第一篇：鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程教案--同濟(jì)大學(xué)

鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程教案--同濟(jì)大學(xué).txt時(shí)尚，就是讓年薪八千的人看上去像年薪十萬。我們總是要求男人有孩子一樣的眼神，父親一樣的能力。一分鐘就可以遇見一個人，一小時(shí)喜歡上一個人，一天愛上一個人，但需要花盡一生的時(shí)間去忘記一個人。本文由xiayuning84貢獻(xiàn)

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鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

(土木工程專業(yè))講師：張?jiān)破?/p>

同濟(jì)大學(xué)土木系

概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和疲勞設(shè)計(jì)的容許應(yīng)力法 1.1 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法

當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，此 特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài) 對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形 正常使用極限狀態(tài) 對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值 結(jié)構(gòu)的工作性能可用結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)Z來描述，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)可取荷載效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R兩個基 本隨機(jī)變量來表達(dá)結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)，即 Z=g（R，S）＝R－S 顯然，Z是隨機(jī)變量，有以下三種情況： Z＞0 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)； Z＝0 結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)； Z＜0 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)?？梢?，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)由可靠轉(zhuǎn)變?yōu)槭У呐R界狀態(tài)。由于R和S受到許多隨機(jī)性因素影響而具有不確定性，Z≥0不是必然性的事件。因此科學(xué)的設(shè)計(jì) 方法是以概率為基礎(chǔ)來度量結(jié)構(gòu)的可靠性。（1-1）

1.2 可靠度

按照概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，結(jié)構(gòu)的可靠度定義為結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完 結(jié)構(gòu)的可靠度定義為結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)的可靠度定義為結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi) 成預(yù)定功能的概率?！巴瓿深A(yù)定功能”指對某項(xiàng)規(guī)定功能而言結(jié)構(gòu)不失效。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì) 成預(yù)定功能的概率 使用年限內(nèi)應(yīng)滿足的功能有：

概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法

(1)在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；(2)在正常使用時(shí)具有良好的工作性能；(3)在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性；(4)在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期）是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定 目使用的年限。大陸規(guī)范規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 年。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 若以Pr表示結(jié)構(gòu)的可靠度，則有 Pr=P（Z≥0）記Pf為結(jié)構(gòu)的失效概率，則有 Pf=P（Z<0）顯然 Pr= 1－Pf（1-2）（1-3）（1-4）

因此結(jié)構(gòu)可靠度的計(jì)算可轉(zhuǎn)換為失效概率的計(jì)算?？煽康慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是使失效概率小到可以 接受程度的設(shè)計(jì)，絕對可靠的結(jié)構(gòu)（失效概率等于零）是不存在的。由于與Z有關(guān)的多種影響因素 都是不確定的，其概率分布很難求得，目前只能用近似概率設(shè)計(jì)方法，同時(shí)采用可靠指標(biāo)表示失效 概率。

1.3 可靠指標(biāo)

為了使結(jié)構(gòu)達(dá)到安全可靠與經(jīng)濟(jì)上的最佳平衡，必須選擇一個結(jié)構(gòu)的最優(yōu)失效概率或目標(biāo)可靠 指標(biāo)?？刹捎谩靶?zhǔn)法”求得。即通過對原有規(guī)范作反演分析，找出隱含在現(xiàn)有工程中相應(yīng)的可靠 指標(biāo)值，經(jīng)過綜合分析，確定設(shè)計(jì)規(guī)范采用的目標(biāo)可靠指標(biāo)值?！督ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定結(jié) 構(gòu)構(gòu)件可靠指標(biāo)不應(yīng)小于表1-1中的規(guī)定。鋼結(jié)構(gòu)連接的承載能力極限狀態(tài)經(jīng)常是強(qiáng)度破壞而不是屈 服，可靠指標(biāo)應(yīng)比構(gòu)件為高，一般推薦用4.5。表1－1 表 1.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 除疲勞計(jì)算外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì) 表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算(1)對于承載能力極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用荷載效應(yīng)的基本組合和偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì) 承載能力極限狀態(tài) 基本組合 按下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式中最不利值確定 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： n（1-5）γ 0(γ G S G + γ Q S Q + ∑ γ Q ψ ci S Q)≤ R k 1 1k 1 概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法 i=2 i ik 由永久荷載效應(yīng)控制的組合：

γ 0(γ G S G + ∑ γ Q ψ ci S Q)≤ R k n（1-6）i =1 i ik γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按下列規(guī)定采用：對安全等級為一級或設(shè)計(jì)使用年限為100年及以上的

結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.1；對安全等級為二級或設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 1.0；對安全等級為三級或設(shè)計(jì)使用年限為5年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于0.9；

γG——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定采用：當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力不利時(shí)，對

由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2，對由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35；當(dāng)永久荷載 效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力有利時(shí)，一般情況下取1.0；

γQ1, γQi——第1個和第i個可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定采用：當(dāng)可變荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承

載能力不利時(shí)，在一般情況下應(yīng)取1.4，對標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載 取1.3；當(dāng)可變荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力有利時(shí)，應(yīng)取為0； S——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；

SQ1k——在基本組合中起控制作用的第1個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； SQik——第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；

ψci——第i個可變荷載的組合值系數(shù)，其值不應(yīng)大于1；

R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計(jì)值，R=Rk/γR，Rk為結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力標(biāo)準(zhǔn)值，γR為抗力分項(xiàng)系數(shù)，對于Q235 1 概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法

鋼，γR=1.087；對于Q345、Q390和Q420鋼，γR=1.111。對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可以采用簡化設(shè)計(jì)表達(dá)式： 由可變荷載效應(yīng)控制的組合：

γ 0(γ G S G + ψ ∑ γ Q S Q)≤ R k n（1-7）i =1 i ik ψ——簡化設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的荷載組合系數(shù)，一般情況下可取ψ=0.9，當(dāng)只有一個可變

荷載時(shí)，取ψ=1.0。由永久荷載效應(yīng)控制的組合仍按式（1-6）計(jì)算。偶然組合 對于偶然組合，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式宜按下列原則確定：偶然作用的代表值不乘以分項(xiàng)系數(shù)；與 偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變荷載，應(yīng)根據(jù)觀測資料和工作經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇怠?2)對于正常使用極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)不同設(shè)計(jì)目的，分別選用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合 正常使用極限狀態(tài) 和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使變形、裂縫等荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值符合下式的要求： Sd≤C Sd——變形、裂縫等荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值； C——設(shè)計(jì)對變形、裂縫等規(guī)定的相應(yīng)限值。（1-8）

鋼結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)只涉及變形驗(yàn)算，僅需考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合： 1 概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法 S d = SGk + SQ1k + ∑ψ ci SQik i=2 n（1-9）

1.5 鋼結(jié)構(gòu)的疲勞計(jì)算

疲勞斷裂的概念 鋼結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂是裂紋在連續(xù)重復(fù)荷載作 用下不斷擴(kuò)展以至斷裂的脆性破壞。疲勞破壞經(jīng) 歷三個階段：裂紋的形成，裂紋的緩慢擴(kuò)展和最 后迅速斷裂。與疲勞破壞有關(guān)的幾個概念 應(yīng)力集中 應(yīng)力循環(huán)特征 連續(xù)重復(fù)荷載之下應(yīng)力從最大到最 小重復(fù)一周叫做一個循環(huán)。應(yīng)力循環(huán)特征常用應(yīng) 力比來表示，拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值。應(yīng)力幅 應(yīng)力幅表示應(yīng)力變化的幅度，用 △σ =σmax-σmin表示，應(yīng)力幅總是正值。

（b）圖 1-1 疲勞應(yīng)力譜 σ（a）σ

σmax σmin t σmax σmin t 疲勞壽命（致?lián)p循環(huán)次數(shù)）疲勞壽命指在連續(xù)反復(fù)荷載作用下應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)，一般用n表示。（1）疲勞曲線（?σ—n曲線）

概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法

σ log?σ

2σn n（a）圖 1-2 ?σ-n 曲線 b（b）2σn logn 當(dāng)采用雙對數(shù)坐標(biāo)時(shí)，疲勞曲線呈直線關(guān)系[圖 1-2（b）]。其方程為 log n = b ? m log ?σ

考慮到試驗(yàn)點(diǎn)的離散性，需要有一定的概率保證，則方程改為

（1-10）（1-11）

log n = b ? m log ?σ ? 2σ n 式中 b ——n 軸上的截距；

m ——直線對縱坐標(biāo)的斜率（絕對值）；

根 它 σ n — —標(biāo)準(zhǔn)差，據(jù) 試驗(yàn) 數(shù)據(jù) 由統(tǒng)計(jì)理論 公式得 出，表示 log n 的離散程度。

(1-11)若 log n 呈正態(tài)分布，公式（1-12）保證率 是 97.7%；若 呈 t 分布，則約 為 95%。

（2）疲勞計(jì)算及容許應(yīng)力幅 一般鋼結(jié)構(gòu)都是按照概率極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但對疲勞部分規(guī)范規(guī)定按容

概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法

許應(yīng)力原則進(jìn)行驗(yàn)算。這是由于現(xiàn)階段對疲勞裂縫的形成、擴(kuò)展以至斷裂這一過 程的極限狀態(tài)定義，以及有關(guān)影響因素研究不足的緣故。應(yīng)力幅值由重復(fù)作用的可變荷載產(chǎn)生，所以疲勞驗(yàn)算按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn) 行。由于驗(yàn)算方法以試驗(yàn)為依據(jù)，而疲勞試驗(yàn)中已包含了動力的影響，故計(jì)算荷 載時(shí)不再乘以吊車動力系數(shù)。常幅疲勞按下式進(jìn)行驗(yàn)算

σ ≤ [?σ ] 式中 幅 ?σ = σ max ? 0.7σ min，應(yīng)力以拉為正，壓為負(fù)； 數(shù)由公式（1-14）計(jì)算。由式（1-11）可得

（1-12）

σ ——對焊接部位為應(yīng)力幅 ?σ = σ max ? σ min ；對非焊接結(jié)構(gòu)為折算應(yīng)力

[?σ ] — — 常 幅 疲 勞 的 容 許 應(yīng) 力 幅，按 構(gòu) 件 和 連 接 的 類 別 以 及 預(yù) 期 的 循 環(huán) 次 10 ?σ = ? ? n ? b ? 2σ n ? C ?m ? =? ? ? ?n? ? 1 m 1（1-13）

取此 ?σ 作為容許應(yīng)力幅,并將 m 調(diào)成整數(shù),記為 β

概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法 [?σ ] = ? C ? ? ? n? 式中 n——應(yīng)力循環(huán)次數(shù)； 1 β

（1-14）

C、β ——系數(shù)，根據(jù) 構(gòu)件和連接類別按表 1-3 采用。

系數(shù) C、β 值 構(gòu)件和連 接 類別 C 1 1940× 10 12 4 2 861× 10 12 4 3 3.26× 10 12 3 4 2.18× 10 12 3 5 1.47× 10 12 3 6 0.96× 10 12 3 7 0.65× 10 12 3 表 1-3 8 0.41× 10 12 3 β

應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) n 確 定 容 許 應(yīng) 力 幅 [?σ ]，或 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 力 幅 水平預(yù) 估 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) n。如為全壓應(yīng)力循環(huán)，不出現(xiàn)拉應(yīng)力，則對這一部位不必進(jìn)行疲勞計(jì)算。

由 式(1-14)可 知，只 要 確 定 了 系 數(shù) C 和 β，就 可 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 期 內(nèi) 可 能 出 現(xiàn) 的

（3）變幅疲勞 大部分結(jié)構(gòu)實(shí)際所承受的循環(huán)應(yīng)力都不是常幅的。以吊車梁為例，吊車運(yùn)行

概 率 極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法 和 疲 勞 設(shè) 計(jì) 的 容 許 應(yīng) 力 法

時(shí)并不總是滿載，小車在吊車橋上所處的位置也在變化，吊車的運(yùn)行速度及吊車 的維修情況也經(jīng)常不同。因此吊車梁每次的荷載循環(huán)都不盡相同。吊車梁實(shí)際處 于欠載狀態(tài)的變幅疲勞下。對于重級工作制吊車梁和重級、中級工作制的吊車桁 架，規(guī)范規(guī)定其疲勞可作為常幅疲勞按下式計(jì)算

α f ?σ ≤ [?σ ]2×10 式中 6（1-15）[?σ ]2×10 σ ——變幅疲勞的最大應(yīng)力幅； 6 ——循環(huán)次數(shù) n = 2 × 10 次的容許應(yīng)力幅，由式（1-14）計(jì)算； 6 α f — — 中、重 級 吊 車 荷 載 折 算 成 n = 2 × 10 6 時(shí) 的 欠 載 效 應(yīng) 等 效 系 數(shù)，根 據(jù) 對大 國

陸 吊 車 荷 載 譜 的 調(diào) 查 統(tǒng) 計(jì) 結(jié) 果，重 級 工 作 制 硬 勾 吊 車 為 1.0，重 級 工 作 制 軟 勾 吊 內(nèi)

車為 0.8，中級工作制吊車為 0.5。

鋼結(jié)構(gòu)材料

2.1 結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式 結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式: 塑性破壞 脆性破壞

2.2 鋼結(jié)構(gòu)對鋼材性能的要求

(1)較高的強(qiáng)度: 屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）fy和抗拉強(qiáng)度fu 2 鋼 結(jié) 構(gòu) 材 料

(2)良好的塑性 : 伸長率 鋼材拉伸圖(3)韌性好 :沖擊韌性值Cv 沖擊韌性圖(4)可焊性好(5)合格的冷彎性能 2.3 影響鋼材性能的主要因素

(1)化學(xué)成分 鋼材由各種化學(xué)成分組成的，其基本元素為鐵（Fe），碳素結(jié)構(gòu)鋼中鐵占99%。碳和其它元 素僅占1%，但對鋼材的性能有著決定性的影響。普通低合金鋼中還含有低于5%的合金元素。碳（C 碳（C）、硫（S）、磷（P）、氧（O）和氮（N）、錳（Mn）、硅（Si）硫（S 磷（P 氧（O）和氮（N 錳（Mn）硅（Si）(2)冶煉、軋制、熱處理(3)鋼材的硬化 時(shí)效硬化 冷作硬化(4)溫度的影響(5)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)(6)應(yīng)力集中 2 鋼 結(jié) 構(gòu) 材 料

(7)反復(fù)荷載作用 2.4 結(jié)構(gòu)鋼材種類及其選擇(1)鋼材的種類和牌號 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)的數(shù)值（N/mm2）、質(zhì)量等級符號和脫氧方 碳素結(jié)構(gòu)鋼 法符號等四個部分按順序組成。如Q235－AF表示屈服強(qiáng)度為235N／mm2的A級沸騰鋼； Q235-Bb表示屈服強(qiáng)度為235N／mm2的B級半鎮(zhèn)靜鋼；Q235-C表示屈服強(qiáng)度為235N／mm2的C 級鎮(zhèn)靜鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 低合金鋼是在冶煉過程中添加一種或幾種少量合金元素，其總量低于5％的鋼材。其牌號與碳 素結(jié)構(gòu)鋼牌號的表示方法相同，常用的低合金鋼有Q345、Q390、Q420等。

鋼 結(jié) 構(gòu) 材 料

低合金鋼的脫氧方法為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼。Q345-B表示屈服強(qiáng)度為345N／mm2的B級鎮(zhèn)靜鋼；Q390－D表示屈服強(qiáng)度為390N／mm2的D 級特殊鎮(zhèn)靜鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼都可以采取適當(dāng)?shù)臒崽幚?如調(diào)質(zhì)處理)進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。例如用 于制造高強(qiáng)度螺栓的45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼以及40硼（40B）、20錳鈦硼（20MnTiB）就是通過調(diào)質(zhì) 處理提高強(qiáng)度的。(2)鋼材的選用原則 鋼材選用的原則是既要使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求，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能出現(xiàn)的脆性破壞，應(yīng)綜合考慮下列 因素：結(jié)構(gòu)的重要性、荷載的性質(zhì)、連接方法、結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境、鋼材厚度（3）鋼材的規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要為熱軋成型的鋼板、型鋼，以及冷彎成型的薄壁型鋼等。鋼板 鋼板有薄鋼板（厚度0.35~4mm）、厚鋼板（厚度4.5~60mm）、特厚板（板厚＞60mm）和扁鋼(厚度4~60mm，寬度為12~200mm)等。鋼板用“—寬×厚×長”或“—寬×厚”表示，單位為mm，如—450×8×3100，—450×8。型鋼 鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼是角鋼、工字型鋼、槽鋼和H型鋼、鋼管等。除H型鋼和鋼管有熱軋和 焊接成型外，其余型鋼均為熱軋成型。冷彎薄壁型鋼 冷彎薄壁型鋼采用薄鋼板冷軋制成。其壁厚一般為1.5~12mm，但承重結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的壁厚不 宜小于2mm。薄壁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 用冷彎薄壁型鋼截面型式有等邊角鋼]、卷邊等邊角鋼、Z型鋼、卷邊Z型鋼、槽鋼、卷邊槽鋼（C型鋼）、鋼管等。

鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 在傳力過程中，連接部位應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。被連接件間應(yīng)保持正確的位置，以滿足傳力和使 用要求。圖 鋼結(jié)構(gòu)的連接通常有焊接，鉚接和螺栓連接三種方式（圖3-1）。3.2 焊接連接的特性 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有電弧焊，電渣焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等。焊縫連接形式按構(gòu)件的相對位置可分為平接、搭接、T形連接和角接四種。（圖3-2）圖 焊縫形式主要有對接焊縫和角焊縫。其中對接焊縫按受力方向可分為對接正焊縫和對接斜焊 縫；角焊縫長度方向垂直于力作用方向的稱正面角焊縫，平行于力作用方向的稱側(cè)面角焊縫。焊縫缺陷和焊縫等級 焊縫中可能存在裂紋、氣孔、燒穿、夾渣、未焊透、咬邊、焊瘤等缺陷。（圖3-3）圖 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205）規(guī)定，焊縫依其質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)分為三級，其中 三級焊縫只要求通過外觀檢查，即檢查焊縫實(shí)際尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求和有無看得見的裂紋，咬 邊等缺陷。對于重要結(jié)構(gòu)或要求焊縫金屬強(qiáng)度等于被焊金屬強(qiáng)度的對接焊縫，必須進(jìn)行一級或二 級質(zhì)量檢驗(yàn)，即在外觀檢查的基礎(chǔ)上再做無損檢驗(yàn)。其中二級要求用超聲波檢驗(yàn)每條焊縫的20％ 長度，且不小于200mm；一級要求用超聲波檢驗(yàn)每條焊縫全部長度，以便揭示焊縫內(nèi)部缺陷。焊縫代號 焊縫符號主要由圖形符號、輔助符號和引出線等部分組成。（表3-1a）（表3-1b）表 表

鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì) 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 對接焊縫按坡口形式分為I形縫、V形縫、帶鈍邊單邊V形縫、帶鈍邊V形縫（也叫Y形縫）、帶鈍邊U形縫、帶鈍邊雙單邊V形縫和雙Y形縫等。（圖3-4）（對基焊縫計(jì)算 對接焊縫的應(yīng)力分布情況基本上與焊件相同?？捎糜?jì)算焊件的方法計(jì)算對接焊縫。對于重要 的構(gòu)件，按一、二級標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，焊縫和構(gòu)件等強(qiáng)，不必另行計(jì)算，只有對三級焊縫，才 需要計(jì)算。（1）軸心受力的對接焊縫 σ ＝N／（lwt）≤fwt或fwc(3-1)式中 N ——軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值； lw ——焊縫計(jì)算長度，當(dāng)采用引弧板施焊時(shí)，取焊縫實(shí)際長度；當(dāng)無法采用引弧板時(shí)，每條 焊縫取實(shí)際長度減去2t； t ——在對接接頭中為連接件的較小厚度，不考慮焊縫的余高；在T形接頭中為腹板厚度;ftw，fcw——對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?？箟汉缚p和質(zhì)量等級為一、二級的抗拉焊縫與母 材等強(qiáng)，三級抗拉焊縫強(qiáng)度為母材的85%。（2）受彎、受剪的對接焊縫計(jì)算 σ ＝M／Ww ≤ fwt(3-2)τ ＝VS／（Iwt）≤ fwV(3-3)(3-4)2 2 σ zs = σ B + 3τ B ≤ 1.1 f t w 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算(1)角焊縫的截面 角焊縫兩邊夾角一般為900（直角角焊縫），夾角大于1350或小于600的斜角交焊縫，除鋼管結(jié) 構(gòu)外，一般不宜用作受力焊縫。（圖3-5）角焊縫的有效截面為平分角焊縫夾角α的截面，破壞往往從這個截面發(fā)生。有效截面的高度（不考慮焊縫余高）稱為角焊縫的有效厚度he，當(dāng)α ≤90o 時(shí)，he ＝0.7 hf ；當(dāng)α >90o 時(shí)，he ＝ hf cos(α /2)。(2)角焊縫的尺寸限制 焊腳尺寸 hf 應(yīng)與焊件的厚度相適應(yīng)，不宜過大或過小。對手工焊，hf應(yīng)不小于1.5 t，t為較厚焊件的厚度（mm），對自動焊，可減小1mm； hf應(yīng)不大于較薄焊件厚度的1.2倍。對于板件邊緣的焊縫，當(dāng)t ≤6mm時(shí)，hf ≤t ；當(dāng)t >6mm時(shí)，hf ＝t －(1~2)mm。（圖3-6）焊縫長度 lw也不應(yīng)太長或太短，其計(jì)算長度不宜小于8hf或40mm，且不宜大于60hf。(3)角焊縫計(jì)算的基本公式 1 β 2 f 2 2(σ x + σ y ? σ x ? σ y)+ τ z2 ≤ f fw(3-5)β 式中 βf ——正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，f = 3 結(jié)構(gòu)中的角焊縫，由于正面角焊縫的剛度大，韌性差，應(yīng)取βf ＝1.0； 2 ≈ 1.22 ；但對直接承受動力荷載

σx、σy ——按角焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長度方向的正應(yīng)力； τz ——按角焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力。

(4)常用連接方式的角焊縫計(jì)算 ① 受軸心力作用時(shí)（圖3-7）（焊縫長度與受力方向垂直（正面角焊縫）：

σ f = N ≤ β he ? ∑ l w f f fw(3-6)焊縫長度與受力方向平行（側(cè)面角焊縫）： 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

τ f = V ≤ f fw he ? ∑ l w(3-7)式中 Σlw為連接一側(cè)所有焊縫的計(jì)算長度之和，每條焊縫按實(shí)際長度減去2hf。三面圍焊時(shí)，先按式（3－6）計(jì)算計(jì)算正面角焊縫受力N1，再由N－ N1按式（3－7）計(jì)算。② 彎矩單獨(dú)作用時(shí)（圖3-8）（σf = M ≤ β f ? f fw Ww(3-8)式中 Ww——角焊縫有效截面的截面模量。（③ 扭矩單獨(dú)作用時(shí)（圖3-9）

τA = T ? rA J(3-9)式中 J ——角焊縫有效截面的極慣性矩，J=Ix＋I(xiàn)y ； rA——A點(diǎn)至形心o點(diǎn)的距離。

將τ A分解到x和y方向，有

τ T Ax = T ? r Ay J σ T Ay = T ? r Ax J ④ 彎矩、扭矩、軸心力共同作用時(shí)，分別計(jì)算受力最不利點(diǎn)的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，按下式計(jì)算：(3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

∑σ)β

f 2 +(∑ τ)2 ≤ f fw(3-10)3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

3.5 螺栓連接的排列和構(gòu)造要求 螺栓在構(gòu)件上的排列可以是并列或錯列（圖3-11），排列時(shí)應(yīng)考慮下列要求: 1．受力要求：對于受拉構(gòu)件，螺栓的栓距和線距不應(yīng)過小，否則對鋼板截面削弱太多，構(gòu)件有 可能沿直線或折線發(fā)生凈截面破壞。對于受壓構(gòu)件，沿作用力方向螺栓間距不應(yīng)過大，否則 被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。因此，從受力角度應(yīng)規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距。2．構(gòu)造要求：若栓距和線距過大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而產(chǎn)生腐蝕，所 以，構(gòu)造上要規(guī)定螺栓的最大容許間距。

鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

3．施工要求：為便于轉(zhuǎn)動螺栓扳手，就要保證一定的作業(yè)空間。所以，施工上要規(guī)定螺栓的最 小容許間距。

圖3-11 鋼板上螺栓的排列(a)并列；(b)錯列；(c)容許間距

根據(jù)以上要求，規(guī)范規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距見表3-2。表3-2螺栓的最大和最小容許間距

名稱 位置和方向 外 排(垂 直 內(nèi) 力 或 順 內(nèi) 力 方 向)中 中心間距 間 排 垂直內(nèi)力方向 順內(nèi)力方向 構(gòu)件受壓力 構(gòu)件受拉力 沿對角線方向 順內(nèi)力方向 中心至構(gòu)件 邊緣距離 垂直 內(nèi)力 方向 剪切或手工氣割邊 軋 制 邊、自 動 氣 割或鋸割邊 高強(qiáng)度螺栓 其它螺栓 4d 0 或 8 t 最大容許距離（取兩者的較小值）8d 0 或 12 t 16d 0 或 24 t 12d 0 或 18 t 16d 0 或 24 t —— 2d 0 1.5d 0 1.5d 0 1.2d 0 3d 0 最小容許距離 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì) 注: 1.d0 為螺栓孔徑，t 為外層薄板件厚度。2.鋼板邊緣與剛性構(gòu)件(如角鋼、槽鋼)相連的螺栓最大間距，可按中間排數(shù)值采用。3.6 普通螺栓連接的性能和計(jì)算

1.普通螺栓連接的性能 普通螺栓連接按螺栓傳力方式，可分為抗剪螺栓連接和抗拉螺栓連接。抗剪螺栓連接 有五種破壞形式，見圖3-12。3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì) 1 1(a)e(b)(c)(d)1-1 剖面 圖 3-12 抗剪螺栓的破壞性式(e)（a）螺栓桿剪斷；(b)孔壁壓壞；(c)板被拉斷；（d）板端被剪斷；(e)螺栓桿彎曲

單個抗剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為 ⑴ 抗剪承載力設(shè)計(jì)值 N = nv b v π ?d2 4 f vb（3-11）? ⑵ 承壓承載力設(shè)計(jì)值 N cb = d ? Σ t ? f cb ⑶ 一個抗剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)取上面兩式算得的較小值 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

（3-12）（3-13）

[ N ]b = min{ N vb , N cb } v 式中

，單剪 n v =1，雙 剪 n v =2，四 剪面 n v =4 等； n v ——螺栓 受 剪面數(shù)（圖 3-13）∑t ——在 不同受 力 方 向中一 個受力方 向承壓 板 件縱厚度的較 小值。3-13 圖（b）中雙剪面取∑t 為 min{(a＋c)或 b}；圖 3-13（c）中四 剪面取 ∑t 為 min{(a＋c＋e)或(b＋d)}； d——螺栓桿直徑；

f vb、f cb ——螺栓的抗剪、承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。(a)圖 3-13(b)抗剪螺栓連接的受剪面數(shù)

(c)(a)單 剪 ；(b)雙 剪 ；(c)四 剪 面

抗拉螺栓連接

對 普 通 螺 栓 連 接，規(guī) 范 采 用 降 低 螺 栓 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 的 方 法 來 考 慮 撬 力 的 影 響，規(guī) 定 普 通 螺 栓 抗 拉 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 f t b 取 同 樣 鋼 號 鋼 材 抗 拉 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 f 的 0.8 倍（即 f t b =0.8f）。3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì) Q Pf Pf Q Pf Pf 加勁肋 2N（a）圖 3-14 抗拉螺栓連接 2N（b）

單個螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值為

式中

d e、A e ——分別為螺栓桿螺紋處的有效直徑和有效面積； N = b t π ? d e2 f t b = Ae f t b（3-14）

f t b ——螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

2.螺栓群計(jì)算 當(dāng)螺栓連接處于彈性階段時(shí)，螺栓群中各 螺栓受力并不相等，兩端大而中間小(圖3-15a)； 當(dāng)螺栓群連接長度l1不太大時(shí)，隨著外力增加 連接超過彈性變形而進(jìn)入塑性階段后，因內(nèi)力 重分布使各螺栓受力趨于均勻(圖3-15b)。但當(dāng) 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)處或拼接縫的一側(cè)螺栓很多，且沿 受力方向的連接長度l1過大時(shí)，端部的螺栓會 因受力過大而首先發(fā)生破壞，隨后依次向內(nèi)逐 排破壞（即所謂解鈕扣現(xiàn)象）。因此規(guī)范規(guī)定 當(dāng)連接長度l1 大于15d0時(shí)，應(yīng)將螺栓的承載力 乘以折減系數(shù)β =1.1－l1/150d0，當(dāng)l1 大于60d0 時(shí)，折減系數(shù)β取0.7。因此，當(dāng)外力通過螺栓 群中心時(shí)，可認(rèn)為所有的螺栓受力相同。① 螺栓群在軸心力作用下的抗剪計(jì)算 n = N /N bmin 此時(shí)應(yīng)驗(yàn)算板的凈截面強(qiáng)度 σ= N /An≤f(3-16)(3-15)? ② 螺栓群在扭矩作用下的抗剪計(jì)算 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

圖3-18 螺栓群受扭矩作用

根據(jù)平衡條件得

T T T = N 1T r1 + N 2 r2 + ? ? ? + N n rn 根據(jù)螺栓受力大小與其至形心 o 的距離 r 成正比條件得： NT N 1T NT = 2 = ??? = n r1 r2 rn 則

N 1T = T ? r1 = ∑ ri 2 ∑

T ? r1 x i2 + ∑ y i2 N 1Tx = ∑

T ? y1 ； N 1Ty = 2 2 xi + ∑ yi ∑

T ? x1 x i2 + ∑ y i2（3-17）

受力最大的一個螺栓所承受的剪力 N 1 T 應(yīng)滿足 N 1T ≤ [ N ] b v ③ 螺栓群在扭矩、剪力、軸心力共同作用下的抗剪計(jì)算 分別算出扭矩、剪力、軸心力作用下受力最大螺栓的受力，將其分解到x和y兩個方向，按下式驗(yàn)算： N1 =(∑ N 1x)2 +(∑ N 1 y)2 ≤ [ N ]b v(3-18)④ 螺栓群在軸心力作用下的抗拉計(jì)算 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

n = N / N tb ⑤ 螺栓群在彎矩作用下的抗拉計(jì)算 螺栓群在彎矩作用下上部螺栓受拉，因而有 使連接上部分離的趨勢，使螺栓群形心下移。通常假定中和軸在最下排螺栓處，則螺栓的最 大拉力為：(3-19)N 1M = M ? y1 m ∑ y i2（3-20）

m——螺栓排列的縱向列數(shù)，圖 3-19 中 m=2； y i ——各螺栓到螺栓群中和軸的距離； y 1 ——受力最大的螺栓到中和軸的距離。

圖3-19 彎矩作用下的抗拉螺栓計(jì)算

⑥ 螺栓群同時(shí)承受剪力和拉力的計(jì)算 此時(shí)連接傳遞的力有彎矩M = V?e 和剪力V，Nt按式(3-20)計(jì)算。

當(dāng)不設(shè)置支托或支托僅起安裝作用時(shí) 螺栓群受拉力和剪力共同作用，按下式計(jì)算：(3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

Nv 2 Nt)+(b)2 ≤ 1 N vb Nt（3-21）（3-22）

同時(shí) Nv = V ≤ N cb n 若支托承受剪力，螺栓僅承受彎矩，按式(3-20)計(jì)算

圖3-20 螺栓群同時(shí)承受剪力和拉力 3.7 高強(qiáng)螺栓連接的性能和計(jì)算

1.高強(qiáng)螺栓連接的性能 高強(qiáng)螺栓連接按受力特征分為高強(qiáng)螺栓摩擦型連接 高強(qiáng)螺栓承壓型連接 承受拉力的 高強(qiáng)螺栓摩擦型連接、高強(qiáng)螺栓承壓型連接 高強(qiáng)螺栓摩擦型連接 高強(qiáng)螺栓承壓型連接和承受拉力的 高強(qiáng)螺栓連接。高強(qiáng)螺栓連接 高強(qiáng)螺栓連接的預(yù)拉力 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值按材料強(qiáng)度和螺栓有效截面積確定，取 值時(shí)考慮①螺栓材料抗力的變異性，引入折減系數(shù)0.9；②施加預(yù)應(yīng)力時(shí)為補(bǔ)償預(yù)拉力損失超 張拉5%~10%，引入折減系數(shù)0.9；③在扭緊螺栓時(shí)，扭矩使螺栓產(chǎn)生的剪力將降低螺栓的抗拉 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

