鋼結(jié)構(gòu)基本原理戴國(guó)欣

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

Theoryof

SteelStructure

1參考資料1：《鋼結(jié)構(gòu)》，陳紹蕃主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003。2：《鋼結(jié)構(gòu)》，劉聲揚(yáng)主編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1992。3：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》，王肇民主編，同濟(jì)大學(xué)出版社，1991。4：《鋼結(jié)構(gòu)》，周綏平主編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1997。5：《鋼結(jié)構(gòu)疑難釋義》，劉聲揚(yáng)主編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1993。6：《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定》，孫紹文主編，冶金工業(yè)出版社，1993。7：《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，王肇民主編，同濟(jì)大學(xué)出版社，2001。8：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用》，崔佳等編著，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003。9：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017—2003。10：《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》GB50018—2002。————————鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2主要內(nèi)容1：緒論2：鋼結(jié)構(gòu)的材料3：鋼結(jié)構(gòu)的連接4：軸心受力構(gòu)件5：受彎構(gòu)件6：拉彎和壓彎構(gòu)件————————鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理3第一章緒論1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.2鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展——————————鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理4第一章緒論1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.輕質(zhì)高強(qiáng)★2.塑性、韌性好★3.材質(zhì)均勻、性能穩(wěn)定4.制作簡(jiǎn)便，施工工期短★5.密閉性好6.耐腐蝕性差7.耐熱不耐火★5第一章緒論1.2鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法1.2鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)方法：以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

計(jì)算疲勞仍采用容許應(yīng)力幅法計(jì)算強(qiáng)度、穩(wěn)定、連接用荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算疲勞、變形用荷載標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)：在計(jì)算強(qiáng)度和穩(wěn)定時(shí)，動(dòng)力荷載設(shè)計(jì)值應(yīng)乘動(dòng)力系數(shù)在計(jì)算疲勞和變形時(shí)，動(dòng)力荷載標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)乘動(dòng)力系數(shù)6第一章緒論1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展1.鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用（1）重：重工業(yè)廠房★（2）大：大跨度結(jié)構(gòu)★（3）高：高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)★（4）動(dòng)：受動(dòng)荷載作用的廠房（5）輕：荷載較小的輕鋼結(jié)構(gòu)★（6）?。盒⌒汀⒖刹鹧b的結(jié)構(gòu)7第一章緒論1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展2.鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展（1）高性能鋼材的研究與應(yīng)用（2）設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)（3）穩(wěn)定理論的進(jìn)一步發(fā)展（4）預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用（5）空間鋼結(jié)構(gòu)與高層鋼結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用（6）組合結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用8輕質(zhì)——材料的質(zhì)量密度與強(qiáng)度的比值小Q235鋼C30混凝土附1：輕質(zhì)高強(qiáng)Q235鋼

密度：7850kg/m3強(qiáng)度：235N/mm2

C30混凝土

密度：2450kg/m3強(qiáng)度：20N/mm2

9鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第二章.鋼結(jié)構(gòu)的材料2.1鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求2.2鋼材的破壞形式2.3鋼材的主要性能2.4各種因素對(duì)鋼材主要性能的影響2.5

復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服條件2.6鋼材的疲勞2.7鋼的種類和鋼材規(guī)格10第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.1鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材材料的要求求較高的強(qiáng)度度2.1鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材材料的要求求足夠的變形形能力。即即塑性、韌韌性好。良好的加工工性能（包包括冷加工工、熱加工工和可焊性性）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量量的合格保證證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳碳含量的合合格保證。。焊接承重結(jié)結(jié)構(gòu)以及重重要的非焊焊接承重結(jié)結(jié)構(gòu)采用的的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證證。需要驗(yàn)驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)應(yīng)具有常溫或負(fù)溫溫沖擊韌性的合格保證證。對(duì)需要要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)的鋼材應(yīng)具具有常溫沖擊韌性的合格保證證。11第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.2鋼材的破壞壞形式塑性破壞：破壞前有明顯的變形形，破壞歷時(shí)時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，可以以采取補(bǔ)救救措施。2.2鋼材的破壞壞形式脆性破壞：破壞前沒有明顯的變形形，破壞發(fā)生生突然，沒有有機(jī)會(huì)補(bǔ)救救。脆性破壞的的原因：鋼材內(nèi)部部缺陷，焊焊接缺陷、、構(gòu)造不合理、使使用不當(dāng)?shù)鹊取?yīng)盡量發(fā)揮揮材料的塑塑性避免一切脆脆性破壞的的可能性12第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能一、強(qiáng)度2.3鋼材的主要要性能強(qiáng)度指標(biāo)是是由鋼材的的單向均勻受受拉試驗(yàn)測(cè)得的的強(qiáng)度指標(biāo)：比例極限；屈服強(qiáng)度；極限強(qiáng)度試驗(yàn)條件：標(biāo)準(zhǔn)試件在常溫（20℃）下緩慢加加載，一次完成13第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能鋼材在單向向均勻受拉拉時(shí)工作性性能表現(xiàn)為為四個(gè)階段段

彈性階段:應(yīng)力最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)比例極限彈性模量應(yīng)力2.彈塑性階段:應(yīng)力介于和之間彈塑性模量是變數(shù)3.塑性階段:應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度4.強(qiáng)化頸縮階段:應(yīng)力最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)抗拉極限14第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能鋼材的工作作性能可以以看作理想想彈性塑性性體1.計(jì)算簡(jiǎn)便2.與相差不大3.雖然＞，但對(duì)應(yīng)的應(yīng)變非常大（不滿足正常使用極限狀態(tài)）4.以作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)，具有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備，若出現(xiàn)偶然因素，使人們有機(jī)會(huì)補(bǔ)救

