選用原則；掌握鋼結構的材料性能；掌握鋼結構的連接方式；熟悉鋼結構軸心受力構件、受彎構件的截面形式及穩(wěn)定性。教學要求能力目標相關知識

權重自評分數(shù)掌握鋼材的主要機械性能；了解鋼材的兩種破壞形式；掌握影響材料性能的主要因素。強度、塑性、冷彎性能、沖擊韌性、可焊性；延性破壞、脆性破壞；化學成分等對其影響。了解鋼材的種類、規(guī)格及其選用原則。各種規(guī)格的鋼材；表示方法；選用原則了解鋼結構連接的種類和特點；了解焊接方法。掌握焊縫連接形式及計算；了解焊縫連接的缺陷、質(zhì)量檢驗和焊縫質(zhì)量級別；了解普通螺栓的排列和要求；熟悉高強螺栓連接的分類。焊接連接的形式及構造要求；螺栓連接的形式及其要求。了解軸心受力構件的分類；熟悉軸心受力構件在工程中的應用；了解強度和剛度的計算；掌握整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性的概念。軸心受力構件的類型：實腹式和格構式，軸心受力強度、剛度和穩(wěn)定性的計算。了解受彎構件的分類；熟悉受彎構件在工程中的應用；掌握穩(wěn)定性的概念。梁的分類和穩(wěn)定性。學習重點：鋼結構的材料性能；鋼結構的連接方式；鋼結構軸心受力構件的截面形式及穩(wěn)定性；受彎構件的截面形式及穩(wěn)定性。國家大劇院

位于北京人民大會堂西側，西長安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬平方米，總投資26.88億元，目前已進行過網(wǎng)殼部分設計與施工驗收審查會議。該工程外部圍護結構為鋼結構網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設歌劇院（2416席）、音樂廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設在水下。設計為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，北京市建筑設計研究院參與主體設計，整體結構用鋼量達6750t，195kg/m。引例：國家體育場國家體育場建筑體形上像鳥巢?？扇菁{8萬人。平面為橢圓形,長軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個146m×76m的開口，這部分將設計成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面，總用鋼量達16萬t。天津奧林匹克體育場俯瞰效果圖

“綠色奧運”、“科技奧運”、“人文奧運”建筑底面面積為80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù)6層，最高點高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。屋頂結構采用鋼桁架懸挑結構。屋面桁架落地，形似露珠。本模塊內(nèi)容12.1鋼結構的特點及應用范圍12.112.2鋼結構材料12.212.3鋼結構連接12.312.4軸心受力構件12.412.5受彎構件12.512.1鋼結構的特點及應用范圍一、鋼結構的特點1、鋼材強度高，結構重量輕2、材質(zhì)均勻，且塑性韌性好。3、良好的加工性能和焊接性能。4、密封性好。5、鋼材的可重復使用性。6、鋼材耐熱但不耐火。7、耐腐蝕性差。8、鋼結構的低溫冷脆傾向。二、鋼結構的應用1、大跨度鋼結構鋼屋架網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構懸索結構拱架結構橋梁結構2、工業(yè)廠房結構西安變壓器廠（400t吊車）3、多層和高層建筑由日本森大廈株式會社的全額子公司森海外株式會社及日本具有代表性的銀行、保險公司、商社等36家企業(yè)，偕同政府系統(tǒng)機構日本海外經(jīng)濟協(xié)力基金(OECF)聯(lián)合投資的上海環(huán)球金融中心，總投資逾750億日元。位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，建筑總面積335,420平方米，地下3層，地上94層。建成后的高度達460米。總用鋼量26000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱，目前正在施工基礎。上海環(huán)球金融中心

上海金茂大廈

金茂大廈是由中國上海對外貿(mào)易中心股份有限公司獨家投資5.6億美元建設的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬平方米，于1998年8月28日竣工?？傆娩摿?4000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。設計者為美國S.O.M事務所。