承載力，引入折減系數(shù)1/1.2；④鋼材由于以抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)，引入附加安全系數(shù)0.9。故高強(qiáng)度 螺栓預(yù)拉力為 P = 式中

0.9 × 0.9 × 0.9 f u ? A e = 0.608 f u Ae 1.2 f u — — 螺 栓 材 料 經(jīng) 熱 處 理 后 的 最 低 抗 拉 強(qiáng) 度，對 于 8.8 級 螺 栓，f u =830 N/mm2 ；對于 10.9 級螺栓，f u =1040 N/mm2 ； A e ——高強(qiáng)度螺栓螺紋處的有效截面積。規(guī) 范 規(guī) 定 的 高 強(qiáng) 度 螺 栓 預(yù) 拉 力 設(shè) 計(jì) 值 按 上 式 計(jì) 算，取 5kN 的 倍 數(shù)，表 3-3。并 見

一 個 高 強(qiáng) 度 螺 栓 的 預(yù) 拉 力 P(kN)表 3-3 M24 175 225 M27 230 290 M30 280 355 螺 栓 的 公 稱 直 徑(mm)M16 8.8 級 10.9 級 80 100 M20 125 155 M22 150 190 螺栓的性能等級

高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù)

被 連 接 板件 之 間 的 摩 擦 力大 小，不僅 和 螺 栓 的 預(yù) 拉力 有 關(guān)，還 與 被 連 接 板 件 材料 及 其 接觸 面 的 表 面 處 理有 關(guān)。規(guī) 范 規(guī) 定 的 高 強(qiáng)度 螺 栓 連接 的摩 擦 面 抗 滑移 系 數(shù) μ 值見表 3-4。摩擦面的抗滑移系數(shù) μ

連接處構(gòu)件接觸面的處 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

表 3-4 構(gòu) 件 的 鋼 號 Q345 鋼、Q390 鋼 0.50 0.40 0.50 0.35 Q420 鋼 0.50 0.40 0.50 0.40 理方法 噴 砂(丸)噴 砂(丸)后 涂 無 機(jī) 富 鋅 漆 噴 砂(丸)后 生 赤 銹 鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng) 處理的干凈軋制表面

Q235 鋼 0.45 0.35 0.45 0.30 2.高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接

（3-23）

N Vb = 0.9 n f μ P 式中 0.9——抗力分項(xiàng)系數(shù) γ R 的倒數(shù)，即 1/ γ R =1/1.111=0.9； n f ——傳力的摩擦面數(shù)；

μ ——高強(qiáng)度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù) μ，按表 3-4 采用； P ——一個高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，按表 3-3 采用。

高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 極限承載力由螺栓桿身抗剪和孔壁承壓決定，摩擦力只起延緩滑動 作用，計(jì)算方法與普通螺栓相同，見式(3-11)和(3-12)。(3-11)和(3-12)3.高強(qiáng)螺栓群的抗剪計(jì)算 ① 軸心力作用時(shí)(3-15)(3-23)螺栓數(shù) 按式(3-15)計(jì)算，其中N bmin對摩擦型為式(3-23)，對承壓型用高強(qiáng)度螺栓的抗剪、承壓承載力設(shè)計(jì)值。3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

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，一部分剪力由孔前接觸面?zhèn)鬟f(圖3-21)。按規(guī)范規(guī)定，孔前傳力占螺栓傳力的50%，則截面1－1處凈截面?zhèn)髁?/p>

N ′ = N ? 0.5 0.5 n 1 N × n 1 = N(1 ?)n n（3-24）

式中： n ——連接一側(cè)的螺栓總數(shù)； n 1 ——計(jì)算截面上的螺栓數(shù)。

有了N′以后，凈截面驗(yàn)算按式(3-16)進(jìn)行。(3-16)② 扭矩作用時(shí)，及扭矩、剪力、軸心力 共同作用時(shí)的抗剪高強(qiáng)度螺栓所受剪力的 計(jì)算，其方法與普通螺栓相同，單個螺栓 所受剪力應(yīng)不超過高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè) 計(jì)值。

圖3-21 摩擦型高強(qiáng)螺栓孔前傳力

4.高強(qiáng)螺栓群的抗拉計(jì)算 抗拉承載力設(shè)計(jì)值 高強(qiáng)度螺栓連接由于螺栓中的預(yù)拉力作用，構(gòu)件間在承受外力作用前 已經(jīng)有較大的擠壓力，高強(qiáng)度螺栓受到外拉力作用時(shí)，首先要抵消這種擠壓力。分析表明，當(dāng)高強(qiáng)度螺栓達(dá)到規(guī)范規(guī)定的承載力0.8P時(shí)，螺栓桿的拉力僅增大7%左右，可以認(rèn)為基本不 變。規(guī)范規(guī)定一個高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值為 N bt = 0.8 P ① 受軸心拉力作用時(shí)，螺栓數(shù)為

鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)(3-25)(3-26)n = N / N bt = N /(0.8 P)心軸線上(圖3－22)，則受力最大的螺栓應(yīng)滿足 N1M = M y1 / m ∑yi2 內(nèi)力分布計(jì)算。

② 受彎矩作用，當(dāng)板沒有被拉開時(shí)，接觸面保持緊密貼合，中和軸可以認(rèn)為在螺栓群的形

(3-27)對于承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)，板被拉開并不等于達(dá)到承載能力的極限，此時(shí)可按圖(3-19)所示的(3-19)圖3-22 高強(qiáng)螺栓受彎連接

5.同時(shí)承受剪力和拉力的高強(qiáng)螺栓群連接計(jì)算 對于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，按下式計(jì)算 對于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 Nv Nt + ≤1 N vb N tb 式中

鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì)

（3-28）

N v、N t ——受力最大的螺栓承所受的剪力和拉力的設(shè)計(jì)值； N vb、N tb — — 一 個 高 強(qiáng) 度 螺 栓 抗 剪、抗 拉 承 載 力 設(shè) 計(jì) 值，分 別 按 式（3-23）

和（3-25）計(jì)算。

對于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接，按下式計(jì)算 對于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接(Nv 2 Nt)+(b)2 ≤ 1 N vb Nt（3-29）（3-30）Nv = 式中

V ≤ N cb ／ 1.2 n N v b、N t b、N c b 與普通螺栓的計(jì)算相同，只是用高強(qiáng)螺栓的相應(yīng)值。3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì) 3 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接 設(shè) 計(jì) 4 軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)

4.1 軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式 軸心受力構(gòu)件的截面形式有三種：第一種是熱軋型鋼截面，如圖4-1(a)中的工字鋼、H型鋼、槽鋼、角鋼、T型鋼、圓鋼、圓管、方管等；第二種是冷彎薄壁型鋼截面，如圖4-1(b)中冷彎角鋼、槽鋼和冷 彎方管等；第三種是用型鋼和鋼板或鋼板和鋼板連接而成的組合截面，如圖4-1(c)所示的實(shí)腹式組合 截面和圖4-1(d)所示的格構(gòu)式組合截面等。4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)(a)(b)(c)(d)圖 4-1 軸心 受 力 構(gòu) 件 的 截 面 形 式(a)熱 軋 型 鋼 截 面;(b)冷 彎 薄 壁 型 鋼 截 面;(c)實(shí) 腹 式 組 合 截 面;(d)格 構(gòu) 式 組 合 截 面

4.2 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度 強(qiáng)度 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)以凈截面的平均應(yīng)力不超過鋼材的屈服強(qiáng)度為準(zhǔn)則：

應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系圖

σ= 式中

軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) N ≤ f An（4-1）

N ——軸心力設(shè)計(jì)值； A n ——構(gòu)件的凈截面面積； f ——鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。N N N N σ0(a)σ m a x =3 σ 0 fy(b)圖 4-2 孔 洞 處 截 面 應(yīng) 力 分 布(a)彈 性 狀 態(tài) 應(yīng) 力 ；(b)極 限 狀 態(tài) 應(yīng) 力

對于高強(qiáng)螺栓的摩擦型連接，計(jì)算板件強(qiáng)度時(shí)要考慮孔前傳力的影響（式3-24）。（式3 24）

剛度 剛度通過限制構(gòu)件的長細(xì)比λ來實(shí)現(xiàn)。長細(xì)比

λ= l0 ≤ [λ ] i（4-2）

式 中 λ — — 構(gòu) 件 長 細(xì)比，對 于 僅 承 受靜 力 荷 載 的 桁 架 為自 重 產(chǎn) 生 彎 曲 的豎 向平面 內(nèi)的長細(xì)比，其它情況為構(gòu)件最大長細(xì)比；

軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) l 0 ——構(gòu)件的計(jì)算長度； i——截面的回轉(zhuǎn)半徑； [ λ ]——構(gòu)件的容許長細(xì)比，見表 4-1 和 4-2。

受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比

項(xiàng)次 構(gòu)件名稱 有重級工作制吊車的廠房 1 2 3 桁架的桿件 吊車梁或吊車桁架 以下的柱間支撐 其它拉桿、支撐、系桿等（張緊的圓鋼除外）250 200 350 一般結(jié)構(gòu) 350 300 400 表 4-1 直接承受動力 荷載的結(jié)構(gòu) 250 —— ——

承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)

受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比

項(xiàng)次 構(gòu)件名稱 柱、桁架和天窗架構(gòu)件 1 柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐 支撐（吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外）

表 4-2 容許長細(xì)比

4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

用以減小受壓構(gòu)件長細(xì)比的桿件 200 4.3 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算 實(shí)際的壓桿不可避免地存在著初彎曲、荷載作用點(diǎn)的初偏心和截面的殘余應(yīng)力，它們對壓桿 的承載力有不利的影響。同時(shí)，構(gòu)件兩端可能存在著不同程度的約束，使得構(gòu)件的承載力有所提 高。對于桿端約束，可以用計(jì)算長度l0代替構(gòu)件的幾何長度l，將其等效為兩端簡支的構(gòu)件，即 l0=μl，μ 稱計(jì)算長度系數(shù)。典型約束μ的理論值和建議值見表4－3。對于初彎曲、初偏心和殘余 應(yīng)力的影響，考慮到材料的彈塑性性能，用數(shù)值積分法求得構(gòu)件的極限強(qiáng)度Nu，相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)

=Nu/(Afy)。按照概率統(tǒng)計(jì)理論，影響柱承載力的幾個不利因素，其最大值同時(shí)出現(xiàn)的可能性是極

小的。理論分析表明，考慮初彎曲和殘余應(yīng)力兩個最主要的不利因素比較合理，初偏心不必另行 考慮。初彎曲的矢高取構(gòu)件長度的千分之一，殘余應(yīng)力根據(jù)截面的加工條件確定。軸心受壓構(gòu)件 應(yīng)按下式計(jì)算整體穩(wěn)定： p76 4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) N ≤ f ?A A ——構(gòu)件的毛截面面積；

（4-3）

式中 N——軸心受壓構(gòu)件的壓力設(shè)計(jì)值；

——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； f——鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)

各類鋼構(gòu)件截面的殘余應(yīng)力分布情況和大小有很大差異，其影響又隨構(gòu)件屈 曲方向不同而不同，初彎曲的影響也與截面形式和屈曲方向有關(guān)，因此當(dāng)構(gòu)件的 長細(xì)比λ=l0/i=μl/i(i 為截面回轉(zhuǎn)半徑 i = I / A)相同時(shí)，其承載力往往有很大差別?？梢愿鶕?jù)設(shè)計(jì)中常用的不同截面形式和不同的加工條件，按極限強(qiáng)度理論得到考

軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

235 慮初彎曲和殘余應(yīng)力影響的一系列曲線，即無量剛化的? ? λ（λ = λ / π f y /E）

曲線。圖 4-3 的兩條虛線表示這一系列柱曲線變動范圍的上限和下限。為了便于 在設(shè)計(jì)中使用，必須適當(dāng)歸并為代表曲線。如果用一條曲線，則變異系數(shù)太大，必然降低軸心受壓構(gòu)件的可靠度。因此，大多數(shù)國家和地區(qū)都以多條柱曲線來代 表不同的構(gòu)件分類。GB50017 根據(jù)重慶建筑大學(xué)和西安建筑科技大學(xué)等單位的研究成果，認(rèn)為取。其中 a、c、d 曲線所包含的截面及對應(yīng) a、b、c、d 四條曲線較為合理（圖 4-3）軸已示于圖中，除此之外的截面和對應(yīng)軸均屬曲線 b。曲線 a 包括兩種截面情況，因殘余應(yīng)力影響最小，其穩(wěn)定承載力最高；曲線 c 較低，是由于殘余應(yīng)力影響較 大；曲線 d 最低，主要是由于厚板或特厚板殘余應(yīng)力較大，且處于最不利屈曲方 向的緣故。4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

圖4-3 GB50017的柱曲線

為便于計(jì)算，規(guī)范根據(jù)構(gòu)件的長細(xì)比、鋼材屈服強(qiáng)度和截面分類編制了計(jì)算表格。另外，穩(wěn)定系數(shù)?值可以用Perry公式： = 2 1 1 1 +(1 + ε 0)/ λ 2 ? 1 +(1 + ε 0)/ λ 2 ? 1 / λ 2 2 4 [ ] [ ] 按 柱 極 限 強(qiáng) 度 理 論 確 定 壓 桿 的 極 限 承 載 力 后 反 算 出 的 ε0 值 實(shí) 質(zhì) 是 考 慮 了 初 彎 曲、殘余應(yīng)力等綜合因素的等效缺陷。對于規(guī)范采用的四條柱曲線，ε 0 的取值為

軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

當(dāng) λ > 0.215 時(shí)（λ > 20 235 / f y）a 類截面： ε 0 = 0.152λ ? 0.014 b 類截面： ε 0 = 0.300λ ? 0.035 c 類截面： ε 0 = 0.595λ ? 0.094（λ ≤ 1.05 時(shí)）

ε 0 = 0.302λ + 0.216（λ > 1.05 時(shí)）d 類截面： ε 0 = 0.915λ ? 0.132（λ ≤ 1.05 時(shí)）ε 0 = 0.432λ + 0.375（λ > 1.05 時(shí)）

當(dāng) λ ≤ 0.215 時(shí)（λ > 20 235 / f y），Perry 公 式 不 再 適 用，可 以 直 接 由 下 式 求得 穩(wěn)定系數(shù) ? 的值

= 1 ? α1λ 2 系 數(shù) α 1 對 a 類 截 面 為 0.41，對 b 類 截 面 為 0.65，對 c 類 截 面 為 0.73，對 d 類 截 面 為 1.35。式中 λ = λ π

fy E ——正則化長細(xì)比。

構(gòu)件長細(xì)比根據(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(shí)的換算長細(xì)比，取其較 大值：（1）截面為雙軸對稱或極對稱的構(gòu)件 λ x = l0 x / i x λ y = l0 y / i y（4-4）

式中 l 0x、l 0y ——分別為構(gòu)件對主軸 x 和 y 軸的計(jì)算長度； i x、i y ——分別為構(gòu)件截面對 x 和 y 軸的回轉(zhuǎn)半徑。

軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

對 雙 軸 對 稱 十 字 形 截 面 構(gòu) 件，規(guī) 范 規(guī) 定 λx 和 λ y 不 得 小 于 5.07b/t（b/t 為 懸 伸 板 件 寬厚比）。此時(shí)，構(gòu)件不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)屈曲。（2）截面為單軸對稱的構(gòu)件 單軸對稱截面軸心受壓構(gòu)件由于剪心和形心不重合，在繞對稱軸 y 彎曲時(shí)伴 隨 著 扭 轉(zhuǎn) 產(chǎn) 生，發(fā) 生 彎 扭 失 穩(wěn)。因 此 對 于 這 類 構(gòu) 件，繞 非 對 稱 軸 彎 曲 失 穩(wěn) 時(shí) 的 長 細(xì) 比 λ x 仍 用 式（4-4）計(jì) 算，繞 對 稱 軸 失 穩(wěn) 時(shí) 要 用 計(jì) 及 扭 轉(zhuǎn) 效 應(yīng) 的 換 算 長 細(xì) 比 λ yz 代替 λ y。1 λ yz = 2 λ2 + λ2 + z ? y ?()(λ 2 y +λ 2 2 z)2 2 ? 4λ2 λ2 1 ? e0 i0 ? y z ? ?()1 2（4-5）（4-6）