屈強(qiáng)比：Q235鋼為0.57，Q345鋼為0.6715第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能簡(jiǎn)化計(jì)算,采用理想彈彈塑性模型型作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最大應(yīng)力作為鋼材實(shí)際破壞強(qiáng)度16第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能二、塑性性性能塑性：在靜力荷載作用下，鋼鋼材吸收變形能的能力衡量塑性性能的指標(biāo)：伸長(zhǎng)率17第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能三、沖擊韌韌性沖擊韌性：在動(dòng)力荷載作用下，材材料吸收能量的能力衡量沖擊韌韌性的指標(biāo)標(biāo)：沖擊功韌性是鋼材材強(qiáng)度和塑塑性的綜合合指標(biāo)梅氏U型缺口試件:沖擊試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件型式：夏比V型缺口試件:我國(guó)采用夏比V型缺口試件沖擊韌性受受溫度的影影響沖擊韌性由沖擊韌性性試驗(yàn)獲得得18第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能四、冷彎性性能冷彎性能是檢驗(yàn)鋼材材適應(yīng)冷加工（常溫下加加工）的能力和顯顯示鋼材內(nèi)部缺缺陷狀況的一項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)冷彎性能是考察鋼材材在復(fù)雜應(yīng)力狀狀態(tài)下發(fā)展塑性變形能力的指標(biāo)標(biāo)冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定19第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.3鋼材的主要要性能鋼材物理性性能指標(biāo)彈性模量泊松比剪變模量線膨脹系數(shù)質(zhì)量密度20附2：拉伸試件件21附3：沖擊韌性性試驗(yàn)22附4：冷彎試驗(yàn)驗(yàn)23第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.4各種因素對(duì)對(duì)鋼材主要要性能的影影響一、化學(xué)成成分2.4各種因素對(duì)對(duì)鋼材主要要性能的影影響普通碳素鋼鋼中Fe占99%，其他雜質(zhì)元素占占1%普通低合金金鋼中有＜5%的合金元素素碳（C）：鋼材強(qiáng)度的的主要來(lái)源源，但是隨隨其含量增加，強(qiáng)度增加，塑性降降低，可焊焊性降低，，抗腐蝕性性降低。一般控制在0.12％～0.2%，在0.2％以下時(shí)，，可焊性良良好硫（S）：熱脆性，不得超過(guò)過(guò)0.05%磷（P）：冷脆性?？垢g能能力略有提提高，可焊焊性降低。。不得超過(guò)0.045%24第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.4各種因素對(duì)對(duì)鋼材主要要性能的影影響錳（Mn）：合金元素。。弱脫氧劑。與S形成MnS，熔點(diǎn)為1600℃℃，可以消除除一部分S的有害作用用。硅（Si）：合金元素。。強(qiáng)脫氧劑。氧（O）：有害雜質(zhì)，，效果同S。氮（N）：有害雜質(zhì)，，效果同P。25第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.4各種因素對(duì)對(duì)鋼材主要要性能的影影響二、冶金缺缺陷常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜雜、氣孔、裂紋等。偏析——化學(xué)成分分分布的不均均勻程度。。三、加荷速速度1．材性試驗(yàn)驗(yàn)要求緩慢加載2．要考慮動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響加荷速度高高，鋼材屈服服點(diǎn)提高，，呈脆性。因此，26第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.4各種因素對(duì)對(duì)鋼材主要要性能的影影響四、鋼材硬硬化冷作硬化—當(dāng)加載超過(guò)過(guò)材料比例極限卸載后，出出現(xiàn)殘余變形，再次加載載則屈服點(diǎn)提高高，塑性和和韌性降低低的現(xiàn)象，也也稱“應(yīng)變變硬化”應(yīng)變時(shí)效——鋼材產(chǎn)生塑塑性變形時(shí)時(shí)，碳、氮氮化合物更更易析出。。即冷作硬化的的同時(shí)可以以加速時(shí)效效硬化，因此也稱稱“人工時(shí)時(shí)效”。時(shí)效硬化——隨時(shí)間的增增長(zhǎng)，碳和氮的化化合物從晶體中析析出，使材材料硬化的的現(xiàn)象。27第二章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的材料2.4各種因素對(duì)對(duì)鋼材主要要性能的影影響五、溫度的的影響1.正溫范圍100℃以內(nèi)對(duì)鋼材性能能無(wú)影響；100℃以上隨溫度升高高，總的趨趨勢(shì)是強(qiáng)度、彈性性模量降低低，塑性增大250℃左右抗拉強(qiáng)度略略有提高，，塑性和韌韌性降低，，脆性增加——藍(lán)脆現(xiàn)象。該溫度區(qū)段稱稱為“藍(lán)脆區(qū)””。260～320℃在應(yīng)力不變的情情況下，鋼材以以很緩慢的速度度繼續(xù)變形——徐變現(xiàn)象。600℃左右彈性模量趨于零零，承載能力幾乎乎完全喪失。28第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.4各種因素對(duì)鋼材材主要性能的影影響2.負(fù)溫范圍當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，鋼材的脆性傾向隨溫度降降低而增加。T1～T2之間溫度轉(zhuǎn)變脆性區(qū)區(qū)，沖擊功急劇下下降。而且不同同的鋼材其脆性性轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不不同，必須通過(guò)過(guò)試驗(yàn)確定。使使用溫度必須高于T1，但不一定高于T229第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.4各種因素對(duì)鋼材材主要性能的影影響六、應(yīng)力集中的的影響構(gòu)造缺陷：構(gòu)件表面不平平整，有刻槽、、缺口，厚度突突變等應(yīng)力集中：由于構(gòu)造缺陷陷，應(yīng)力不均勻勻，力線變曲折折，缺陷處有高峰應(yīng)力。應(yīng)力集中的危害害：塑性降低，，脆性增加構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免截面突變和和尖銳角的情況七、厚度的影響響隨著厚度的增加加，鋼材的抗拉、抗壓、抗抗彎、抗剪強(qiáng)度度均下降30第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.5復(fù)雜應(yīng)力作用下下鋼材的屈服條條件2.5復(fù)雜應(yīng)力作用下下鋼材的屈服條條件假定：1.材料由彈性轉(zhuǎn)入入塑性的強(qiáng)度指指標(biāo)用變形時(shí)單單位體積中積聚的能量來(lái)來(lái)表達(dá)；2.當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)態(tài)下變形能等于于單軸受力時(shí)的的變形能時(shí)，鋼材即由彈彈性轉(zhuǎn)入塑性。。彈性狀態(tài)塑性狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)梁的應(yīng)力狀態(tài)純剪應(yīng)力狀態(tài)31第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.6鋼材的疲勞2.6鋼材的疲勞一、鋼材疲勞破破壞的特征1.概念鋼材的疲勞——鋼材在連續(xù)循環(huán)荷載作用下，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到某一值n時(shí)鋼材的破壞循環(huán)荷載——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受受的隨時(shí)間變化的荷載應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞壞時(shí)所經(jīng)歷的應(yīng)應(yīng)力變化次數(shù)應(yīng)力幅——在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力從最大到最小重復(fù)一次為一次循環(huán)，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差為應(yīng)力幅。直接承受動(dòng)力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及及其連接，當(dāng)應(yīng)力變變化的循環(huán)次數(shù)n≥5×104時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算算。32第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.6鋼材的疲勞同號(hào)應(yīng)力循環(huán):應(yīng)力比應(yīng)力循環(huán)的形式異號(hào)應(yīng)力循環(huán):應(yīng)力比

（拉應(yīng)力取正號(hào)，壓應(yīng)力取負(fù)號(hào)）常幅疲勞荷載——所有應(yīng)力循環(huán)中中，應(yīng)力幅保持持常量。變幅疲勞荷載——在應(yīng)力循環(huán)過(guò)程程中，應(yīng)力幅是是變量。33第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.6鋼材的疲勞2.疲勞破壞的特點(diǎn)點(diǎn)（1）疲勞破壞時(shí)，，應(yīng)力小于材料靜力強(qiáng)度；（2）疲勞破壞屬于于突然的脆性破壞。3.疲勞破壞的過(guò)程程缺陷微觀裂紋宏觀裂紋斷裂4.影響疲勞強(qiáng)度的的主要因素（1）應(yīng)力幅（2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n材料內(nèi)部缺陷（3）缺陷