4、高聳建筑電視塔、微波塔、通訊塔等東方明珠電視塔東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以其468米的高度成為亞洲第一高塔。她于1991年3月開始建造，1994年11月完工，總重量達12萬噸，總投資8.3億元人民幣。東方明珠塔由三根直徑為九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個小球、塔座和廣場組成。

5、容器和其他構筑物陜西銅川天然氣公司1000立方米天然氣球罐6、鋼和混凝土的組合結構一、建筑鋼材的兩種破壞形式1、塑性破壞：斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。破壞前有明顯的變形，破壞歷時時間長，可以采取補救措施。2、脆性破壞：破壞前沒有任何預兆，破壞是突然發(fā)生的，斷口平直并呈有光澤的晶粒狀。鋼材的破壞形式：塑性破壞和脆性破壞。

在設計、施工和使用鋼結構時，注意防止脆性破壞。12.2鋼結構材料二、鋼材的力學（機械）性能鋼材的主要機械性能包括強度、塑性、冷彎試驗、韌性及可焊性，它們是鋼結構設計的重要依據(jù)，這些性能指標主要靠試驗來測定。單向拉伸時的工作性能條件：常溫、靜載條件下一次拉伸fp—比例極限

fe—彈性極限

fy—屈服強度

(強度標準、設計依據(jù))fu—抗拉強度(最大承載強度、強度儲備)1、強度12.3碳素結構鋼的應力-應變關系伸長率5和10伸長率是斷裂前試件的永久變形與原標定長度的百分比。取圓形試件直徑d的五倍或十倍為標定長度，其相應的伸長率用5和10表示，伸長率代表材料斷裂前具有的塑性變形的能力。結構制造時，這種能力使材料經(jīng)受剪切、沖壓、彎曲及錘擊所產(chǎn)生的局部屈服而無明顯損壞。屈服點、抗拉強度和伸長率，是鋼材的三個重要力學性能指標。鋼結構中所采用的鋼材都應滿足鋼結構設計規(guī)范對這三項力學性能指標的要求。δ—延伸率（塑性性能）塑性：在靜力荷載作用下，鋼材吸收變形能的能力。2、冷彎性能冷彎性能是檢驗鋼材彎曲變形能力或塑性性能，還是顯示鋼材內(nèi)部缺陷狀況的一項指標；是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標。圖12.5鋼材冷彎試驗示意圖3、沖擊韌性韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它用材料在斷裂時所吸收的總能量來量度（Cv）。韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。沖擊韌性：在動力荷載作用下，材料吸收能量的能力。圖12.6沖擊韌性試驗三、影響鋼材性能的主要因素1、化學成分的影響鋼是含碳量小于2%的鐵碳合金。鋼中基本元素：Fe、C、Si、Mn、S、P、N、O。普通碳素鋼中，F(xiàn)e占99%，其余元素占1%。在低合金鋼中，除了上述元素外，還有一定合金元素（鎳、釩、鈦等）（含量低于5%）

各種元素對鋼材機械性能的影響如下。碳C：必須元素，含量增加，鋼材強度提高，而塑性、韌性和疲勞強度低。同時焊接性能和抗腐蝕性惡化。一般在碳素結構鋼中不應超過0.22%；在焊接結構中還應低于0.2%。硅Si：是一種強脫氧劑，碳素結構鋼中應控制≤0.3%,在低合金高強度鋼中硅的含量可達0.55%。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響錳Mn：錳是一種弱脫氧劑，含Mn適量使強度↑，降低S、O的熱脆影響，改善熱加工性能，對其它性能影響不大,有益.在碳素結構鋼中錳的含量為0.3%～0.8%，在低合金高強度鋼中錳的含量可達1.0%～1.6%。硫S：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，在高溫時，使鋼材變脆，稱之為熱脆。含量應不超過0.045%。(有害成分)磷P：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，在低溫時，使鋼材變脆，稱之為冷脆。含量應不超過0.045%?？梢蕴岣邚姸群涂逛P蝕性。(有害成分)氧O：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，在高溫時，發(fā)生熱脆。(有害成分)氮N：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度，在低溫時，發(fā)生冷脆。(有害成分)釩和鈦：是鋼中的合金元素，能提高鋼的強度和抗腐蝕性能，又不顯著降低鋼的塑性。銅：可顯著提高鋼的抗腐蝕性能，也可以提