λ2 = i02 A(I t / 25.7 + I ω / lω)z 2 2 2 2 i0 = e0 + ix + i y 式中 e 0 ——截面形心至剪心距離； i 0 ——截面對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑；

λ y ——構(gòu)件對對稱軸的長細(xì)比； λ z ——扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長細(xì)比；

I t ——毛截面抗扭慣性矩； I ω ——毛截面扇性慣性矩，對 T 形截面、十字形截面和角形截面 I ω ≈0；

軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) A——毛截面面積； l ω ——扭轉(zhuǎn)屈曲的計(jì)算長度，l ω = μ ω l。（3）無 任 何 對 稱 軸 且 不 是 極 對 稱 的 截 面（單 面 連 接 的 不 等 肢 角 鋼 除 外）不 宜 用 作 軸心壓桿。對單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮折減系數(shù)后，不再考慮彎扭 效應(yīng)；當(dāng)槽形截面用于格構(gòu)式構(gòu)件的分肢，計(jì)算分肢繞對稱軸 y 軸的穩(wěn)定時(shí)，不 必考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用 λ y 查穩(wěn)定系數(shù) ? y。

4.4 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算 對于局部屈曲問題，通常有兩種考慮方法：一是不允許板件屈曲先于構(gòu)件整體屈曲，目前一 般鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定就是不允許局部屈曲先于整體屈曲來限制板件寬厚比。另一種做法是允許板件先 于整體屈曲，采用有效截面的概念來考慮局部屈曲對構(gòu)件承載力的不利影響，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的腹板就是這樣考慮的。這里板件寬厚比的規(guī)定是基于局部屈曲不先于整體屈 4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

曲考慮的，根據(jù)板件的臨界應(yīng)力和構(gòu)件的臨界應(yīng)力相等的原則即可確定板件的寬厚比。經(jīng)分析并 簡化可得到工形截面和H形截面的板件的寬厚比：

（1）翼緣寬厚比

b / t ≤(10 + 0.1λ)235 / f y（4-7）

式 中 λ 取 構(gòu) 件 兩 方 向 長 細(xì) 比 的 較 大 值。當(dāng) λ ＜30 時(shí)，取 λ ＝ 30；當(dāng) λ ＞ 100 時(shí)，取

λ ＝100。

（2）腹板高厚比

h0 / t w ≤(25 + 0.5λ)235 / f y（4-8a）

式 中 h 0 和 t w 分 別 為 腹 板 的 高 度 和 厚 度，λ 取 構(gòu) 件 兩 方 向 長 細(xì) 比 的 較 大 值。當(dāng) λ ＜ 30 時(shí)，取 λ ＝30；當(dāng) λ ＞100 時(shí)，取 λ ＝100。

（3）對 熱 軋 剖 分 T 型 鋼 截 面 和 焊 接 T 型 鋼 截 面，翼 緣 的 寬 厚 比 限 值 同 工 字 鋼 或 H 型鋼，為式（4-7），腹板的高厚比限值分別為式（4-8b）和（4-8c）： 熱軋剖分 T 型鋼截面： 焊接 T 型鋼截面： 式中 λ 的取值同式（4-8a）。4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

h0 / t w ≤(15 + 0.2λ)235 / f y h0 / t w ≤(13 + 0.7λ)235 / f y（4-8b）（4-8c）

（4）對 箱 形 截 面 中 的 板 件(包 括 雙 層 翼 緣 板 的 外 層 板)其 寬 厚 比 限 值 偏 于 安 全 地 取

235 / f y，不與構(gòu)件長細(xì)比發(fā)生關(guān)系。

（5）對 圓 管 截 面 是 根 據(jù) 管 壁 的 局 部 屈 曲 不 先 于 構(gòu) 件 的 整 體 屈 曲 確 定，考 慮 材 料 的 彈塑性和管壁缺陷的影響，根據(jù)理論分析和試驗(yàn)研究，得出其徑厚比限值為 D / t ≤ 100 × 235 / f y（4-9）

【例題4-1 】某焊接工字形截面柱，截面幾何尺寸如圖4-4所示。柱的上、下端均為鉸接，柱高4.2m，承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值為1000kN，鋼材為Q235，翼緣為火焰切割邊，焊條為 E43系列，手工焊。試驗(yàn)算該柱是否安全。

解：已知 l x = l y =4.2m，f=215N/mm2。計(jì)算截面特性： A=2×25×1＋22×0.6=63.2cm2，I x =2×25×1×11.5 2 ＋0.6×22 3 /12=7144.9cm4，N 4200 I y =2×1×25 /12=2604.2cm，4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) 3 4 10 x 250 6 10 y i x = I x / A = 10.63cm，i y = I y / A = 6.42cm。

驗(yàn)算整體穩(wěn)定、剛度和局部穩(wěn)定性 240 λ x = l x /i x =420/10.63=39.5<[ λ ]=150，λ y = l y /i y =420/6.42=65.4<[ λ ]=150，則

N 圖 4-4 例 題 4-1 取 截面 對 x 軸和 y 軸為 b 類，穩(wěn)定 系數(shù)表可得，x =0.901，y =0.778，? = ? y =0.778，查 ? ? σ= N 1000 = × 10 = 203.4 N/mm 2 < f = 215N/mm 2 ?A 0.778 × 63.2 翼緣寬厚比為 b 1 /t=(12.5－0.3)/1=12.2<10＋0.1×65.4=16.5 腹板高厚比為 h 0 /t w =(24－2)/0.6=36.7<25+0.5×65.4=57.7 構(gòu)件的整體穩(wěn)定、剛度和局部穩(wěn)定都滿足要求。4.5 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件計(jì)算(1)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的截面形式 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件通過綴材連成整體，一般使用型鋼做肢件，如槽鋼、工 字 鋼、角 鋼 等，如 圖 4-5 所 示。對 于 十 分 強(qiáng) 大 的 柱，肢 件 可 采 用 焊 接 工 字 形 截 面。綴 材 由 綴 條 和 綴 板 兩 種。綴 條 用 斜 桿 組 成，如 圖 4-6(a)，也 可 由 斜 桿 和 橫 桿 4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

共同組成，如圖 4-6(b)，一般用單角鋼做綴條。綴板由鋼板組成，如圖 4-6(c)。構(gòu) 件 的 截 面 上 與 肢 件 腹 板 相 交 的 軸 線 稱 為 實(shí) 軸，如 圖 4-5(a)、(b)、(c)的 y 軸，與 綴 材平面 相 垂 直 的 軸 稱 為 虛 軸，如 圖 4-5(a)、(b)、(c)的 x 軸 和 4-5(d)的 x、y 軸。x y y y x y y x y y x y x(a)x(b)x(c)x(d)圖 4-5 格 構(gòu) 式 軸心 壓 桿 截 面 形 式 l1 l1(b)圖 4-6 格 構(gòu) 式 軸 心 壓 桿 組 成 l1(c)4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)(a)(2)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸失穩(wěn)的換算長細(xì)比 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞實(shí)軸的計(jì)算與實(shí)腹式構(gòu)件相同，但繞虛軸的計(jì)算不同，繞虛軸屈曲時(shí) 的穩(wěn)定承載力比相同長細(xì)比的實(shí)腹式構(gòu)件低。實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件在發(fā)生整體彎曲后，構(gòu)件中產(chǎn)生的剪力很小，而其抗剪剛度很大，因 此橫向剪力產(chǎn)生的附加變形很微小，對構(gòu)件臨界荷載的降低不到1%，可以忽略不計(jì)。對于格 構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件，繞虛軸失穩(wěn)時(shí)的剪力要由較弱的綴材承擔(dān)，剪切變形較大，產(chǎn)生較大的 附加變形，對構(gòu)件臨界荷載的降低不能忽略。經(jīng)理論分析，可以用換算長細(xì)比λ0x代替對x軸的 長細(xì)比λx來考慮剪切變形對臨界荷載的影響。對于雙肢格構(gòu)式構(gòu)件，換算長細(xì)比為 l 綴條構(gòu)件

λ0 x = λ2 + 27 A / A1x x 綴板構(gòu)件

λ0 x = λ2 + λ1 x（4-10）（4-11）

式中 λ x ——整個構(gòu)件對虛軸（x 軸）的長細(xì)比； A ——整個構(gòu)件的毛截面面積； 4 軸 心 受 力 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

A 1x ——構(gòu)件截面中垂直于 x 軸各斜綴條的毛截面面積之和；

λ 1 ——單肢 對于平行 于 虛軸 的形 心軸 的 長 細(xì)比，計(jì) 算長 度焊 接時(shí) 取綴 板凈 距（圖

，當(dāng)用螺栓或鉚釘連接時(shí)取綴板邊緣螺栓中心線之間距離。4-6 中之 l 1）

受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)

5.1 梁的類型和應(yīng)用 鋼 梁 主 要 用 以 承 受 橫 向 荷 載，在 建 筑 結(jié) 構(gòu) 中 應(yīng) 用 非 常 廣 泛，常 見 的 有 樓 蓋 梁、吊車梁、工作平臺梁、墻架梁、檁條、橋梁等。鋼梁分為型鋼梁和組合梁兩大類。如圖 5-1 所示。5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)圖 5-1 梁 的 截 面 形 式

(j)(k)為 了 更 好 發(fā) 揮 材 料 的 性 能，可 以 作 成 截 面 沿 梁 長 度 方 向 變 化 的 變 截 面 梁。常 用 的 有 楔 形 梁，如 圖 5-2。對 于 簡 支 梁，可 以 在 支 座 附近降 低 截 面 高 度，除 節(jié) 約 材 料 外，還 可 節(jié) 省 凈 空，已 廣 泛 地 應(yīng) 用 于 大 跨 度 吊 車 梁 中（圖 5-3）。另 外，還 可 以 做 成改變翼緣板的寬度或厚度的變截面梁。

≥ h/2 1 1? ? ~ ?l ?6 5? l 圖 5-2 楔 形 梁 圖 5-3 變 截面 高 度 吊車 梁

根 據(jù) 梁 的 支 承 情 況，可 把 梁 分 為 簡 支 梁、懸 臂 梁 和 連 續(xù) 梁。按 受 力 情 況 的 不 同，5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

可以分為單向受彎梁和雙向受彎梁。如吊車梁、檁條等。

5.2 梁的強(qiáng)度和剛度 為了確保安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，梁在設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮承載能力的極限狀態(tài)，又要考慮正常使用的極限狀態(tài)。前者包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定三個方面，用的是荷載設(shè)計(jì)值；后者指梁應(yīng)有一定的抗彎剛度，即在荷載標(biāo)準(zhǔn)值的作用下，梁的最大撓度不超過規(guī)范容許值。h 梁的 強(qiáng)度(1)梁的正應(yīng)力 梁在 純彎 曲 時(shí)的 彎 矩 — 撓 度 曲 線 與 材料 拉 伸 試 驗(yàn) 的 應(yīng) 力 — 應(yīng)變 曲 線 類 似，屈 服點(diǎn) 也相差 不多，分 析 時(shí) 可采用 理想 彈 塑 性模 型，在 荷載作 用 下 大致 可以 分為四 個工作階段。以工字形截面為例說明如下： fy y σ ≤f y fy fy 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) x x y(a)(b)圖 5-4 梁的 正 應(yīng)力 分布(c)(d)彈性工作階段，梁的最大彎矩為 M e =Wn f y 塑性工作階段，梁的塑性鉸彎矩為 M p =Wpn f y Wpn =S 1n +S 2n（5-2）（5-3）（5-1）

由 式（5-1）和（5-2）可 知，梁 的 塑 性 鉸 彎 矩 M p 與 彈 性 階 段 最 大 彎 矩 M e 的 比 值 與 材 料 的 強(qiáng) 度 無 關(guān)，而 只 與 截 面 的 幾 何 性 質(zhì) 有 關(guān)。令 F=W pn /W n 稱 為 截 面 的 形 狀 系 數(shù)。當(dāng) 截 面 無 削 弱 時(shí)，對 矩 形 截 面，F(xiàn)=1.5；圓 形 截 面，F(xiàn)=1.7；圓 管 截 面，F(xiàn)=1.27；工字形截面（對強(qiáng)軸），F(xiàn)=1.10~1.17。為避免梁有過大的非彈性變形，承受靜力荷載或間接承受動力荷載的梁，允 許 考 慮 截 面 有 一 定 程 度 的 塑 性 發(fā) 展，用 截 面 的 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) γx 和 γy 代 替 截 面 的 形

受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

狀系數(shù) F。對于常用的工字形截面，繞強(qiáng)軸γ x＝1.05，繞弱軸γ y ＝1.2 規(guī)范規(guī)定梁的正應(yīng)力設(shè)計(jì)公式為 單向受彎時(shí) σ= 雙向受彎時(shí)

Mx ≤ f γ xWnx（5-4）

σ= 式中

My Mx + ≤ f γ xWnx γ yWny（5-5）Mx、My — — 同 一 截 面 梁 在 最 大 剛 度平面 內(nèi)（x 軸）和 最 小 剛 度平面 內(nèi)（y 軸）的彎矩； W nx、W ny ——對 x 軸和 y 軸的凈截面模量； f——鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

若梁直接承受動力荷載，則以上兩式中不考慮截面塑性發(fā)展系數(shù)，即γ x=γ y =1.0。

（2）梁的剪應(yīng)力 在橫向荷載作用下，梁在受彎的同時(shí)又承受剪力。對于工字形截面和槽形截 面，其最大剪應(yīng)力在腹板上，其計(jì)算公式為

τ=（3）局部壓應(yīng)力 a VS ≤ fv Itw（5-6）

受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) hy hR hy lz h0 tw lz lz tw hy a1 a lz(a)圖 5-5 局 部 壓 應(yīng) 力(b)σc 當(dāng) 梁 的 翼 緣 承 受 較 大 的 固 定 集 中 荷 載 包 括 支 座）又 未 設(shè) 支 承 加 勁 肋 [圖 5-5（而（a）]或 受 有 移 動 的 集 中 荷 載（如 吊 車 輪 壓）[圖 5-5（b）]時(shí)，應(yīng) 計(jì) 算 腹 板 高 度 邊 緣 的 局 部 承 壓 強(qiáng) 度。假 定 集 中 荷 載 從 作 用 處 在 h y 高 度 范 圍 內(nèi) 以 1:2.5 擴(kuò) 散，在 h R 高 度 范 圍 內(nèi) 以 1:1 擴(kuò) 散，均 勻 分 布 于 腹 板 高 度 計(jì) 算 邊 緣。這 樣 得 到 的 σc 與理論 的局部壓力的最大值十分接近。局部承壓強(qiáng)度可按下式計(jì)算

σc = ψF t wl z ≤ f（5-7）式中

F——集中荷載，對動力荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)；

ψ — — 集 中 荷 載 增 大 系 數(shù)，對 重 級 工 作 制 吊 車 輪 壓，ψ =1.35； 對 其 它 荷 載，ψ =1.0；

lz — — 集 中 荷 載 在 腹 板 計(jì) 算 高 度 處 的 假 定 分 布 長 度，對 跨 中 集 中 荷 載，l z =a+5h y +2h R ；梁端支反力，l z =a+2.5h y +a 1 ； a— — 集 中 荷 載 沿 跨 度 方 向 的 支 承 長 度，對 吊 車 輪 壓，無 資 料 時(shí) 可 取 50mm； h y ——自梁頂至腹板計(jì)算高度處的距離； 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

h R ——軌道高度，梁頂無軌道時(shí)取 h R =0； a 1 ——梁端至支座板外邊緣的距離，取值不得大于 2.5 h y。當(dāng) 計(jì) 算 不 能 滿 足 時(shí)，對 承 受 固 定 集 中 荷 載 處 或 支 座 處，可 通 過 設(shè) 置 橫 向 加 勁 肋 予 以 加 強(qiáng)，也 可 修 改 截 面 尺 寸 ；當(dāng) 承 受 移 動 集 中 荷 載 時(shí)，則 只 能 修 改 截 面 尺 寸。