構(gòu)造缺陷（應(yīng)力集中）

殘余應(yīng)力34第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.6鋼材的疲勞二、常幅疲勞計(jì)計(jì)算35第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.6鋼材的疲勞三、變幅疲勞計(jì)計(jì)算重級(jí)工作制吊車車梁和重級(jí)、中中級(jí)工作制吊車車桁架的疲勞可作為常幅疲勞，按下式計(jì)算：：吊車類別重級(jí)工作制硬鉤吊車（如均熱爐車間夾鉗吊車）1.0重級(jí)工作制軟鉤吊車0.8中級(jí)工作制吊車0.5吊車梁和吊車桁桁架欠載效應(yīng)的的等效系數(shù)36第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.6鋼材的疲勞疲勞計(jì)算時(shí)應(yīng)注注意的問(wèn)題1.直接承受動(dòng)力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及及其連接，當(dāng)應(yīng)應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)n≥5×104時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞勞計(jì)算。2.疲勞計(jì)算采用容許應(yīng)力幅法，，荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值。3.由于來(lái)源于試驗(yàn)，已考慮動(dòng)力效應(yīng)，計(jì)算時(shí)不再考慮動(dòng)力系數(shù)。4.在應(yīng)力循環(huán)中不出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位可不計(jì)算算疲勞。37第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.7鋼的種類和鋼材材規(guī)格2.7鋼的種類和鋼材材規(guī)格一、鋼的種類1.化學(xué)成分普通碳素鋼Q235普通低合金鋼Q345、Q390、Q420平爐成成本高，，質(zhì)量好（6小時(shí)100t左右）氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐成成本低低，質(zhì)量也可（（15分鐘150t）2.爐種3.脫氧程度沸騰鋼（F）脫氧較差鎮(zhèn)靜鋼（Z）脫氧充分半鎮(zhèn)靜鋼（b）脫氧程度介于沸沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼鋼之間特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）38第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.7鋼的種類和鋼材材規(guī)格4.質(zhì)量等級(jí)A級(jí)：保證抗拉強(qiáng)強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和和伸長(zhǎng)率及硫、、磷含量B、C、D級(jí)：保證抗拉強(qiáng)強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、、伸長(zhǎng)率、冷彎彎和沖擊韌性（分別為20℃、0℃、-20℃）及碳、硅、錳、硫、磷含量量E級(jí)：除滿足D級(jí)的要求外，還還要求-40℃時(shí)的沖擊韌性5.鋼材編號(hào)碳素鋼：Q×××質(zhì)量等級(jí)（A～D）脫氧程度（F，b）低合金鋼：Q×××質(zhì)量等級(jí)（A～E）如Q235-A··F、Q345-C39第二章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的材料2.7鋼的種類和鋼材材規(guī)格6.鋼材的選擇（1）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的的重要性；（2）荷載的種類（（靜荷載或動(dòng)荷荷載）；（3）連接方法（焊焊接或非焊接））；（4）工作條件（溫溫度，腐蝕等））《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（GB50017-2003）規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率率、屈服強(qiáng)強(qiáng)度和硫、磷磷含量量的合格格保證證，對(duì)對(duì)焊接結(jié)結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具具有碳碳含量量的合合格保保證。。焊接承承重結(jié)結(jié)構(gòu)以以及重重要的的非焊焊接承承重結(jié)結(jié)構(gòu)采采用的的鋼材材還應(yīng)具具有冷彎試試驗(yàn)的合格格保證證。需需要驗(yàn)驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼材材，應(yīng)應(yīng)具有有常溫或或負(fù)溫溫沖擊韌韌性的合格格保證證。對(duì)對(duì)需要要驗(yàn)算算疲勞的非焊接接結(jié)構(gòu)構(gòu)的鋼材材應(yīng)具具有常溫沖擊韌韌性的合格格保證證。40第二章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的材料料2.7鋼的種種類和和鋼材材規(guī)格格二、鋼鋼材的的規(guī)格格1.熱軋鋼鋼板（1）工字字鋼普通工工字鋼鋼Ⅰ20aH型鋼HW300×300×10××15T型鋼TW150×300×10××15（2）槽鋼[32b（3）角鋼L125××10L125××80×10（4）鋼管φ400××62.熱軋型型鋼（P321，附錄錄7型鋼表表）413.冷彎薄薄壁型型鋼壁厚1.5～5mm第二章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的材料料2.7鋼的種種類和和鋼材材規(guī)格格42鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理第三章章.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接3.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方法3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式3.3角焊縫縫的構(gòu)構(gòu)造與與計(jì)算算3.4對(duì)接焊焊縫的的構(gòu)造造與計(jì)計(jì)算3.5焊接應(yīng)應(yīng)力和和焊接接變形形3.6螺栓連連接的的構(gòu)造造3.7普通螺螺栓連連接的的工作作性能能和計(jì)計(jì)算3.8高強(qiáng)度度螺栓栓連接接的工工作性性能和和計(jì)算算43第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方法3.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方法焊縫連接鉚釘連接螺栓連接焊接連連接應(yīng)用最最廣泛泛優(yōu)點(diǎn)：：不削弱弱截面面，方方便施施工，，連接接剛度度大，，密閉閉性好好；缺點(diǎn)：：材質(zhì)易易脆，，存在在殘余余應(yīng)力力，對(duì)對(duì)裂紋紋敏感感，疲疲勞性性能差差。螺栓連連接應(yīng)用較較廣泛泛優(yōu)點(diǎn)：：裝拆方方便，，高強(qiáng)強(qiáng)螺栓栓摩擦擦型連連接的的動(dòng)力力、疲疲勞性性能較較好。。缺點(diǎn)：：削弱了了截面面。鉚釘連連接已基本本淘汰汰優(yōu)點(diǎn)：：傳力可可靠，，塑性性、韌韌性好好，動(dòng)動(dòng)力性性能好好。缺點(diǎn)：：施工不不便，，費(fèi)工工費(fèi)料料。44第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式電弧焊焊一、焊接方方法電弧焊焊、電電阻焊焊、氣氣焊手工電弧焊優(yōu)點(diǎn)：方便，特別在高空和野外作業(yè)；缺點(diǎn)：質(zhì)量波動(dòng)大，要求焊工等級(jí)高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。焊條：E43型——適用于Q235鋼E50型——適用于Q345鋼(P307，附表1.2）E55型——適用于Q390鋼，Q420鋼其中43，50，55——熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度，單位不同鋼種的鋼材相焊接時(shí)，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條45

焊機(jī)導(dǎo)線熔池焊條焊鉗保護(hù)氣體焊件電弧46第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式2.自動(dòng)（（半自自動(dòng)））埋弧弧電弧弧焊優(yōu)點(diǎn)：：質(zhì)量量好，，效率率高；；缺點(diǎn)：：需要要專用用設(shè)備備。3.氣體保保護(hù)焊焊優(yōu)點(diǎn)：：質(zhì)量量好；；缺點(diǎn)：：對(duì)環(huán)環(huán)境要要求高高。47第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式二、焊縫連連接形形式及及焊縫縫形式式1.焊縫連連接形形式對(duì)接連連接（（用蓋蓋板的的對(duì)接接）、、搭接接連接接、T形連接接、角角部連連接48附5：對(duì)接接49附6：搭接接50附7：T型連接接51第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式2.焊縫形形式焊縫：：對(duì)接接焊縫縫、角角焊縫縫