高鋼的強度，但對焊接性能有不利影響。3、

冶煉與軋制

冶煉（脫氧）

鋼錠剖面縮孔保溫帽(a)沸騰鋼(b)鎮(zhèn)靜鋼2、

鋼筋的焊接性能注意：薄鋼板的強度比厚鋼板的強度高。軋棍圖2.6鋼的軋制使晶粒細化軋制鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細，也能使氣泡、裂紋等焊合，因而改善了鋼材的力學性能。薄板因輥軋次數(shù)多，其強度比厚板略高、澆鑄時的非金屬夾雜物在軋制后能造成鋼材的分層，所以分層是鋼材(尤其是厚板)的一種缺。設計時應盡量避免拉力垂直于板面的情況，以防止層間撕裂。4、溫度影響

溫度升高，鋼材強度是降低、應變增大；反之，溫度降低，鋼材強度略有增加，塑性和韌性降低而變脆。藍脆：在250度左右時，強度提高而伸長率和沖擊韌性降低，鋼材表面氧化膜呈藍色，此種現(xiàn)象稱為藍脆現(xiàn)象。徐變：當溫度在260—320度時，在應力持續(xù)不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形，此種現(xiàn)象稱為徐變。當溫度達到600度時強度很低，不能承擔荷載。

5、應力集中

構件上孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及截面厚度或?qū)挾雀淖兊炔课唬诹ψ饔孟?，該處出現(xiàn)高峰應力，而其它部位應力較低，截面應力分布不均勻現(xiàn)象——應力集中。應力集中是造成構件脆性破壞的主要原因之一。截面變化越劇烈，應力集中越嚴重，變脆的傾向越嚴重。四、鋼結構用鋼材的種類、規(guī)格與選用在建筑工程中采用的是：碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼。鋼的牌號有四部分組成1、Q——代表屈服強度的字母；2、屈服點的數(shù)值——195、215、235、275、295、345、390、420、460等；3、質(zhì)量等級符號——A、B、C、D四個等級(碳素結構鋼)A、B、C、D、E五個等級（低合金高強度結構鋼）4、脫氧方法符號——F代表沸騰鋼、b代表半鎮(zhèn)靜鋼、z代表鎮(zhèn)靜鋼、Tz代表特殊鎮(zhèn)靜鋼。1、鋼材的種類A級無沖擊功要求；B級要求提供20℃沖擊功AKv≥34J（縱向）;C級要求提供0℃沖擊功AKV≥34J（縱向）;D級要求提供一20℃沖擊功AKv≥34J（縱向）;E級要求提供一40℃沖擊功AKv≥27J（縱向）。不同質(zhì)量等級對碳、硫、磷、鋁等含量的要求也有區(qū)別。低合金高強度結構鋼的A、B級屬于鎮(zhèn)靜鋼，C、D、E級屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼

主要用于鋼結構某些節(jié)點或用作連接件。高性能建筑結構鋼材(GJ鋼)，牌號由以下組成：

1、Q——代表屈服強度的字母；

2、屈服點的數(shù)值；

3、代表高性能建筑結構用鋼的漢語拼音字母GJ；

4、質(zhì)量等級符號——B、C、D、E四個等級對于厚度方向性能鋼板，在質(zhì)量等級后面加上厚度方向性能級別（Z15、Z25、Z35）。

適用于建造高層建筑結構、大跨度結構及其他重要建筑結構。鋼結構所用鋼材主要為熱軋鋼板、型鋼、冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板。（1）