（4）復(fù)雜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)腹板計(jì)算高度處同時(shí)承受較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力或局部壓應(yīng)力時(shí)，需計(jì)算 該處的折算應(yīng)力

σ 2 + σ c2 ? σσ c + 3τ 2 ≤ β1 f 式中

（5-8）

σ、τ、σ c — — 腹 板 計(jì) 算 高 度 處 同 一 點(diǎn) 的 彎 曲 正 應(yīng) 力、剪 應(yīng) 力 和 局 部 壓 應(yīng) 力，σ=（M x /W nx）×（h 0 /h），以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)； β 1 — — 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 增 大 系 數(shù)，當(dāng) σ與 σ c 同 號 或 σ c =0 時(shí)，β 1 =1.1，當(dāng) σ與 σ c 異號時(shí)取 β 1 =1.2。

梁的剛 度 梁的 剛度 指 梁 在 使 用荷 載下 的撓 度，屬 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài)。在 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值的 作用下，梁的撓度不應(yīng)超過規(guī)范容許值 v ≤ [v] 式中 v——由荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不考慮動力系數(shù)）求得的梁的最大撓度； [v]——規(guī)范容許撓度，見表 5-2。

梁 的容 許 撓度 項(xiàng)次 構(gòu) 件類 別 吊 車 梁 和 吊 車 桁 架（按 自 重 和 起 重 量 最 大 的 一 臺 吊 車 計(jì) 算 撓 度）（1）手動 吊車 和單 梁吊 車（含 懸掛 吊車）1（2）輕級 工作 制橋 式吊 車（3）中級 工作 制橋 式吊 車（4）重級 工作 制橋 式吊 車 2 3 手 動或 電動 葫蘆 的 軌道 梁 有 重軌（重 量等 于 或大 于 38kg/m）軌 道的 工 作平臺梁 有 輕軌（重 量等 于 或小 于 24kg/m）軌 道的 工 作平臺梁 屋（樓）蓋 或桁 架，工 作平臺梁（第 3 項(xiàng)除 外）和平臺 板（1）主梁 或桁 架（包括 設(shè) 有懸 掛起 重設(shè) 備 的梁 和桁 架）（2）抹灰 頂棚 的次 梁（3）除（1）（2）款外 的 其它 梁（包括 樓 梯梁）、4（4）屋蓋 檁條 支承 無 積灰 的瓦 楞鐵 和 石棉 瓦屋 面者 支承 壓 型金 屬板、有 積 灰的 瓦楞 鐵和 石棉 瓦 屋面 者 支承 其 它屋 面材 料者（5）平臺 板 l/150 l/200 l/200 l/150 l/400 l/250 l/250 l/500 l/350 l/300 l/500 l/800 l/1000 l/1200 l/400 l/600 l/400 [v T ] 表 5-2 撓度 容許 值 [v Q ]（5-9）

受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

5.3 梁的整體穩(wěn)定（1）梁的整體穩(wěn)定系數(shù) 在 一 個 主 軸平面 內(nèi) 彎 曲 的 梁，為 了 更 有 效 地 發(fā) 揮 材 料 的 作 用，經(jīng) 常 設(shè) 計(jì) 得 窄 而 高。如 果 沒 有 足 夠 的 側(cè) 向 支 承，在 彎 矩 達(dá) 到 臨 界 值 M cr 時(shí)，梁 就 會 發(fā) 生 整 體 的 彎扭失穩(wěn)破壞而非強(qiáng)度破壞。雙軸對稱工字形截面簡支梁在純彎曲作用下的臨界 彎矩為 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

M cr = π 2 EI y l2 Iω GI t l 2 + I y π 2 EI y（5-10）

在 修 訂 規(guī) 范 時(shí)，為 了 簡 化 計(jì) 算，引 入 I t =At 1 2 /3 及 I ω =I y h 2 /4，并 以 E=206000N/mm 2 和 E/G=2.6 代入式（5-10），可得臨界彎矩為 M cr = 10.17 × 105 λ2 y λ y t1 ? Ah 1 + ? ? 4.4h ? ? ? ? 2(N ? mm)（5-11）

臨界應(yīng)力 σ cr =M cr /Wx，W x 為按受壓翼緣確定的毛截面模量。在上述情況下，若保證梁不喪失整體穩(wěn)定，應(yīng)使受壓翼緣的最大應(yīng)力小于臨 界應(yīng)力 σ cr 除以抗力分項(xiàng)系數(shù) γ R，即 M x σ cr ≤ Wx γR 令梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ? b 為

（5-12）b = σ cr fy（5-13）

梁的整體穩(wěn)定計(jì)算公式為 Mx ≤ f ?bWx 由式（5-13）可得整體穩(wěn)定系數(shù)的近似值為

（5-14）

λ yt1 ? 235 4320 Ah 1+ ? ?b = 2 ? ? 4.4h ? ? f ? λ y Wx ? ? y 2（5-15）

受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

當(dāng) 梁 上 承 受 其 它 形 式 荷 載 時(shí)，先 求 出 梁 的 臨 界 彎 矩，并 可 由 式（5-13）算 得 穩(wěn) 定 系 數(shù) ? b，但 這 樣 很 煩 瑣。通 過 選 取 較 多 的 常 用 截 面 尺 寸，進(jìn) 行 電 算 和 數(shù) 理 統(tǒng) 計(jì) 分 析，得 出 了 不 同 荷 載 作 用 下 的 穩(wěn) 定 系 數(shù) 與 純 彎 時(shí) 的 穩(wěn) 定 系 數(shù) 的 比 值 為 βb。同 時(shí)為了適用于單軸對稱工字形截面簡支梁的情況，梁 整體穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算公式為

? ? ? λ y t1 ? 4320 Ah ? 235 ? + ηb ? ?b = β b 2 ? 1+ ? ? 4.4 h ? ? fy λ y Wx ? ? ? ? ? βb ——梁整體穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)； ηb ——截面不對稱影響系數(shù)；

（5-16）

式中

加強(qiáng)受壓翼緣工字形截面，ηb = 0.8(2α b ? 1)； 加強(qiáng)受拉翼緣工字形截面，ηb = 2α b ? 1。

雙軸對稱截面，ηb = 0 ；

αb = I1 —— I1 和 I 2 分別為受壓翼緣和受拉翼緣對 y 軸的慣性矩。I1 + I 2 上述的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式是按彈性分析導(dǎo)出的?？紤]殘余應(yīng)力影響及彈塑性 ′ 性能，當(dāng)算得的穩(wěn)定系數(shù) ? b ＞0.6 時(shí)，需按下式進(jìn)行修正，以 ? b 代替 ? b ：

′ ?b = 1.07 ? 0.282 / ?b ≤ 1.0（2）整體穩(wěn)定系數(shù) ? b 的近似計(jì)算

（5-17）

對 于 均 勻 受 彎（純 彎 曲）構(gòu) 件，當(dāng) λ y ≤ 120 235 f y 時(shí)，? b 可 按 下 列近似 公 式

受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

計(jì)算： 工字形截面（含 H 型鋼）雙軸對稱時(shí) b = 1.07 ? 單軸對稱時(shí)

λ2 y 44000 235 fy（5-18）

λ2 f W1x y ? ? y ? b = 1.07 ?(2α b + 0.1)Ah 14000 235 式中 W 1x 為截面最大受壓纖維的毛截面截面模量。

（5-19）

式（5-18）~（5-19）中 的 ? b 值 已 經(jīng) 考 慮 了 非 彈 性 屈 曲 問 題，因 此，當(dāng) 算 得 的 ′ ? b ＞0.6 時(shí)不能再換算成 ? b。當(dāng) ? b ＞1.0 時(shí)取 ? b =1.0。

（3）梁整體穩(wěn)定性的保證 實(shí)際工程中的梁與其它構(gòu)件相互連接，有利于阻止其側(cè)向失穩(wěn)。符合下列情 況之一時(shí)，不用計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性： ① 有剛性鋪板密鋪在梁受壓翼緣并有可靠連接能阻止受壓翼緣側(cè)向位移時(shí)； ② 等 截 面 H 型 鋼 或 工 字 形 截 面 簡 支 梁 的 受 壓 翼 緣 自 由 長 度 l 1 與其寬 度 b 1 之 比不超過表 5-3 所規(guī)定的限值時(shí)； 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

等 截 面 H 型 鋼 或 工 字形 截 面 簡 支 梁 不 需 要 計(jì) 算 整體 穩(wěn) 定 的 l 1 /b 1 限 值 跨 中 無 側(cè) 向 支 承，荷 載 作 用 在 上翼緣 下 翼緣 跨 中 受 壓 翼緣 有 側(cè) 向 支 承，不 論 荷 載 作用 在 何 處 表 5-3 13 235 / f y 20 235 / f y 16 235 / f y 注 ： l1 為 梁 受 壓 翼 緣 自 由 長 度 ： 對 跨 中 無 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 的 梁 為 其 跨 度 ； 對 跨 中 有 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 的 梁，為 受 壓 翼 緣 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 間 的 距 離 梁 支 座 處 視 為 有 側(cè) 向 支 承 點(diǎn)）b 1 為 受 壓 翼 緣 寬 度。（。

需要指出的是，上述條件是建立在梁支座不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的前提下的，因此在構(gòu)造上 要保證支座處梁上翼緣有可靠的側(cè)向支點(diǎn)，對于高度不大的梁，也可以在靠近支 座處設(shè)置支撐加勁肋來阻止梁端扭轉(zhuǎn)。5.4 梁的局部穩(wěn)定和腹板加勁肋計(jì)算 如果 設(shè)計(jì) 不 適 當(dāng)，組成 梁的 板件 在 壓 應(yīng) 力 或剪 應(yīng)力 作用 下，可 能 會發(fā) 生 局部

屈 曲問題。軋制 型鋼 梁 因 板件寬 厚比較 小，都 能 滿足局 部穩(wěn)定 要求，不 必計(jì)算。冷 彎薄壁 型鋼梁 允許 板 件 屈曲，采用有 效截 面 計(jì) 算，以 考慮板 件局 部 截 面因屈 曲 退 出工作 對梁承 載能 力 的 影響，可按《 冷彎 薄 壁 型鋼結(jié) 構(gòu)技術(shù) 規(guī)范 》 進(jìn) 行計(jì)算。這里只分析一般鋼結(jié)構(gòu)的組合梁的局部穩(wěn)定問題。（1）受壓翼緣的局部穩(wěn)定 梁的 翼緣 板 遠(yuǎn) 離 截 面形 心，強(qiáng)度 一 般 能 得 到充 分利 用。若 翼緣 板 發(fā)生 局部屈 曲，梁很 快就會 喪失 繼 續(xù) 承載的 能力。因此，規(guī) 范采用 限制板 件寬 厚 比 的方法，5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

防止翼緣板的屈曲： b 235 ≤ 13 t fy 式中

（5-23）

b——梁 受壓翼 緣 自由外 伸寬度 ：對 焊接 構(gòu)件，取腹板 邊 至 翼緣 板（肢）邊 緣的距離；對軋制構(gòu)件，取內(nèi)圓弧起點(diǎn)至翼緣板（肢）邊緣距離。式（5-23）可 以考慮 截 面 發(fā)展 部分塑 性。若 為 彈性 設(shè)計(jì)[即式（5-4）和（5-5）

中取 γ x =1.0]，則 b/t 可以放寬為 P75 b 235 ≤ 15 t fy 對于箱形截面梁兩腹板中間的部分（圖 5-6），其寬厚比為

（5-24）

b0 235 ≤ 40 t fy（5-25）

（2）腹板的局部穩(wěn)定 對于直接承受動力荷載的吊車梁及類似構(gòu)件和其它不考慮屈曲后強(qiáng)度的組合 梁，腹板的局部穩(wěn)定可以通過配置加勁肋來保證；對承受靜力荷載或間接承受動 力荷載的組合梁，宜考慮腹板的屈曲后強(qiáng)度，按規(guī)范規(guī)定計(jì)算其抗彎和抗剪承載 力。這里只介紹不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁腹板的局部穩(wěn)定問題。組 合 梁 腹 板 的 加 勁 肋 主 要 分 為 橫 向、縱 向、短 加 勁 肋 和 支 承 加 勁 肋 幾 種 情 況，如圖 5-7 所示。5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) 2 h1 Ⅰ Ⅱ 1 1 tw a h2 h0 h h tw h0 1 a(a)a1 Ⅰ h0 h(b)a1 Ⅰ 3 1 Ⅱ a1 Ⅰ 2 h2 h1 h0 h Ⅱ 1 2 h2 a h1 Ⅰ a(c)圖 5-7 加 勁 肋 配 置(d)組合梁腹板在配置加勁肋之后，腹板被分成了不同的區(qū)段，各區(qū)段的受力不 同。對簡支梁而言，靠近梁端部的區(qū)段主要受剪力作用，跨中區(qū)段主要受正應(yīng)力 作 用，其 它 區(qū) 段 則 受 正 應(yīng) 力 和 剪 應(yīng) 力 的 聯(lián) 合 作 用。對 于 受 有 集 中 荷 載 的 區(qū) 段，還 承受局部壓應(yīng)力作用。組合梁腹板配置加勁肋的規(guī)定 ① 當(dāng) h0 / t w ≤ 80 235 / f y 時(shí)，對 有 局 部 壓 應(yīng) 力（σ c ≠0）的 梁，應(yīng) 按 構(gòu) 造 配 置 橫 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

向加勁肋。對無局部壓應(yīng)力（σc =0）的梁，可不配置加勁肋。② 當(dāng) h0 / t w > 80 235 / f y 時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋并滿足局部穩(wěn)定計(jì)算要求。③ 當(dāng) h0 / t w > 170 235 / f y（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(shí)）或 h0 / t w > 150 235 / f y（受 壓 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 未 受 到 約 束 時(shí)）或 按 計(jì)，算需要，應(yīng)在彎曲壓應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。當(dāng)局部壓應(yīng)力 很大時(shí)，必要時(shí)尚應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。任何情況下，h 0 /t w 均不應(yīng)超過 250 235 / f y。此 處 h 0 為 腹 板 計(jì) 算 高 度 [對 單 軸 對 稱 梁，第 ③ 條 中 的 h 0 應(yīng) 取 為 腹 板 受 壓 區(qū) 高 度 h c 的 2 倍]，t w 為腹板的厚度。④ 梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋

【 例 題 5-2】 圖 5-8 a）示 工 作平臺 的 普 通 工 字 鋼 簡 支 次 梁，面 為 工 32a，（所 截 抹 灰 頂 棚，度 為 7.5m，受 的 靜 力 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 為 ： 載 2kN/m 2，載 4.2kN/m 2?？?承 恒 活 鋼 材 為 Q235，臺 上 有 剛 性 鋪 板，保 證 次 梁 整 體 穩(wěn) 定。算 次 梁 是 否 滿 足 要 求。平可 驗(yàn) 解 ： 梁 的 計(jì) 算 簡 圖 如 圖 5-8 b）示。據(jù) 建 筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范 》 GB50009）次（所 根 《（的 規(guī) 定，其 最 不 利 組 合 為 活 載 起 控 制 作 用，取 恒 載 分 項(xiàng) 系 數(shù) γ G =1.2，活 載 分 項(xiàng) 系 數(shù) γ Q =1.3。2.5m 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) q 7.5m A B 7.5m 7.5m 7.5m 4×2.5=10m 4×2.5=10m(b)(a)圖 5-8 例 題 5-2 圖

(a)某 工 作平臺 主 次 梁 布 置 ；(b)次 梁 計(jì) 算 簡 圖

次梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 q k =2.5×(2+4.2)=15.5kN/m 線荷載設(shè)計(jì)值為 q d =2.5×(1.2×2+1.3×4.2)=19.65kN/m 跨中最大彎矩為 M max =1/8×q d ×l 2 =1/8×19.65×7.5 2 =138.16kN · m 支座處的最大剪力為 V=1/2×q d ×l=1/2×19.65×7.5=73.69kN 工 32a 單 位 長 度 的 質(zhì) 量 為 52.7kg/m，的 自 重 為 52.7×9.8=517 N/m，x =11080cm 4，梁 I W x =692cm 3，I x /S k =27.5cm，t w=9.5mm。