正對(duì)接焊縫：焊縫垂直于力線對(duì)接焊縫

斜對(duì)接焊縫：焊縫傾斜于力線

正面角焊縫：焊縫垂直于力線

角焊縫側(cè)面角焊縫：焊縫平行于力線

斜角焊縫:焊縫傾斜于力線按受力方方向劃劃分52第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式按沿長(zhǎng)度方方向的的布置置劃分分角焊縫縫：連連續(xù)角角焊縫縫、間間斷角角焊縫縫按施焊焊位置置劃分分平焊、、橫焊焊、立立焊、、仰焊焊平焊立焊橫焊仰焊53第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式三、焊縫缺缺陷和和焊縫縫質(zhì)量量檢驗(yàn)驗(yàn)1.焊縫缺缺陷裂紋、、焊瘤瘤、燒燒穿、、弧坑坑、氣孔孔等2.焊縫質(zhì)質(zhì)量檢檢驗(yàn)一級(jí)：：外觀觀檢查查、超超聲波波檢驗(yàn)驗(yàn)、X射線檢檢查二級(jí)：：外觀檢檢查、、超聲聲波檢檢驗(yàn)三級(jí)：：外觀觀檢查查5455第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.2焊接方方法和和焊縫縫連接接形式式四、焊縫的的標(biāo)注方方法56第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.3角焊縫縫的構(gòu)構(gòu)造與與計(jì)算算一、角焊縫縫的形形式和和強(qiáng)度度3.3角焊縫縫的構(gòu)構(gòu)造與與計(jì)算算按截面面形式式劃分分直角角焊縫角焊縫

斜角角焊縫——角焊縫的焊腳尺寸——角焊縫的計(jì)算厚度（有效厚度），角焊縫一般用直角角焊縫。夾角的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫（鋼管結(jié)構(gòu)除外）57第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.3角焊縫縫的構(gòu)構(gòu)造與與計(jì)算算按受力力方向向劃分分正面角焊縫：焊縫軸線垂直于力線1）應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，應(yīng)力分布很不均勻2）三種破壞情況，ab面剪斷、ac面拉斷、ao面開裂3）破壞強(qiáng)度高，塑性差58B.正面角角焊縫縫的破破壞形形式59第三章章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接3.3角焊縫縫的構(gòu)構(gòu)造與與計(jì)算算2.側(cè)面角角焊縫縫：焊縫軸軸線平行于于力線1）主要要受剪剪，剪剪應(yīng)力力分布布不均均勻，，兩端端大，，中間間小，，焊縫縫越長(zhǎng)長(zhǎng)剪應(yīng)力力分布布越不不均勻勻2）剪斷面常在45o斜截面上3）強(qiáng)度低，但塑性性好正面角焊縫的強(qiáng)度度是側(cè)面角焊縫強(qiáng)強(qiáng)度的1.35～1.55倍3.斜角角焊縫：焊縫軸線傾斜于力線60第三章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連接3.3角焊縫的構(gòu)造與計(jì)計(jì)算二、角焊縫的構(gòu)造要求1.最小焊腳尺寸注：對(duì)埋弧自動(dòng)焊，最小焊腳尺寸可可減小1mm；對(duì)T形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm。當(dāng)焊件厚度≤4mm時(shí)，最小焊腳尺寸寸應(yīng)與焊件厚度相同。焊腳尺寸過(guò)小，會(huì)會(huì)在焊縫金屬中由由于冷卻速度快而而產(chǎn)生淬硬組織。2.最大焊腳尺寸焊腳尺寸過(guò)大，易易使母材形成“過(guò)過(guò)燒”現(xiàn)象，使構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生翹曲、變變形和較大的焊接接應(yīng)力。61第三章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連接3.3角焊縫的構(gòu)造與計(jì)計(jì)算對(duì)于貼邊焊3.角焊縫的最小計(jì)算算長(zhǎng)度焊縫焊腳尺寸大而而長(zhǎng)度較小時(shí)，焊焊件局部加熱嚴(yán)重重且起落弧的弧坑相距太近，以以及可能產(chǎn)生的缺缺陷，使焊縫不夠夠可靠。此外，焊焊縫集中在一很短短距離，焊件的應(yīng)應(yīng)力集中也較大。。62第三章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連接3.3角焊縫的構(gòu)造與計(jì)計(jì)算4.側(cè)面角焊縫的最大大計(jì)算長(zhǎng)度側(cè)面角焊縫沿長(zhǎng)度度方向受力不均勻勻，兩端大中間小小，所以一般均規(guī)定其最大計(jì)算算長(zhǎng)度。注：若內(nèi)力沿角焊焊縫全長(zhǎng)分布，則計(jì)算長(zhǎng)度不受此限注意：焊腳尺寸和焊縫縫計(jì)算長(zhǎng)度取mm的整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以以后都進(jìn)為1。63第三章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連接3.3角焊縫的構(gòu)造與計(jì)計(jì)算5.搭接連接的構(gòu)造要要求為了避免應(yīng)力傳遞遞的過(guò)分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力不不均勻僅有兩條條側(cè)面角角焊縫時(shí)時(shí)為了避免免焊縫橫橫向收縮縮時(shí)引起起板件的的拱曲太太大64第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算2）僅有正正面角焊焊縫時(shí)為了減少少收縮應(yīng)應(yīng)力以及及因偏心心在鋼板板與連接接件中產(chǎn)產(chǎn)生的次次應(yīng)力3）圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。