鋼板鋼板分為薄鋼板、厚鋼板和扁鋼，其規(guī)格用符號“—”加“寬度×厚度”的毫米數(shù)來表示。如—600×12表示寬度為600mm、厚度為12mm的鋼板。薄鋼板：厚0.35~4.0mm，寬500~1500mm，長0.5~4m；厚鋼板：厚4.5~60mm，寬600~3000mm，長4~12m；扁鋼：厚4~60mm，寬12~200mm，長3~9m。2、鋼材的規(guī)格（2）

熱軋型鋼鋼結構常用的型鋼是角鋼、槽鋼、工字鋼和H型鋼。熱軋型鋼工字鋼也分普通和輕型兩種，分別用符號“I”和“QI”表示。H型鋼分寬翼緣H型鋼（HK）、窄翼緣H型鋼（HZ）和H型鋼樁（HU）。（3）

冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板薄壁型鋼是用1.5~5mm的薄鋼板經(jīng)模壓或冷彎成型，其截面形式如圖所示：冷彎薄壁型鋼壓型鋼板是用0.4~2mm厚的鋼板、鍍鋅鋼板、彩色涂層鋼板經(jīng)冷軋而成的波形板，我國已有26種壓型鋼板型號，下圖為其中幾種。壓型鋼板確定鋼材種類及其質(zhì)量等級。鋼材的選用原則1、結構的重要性

安全等級不同，所選鋼材的質(zhì)量等級也應不同，重要的結構構件選用質(zhì)量好的鋼材。2、荷載特征

荷載為靜力或動力荷載，應選用各項性能不同的鋼材。3、鋼材的選擇3、應力特征對受拉受彎的構件應選用質(zhì)量較好的鋼材，對受壓或受壓彎的構件就可選用一般質(zhì)量的鋼材。4、連接方法焊接應選擇可焊性好的鋼材。非焊接結構對含碳量可降低要求。5、結構的工作溫度

處于負溫下工作時，選用負溫沖擊合格的鋼材。6、鋼材的厚度

厚度大焊接結構應采用材質(zhì)較好的鋼材。7、環(huán)境條件結構周圍有腐蝕介質(zhì)存在時要選用抗銹性好的鋼材。

承重結構的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服點和硫、磷的極限含量。（3項保證）焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構的鋼材尚應具有冷彎試驗的合格保證。（4項保證）對需要驗算疲勞以及主要的受拉或受彎的焊接結構的鋼材，應具有常溫或負溫沖擊性的合格保證.（5項保證）鋼材選擇的建議：12.3.1鋼結構的連接方法和特點連接方法分為焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接等12.3鋼結構連接鋼結構的連接方法（a）焊縫連接（b）鉚釘連接；（c）螺栓連接（d）緊固件連接12.3.2焊縫連接一.焊縫連接的特點

焊接連接是現(xiàn)代鋼結構最主要的連接方法。

優(yōu)點：1.構造簡單，任何形式的構件都可直接相連；2.用料經(jīng)濟，不削弱截面；3.制作加工方便，可自動化操作，質(zhì)量好；4.連接的密閉性好，結構剛度大。

缺點：1.在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材組織發(fā)生改變，導致局部材質(zhì)變脆；2.焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件承載力降低；3.焊接結構對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴展到整體；4.低溫冷脆。二.鋼結構常用的焊接方法目前應用最多的是手工電弧焊和自動(或半自動)埋弧焊，還有氣體保護焊等1.手工電弧焊最常用的一種焊接方法。通電后，在涂有藥皮的焊條和焊件間產(chǎn)生電弧。a）電路；b）施焊過程；1—電焊機；2—導線；3—焊件；4—電??；5—藥皮；6—起保護作用的氣體；7—熔渣；8—焊縫金屬；9—主體金屬；10—焊絲；11—熔池

優(yōu)點：設備簡單，操作靈活方便，適于任意空間位置的焊接，特別適于焊接短焊縫。

缺點：生產(chǎn)效率低，勞動強度大，焊接質(zhì)量與焊工的技術水平和精神狀態(tài)有很大的關系。對Q235鋼采用E43型焊條對Q345鋼采用E50型對Q390鋼和Q420鋼采用E55型E代表焊條E后面的兩個數(shù)字如43表示焊條鋼絲抗拉強度為：43kgf／mm2(420N／mm2)。數(shù)字后的兩個×，表示焊條藥皮類型、適用的施焊位置以及適用的焊接電源埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒的電弧焊方法焊絲送進和焊接方向的移動有專門機構控制的