次梁自重產(chǎn)生的彎矩為 M g =1.2×517×7.5 2 /8×10-3 =4.36kN · m 次梁自重產(chǎn)生的剪力為 V g =1.2×517×7.5/2×10-3 =2.33kN 則彎曲正應(yīng)力為

σ= 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

Mx 138.16 + 4.36 = × 103 = 196.1 ≤ f = 215 N/mm 2 γ xWnx 1.05 × 692 VS 73.69 + 2.33 = × 10 = 29.1 ≤ f v = 125N/mm 2 It w 27.5 × 0.95 支座處最大剪應(yīng)力為

τ= 跨中最大撓度為： 全部荷載作用下

qT l 4 5(15.5 + 0.52)× 75004 l vT = ? = ? = 28.9 < [vT ] = = 30mm 384 EI 384 2.06 × 105 × 11080 × 104 250 可變荷載作用下

ql 4 5 4.2 × 2.5 × 7500 4 l vQ = ? = ? = 19.0 < [vQ ] = = 21.4mm 384 EI 384 2.06 × 105 × 11080 × 10 4 350 熱軋型鋼截面的局部穩(wěn)定無須驗(yàn)算，因此該梁滿足要求。

【例題 5-3】 按照例題 5-2 的條件和 結(jié)果，驗(yàn) 算 圖 5-9（b）所示主 梁 截面 是 否滿足要求。主梁為兩端簡支梁，鋼材為 Q235，焊條為 E43 系列，手工焊。解：

1、主梁承受的荷載 主梁的計(jì)算簡圖如圖 5-9（a）所示。兩側(cè)的次梁對主梁產(chǎn)生的壓力為 2×73.69+2×2.33=152.04kN，梁端的次梁壓力取中間次梁的一半。

y 76.02 152.04 152.04 152.04 76.02 － 800×8 － 240×14 5 受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

x x 4×2500=10000(a)圖 5-9 主 梁計(jì) 算 簡 圖 y 240 14 －240×14(b)主梁的支座反力為 R=2×152.04=304.08kN 梁的最大彎矩為 M=(304.08－76.02)×5－152.04×2.5=760.2kN · m

2、計(jì)算截面特性。A=131.2cm 2，I x =145449cm 4，W x =3513.3cm 3。2-6 主 梁 的 自 重 為 131.2×10 ×7850×10 ×1.2=123.6kg/m=1.211kN/m。式 中 的

1.2 為考慮主梁加勁肋的增大系數(shù)?？紤]主梁自重后的彎矩設(shè)計(jì)值為 M=760.2+1.2×1.211×10 2 /8=760.2+18.2=778.4 kN · m 考慮主梁自重后的支座反力設(shè)計(jì)值為 R=304.08+1.2×1.211×10/2=304.08+7.27=311.3 kN

3、強(qiáng)度校核

M 778.4 × 106 = = 211.0 < f = 215 N/mm 2 σ= 3 γ xWnx 1.05 × 3513.3 × 10 τ = 1.2 ×

R 311.3 × 103 = 1.2 × = 58.4 < f v = 125 N/mm 2 t w hw 8 × 800 在 次梁 連接 處設(shè) 支承 加 勁 肋，無 局部 壓 應(yīng) 力。同時(shí) 由于 剪應(yīng) 力 較 小，其它 截

受 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

面折算應(yīng)力無須驗(yàn)算。

4、次梁 上有 剛性鋪 板，次 梁穩(wěn) 定得到 了 保證，可以 作為 主梁 的 側(cè) 向支 承點(diǎn)。此時(shí)由于 l 1 /b 1 =2500/240=10.4<16，整體穩(wěn)定可以得到保證，無須計(jì)算。5

5、剛度驗(yàn)算 次梁傳來的全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值 F T =(15.5+0.52)×7.5=120.2 kN，故

× 1.211 × 10000 4 19 × 3 × 120.2 × 10 3 × 10000 3 vT = + 384 × 206000 × 145449 × 10 4 1152 × 206000 × 145449 × 10 4 = 0.53 + 19.85 = 20.4 < [vT ] = l / 400 = 25mm 次梁傳來的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 F Q =2.5×4.2×7.5=78.75 kN，故 vQ =

6、局部穩(wěn)定

× 3 × 78.75 × 10 3 × 100003 = 13.0 < [vQ ] = l / 500 = 20mm 1152 × 206000 × 145449 × 10 4 翼 緣： b/t=（120－4）/14=8.3＜13，滿 足 局 部穩(wěn) 定要 求，且 γ x 可 取 1.05； 腹板：h 0 /t w=800/8=100，需配置橫向加勁肋，從略。6 拉彎和壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)

6.1 拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和破壞形式(1)拉彎構(gòu)件 同 時(shí) 承 受 軸 線 拉 力 和 彎 矩 作 用 的 構(gòu) 件 稱 為 拉 彎 構(gòu) 件。如 圖 6-1（a）所 示 的 偏 心 受 拉 的 構(gòu) 件 和 圖 6-1（b）的 有 橫 向 荷 載 作 用 的 拉 桿。如 桁 架 下 弦 為 軸 心 拉 桿，但若存在非節(jié)點(diǎn)橫向力，則為拉彎構(gòu)件。在鋼結(jié)構(gòu)中拉彎構(gòu)件的應(yīng)用較少。6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

在軸線拉力和彎矩的共同作用下，拉彎構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)是截面出現(xiàn) 塑 性 鉸。但 對 于 格 構(gòu) 式 拉 彎 構(gòu) 件 或 冷 彎 薄 壁 型 鋼 拉 彎 構(gòu) 件，截 面 邊 緣 受 力 最 大 纖 維開始屈服就基本上達(dá)到了強(qiáng)度的極限。(2)壓彎構(gòu)件 同 時(shí) 承 受 軸 線 壓 力 和 彎 矩 作 用 的 構(gòu) 件 稱 為 壓 彎 構(gòu) 件。如 圖 6-2（a）所 示 的 偏 心 受 壓 的 構(gòu) 件 和 圖 6-2（b）的 有 橫 向 荷 載 作 用 的 壓 桿。在 鋼 結(jié) 構(gòu) 中 壓 彎 構(gòu) 件 的 應(yīng) 用 十 分 廣 泛，如 廠 房 的 框 架 柱，高 層 建 筑 的 框 架 柱 [圖 6-2（c）]，海 洋平臺 的 支 柱 和 受有節(jié)間荷載的桁架上弦等。N e e P P H MA N N N N N P q N N N MB H N(a)(b)(a)(b)圖6-2 壓彎構(gòu)件(c)圖6-1 拉彎構(gòu)件

對于壓彎構(gòu)件，如果承受的彎矩不大，而軸心壓力很大，其截面形式和一般 軸 心 壓 桿 相 同。如 果 彎 矩 相 對 較 大，除 采 用 截 面 高 度 較 大 的 雙 軸 對 稱 截 面 外，還 經(jīng) 常 采 用 圖 6-3 所 示 的 單 軸 對 稱 截 面。單 軸 對 稱 截 面 有 實(shí) 腹 式 和 格 構(gòu) 式 兩 種，如 圖 6-3（a）（b）、，在受壓較大的一側(cè)分布著更多的材料。

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

(a)(b)圖 6-3 壓彎 構(gòu) 件 的 單 軸 對 稱 截 面 形 式

(a)實(shí) 腹 式 截 面 ；(b)格 構(gòu) 式 截 面

壓彎構(gòu)件的整體破壞有三種形式：一是當(dāng)桿端彎矩很大或截面局部有嚴(yán)重削 弱時(shí)的強(qiáng)度破壞；二是彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)破壞，屬極值點(diǎn)失穩(wěn)問題；三 是彎矩作用平面外的彎曲扭轉(zhuǎn)破壞，屬分岔失穩(wěn)問題。另外，由于組成構(gòu)件的板 件有一部分受壓，還存在著局部穩(wěn)定問題。

6.2 拉彎、壓彎構(gòu)件的 強(qiáng)度 承受 靜 力 荷 載 的 實(shí) 腹 式 拉彎 和 壓 彎 構(gòu) 件，在軸 力 和 彎 矩 的 共 同 作 用下，受 力 最不利截面出現(xiàn)塑性鉸即達(dá)到構(gòu)件的強(qiáng)度極限狀態(tài)。在軸 力 N 和 彎矩 M 的作 用 下，矩 形 截面 的 應(yīng) 力 發(fā)展 過 程 如 圖 6-4 所 示。當(dāng) 構(gòu) 件截面出現(xiàn)塑性鉸時(shí)[圖 6-4（e）]，根據(jù)力的平衡條件有 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) h x N = ∫A σdA = μbhf y h ? μh ? bh 2 ? h ? μh ?? M = ∫A σydA = b? μh + fy = 1? μ2 fy ?? ? 2 ? 4 ? 2 ??()y N/A M·y/I x σ m ax fy fy fy fy h－ μ h 2 y b σmin（a）（b）（c）（d）fy（e）

圖 6-4 壓 彎構(gòu) 件截 面應(yīng) 力 的發(fā) 展過 程 h－ μ h 2 μh x 在上面兩 式中，注 意到 A=bh，W P =bh 2 /4，消去 μ，得到 N 和 M 的相 關(guān) 關(guān) 系為

N ? ? Af ? y ? + M =1 ? W f p y ? 2（6-1）

1.0 0.8 0.6 0.4 x 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 M MP 工字形截面繞強(qiáng)軸彎曲

對于工 字形截面，也可 以 用同樣方法 求 得 它們的 N 和 M 的 相 關(guān) 關(guān)系。由于工字形 截 面 翼緣和腹板 的相對尺 寸不同，相關(guān) 曲線 會

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

在 一定范圍內(nèi)變 化。圖 6-5 中 的陰影區(qū)給 出 了 常用的工字 形截面繞 強(qiáng)軸和弱 軸彎 曲相 關(guān) 曲 線的變化范 圍。在制 定規(guī)范時(shí)，采 用了圖 中 的直線作為 強(qiáng)度計(jì)算 的依據(jù)，這樣 做計(jì)算 簡便且偏于安全： y 工字形截面 繞弱軸彎曲 矩形截面 N M + =1 Af y W p f y（6-2）

圖 6-5 壓 彎 構(gòu) 件 強(qiáng) 度 計(jì) 算 相 關(guān) 曲 線

設(shè)計(jì)時(shí)以 A n 代替式（6-2）中的 A。考 慮到破壞 時(shí)僅允許截 面出 現(xiàn)部 分 塑性，以 γ x W nx 和γ y W ny 代 替式（6-2）中的 W p，引入 抗力 分項(xiàng)系數(shù)后，實(shí)腹 式 拉彎和壓 彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式為 單向受彎 雙向受彎 N Mx + ≤ f An γ xWnx（6-3）（6-4）

My N Mx + + ≤ f An γ xWnx γ yWny 當(dāng) 壓 彎 構(gòu) 件 受 壓 翼 緣 自 由 外 伸 寬 度 與 厚 度 之 比 大 于 13 235 / f y 而 小 于

235 / f y 時(shí)，γ x =1.0。

對直接承受動力荷載的構(gòu)件，不宜考慮截面的塑性發(fā)展，取γ x =γ y =1.0。6.3 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算 壓彎構(gòu)件的承載力通常由整體穩(wěn)定控制，包括平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)和平面外的彎

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

扭失穩(wěn)，計(jì)算時(shí)要考慮這兩方面的穩(wěn)定性。（1）彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算 ① 以邊緣纖維屈服為準(zhǔn)則的平面內(nèi)穩(wěn)定承載力 對于繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件和冷彎薄壁型鋼構(gòu)件，截面邊緣纖維屈服 就基本上達(dá)到了承載能力的極限狀態(tài)。對于這類構(gòu)件，平面內(nèi)的穩(wěn)定可由下式計(jì) 算，考慮到抗力分項(xiàng)系數(shù)后，設(shè)計(jì)公式為 N β mx M x + ≤ f ′ ? x A W1x(1 ? ? x N / N Ex)式中 N——軸線壓力設(shè)計(jì)值； M x ——計(jì)算構(gòu)件段內(nèi)的最大彎矩設(shè)計(jì)值；

（6-5）

x — — 軸 心 受 壓 構(gòu) 件 彎 矩 作 用平面 內(nèi) 的 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù)，由 換 算 長 細(xì) 比 求 得 ； 2 2 ′ ′ N Ex ——參數(shù)，N Ex = π EA /(1.1λ0 x)，1.1 為材料抗力分項(xiàng)系數(shù)的近似值。

對 于 冷 彎 薄 壁 型 鋼 構(gòu) 件，式 中 的 A 和 W x 用 有 效 截 面 面 積 A eff 和 有 效 截 面 截 面 模 上 量 W effx 代替。

② 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定的實(shí)用計(jì)算公式 對 于 實(shí) 腹 式 壓 彎 構(gòu) 件，當(dāng) 邊 緣 最 大 受 壓 纖 維 屈 服 時(shí) 尚 有 較 大 的 承 載 力，可 以 用數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算。但由于要考慮殘余應(yīng)力和初彎曲等缺陷，加上不同的截面 形 式 和 尺 寸 以 及 邊 界 條 件 的 影 響，數(shù) 值 方 法 不 能 直 接 用 于 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)。研 究 發(fā) 現(xiàn) 可 以 借 用 以 邊 緣 屈 服 為 承 載 能 力 準(zhǔn) 則 的 公 式（6-5）略 加 修 改 作 為 實(shí) 用 計(jì) 算 公 式。修 改 時(shí) 考 慮 到 實(shí) 腹 式 壓 彎 構(gòu) 件平面 內(nèi) 失 穩(wěn) 時(shí) 截 面 存 在 的 塑 性 區(qū)，在 式（6-5）右 側(cè) 第 二 項(xiàng) 的 分 母 中 引 進(jìn) 截 面 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) γ x，同 時(shí) 將 第 二 項(xiàng) 中 的 穩(wěn) 定 系 數(shù) ? x 用 0.8 代 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

替。這樣實(shí)用計(jì)算公式為

β mx M x N + ≤ f ′ ? x A γ xW1x(1 ? 0.8 N / N Ex)式中 W 1x ——彎矩作用平面內(nèi)對較大受壓纖維的毛截面模量；

（6-6）

β mx ——彎矩作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù)。規(guī)范按下列情況取值：

（a）框架柱和兩端支承構(gòu)件 無 橫 向 荷 載 作 用 時(shí)，β mx =0.65+0.35M 2 /M 1，M 1 和 M 2 為 端 彎 矩，使 構(gòu) 件 產(chǎn) 生 同 向 曲 率 無 反 彎 點(diǎn)）取 同 號，生 反 向 曲 率 有 反 彎 點(diǎn)）取 異 號，|M 1 |≥ |M 2 |；（時(shí) 產(chǎn)（時(shí) 且 構(gòu) 件 兼 受 橫 向 荷 載 和 端 彎 矩 作 用 時(shí)：使 構(gòu) 件 產(chǎn) 生 同 向 曲 率，β mx =1.0，產(chǎn) 生 反 向曲率時(shí)取 β mx =0.85； 無端彎矩但有橫向荷載作用時(shí)： β mx =1.0。（b）懸 臂 構(gòu) 件 和 分 析 內(nèi) 力 未 考 慮 二 階 效 應(yīng) 的 無 支 撐 純 框 架 和 弱 支 撐 框 架 柱 ：

β mx =1.0。

對于 單軸 對 稱截 面 壓彎 構(gòu)件，當(dāng) 彎 矩作 用 于對 稱 軸平面 內(nèi) 且使 較 大的 翼 緣受 壓時(shí)，構(gòu)件破壞 時(shí) 截面 的塑性區(qū)可 能僅 出現(xiàn)在 受拉翼緣，由于 受拉塑 性區(qū)的發(fā)展 而導(dǎo) 致構(gòu)件失穩(wěn)。對 于 這類構(gòu)件，除 按公式（6-6）進(jìn)行平面 內(nèi)的穩(wěn) 定 計(jì)算外，還 應(yīng)按下式計(jì)算

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

N β mx M x ? ≤ f ′ A γ xW2 x(1 ? 1.25 N / N Ex)式中 W 2x ——對無翼緣端的毛截面模量； γ x ——與 W 2x 相應(yīng)的截面塑性發(fā)展系數(shù)。

（2）彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算 壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的彎扭屈曲承載力的相關(guān)公式為