非圍焊時(shí)，可在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處作長(zhǎng)度為的繞角焊65第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算焊縫實(shí)際長(zhǎng)度取為5mm的倍數(shù)，如192mm取為195mm，196mm取為200mm。66第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算三、直角角角焊縫縫強(qiáng)度計(jì)計(jì)算的基基本公式式有效截面面：作用在焊焊縫有效效截面上上的應(yīng)力力：角焊縫的的通用計(jì)算算公式67第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算角焊縫的的基本計(jì)算算公式——角焊縫的的基本計(jì)計(jì)算公式式68第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算計(jì)算步驟驟（4）區(qū)分正面角焊焊縫受力和側(cè)面角焊焊縫受力，視視荷載種類(靜荷或動(dòng)動(dòng)荷）代代入角焊焊縫的基基本計(jì)算算公式進(jìn)行計(jì)計(jì)算。（1）求出同一平面面焊縫群的的形心（2）將荷載載向形心簡(jiǎn)化，找找出最不利位位置（3）分別求求出各荷載分分量在最不利利位置產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力69第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算四、各種種受力狀狀態(tài)下直直角角焊焊縫連接接的計(jì)算算1.承受軸心心力作用用(1)用蓋板的的對(duì)接連連接70第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算例3-1雙蓋板對(duì)對(duì)接連接接的角焊焊縫計(jì)算算條件：已已知鋼板板截面為為－250××14，蓋板截面面為2—190×10，承受軸心靜力力荷載設(shè)設(shè)計(jì)值700kN，鋼材為Q235，焊條為E43型，手工焊。。要求：設(shè)設(shè)計(jì)此蓋蓋板。解：確定定角焊縫縫的焊腳腳尺寸19025251071第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算1）采用側(cè)側(cè)面角焊焊縫190252510用雙蓋板板，接頭頭一側(cè)共共有四條條角焊縫縫，每條焊縫縫所需的的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度為：：72第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算2）采用三三面圍焊焊正面角焊焊縫所能能承受的的內(nèi)力為為：19025251073第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算(2)承受斜向軸心力74第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算(3)承受軸心心力的角鋼角焊焊縫計(jì)算1）三面面圍焊75第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算2）兩面?zhèn)葌?cè)焊:76第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算3）L形圍焊:77附8：角鋼與與節(jié)點(diǎn)板板的連接接78140第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算例3.2如圖所示，雙角鋼2L140×90×10和節(jié)點(diǎn)板用直角角焊縫連接，鋼材為Q345鋼，焊條E50型，手工焊，采用兩面?zhèn)群缚p連接，肢背、肢尖的焊縫長(zhǎng)度均為300mm，焊腳尺寸為8mm，試問(wèn)在軸心力設(shè)計(jì)值N=1200KN作用下，此連接焊縫是否能滿足強(qiáng)度要求？若不能則應(yīng)采用什么措施，且如何驗(yàn)算？7980第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算81第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算82第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算83第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算2.承受彎矩矩、軸心心力和剪剪力聯(lián)合合作用的的角焊縫縫連接計(jì)計(jì)算AB84第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算AB85第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算88第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算3.圍焊縫承承受剪力力和扭矩矩作用時(shí)時(shí)的計(jì)算算假定：（1）構(gòu)件是是完全剛剛性的，，角焊縫縫處于彈彈性狀態(tài)態(tài)；（2）角焊縫縫群上任任意一點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力力方向垂垂直于該該點(diǎn)與形形心的連線，，且應(yīng)力力大小與與連線長(zhǎng)長(zhǎng)度r成正比。。89第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算90第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算91第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算92第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算40080－200×20－100×2010截面特性性計(jì)算截面積：上、下翼翼緣及腹腹板截面面積之和和中和軸（（形心））位置：按全截面面對(duì)某軸軸的面積積矩等于各各塊板分分別對(duì)該該軸的面面積矩之之和求得得。慣性矩：各板塊自自身慣性性矩再加加上各板板塊面積積乘以板板塊中心心至中和軸距距離的平平方。93第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算40080－200×20－100×2010各點(diǎn)抵抗抗矩：慣性矩除除以該點(diǎn)點(diǎn)至中和和軸的距距離。各點(diǎn)面積積矩：該點(diǎn)以上上（或以以下）的的截面積積對(duì)中和和軸的面面積矩。。如按b點(diǎn)以下面面積矩計(jì)計(jì)算，中和軸以以上部分分取負(fù)值值，以下下部分取取正值94第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算3002002005.63005.65.620095第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算3002002005.63005.65.620096第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算3002002005.63005.65.620097第三章鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連連接3.3角焊縫的的構(gòu)造與與計(jì)算問(wèn)題：圖1中應(yīng)驗(yàn)算算點(diǎn)的角焊焊縫強(qiáng)度度？圖2中應(yīng)驗(yàn)算算點(diǎn)的角焊縫強(qiáng)強(qiáng)度？98第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算一、對(duì)接焊縫縫的構(gòu)造用引弧板焊接對(duì)接焊縫的坡口形式鋼板的拼接>4mm99附10：帶引弧板的的對(duì)接焊縫連連接100第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算二、焊透的對(duì)對(duì)接焊縫的計(jì)計(jì)算對(duì)接焊縫是焊焊件截面的組組成部分，焊焊縫中的應(yīng)力力分布情況與與焊件的情況況相同，其計(jì)計(jì)算方法與構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)計(jì)算一樣。1、軸心受力的的對(duì)接焊縫計(jì)計(jì)算（1）正對(duì)接焊縫縫通過(guò)一、二級(jí)級(jí)檢驗(yàn)的對(duì)接接焊縫的強(qiáng)度度可以認(rèn)為與與母材等強(qiáng)度度，連接不必必驗(yàn)算101第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算（2）斜對(duì)接焊縫縫如果用正對(duì)接接焊縫不能滿滿足強(qiáng)度要求求，可采用斜對(duì)接接焊縫。102第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算2.承受彎矩和剪剪力共同作用用的對(duì)接焊縫縫分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力，對(duì)于同時(shí)受受有較大正應(yīng)應(yīng)力和較大剪應(yīng)力處處，還應(yīng)驗(yàn)算算折算應(yīng)力。103第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算104第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算105第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算106第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算107第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.4對(duì)接焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計(jì)算問(wèn)題：圖1圖2圖1、圖2所示的對(duì)接焊焊縫截面，強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)分分別驗(yàn)算哪些些點(diǎn)？最大正應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算：圖1點(diǎn)，圖圖2點(diǎn)。最大剪應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算：圖1點(diǎn)，圖圖2點(diǎn)。折算應(yīng)力驗(yàn)算算：圖圖1點(diǎn)，圖圖2點(diǎn)。108第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.5焊接應(yīng)力和焊焊接變形3.5焊接應(yīng)力和焊焊接變形2.特點(diǎn)：焊接應(yīng)力是自相平衡的。一、焊接應(yīng)力力產(chǎn)生的原因因和特點(diǎn)原因：焊接過(guò)程中存存在不均勻的溫度場(chǎng)和局局部高溫，焊焊縫和焊縫附近的鋼鋼材不能自由地膨膨脹和收縮，受到約束而而產(chǎn)生焊接應(yīng)力力。109第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.5焊接應(yīng)力和焊焊接變形2.降低構(gòu)件的剛剛度二、焊接應(yīng)力力對(duì)結(jié)構(gòu)性能能的影響對(duì)強(qiáng)度無(wú)影響響：+--110第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.5焊接應(yīng)力和焊焊接變形4.降低構(gòu)件的疲疲勞強(qiáng)度3.降低構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定承載力5.加劇低溫冷脆脆1．構(gòu)件不平整整，安裝困難難2．變軸心受力力構(gòu)件為偏心心受力構(gòu)件三、焊接變形形對(duì)構(gòu)件工作作性能的影響響111第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.5焊接應(yīng)力和焊焊接變形1．設(shè)計(jì)方面四、減少焊接接應(yīng)力和焊接接變形的措施施（1）對(duì)稱布置焊焊縫，減小變變形（2）焊縫不宜過(guò)過(guò)于集中，不要出現(xiàn)三向向交叉焊縫（3）注意施焊方方便，以保證證焊接質(zhì)量2．制造方面（1）焊前預(yù)熱（2）焊后熱處理理（3）焊后機(jī)械校校正（4）合理施焊順順序（5）焊前反變形形112第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.6螺栓連接的構(gòu)構(gòu)造3.6螺栓連接的構(gòu)構(gòu)造3.施工要求：螺栓間距不不能太近，滿滿足凈空要求求，便于安裝裝2.構(gòu)造要求：螺栓間距不不能太大，避避免壓不緊潮潮氣進(jìn)入導(dǎo)致致腐蝕1.受力要求螺栓或鉚釘?shù)牡淖畲?、最小容容許距離見P52，表3.4~3.7螺栓及其孔眼眼圖例見P29，表3.3113第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.7普通螺栓連接接的工作性能能和計(jì)算3.7普通螺栓連接接的工作性能能和計(jì)算普通螺栓按加加工精度可分分為：1.粗制螺栓（C級(jí)）優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)單，，便于拆裝缺點(diǎn)：螺桿與鋼板板孔壁不夠緊緊密，傳遞剪剪力時(shí)，連接接變形較大。。宜用于承受拉力的連接中，或或用于次要結(jié)構(gòu)和可拆卸結(jié)構(gòu)的受剪連接及安裝時(shí)時(shí)的臨時(shí)固定。2.精制螺栓（A、B級(jí)）優(yōu)點(diǎn)：受力性能好好缺點(diǎn)：安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)費(fèi)工，且費(fèi)用用較高。目前建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)中已較少使使用。114第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的連接接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓桿垂直于力線按受力情況分為拉力螺栓（抗拉螺栓）：螺栓桿平行于力線既受剪又受拉的螺栓抗剪連接——板件之間有有相互錯(cuò)動(dòng)的趨勢(shì)抗拉連接——板件之間有有相互脫開的趨勢(shì)115第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算一、普通螺栓的的抗剪連接接（1）單個(gè)螺栓栓的受剪工工作性能4）彈塑性階段段（3～4）：連接的剪切切變形迅速速增大，直直至破壞。。1.抗剪連接的的工作性能能1）彈性階段（0～1）：板件間相互互擠壓，靠靠摩擦阻力力傳力；2）滑移階段（1～2）：摩擦阻力被被克服后，，板件間產(chǎn)產(chǎn)生滑移，，栓桿與孔孔壁相接觸觸，滑移量取決決于栓桿與與孔的間距距；3）栓桿直接傳傳力的彈性性階段（2～3）：螺栓桿既受受剪又受彎彎，孔壁受受到擠壓；；116第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算（2）受剪螺栓栓的破壞形形式1）栓桿被剪剪斷2）鋼板被擠擠壓破壞（（螺栓承壓壓破壞）3）鋼板被拉拉斷4）鋼板被剪剪壞5）桿身彎曲曲破壞117第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算（3）針對(duì)以上上破壞形式式，應(yīng)采取取以下措施施1）通過(guò)計(jì)算保證螺栓抗剪2）通過(guò)計(jì)算保證螺栓抗擠壓