稱埋弧自動電弧焊焊絲送進有專門機構控制，焊接方向移動靠工人操作的

稱為埋弧半自動電弧焊自動或半自動化操作，焊接工藝穩(wěn)定，焊縫化學成分均勻，焊縫質(zhì)量好，焊件變形小。2.埋弧焊（自動或半自動）

不同強度鋼材焊接，采用與較低強度鋼材適應焊接材料用與較低強度鋼材相適應焊條施焊，焊縫塑性性能與沖擊韌性好。埋弧自動電弧焊1—焊絲轉盤；2—轉動焊絲的電動機；3—焊劑漏斗；4—電源；5—熔化的焊劑；6—焊縫金屬；7—焊件；8—焊劑；9—移動方向現(xiàn)場用自動行走埋弧焊機焊接重型H型鋼3.氣體保護焊

氣體保護焊采用裸焊絲用從焊槍中噴出的氣體保護施焊過程中的電弧、熔池和高溫焊縫金屬，用保護氣體代替了焊劑二氧化碳作為保護氣體，稱為二氧化碳保護焊三.焊接連接形式及焊縫形式1.焊縫連接形式分為對接、搭接、T型連接和角部連接對接連接主要用于厚度相同或接近相同的兩構件相互連接。采用對接焊縫的對接連接，由于相互連接的兩構件在同一平面內(nèi)，因而傳力均勻平緩，沒有明顯的應力集中，且用料經(jīng)濟，但是焊件邊緣需要加工，被連接兩板的間隙和坡口尺寸有嚴格的要求。a)對接接頭；(b)搭接接頭；（c）T形接頭；(d)角接接頭。雙層蓋板和角焊縫對接連接，傳力不均勻、費料，但施工簡便，連接兩板間隙無需嚴格控制。角焊縫的搭接連接，適用不同厚度構件連接。傳力不均勻，材料較費，但構造簡單，施工方便。T型連接省工省料，用于制作組合截面。當采用角焊縫連接時，焊件間存在縫隙，截面突變，應力集中現(xiàn)象嚴重，疲勞強度較低，可用于不直接承受動力荷載結構連接。對于直接承受動荷載的結構？2.焊縫形式a)對接焊縫：正對接焊縫、斜對接焊縫。b)角焊縫：正面角焊縫、側面角焊縫、斜焊縫。