（6-7）

N M + x =1 N Ey M cr（6-8）

將 N Ey = ? y Af y 和 M cr = ? bW1 x f y 代入上式并考慮材料的分項(xiàng)系數(shù)后可得 N Mx + ≤ f ? y A ?bW1x（6-9）

對 于 非 均 勻 彎 曲 的 情 況，引 進(jìn) 壓 彎 構(gòu) 件 的平面 外 等 效 彎 矩 系 數(shù) β tx，同 時(shí) 引 進(jìn) 截面形狀調(diào)整系數(shù) η，彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計(jì)算公式為

β M N + η tx x ≤ f ?bW1x ?y A 式中

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

（6-10）

η ——截面影響系數(shù)，閉口截面 η =0.7，其它截面 η =1.0； ? y ——彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； ? b ——均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，對閉口截面 ? b =1.0；

M x ——所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩。

對 于 等 效 彎 矩 系 數(shù) β tx，經(jīng) 過 計(jì) 算 比 較 可 知，此 系 數(shù) 與 非 均 勻 受 彎 的 受 彎 構(gòu) 件 的等效彎矩系數(shù) β b 的倒數(shù) 1/ β b 非常接近。通過分析規(guī)范取值為： ① 在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，根據(jù)兩相鄰支承點(diǎn)間構(gòu)件段內(nèi)的荷載 應(yīng) 和內(nèi)力情況確定（a）所 考 慮 構(gòu) 件 段 無 橫 向 荷 載 作 用 時(shí)，β tx =0.65+0.35M 2 /M 1，M 2 和 M 1 是 在 彎 矩 作 用平面 內(nèi) 的 端 彎 矩，使 構(gòu) 件 產(chǎn) 生 同 向 曲 率 時(shí) 取 同 號，產(chǎn) 生 反 向 曲 率時(shí) 取異號，且|M 1 |≥|M 2 |；（b）所 考 慮 構(gòu) 件 段 有 端 彎 矩 和 橫 向 荷 載 同 時(shí) 作 用 時(shí)，使 構(gòu) 件 產(chǎn) 生 同 向 曲 率 時(shí)，β tx =1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí)，β tx =0.85；（c）所考慮構(gòu)件段內(nèi)無端彎矩但有橫向荷載作用時(shí)，β tx =1.0； ② 彎矩作用平面外為懸臂的構(gòu)件，β tx =1.0。6.4 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算（1）腹板的穩(wěn)定 ① 工形截面和 H 形截面壓彎構(gòu)件腹板的穩(wěn)定 工 形 截 面 和 H 形 截 面 壓 彎 構(gòu) 件 的 腹 板 在 剪 應(yīng) 力 和 非 均 勻 壓 應(yīng) 力 的 作 用 下，其 彈性屈曲條件為 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

? α 0 ?5 ? σ 1 ? α 0 ?5 ? σ 1 ? ? τ ? ? + ? ? ≤1 +? ? ? ?1 ? ? ? ? 2 ? ? σ cr1 ? 2 ? ? σ cr1 ? ? τ cr ? ? ? ? ? ? ? ? ? 板的彈性屈曲應(yīng)力 σ cre。2 2（6-11）

以 不 同 的 τ 代 入 式（6-11）可 以 得 到 剪 應(yīng) 力 和 非 均 勻 壓 應(yīng) 力 聯(lián) 合 作 用 下 的 腹，對于彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)的壓彎構(gòu)件，失穩(wěn)時(shí)截面一般都發(fā)展了部分塑性，計(jì) 算 時(shí) 假 定 腹 板 塑 性 區(qū) 的 深 度 為 其 高 度 的 1/4，可 以 求 得 彈 塑 性 狀 態(tài) 腹 板 的 屈 曲 應(yīng) 力 σ crp，令 σ cr p =f y，就 可 以 得 到 腹 板 高 厚 比 h 0 /t w 與 應(yīng) 力 梯 度 α 0 之 間 的 關(guān) 系，簡 化后可得 當(dāng) 0≤ α 0 ≤1.6 時(shí)，h 0 /t w=16 α 0 +50 當(dāng) 1.6< α 0 ≤2.0 時(shí)，h 0 /t w =48 α 0 －1 實(shí) 際上，對于長 細(xì)比較 小的壓彎構(gòu)件，在彎曲平面內(nèi)失 穩(wěn)時(shí)，截 面的 塑性 深度超 過 了 h 0 /4，而 對于長細(xì) 比較大的壓彎 構(gòu) 件，塑 性深度則不到 h 0 /4，甚 至可 能會處 于彈性狀態(tài)。因此，h 0 /t w 應(yīng)與長細(xì)比聯(lián)系起來，規(guī)范規(guī)定

當(dāng) 0≤ α 0 ≤1.6 時(shí)，h0 當(dāng) 1.6< α 0 ≤2.0 時(shí)，tw ≤(16α 0 + 0.5λ + 25)235 fy（6-12）

h0 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) tw ≤(48α 0 + 0.5λ ? 26.2)235 fy（6-13）

式中

α 0 ——應(yīng)力梯度，α 0 =（σmax－ σ min）/ σ max ； σ ma x — — 腹 板 計(jì) 算 高 度 邊 緣 的 最 大 壓 應(yīng) 力，計(jì) 算 時(shí) 不 考 慮 構(gòu) 件 的 穩(wěn) 定 系 數(shù) 和

截面塑性發(fā)展系數(shù)；

σ min — — 腹 板 計(jì) 算 高 度 另 一 邊 緣 相 應(yīng) 的 應(yīng) 力，應(yīng) 力 為 正 值，應(yīng) 力 為 負(fù) 值 ； 壓 拉 λ —— 構(gòu) 件 在 彎 矩 作 用平面 內(nèi) 的 長 細(xì) 比 ： 當(dāng) λ <30 時(shí)，取 λ =30； 當(dāng) λ >100 時(shí)，取 λ =100。② 箱形截面壓彎構(gòu)件腹板的穩(wěn)定 對于箱形截面壓彎構(gòu)件，因翼緣和腹板的連接焊縫只能是單側(cè)角焊縫，且兩腹板 受 力 可 能 不 一 樣，規(guī) 范 規(guī) 定，腹 板 高 厚 比 限 值 取 工 形 截 面 腹 板 高 厚 比 限 值 的 0.8 倍，當(dāng)此值小于 40 235 / f y，應(yīng)采用 40 235 / f y。

（2）翼緣寬厚比 壓彎構(gòu)件的受壓翼緣板與梁的受壓翼緣板受力情況基本相同，因此，其翼緣寬厚比限值 與梁也相同，見式（5-23）、（5-24）和（5-25）。（23）、（5 24）和（5 25）

6.5 壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度 壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度和軸心受壓構(gòu)件一樣是根據(jù)構(gòu)件端部的約束條件按彈性

穩(wěn) 定 理 論 得 到。對 于 端 部 約 束 條 件 比 較 簡 單 的 情 況，可 根 據(jù) 第 四 章 表 4-3 直 接 查 得。對于框架柱，情況比較復(fù)雜。下面分別從框架平面內(nèi)和平面外兩方面介紹其 計(jì)算長度的取用方法。（1）等截面柱在框架平面內(nèi)計(jì)算長度

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

在 框 架平面 內(nèi) 框 架 的 失 穩(wěn) 分 為 有 側(cè) 移 和 無 側(cè) 移 兩 種（圖 6-6），在 相 同 的 截 面 尺 寸 和連接條件下，有側(cè)移框架的承載力比無側(cè)移的要小得多。因此，確定框架柱的 計(jì) 算 長 度 時(shí) 首 先 要 區(qū) 分 框 架 失 穩(wěn) 時(shí) 有 無 側(cè) 移。柱 的 計(jì) 算 長 度 可 表 示 為 H 0 = μ H c，計(jì) 算長 度 系數(shù)μ與柱 端 梁 的約 束 有關(guān)，以梁 柱 線 剛度 比 值 K = 為參數(shù)，根據(jù)彈性理論求得。N N N N ∑(I b / lb)/ ∑(I c / H c)θ θ Ic Ib θ θ Hc Ic θ θ Ic Ib θ θ Ic Hc lb 圖 6-6 單層 單 跨框 架的平面內(nèi) 失 穩(wěn)形 式(a)有 側(cè) 移 框 架 ；(b)無 側(cè) 移 框 架 lb 規(guī) 范 在 確 定 等 截 面 框 架 柱 的 計(jì) 算 長 度 系 數(shù) μ時(shí)，框 架 分 為 無 支 撐 純 框 架 和 有 將 支撐框架，中有支撐框架根據(jù)抗側(cè)移剛度大小又分為強(qiáng)支撐框架和弱支撐框架。其 ① 無支撐純框架(a)當(dāng) 采 用 一 階 彈 性 分 析 方 法 計(jì) 算 內(nèi) 力 時(shí)，框 架 柱 的 計(jì) 算 長 度 系 數(shù) μ 根 據(jù) 框 架 柱上、下端的梁柱線剛度比值 K 1、和 K 2 由規(guī)范附表查得；(b)當(dāng) 采 用 二 階 彈 性 分 析 且 在 每 層 柱 頂 附 加 假 想 水平荷 載 時(shí)，框 架 柱 的 計(jì) 算 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

長度系數(shù) μ =1.0。假想水平荷載參考規(guī)范有關(guān)條文。② 有支撐框架(a)當(dāng) 支 撐 結(jié) 構(gòu) 的 側(cè) 移 剛 度（產(chǎn) 生 單 位 側(cè) 傾 角 的 水平力）S b 滿 足 下 式 要 求 時(shí)，為 強(qiáng) 支 撐 框 架，框 架 柱 的 計(jì) 算 長 度 系 數(shù) μ根 據(jù) 框 架 柱 上、下 端 的 梁 柱 線 剛 度 比 值 K 1、和 K 2 由規(guī)范附表確定 式中 Sb ≥ 3(1.2∑ N bi ? ∑ N 0i)（6-14）

∑N bi、∑ N 0i — — 第 i 層 層 間 所 有 框 架 柱 用 無 側(cè) 移 框 架 和 有 側(cè) 移 框 架 計(jì) 算 長

度系數(shù)算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和。(b)當(dāng) 支 撐 結(jié) 構(gòu) 的 側(cè) 移 剛 度 S b 不 滿 足 式（6-14）要 求 時(shí)，為 弱 支 撐 框 架，框 架柱的軸壓桿穩(wěn)定系數(shù) ? 按下式確定

= ?0 +(?1 ? ? 0)式中

Sb 3(1.2∑ N bi ? ∑ N 0i)（6-15）

1、?0 — — 分 別 為 框 架 柱 用 附 錄 八 無 側(cè) 移 框 架 柱 計(jì) 算 長 度 系 數(shù) 和 有 側(cè) 移 框

架柱計(jì)算長度系數(shù)算得的軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)。

廠 房變截 面階形 柱的 計(jì) 算 長度系 數(shù)，可 參考規(guī) 范的 有關(guān)規(guī) 定，這里 不 再 贅述。（2）柱在框架平面外計(jì)算長度 柱 在框架平面外 的計(jì) 算 長 度取決 于支撐 構(gòu)件 的 布 置。支 撐結(jié)構(gòu) 給柱 在 框 架平面 外 提 供了支 承點(diǎn)。當(dāng) 框架 柱在平面外 失穩(wěn) 時(shí)，支 承點(diǎn)可 以看作 是 變 形曲 線的反 彎點(diǎn)，因此柱在框架平面外的計(jì)算長度等于相鄰側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。

拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

例 題 6-1 圖 6-7 所 示 Q235 鋼 焊 接工 形 截 面壓 彎 構(gòu) 件，翼 緣 為火 焰切 割 邊，承 受 的 軸線 壓 力設(shè) 計(jì) 值 為 N=900kN，構(gòu) 件一 端 承 受 M=490kN · m 的 彎矩，另 一 端彎 矩 為 零。構(gòu) 件 兩 端鉸 接，并 在 三分 點(diǎn) 處 各有 一 側(cè) 向支 承 點(diǎn)。算此 構(gòu) 件 是否 滿 足要 求。驗(yàn) 解：

1、截面幾何特性： A=151.2cm2，I x =133295.2cm4，W x =3400.4cm3，i x =29.69cm，I y =3125.0cm4，i y =4.55cm。

2、強(qiáng)度驗(yàn)算 490 326.7 彎矩圖(kN·m)163.3 M N 10000 N x －760×12 －250×12 y －250×12 3333 3333 3333 Mx N 900 490 + = × 10 + × 10 3 An γ xWnx 151.2 1.05 × 3400.4 = 59.5 + 137.2 = 196.7 < f = 215N/mm 2 圖 6-7 例題 6-1 圖

3、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算

λ x =l x /i x =1000/29.69=33.7，按 b 類截面查規(guī)范附表，得 ? x =0.924 ′ N Ex = 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)

π 2 EA π 2 × 206000 × 15120 = × 10 ?3 = 24607.4 kN，β mx =0.65 2 2 1.1λ x 1.1 × 33.7 β mx M x N 900 0.65 × 490 × 10 3 + = × 10 + ′ 1.05 × 3400.4 ×(1 ? 0.8 × 900 / 24607.4)? x A γ xW1 x(1 ? 0.8 N / N Ex)0.924 × 151.2 = 64.4 + 92.0 = 156.4 < f = 215 N/mm 2

4、彎矩作用平面外穩(wěn)定驗(yàn)算

λ y =l y /i y =333.3/4.55=73.3＜[ λ ]=150，按 b 類截面查規(guī)范附表，得 ? y =0.730 因最大彎矩在左端，而左邊第一段 β tx 又最大，故只需驗(yàn)算該段。

β tx =0.65+0.35×326.7/490=0.883 因 λ y =73.3＜120 235 f y =120，故

b = 1.07 ? λ2 / 44000 = 1.07 ? 73.32 / 44000 = 0.948 y β M N 900 0.883 × 490 + η tx x = × 10 + 1.0 × × 10 3 = 215.8 ≈ f = 215 N/mm 2 0.948 × 3400.4 ?yA ? bW1x 0.730 × 151.2

5、局部穩(wěn)定驗(yàn)算 翼緣板局部穩(wěn)定： b/t=（250/2－6）/12=9.9<13，滿足要求，且 γ x 可取 1.05。腹板局部穩(wěn)定：

σ max = 6 拉 彎 和 壓 彎 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) N Mx 900 490 + = × 10 + × 1000 = 59.5 + 144.1 = 203.6 A W1x 151.2 3400.4 σ min = α0 = N Mx 900 490 ? = × 10 ? × 1000 = 59.5 ? 144.1 = ?84.6 A W1 x 151.2 3400.4 故

σ max ? σ min 203.6 ?(?84.6)= = 1.416 < 1.6，σ max 203.6 h 0 /t w=760/12=63.3<16 α 0 +0.5 λ +25=16×1.416+0.5×33.7+25=64.5 故該壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均滿足要求。

第二篇：同濟(jì)大學(xué)《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》課程教學(xué)大綱(精)

《民事訴訟法》課程教學(xué)大綱 大綱執(zhí)筆人:王紅艷大綱審核人:戴謀富 課程編號:03010038 英文名稱:The civil litigation Law 學(xué)分: 4 總學(xué)時(shí):64。其中,講授60學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn) 0學(xué)時(shí),上機(jī)0 學(xué)時(shí),實(shí)訓(xùn)4學(xué)時(shí)。適用專業(yè): 法學(xué)專業(yè)本科學(xué)生 先修課程:法理學(xué),民法。

一、課程性質(zhì)與教學(xué)目的

本課程是法學(xué)專業(yè)的專業(yè)課程,屬專業(yè)基礎(chǔ)課,必修。開設(shè)本課程的目的在于讓學(xué)生系統(tǒng)掌握了解民訴法的基本理論,基本知識和基本技能;提高程序法意識,增強(qiáng)法制觀念,樹立公正民主的法律意識;熟悉各種民事訴訟規(guī)范,正確理解各種民事訴訟程序規(guī)定,提高運(yùn)用民事訴訟法進(jìn)行訴訟,處理各種民事糾紛的能力。

二、基本要求

通過本課程的教學(xué),使學(xué)生在掌握民事訴訟法學(xué)的基本原理的基礎(chǔ)上,較為完整、準(zhǔn)確地理解本學(xué)科的基本概念、基礎(chǔ)知識,熟練地掌握現(xiàn)行民事訴訟法律和法規(guī)的規(guī)定,了解各類程序的規(guī)定和運(yùn)行,能運(yùn)用民事訴訟法學(xué)的基本原理、民事訴訟法律和法規(guī)的規(guī)定,在民事訴訟實(shí)踐中解決具體的問題。