3）通過(guò)計(jì)算保證板件有足夠的拉壓強(qiáng)度

4）螺栓端距≥——避免鋼板被拉豁118第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2.抗剪連接的的計(jì)算（1）單個(gè)普通通螺栓的抗抗剪承載力力在普通螺栓栓受剪的連連接中，單單個(gè)普通螺螺栓的承載載力設(shè)計(jì)值值應(yīng)取抗剪剪承載力和和承壓承載載力設(shè)計(jì)值值中的較小值。單個(gè)普通螺螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)計(jì)值單個(gè)普通螺螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)計(jì)值119第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算（2）普通螺栓栓群的抗剪剪連接計(jì)算算1）普通螺栓栓群軸心受剪120第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算普通螺栓群群軸心受剪的計(jì)算流程程121第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算340122第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算1201205050340123第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2）普通螺栓栓群偏心受剪124第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算125第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算126第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算127第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算普通螺栓群群偏心受剪的計(jì)算流程程128第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算5050100100129第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算5050100100130第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算131第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算二、普通螺螺栓的抗拉拉連接抗拉連接的的工作性能能抗拉螺栓的的工作特點(diǎn)點(diǎn)杠桿效應(yīng)——由于被連接接件的剛度度不夠，在在螺栓中產(chǎn)產(chǎn)生附加應(yīng)應(yīng)力。規(guī)范中考慮慮杠桿效應(yīng)應(yīng)，降低了了螺栓的抗抗拉強(qiáng)度，，同時(shí)要求求設(shè)計(jì)中應(yīng)應(yīng)采取構(gòu)造造措施以減減少不利影影響。抗拉螺栓連連接中，外外力使被連連接件的接觸面互相相脫離而使使螺栓受拉拉，最后螺栓桿被拉拉斷而破壞壞。132第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2.抗拉連接的的計(jì)算（1）單個(gè)普通通螺栓的抗抗拉承載力力133第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算（2）普通螺栓栓群的抗拉拉連接計(jì)算算1）普通螺栓栓群軸心受拉134第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算假定：①在彎矩作用用下，板件件繞最邊緣的螺栓旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；②每個(gè)螺栓受受力大小與與其到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中心的距距離成正比比。2）普通螺栓栓群彎矩受拉135第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算3）普通螺栓栓群偏心受拉136第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算137第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算三、既受剪剪又受拉的的普通螺栓栓連接138第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2001001001001005050139第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2001001001001005050140第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2001001001001005050141第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算2001001001001005050142第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算5×80=400143第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.7普通螺栓連連接的工作作性能和計(jì)計(jì)算5×80=400144第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算一、高強(qiáng)螺螺栓的構(gòu)造造優(yōu)質(zhì)碳素鋼：8.8級(jí)8.8S材料合金結(jié)構(gòu)鋼：10.9級(jí)（韌性差，只用一次）10.9S在摩擦阻力力被克服后后繼續(xù)靠栓栓桿承受荷荷載，承載載力高，連連接變形比摩擦型的的大。僅用于承受受靜力荷載載和間接承承受動(dòng)力荷荷載結(jié)構(gòu)中中的連接。采用高強(qiáng)度度鋼材制作作的螺栓稱稱為高強(qiáng)螺螺栓。高強(qiáng)度螺栓栓的連接形式分為兩種：：只靠擠壓力力產(chǎn)生的摩摩擦阻力傳傳遞剪力，，摩擦阻阻力被克服服即為破壞壞。1.摩擦型連接接2.承壓型連接接145第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算高強(qiáng)螺栓的的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則則：以荷載設(shè)計(jì)計(jì)值引起的的剪力不超超過(guò)摩擦阻力力為設(shè)計(jì)準(zhǔn)準(zhǔn)則1.高強(qiáng)度螺栓栓摩擦型連接接（0~1）以連接達(dá)到到破壞的極極限狀態(tài)為為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.高強(qiáng)度螺栓栓承壓型連接接（0~4）高強(qiáng)度螺栓栓承壓型連接接的的預(yù)拉力力P和連接處構(gòu)構(gòu)件接觸面面的處理方方法應(yīng)與高高強(qiáng)度螺栓栓摩擦型連接接相同。146第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算二、預(yù)拉力力的建立轉(zhuǎn)角法：通過(guò)工藝藝試驗(yàn)，確確定滿足預(yù)預(yù)拉力要求求所需角度度，在實(shí)際工程中中采用固定定轉(zhuǎn)角，不不精確2.扭矩法：通過(guò)工藝藝試驗(yàn)，確確定滿足預(yù)預(yù)拉力要求求所需扭矩矩，制做特殊扳手手，如機(jī)械械扳手，光光電扳手等等3.扭剪型高強(qiáng)強(qiáng)螺栓：一種特制制螺栓，用用特殊扳手手，擰斷為為止——預(yù)拉力建立立完成147附11：扭剪型高高強(qiáng)度螺栓栓148第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算三、高強(qiáng)度度螺栓的計(jì)計(jì)算高強(qiáng)度螺栓栓的抗剪計(jì)計(jì)算（1）高強(qiáng)度螺螺栓摩擦型連接接149第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算（2）高強(qiáng)度螺螺栓承壓型連接接150第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算2.高強(qiáng)度螺栓栓的抗拉計(jì)計(jì)算（1）高強(qiáng)度螺螺栓摩擦型連接接（2）高強(qiáng)度螺螺栓承壓型連接接151第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算3.同時(shí)承受剪剪力和拉力力的高強(qiáng)度度螺栓計(jì)算算（1）高強(qiáng)度螺螺栓摩擦型連接接（2）高強(qiáng)度螺螺栓承壓型連接接152第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算1.高強(qiáng)螺栓群群在彎矩作作用下的計(jì)計(jì)算2.高強(qiáng)螺栓群群偏心受拉拉的計(jì)算四、高強(qiáng)螺螺栓群的計(jì)計(jì)算153第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算3.高強(qiáng)螺栓群群在拉力、、彎矩和剪剪力共同作作用下的計(jì)計(jì)算（1）高強(qiáng)度螺螺栓摩擦型連接接（2）高強(qiáng)度螺螺栓承壓型連接接154第三章鋼鋼結(jié)構(gòu)的的連接3.8高強(qiáng)度螺栓栓連接的工工作性能和和計(jì)算5050100100155第三章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接3.8高強(qiáng)度螺栓連接接的工作性能和和計(jì)算5050100100156第三章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接3.8高強(qiáng)度螺栓連接接的工作性能和和計(jì)算157第三章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接3.8高強(qiáng)度螺栓連接接的工作性能和和計(jì)算80808080158第三章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接3.8高強(qiáng)度螺栓連接接的工作性能和和計(jì)算80808080159第三章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接3.8高強(qiáng)度螺栓連接接的工作性能和和計(jì)算80808080160第三章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接3.8高強(qiáng)度螺栓連接接的工作性能和和計(jì)算80808080作業(yè)：P69~70，習(xí)題3.1、3.2、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9161第4章軸心受力力構(gòu)件4.軸心受力構(gòu)件4.1概述4.2軸心受力構(gòu)件的的強(qiáng)度和剛度4.3軸心受壓構(gòu)件的的穩(wěn)定4.4軸心受壓柱的設(shè)設(shè)計(jì)4.5柱頭和柱腳162第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.1概述4.1概述軸心受拉構(gòu)件：桁架拉桿、網(wǎng)架架、塔架軸心受壓構(gòu)件：桁架壓桿、工作作平臺(tái)柱、各種結(jié)結(jié)構(gòu)柱承載能力極限狀態(tài)態(tài)：強(qiáng)度、穩(wěn)穩(wěn)定正常使用極限狀態(tài)態(tài)：剛度一、軸心受力構(gòu)件件的特點(diǎn)軸心受拉構(gòu)件：強(qiáng)度、剛度控制軸心受壓構(gòu)件：強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定必須同時(shí)滿滿足軸心受力構(gòu)件應(yīng)滿滿足兩個(gè)極限狀態(tài)態(tài)：163第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.1概述實(shí)腹式構(gòu)件：?jiǎn)蝹€(gè)型鋼截面焊接組合截面冷彎薄壁型鋼二、軸心受力構(gòu)件件的截面形式格構(gòu)式構(gòu)件三、柱的組成164165166167第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度一、強(qiáng)度計(jì)算168第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度關(guān)于凈截面面積169第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度用摩擦型連接高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算構(gòu)件凈截面上所受受的力應(yīng)扣去已傳傳走的力同時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件件截面無(wú)削弱處的的強(qiáng)度：孔前傳力——由于摩擦型連接高高強(qiáng)度螺栓是靠摩摩擦力傳力的，每個(gè)螺栓所傳的力力已由摩擦力在螺螺栓孔前傳走。