c)焊縫沿長度方向的布置分為連續(xù)角焊縫和間斷角焊縫

連續(xù)角焊縫和間斷角焊縫d)焊縫按施焊位置分為平焊、橫焊、立焊及仰焊

施焊時焊縫在焊件之間的相對空間位置、焊縫連接可分為平焊、橫焊、立焊和仰焊等。平焊有時稱作俯焊，施焊方便，質(zhì)量易保證；仰焊困難。設計和制造時應盡量考慮使多數(shù)焊縫能在平焊或較方便的位置焊接．避免仰焊。四.焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗1.焊縫缺陷常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透。裂紋焊瘤燒穿弧坑氣孔夾渣咬邊未熔合未焊透2.焊縫質(zhì)量檢驗缺陷處引起應力集中，故對連接的強度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。焊縫質(zhì)量檢驗一般可用外觀檢查及無損檢驗，前者檢查外觀缺陷和幾何尺寸，后者檢查內(nèi)部缺陷。無損檢驗目前廣泛采用超聲波檢驗，使用靈活經(jīng)濟，對內(nèi)部缺陷反應靈敏，但不易識別缺陷性質(zhì)；最明確可靠的檢驗方法是x射線或y射線透照或拍片，x射線應用較廣。超聲波探傷一級焊縫標準檢測《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量標準；要求全焊透的一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷檢驗。3.焊縫質(zhì)量等級的規(guī)定GB50017規(guī)范規(guī)定，焊縫應根據(jù)結構的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境、應力狀態(tài)等情況。1.需進行疲勞計算的構件中，凡對接焊縫均應焊透①力垂直于焊縫長度方向的橫向?qū)雍缚p或T型對接與角接組合焊縫，受拉時應為一級，受壓時應為二級②力平行于焊縫長度方向的縱向?qū)雍缚p應為二級2.不計算疲勞的構件，要求與母材等強的對接焊縫應予焊透，其質(zhì)量等級當受拉時應不低于二級，受壓時宜為二級3.重級工作制和起重量Q≥50t的中級工作制吊車梁的腹板與上翼緣之間的T形接頭焊縫焊透。焊縫形式一般為對接與角接的組合焊縫，其質(zhì)量等級不應低于二級4.不焊透的T形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的角焊縫，其質(zhì)量等級為：①直接承受動力荷載且需要驗算疲勞的結構和吊車起重量等于或大于50t的中級工作制吊車梁，焊縫的外觀質(zhì)量標準應符合二級；②對其他結構，焊縫的外觀質(zhì)量標準可為三級。12.3.3對接焊縫的構造要求與計算一、對接焊縫的構造要求

對接焊縫包括焊頭對接焊縫和部分焊頭對接焊縫。為了保證焊縫質(zhì)量，對接焊件常做成坡口。坡口的形式大多與焊件的厚度有關。當焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）時，可采用直邊縫。對于一般一般的厚度的焊件可采用具有斜坡口的單邊V形或V形焊縫。斜坡口和根部間隙共同組成一個焊條能夠運轉的施焊空間，使焊縫易于焊透；鈍邊有托住熔化金屬的作用。對于較厚的焊件（t>20mm）,則采用U形、K形、X形坡口，如圖所示.圖12.23對接焊縫的坡口形式對接焊縫的坡口形式

V形焊縫和U形焊縫為單面施焊，但在焊縫根部還需要補焊。沒有條件補焊時，要事先在根部加墊塊，當焊件可隨意翻轉施焊時，使用K形縫和X形縫較好。

根部加墊塊

在對接焊縫的拼接處，當焊件的寬度不同或厚度相差4mm以上時，應分別在寬度方向或厚度方向從一側或兩側做成坡度不大于1/4（對承受動荷載的結構）或1/2.5（對承受靜荷載的結構），以截面過度緩和，減小應力集中。改變拼接處的寬度和厚度在焊縫的起弧滅弧處，常會出現(xiàn)弧坑等缺陷，這些缺陷對承載力影響極大，故焊接時一般應設置引弧板或引出板，焊后割除。

用引弧板施焊二、對接焊縫連接的計算軸心受力對接焊縫的計算

——軸心拉力或壓力——焊縫的計算長度，當采用引弧板時，取焊縫的實際長度，當未采用引弧板時，每條焊縫取實際長度減去2t12.3.4角焊縫的構造要求與計算

一、角焊縫的構造要求1.最小焊腳尺寸規(guī)范規(guī)定：角焊縫的焊腳尺寸hf不得小于2.最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸hf≤1.2tmin。tmin為較薄焊件的厚度。3.側面角焊縫的最大計算長度lw不宜大于lw＜60hf，4.角焊縫的最小計算長度側面或正面角焊縫計算長度不得小于8hf和40mm。12.3.5焊縫代號、螺栓圖例《焊縫符號表示法》規(guī)定：焊縫代號由引出線、圖形符號和輔助符號三部分組成。焊縫代號12.3.6普通螺栓排列和要求

一.螺栓規(guī)格

鋼結構采用的普通螺栓形式為大六角頭型，其代號用字母M與公稱直徑的毫米數(shù)表示。常用M16、M20、M24。二.螺栓的排列螺栓的排列通常分為并列、錯列兩種形式。

螺栓在構件上的排列要滿足以下三個方面的要求：(1)受力要求：在受力方向螺栓的端距過小，鋼材有剪斷或撕裂的可能。各排螺栓距和線距太小時，構件有沿折線或直線破壞的可能。對受壓構件，當沿作用力方向螺栓栓距過大時，被連接板件間易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象。(2)構造要求：螺栓中距及邊距不宜太大，否則鋼板間不能緊密貼合，潮氣侵入縫隙使鋼材銹蝕。(3)施工要求：螺栓間距不能太近，要保證有一定的空間，便于轉動螺栓扳手擰緊螺帽?！兑?guī)范》根據(jù)螺栓孔直徑、鋼材邊緣加工情況及受力方向，規(guī)定了螺栓排列最大、最小容許距離。名稱位置和方向最大容許距離（取兩者較少者）最少容許距離中心間距外排（垂直內(nèi)力方向或順內(nèi)力方向）8d0或12t3d0中間排垂直內(nèi)力方向16d0或24t順內(nèi)力方向壓力12d0或8t拉力16d0或24t沿對角線方向—中心至構件邊緣距離順內(nèi)力方向4d0或8t2d0垂直內(nèi)力方向剪切邊或手工氣割邊1.5d0軋制邊自動精密氣割或鋸割邊高強度螺栓其他螺栓或鉚釘1.2d0螺栓或鉚釘?shù)淖畲?、最小容許距離

12.3.7高強度螺栓連接45號鋼，40B鋼和20MnTiB鋼加工制作經(jīng)熱處理后，螺栓抗拉強度應分別不低于800N/mm2和1000N/mm2屈強比分別為0.8和0.9等級分別稱為8.8級和10.9級

12.4軸心受力構件12.4.1軸心受力構件的應用平面桁架、塔架和網(wǎng)架、網(wǎng)殼等桿件體系通常假設其節(jié)點為鉸接連接。當桿件上無節(jié)間荷載時，則桿件內(nèi)力只是軸向拉力或壓力，這類桿件稱為軸心受拉構件和軸心受壓構件，統(tǒng)稱軸心受力構件。圖12.4.1軸心受力構件在工程中的應用(a)桁架；(b)塔架；(c)網(wǎng)架軸心受力構件的常用截面形式可分為實腹式和格構式兩大類。實腹式構件制作簡單，其常用形式有：單個型鋼截面，如圓鋼、鋼管、角鋼、T型鋼、槽鋼、工字鋼、H型鋼等；組合截面，由型鋼或鋼板組合而成的截面；一般桁架結構中的弦桿和腹桿，除T型鋼外，常采用熱軋角鋼組合成T形的或十字形的雙角鋼組合截面；在輕型鋼結構中則可采用冷彎薄壁型鋼截面。截面緊湊的(如圓鋼和組成板件寬厚比較小截面)或?qū)芍鬏S剛度相差懸殊者(如單槽鋼、工字鋼)，一般只用于軸心受拉構件；較為開展的或組成板件寬而薄的截面通常用作受壓構件，這樣更為經(jīng)濟。(a)型鋼(b)組合截面(c)雙角鋼(d)冷彎薄壁型鋼格構式構件容易實現(xiàn)壓桿兩主軸方向的等穩(wěn)定性，剛度大，抗扭性能也好，用料較省。其截面一般由兩個或多個型鋼肢件組成(圖12.4.4)，肢件間通過綴條[圖12.4.5(a)]或綴板[圖12.4.5(b)]進行連接而成為整體，綴板和綴條統(tǒng)稱為綴材。圖12.4.4格構式構件的常用截面形式圖12.4.5格構式構件的綴材布置(a)桁架；(b)塔架12.4.2軸心受力構件的強度及剛度一、強度軸心受力構件的強度計算式如下：式中

——構件的軸心拉力或壓力設計值；——鋼材的抗拉強度設計值；——構件的凈截面面積。二、剛度為滿足結構正常使用要求，軸心受力構件應具有一定的剛度，以保證構件不產(chǎn)生過度的變形。即要求軸心受力構件的長細比不超過規(guī)范規(guī)定的容許長細比：

式中