用摩擦型連接高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)構(gòu)件，存在孔前傳力170第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度ⅠⅠⅡⅡ171第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度ⅠⅠⅡⅡ172第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.2軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度二、剛度計(jì)算受拉和受壓構(gòu)件的剛度是以保證其長(zhǎng)細(xì)比限值來(lái)實(shí)現(xiàn)的173第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定第二類穩(wěn)定——由于初始缺陷，壓壓桿一開始就是偏偏心受力，沒有平衡分枝現(xiàn)象，，變形從小到大，，直到失穩(wěn)破壞為止。計(jì)算方法：極限平平衡法穩(wěn)定問(wèn)題分為兩類類：第一類穩(wěn)定——由直桿平衡轉(zhuǎn)為微微微彎曲的平衡，，即發(fā)生平衡形式的轉(zhuǎn)移，變形形從無(wú)到有，稱為為平衡分枝現(xiàn)象，這種失穩(wěn)通常常稱為屈曲。計(jì)算方法：歐拉臨臨界力174第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定兩端鉸接的等截面軸心壓桿桿的屈曲臨界力為為：對(duì)于其它支承情況況：歐拉臨界應(yīng)力歐拉（Euler）臨界力——理想軸心壓桿彎曲曲屈曲臨界力理想軸心壓桿的穩(wěn)穩(wěn)定曲線175第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定一、軸心受壓構(gòu)件件的整體穩(wěn)定1.理想軸心受壓構(gòu)件件理想的軸心壓桿——等截面、無(wú)初始變變形、無(wú)初偏心、、無(wú)殘余應(yīng)力、材質(zhì)均勻的的軸心壓桿。由于截面形式不同同，軸心受壓構(gòu)件件喪失整體穩(wěn)定的的形式有三種:彎曲屈曲：雙軸對(duì)稱截面（工字鋼）彎扭屈曲：?jiǎn)屋S對(duì)稱截面（槽鋼，等邊角鋼）扭轉(zhuǎn)屈曲：十字形理想軸心壓桿的穩(wěn)穩(wěn)定屬于第一類穩(wěn)穩(wěn)定問(wèn)題176第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定2.實(shí)際軸心受壓構(gòu)件件實(shí)際軸心受壓構(gòu)件件存在初始缺陷，，這些初始缺陷包包括：初彎曲、初偏心、、殘余應(yīng)力由于存在初始缺陷陷，實(shí)際軸心壓桿桿的失穩(wěn)屬于第二二類穩(wěn)定問(wèn)題177第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定初始缺陷對(duì)軸心壓壓桿穩(wěn)定極限承載載力的影響：1）初彎曲和初偏心的影響初彎曲（初偏心））越大，則變形越越大，承載力越小小。無(wú)論初彎曲（初偏心）多么小，壓力一開始就產(chǎn)生生撓曲，并隨荷載載增大而增大。178第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定2）殘余應(yīng)力的影響按有效截面的慣性矩近似計(jì)算兩端鉸接的等截面軸壓構(gòu)件的臨界力和臨界應(yīng)力：由于k<1，所以殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定的不利影影響對(duì)弱軸比對(duì)強(qiáng)強(qiáng)軸嚴(yán)重得多。179第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定3.軸心受壓構(gòu)件整體體穩(wěn)定的計(jì)算對(duì)于具有截面削弱的構(gòu)件，在滿足之后，還需驗(yàn)算軸心受壓構(gòu)件的應(yīng)應(yīng)力應(yīng)不大于構(gòu)件件整體穩(wěn)定的臨界界應(yīng)力：180第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件5.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的確定定：（1）截面為雙軸對(duì)稱稱或極對(duì)稱的構(gòu)件件：（2）截面為單軸對(duì)稱稱的構(gòu)件：截面剪心和形心不不重合的構(gòu)件，沿沿形心縱軸受壓時(shí)必須考慮繞繞對(duì)稱軸（y軸）發(fā)生彎扭屈曲的可能性。構(gòu)件繞非對(duì)稱軸（x軸）仍然發(fā)生彎曲屈曲。181第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件5.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定把按彈性穩(wěn)定理論論算得的彎扭屈曲曲臨界力換算成為為長(zhǎng)細(xì)比較大的彎曲屈曲桿件，再再按換算長(zhǎng)細(xì)比從規(guī)范中查得相應(yīng)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)。軸壓彎扭屈曲的實(shí)實(shí)用計(jì)算方法是：：182第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件5.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定183第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件5.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定184第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件5.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定b1>b2b2185第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件5.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定2b2btt186第4章軸心受力構(gòu)構(gòu)件4.3軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定200020002000187第4章軸心心受力構(gòu)件件5.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定188第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定189第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定二、軸心受受壓構(gòu)件的的局部穩(wěn)定定1.局部穩(wěn)定性性軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的截面面大多由若若干矩形平平面薄板所所組成，這這些組成板件分別別受到沿縱縱向作用于于板件中面面的均勻壓壓力。當(dāng)壓壓力大到一定程度度時(shí)，在構(gòu)構(gòu)件尚未喪喪失整體穩(wěn)穩(wěn)定性之前前，個(gè)別板板件可能先不能保保持其平面面平衡狀態(tài)態(tài)而發(fā)生波波形凸曲，，喪失了穩(wěn)穩(wěn)定性這種現(xiàn)象稱稱作構(gòu)件失失去局部穩(wěn)定性性。190第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定二、軸心受受壓構(gòu)件的的局部穩(wěn)定定2.均勻受壓板板件的臨界界應(yīng)力在單向壓應(yīng)應(yīng)力作用下下，板件的的臨界應(yīng)力力為：191第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定3.軸心壓桿的的局部穩(wěn)定定軸心壓桿局局部穩(wěn)定計(jì)計(jì)算采用等等穩(wěn)定準(zhǔn)則則，即保證證板件的局局部失穩(wěn)臨界應(yīng)應(yīng)力不小于于構(gòu)件整體體穩(wěn)定的臨臨界應(yīng)力。。以工字形截截面的軸壓壓構(gòu)件為例例：（P125，表5.5）（1）翼緣板——三邊簡(jiǎn)支，，一邊自由由的均勻受受壓板192第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定（2）腹板——兩邊簡(jiǎn)支，，兩邊彈性性嵌固的均均勻受壓板板193第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定6000—460×16—500×22194第4章軸心心受力構(gòu)件件4.3軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定6000—460×16—500×22195第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)軸軸心受壓構(gòu)構(gòu)件，有三三種可能出出現(xiàn)的問(wèn)題題:①已知荷載、、截面，驗(yàn)驗(yàn)算截面。。②已知截面求求承載力。。③已知荷載設(shè)設(shè)計(jì)截面。。一、實(shí)腹柱柱設(shè)計(jì)截面形式實(shí)腹式軸心心受壓柱一一般采用雙雙軸對(duì)稱截截面，應(yīng)考考慮以下幾幾個(gè)原則：：①面積的分布布應(yīng)盡量開開展②使兩個(gè)主軸軸方向等穩(wěn)穩(wěn)定性③便于與其他他構(gòu)件進(jìn)行行連接④盡可能構(gòu)造造簡(jiǎn)單，制制造省工，，取材方便便2.截面設(shè)計(jì)196第五章軸軸心受力力構(gòu)件5.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)對(duì)于第①②種情況的計(jì)計(jì)算框圖197第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)對(duì)于第③種情況的計(jì)算框圖調(diào)整截面198第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)構(gòu)造要求：：199第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)400020002000111-1200第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)201第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)202第五章軸軸心受力力構(gòu)件5.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)屋架上弦桿桿AB（l=5m）軸心受壓，，在屋架平面面內(nèi)的計(jì)算算長(zhǎng)度？在屋架平面面外的計(jì)算算長(zhǎng)度？203第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)1.格構(gòu)柱的截截面形式格構(gòu)柱由綴綴材和柱肢肢組成，穿穿過(guò)柱肢板板的軸為實(shí)軸，穿過(guò)綴材材平面的軸軸為虛軸。

綴條式格構(gòu)柱根據(jù)綴材的不同，格構(gòu)柱分為

綴板式格構(gòu)柱二、格構(gòu)柱柱設(shè)計(jì)204第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)2.格構(gòu)柱繞虛虛軸的換算算長(zhǎng)細(xì)比格構(gòu)柱繞實(shí)實(shí)軸的整體體穩(wěn)定計(jì)算算與實(shí)腹柱柱相同，繞虛軸的整整體穩(wěn)定應(yīng)應(yīng)采用換算長(zhǎng)細(xì)比比進(jìn)行計(jì)算。。(1)雙肢格構(gòu)柱柱的換算長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比205第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)采用以上公公式計(jì)算雙雙肢格構(gòu)柱柱的換算長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比時(shí)應(yīng)應(yīng)保證：①斜綴條與柱軸線間的夾角應(yīng)在400～700之間；206第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)②綴板線剛度度之和應(yīng)大于6倍的分肢線剛度度。207第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)3格構(gòu)式軸心心受壓構(gòu)件件的分肢穩(wěn)穩(wěn)定分肢穩(wěn)定承承載力不小小于整體穩(wěn)穩(wěn)定承載力力208第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)4.綴材設(shè)計(jì)(1)軸心受壓格格構(gòu)柱的橫橫向剪力(2)綴條的設(shè)計(jì)計(jì)綴條式格構(gòu)構(gòu)柱可看作作桁架體系系，柱肢是是桁架弦桿桿，綴條是是腹桿。209第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)按軸心壓桿選擇綴條截截面綴條一般采用單角鋼，考慮到偏心受力和受壓時(shí)的彎扭，按軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù):210第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)綴板式格構(gòu)構(gòu)柱可看作作多層框架架，柱肢是是框架柱，，綴板是橫橫梁。(3)綴板的設(shè)計(jì)計(jì)211第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)5.柱的橫隔橫隔一般用用鋼板或交交叉角鋼做做成。橫隔間距≤截面較大寬寬度的9倍或8m。每個(gè)運(yùn)輸單單元的端部部都應(yīng)設(shè)置置橫隔。212第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)壓柱計(jì)算框框圖格構(gòu)式軸心心受213第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)400020002000214第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)215第4章軸心心受力構(gòu)件件4.4軸心受壓柱柱的設(shè)計(jì)216