三、重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn):基本原則和制度,當(dāng)事人,證據(jù)規(guī)則以及通常程序,特殊程序和執(zhí)行程序的訴訟原理,各程序的具體法律法規(guī)及司法解釋的規(guī)定。

難點(diǎn):民事訴訟法學(xué)的基本理論問題,訴訟基本原理的理解,當(dāng)事人的確定,證據(jù)規(guī)則的

運(yùn)用,通常程序與特殊程序的運(yùn)用,執(zhí)行程序的運(yùn)行。

四、教學(xué)方法

課堂講授、案例教學(xué)(本課程將安排4學(xué)時(shí)案例教學(xué)與討論。

五、課程知識單元、知識點(diǎn)及學(xué)時(shí)分配 見表1。

表1 課程的知識單元、知識點(diǎn)及學(xué)時(shí)分配 知識單元知識點(diǎn)講 課序號描述序號描述 1 民事訴訟與 民事訴訟法 課程內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 2 2 民事糾紛與民事訴訟,民事訴訟法概述。3 民事訴訟法律關(guān)系 2 訴與訴權(quán)1 民事之訴 3 2 反訴 民事訴權(quán) 3 民訴法的基 本原則 1 基本原則概述 2 2 當(dāng)事人平等原則、辯論原則 處分原則、誠信原則、檢查監(jiān)督原則 基本制度1 合議制度、回避制度、公開審判制度 2 2 兩審終審制度、陪審制度 5 受案范圍1 受案范圍概述 1 2 法院受案范圍的立法規(guī)定及存在的問題 3 法院受案范圍的界定 6 管轄1 管轄概述 4 2 級別管轄 知識單元知識點(diǎn)講 課序號描述序號描述 3 地域管轄 4 裁定管轄 管轄權(quán)異議 訴訟參加人1 當(dāng)事人概述 6 2 當(dāng)事人能力與訴訟能力 3 當(dāng)事人適格 4 訴訟輔佐人 5 共同訴訟 6 代表人訴訟 實(shí)驗(yàn)性訴訟、團(tuán)體訴訟 8 訴訟第三人 9 訴訟代理人 8 民事訴訟證 據(jù) 1 證據(jù)概述 4 2 證據(jù)能力與證明力 3 證據(jù)的分類 4 證據(jù)的種類 5 證據(jù)的收集和保全 民事訴訟證 明 民事訴訟證明概述 4 2 證明對象 3 證明責(zé)任 4 證明標(biāo)準(zhǔn) 10 法院調(diào)解 1 法院調(diào)解概述 1 2 法院調(diào)解的原則 3 法院調(diào)解的程序 4 法院調(diào)解的效力 11 臨時(shí)性救濟(jì)1 財(cái)產(chǎn)保全 2 2 行為保全 3 先予執(zhí)行 知識單元知識點(diǎn)講 課序號描述序號描述 訴訟保障制 度 1 期間 2 2 送達(dá) 3 強(qiáng)制措施 訴訟費(fèi)用與司法救助 13 第一審普通 程序 普通程序概述 6 2 起訴與受理 3 審理前的準(zhǔn)備 4 開庭審理 5 撤訴與延期審理 6 訴訟中止與訴訟終結(jié) 14 簡易程序1 簡易程序總論 1 2 簡易程序的適用范圍 簡易程序的具體規(guī)定 15 民事訴訟中 的裁判 1 裁判概述 2 2 裁定與決定 3 判決 上訴程序1 上訴程序概述 3 2 上訴的提起與受理 3 上訴案件的審理 4 上訴案件的裁判 再審程序1 再審程序概述 2 2 當(dāng)事人申請?jiān)賹?3 法院決定再審 4 檢察院抗訴提起再審 5 再審案件的審判程序 18 特殊程序1 特殊程序總論 2 《民訴法》第十五章規(guī)定的特殊程序 3 督促程序 知識單元知識點(diǎn)講 課序號描述序號描述 4 公示催告程序 19 強(qiáng)制執(zhí)行通 則 民事執(zhí)行概述 4 2 執(zhí)行主體與執(zhí)行標(biāo)的 3 執(zhí)行依據(jù)與執(zhí)行管轄 4 執(zhí)行和解與執(zhí)行擔(dān)保 5 委托執(zhí)行與協(xié)助執(zhí)行 6 妨害執(zhí)行的強(qiáng)制措施 7 執(zhí)行競合與執(zhí)行救濟(jì) 8 執(zhí)行的開始、中止和終結(jié) 20 強(qiáng)制執(zhí)行措 施 給付金錢的執(zhí)行(Ⅰ:查封、扣押、凍結(jié) 4 2 給付金錢的執(zhí)行(Ⅱ:拍賣、變賣、以物 抵債 給付金錢的執(zhí)行(Ⅲ:參與分配 4 交付物和完成行為的執(zhí)行 21 涉外民事訴 訟程序的特 別規(guī)定 涉外民事訴訟程序 2 2 司法協(xié)助 22 總計(jì)60

六、實(shí)驗(yàn)、上機(jī)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件及內(nèi)容

無實(shí)驗(yàn)、上機(jī)。該課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)由后續(xù)課程“模擬法庭課程”來完成。

七、作業(yè)要求

要求學(xué)生自購國家司法資格考試民事訴訟法練習(xí)冊。

八、考核方式與要求

1.知識考核 占總成績的 80%，主要采用期末書面閉卷考試的方式評定。2.能力考核 占總成績的 20%，主要根據(jù)作業(yè)、質(zhì)疑、課堂討論、課堂答問以及考勤等情況進(jìn)行評定。

九、教材與主要參考書 1.推薦教材： [1]江偉．民事訴訟法（第四版）[M]．中國人民大學(xué)出版社，2008 2.主要參考書： [1] 楊立新，湯維建．民事訴訟法教學(xué)參考書[M]．北京：中國人民大學(xué)出版社，2002 [2] 湯維建．民事訴訟法案例分析[M]．北京：中國人民大學(xué)出版社，2002 [3] 民事訴訟法及其配套規(guī)定[M]．北京：中國法制出版社，2000 [4] 梁書文．民事訴訟法適用意見新釋[M]．北京：中國法制出版社，2001 [5] 王敬藩．民事訴訟法教學(xué)案例[M]．北京：中國政法大學(xué)出版社 [6] 李國光．最高人民法院〈關(guān)于民事訴訟證據(jù)的若干規(guī)定〉的理解與適用[M]．北京：中 國法制出版社，2002

第三篇：課程介紹鋼結(jié)構(gòu)

起跑線鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)培訓(xùn)課程介紹

一：鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)班

課程：1：整套輕鋼廠房識圖，2：鋼材材質(zhì)的介紹，性能介紹，鋼材等級介紹

3：維護(hù)結(jié)構(gòu)彩鋼板板型介紹，厚度介紹，漆膜介紹

4：運(yùn)用CAD繪制輕鋼廠房建筑方案圖（平面、立面及剖面圖）

二：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理班

課程：

1、理論知識介紹

⑴：約束和約束力：主要講解結(jié)構(gòu)共有幾種約束，每種約束都有是什么樣的形式，有什么特點(diǎn)

⑵：受力分析及受力圖：理解主動力和約束力，理解受力方向 ⑶：力系平衡：理解力系平衡條件與要求

⑷：荷載作用：永久荷載，可變荷載，偶然荷載的不同：恒載、活載及風(fēng)載、地震對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么樣的影響，會產(chǎn)生什么樣的外力 ⑸：軸力、剪力和彎矩：介紹名稱的含義，受力的形式及抵抗方式 ⑹：荷載的效應(yīng)組合作用。⑺：材料本身的力學(xué)性能介紹。⑻：鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算的理論計(jì)算。......2：規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一些要求

⑴：輕鋼規(guī)范對構(gòu)件的長細(xì)比、寬厚比、高厚比等限制條件。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對這些限制條件，這兩個規(guī)范有什么要求。⑵：詳解什么樣的結(jié)構(gòu)屬于輕鋼結(jié)構(gòu)，什么樣的結(jié)構(gòu)屬于重鋼結(jié)構(gòu)，什么結(jié)構(gòu)適用于輕鋼規(guī)范，⑶：抗震規(guī)范中有哪些數(shù)據(jù)比鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范控制還嚴(yán)格的，哪些比鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范控制要松。

⑷：荷載規(guī)范中雪荷載不利布置是什么考慮的，風(fēng)荷載體型系數(shù)規(guī)范是什么要求。

⑸：鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)常用什么形式，規(guī)范對基礎(chǔ)埋深，基坑尺寸有什么要求。

三：PKPM設(shè)計(jì)提高班

課程：1：運(yùn)用PKPM二維門式鋼架模塊建立單榀鋼架（不帶吊車，輕鋼廠房）

2：詳細(xì)介紹模型里每個參數(shù)的含義及規(guī)范對鋼架設(shè)計(jì)的控制要求

3：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式采用即滿足規(guī)范要求同時(shí)采用限制要求最低的規(guī)范達(dá)到結(jié)構(gòu)安全經(jīng)濟(jì)的要求。

4：單榀門式鋼架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

5：運(yùn)用PKPM二維門式鋼架模塊建立單榀鋼架（不帶吊車，輕鋼廠房）

6：詳細(xì)介紹模型里每個參數(shù)的含義及規(guī)范對鋼架設(shè)計(jì)的控制要求

7：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式采用即滿足規(guī)范要求同時(shí)采用限制要求最低的規(guī)范達(dá)到結(jié)構(gòu)安全經(jīng)濟(jì)的要求。

8：單榀門式鋼架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

9：根據(jù)STS繪制出獨(dú)立基礎(chǔ)圖。

10：運(yùn)用探索者，天正建筑等輔助繪圖軟件繪制出整套輕鋼廠房設(shè)計(jì)圖

四：CAD拆圖班

課程：1：詳細(xì)分析整套圖紙的構(gòu)件名稱，布置位置。

2：單榀鋼架中的梁柱拆圖。

3：單榀鋼架中的節(jié)點(diǎn)拆圖。

4：單榀鋼架中的連接板拆圖。

5：單榀鋼架中檁托板拆圖。

6：支撐及系桿拆圖。

7：檁條拆圖

五：TEKLA軟件拆圖班

課程：1：TEKLA軟件的功能介紹

2：布置軸網(wǎng)

3：門式鋼架的梁柱建模、4：CAD尺寸導(dǎo)入TEKLA中。

5：平臺柱的建模。

6：平臺梁的建模。

7：各個位置的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

8：導(dǎo)出CAD加工圖

9：根據(jù)不同的位置，簡單修改CAD圖紙

六:3D3S網(wǎng)架設(shè)計(jì)班

課程：1：介紹網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，網(wǎng)架的設(shè)計(jì)信息

2：彈性支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1：平板網(wǎng)架設(shè)計(jì)

2：正方四角錐網(wǎng)架設(shè)計(jì)

3：風(fēng)荷載輸入

4：優(yōu)化桿件截面。

5：設(shè)計(jì)螺栓球/焊接球節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

6：繪制出桿件及螺栓球圖。

7：利用探索者和天正建筑繪制整套網(wǎng)架施工圖。

七：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合班

課程：

1、理論知識介紹

⑴：約束和約束力：主要講解結(jié)構(gòu)共有幾種約束，每種約束都有是什么樣的形式，有什么特點(diǎn)

⑵：受力分析及受力圖：理解主動力和約束力，理解受力方向 ⑶：力系平衡：理解力系平衡條件與要求 ⑷：荷載作用：永久荷載，可變荷載，偶然荷載的不同：恒載、活載及風(fēng)載、地震對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么樣的影響，會產(chǎn)生什么樣的外力 ⑸：軸力、剪力和彎矩：介紹名稱的含義，受力的形式及抵抗方式 ⑹：荷載的效應(yīng)組合作用。⑺：材料本身的力學(xué)性能介紹。⑻：鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算的理論計(jì)算。......2：規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一些要求

⑴：輕鋼規(guī)范對構(gòu)件的長細(xì)比、寬厚比、高厚比等限制條件。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對這些限制條件，這兩個規(guī)范有什么要求。

⑵：詳解什么樣的結(jié)構(gòu)屬于輕鋼結(jié)構(gòu)，什么樣的結(jié)構(gòu)屬于重鋼結(jié)構(gòu)，什么結(jié)構(gòu)適用于輕鋼規(guī)范，⑶：抗震規(guī)范中有哪些數(shù)據(jù)比鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范控制還嚴(yán)格的，哪些比鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范控制要松。

⑷：荷載規(guī)范中雪荷載不利布置是什么考慮的，風(fēng)荷載體型系數(shù)規(guī)范是什么要求。

⑸：鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)常用什么形式，規(guī)范對基礎(chǔ)埋深，基坑尺寸有什么要求。......3：3D3S軟件運(yùn)用 ⑴：輕鋼廠房整體設(shè)計(jì)。⑵：鋼框架整體設(shè)計(jì)。⑶：平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。⑷：正方四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑸：三角桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。⑹：特殊造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。......課程簡介：起跑線鋼結(jié)構(gòu)幕墻設(shè)計(jì)培訓(xùn)除了原理班外，其余課程基本都不會枯燥的涉及到單純的力學(xué)知識，但是在會課程中穿插規(guī)范及簡單的力學(xué)知識，但更多的是做實(shí)踐工程的應(yīng)用。我們只做實(shí)戰(zhàn)型培訓(xùn)，不做應(yīng)試教育，不做理論培訓(xùn)。

學(xué)員畢業(yè)后我們可根據(jù)學(xué)員的作業(yè)完成情況，在校表現(xiàn)等多方面綜合計(jì)分后，得分高的學(xué)員優(yōu)先推薦工作。

第四篇：鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

《鋼結(jié)構(gòu)》課程總結(jié)報(bào)告

《鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》是一門重要的專業(yè)課程，通過對這門專業(yè)課程的學(xué)習(xí)我們要達(dá)到以下幾點(diǎn)目標(biāo)：掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍；理解鋼結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法，掌握其設(shè)計(jì)表達(dá)式的應(yīng)用；初步了解鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式；了解鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展趨勢；為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)知識打下基礎(chǔ)。

一、鋼結(jié)構(gòu)的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用

由型鋼和鋼板連接成基本構(gòu)件，然后運(yùn)至現(xiàn)場組裝成整體結(jié)構(gòu)形式，稱為鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有以下集中特點(diǎn)：①輕質(zhì)高強(qiáng)；②塑性韌性好；③施工周期短；④材質(zhì)均勻；⑤氣密性和水密性好；⑥耐腐蝕性差；⑦耐火但不耐熱；⑧低溫冷脆。

鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍主要取決于鋼結(jié)構(gòu)本身的特性，從技術(shù)角度看，鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍包括以下幾個方面：①大跨度結(jié)構(gòu)；②重型廠房結(jié)構(gòu)；③受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)；④可拆卸的結(jié)構(gòu)；⑤高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑；⑥容器和其他構(gòu)筑物；⑦輕型鋼結(jié)構(gòu)。

二、鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》除疲勞計(jì)算外，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)結(jié)構(gòu)或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，此特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。

1、承載能力極限狀態(tài)：包括構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、疲勞破壞和因過度變形而不適于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系和結(jié)構(gòu)傾覆。

2、正常使用極限狀態(tài)：包括影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形，影響正常使用的振動，影響正常使用或耐久性能的局部損壞。

三、鋼結(jié)構(gòu)的材料

1．對鋼結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求

（1）較高的抗拉強(qiáng)度，和屈服點(diǎn)；

（2）較高的塑性和韌性；

（3）良好的工藝性能；

（4）根據(jù)具體工作條件，有時(shí)還要求鋼材具有適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。2．鋼材的主要性能

（1）強(qiáng)度性能

比例極限；屈服點(diǎn)；抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。（2）塑性性能

伸長率：試件被拉斷時(shí)的絕對變形值與試件原標(biāo)距之比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率。（3）冷彎性能

冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定。試驗(yàn)時(shí)使試件彎成l80°，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。

（4）沖擊韌性

韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)。由于低溫對鋼材的脆性破壞有顯著影響，在寒冷地區(qū)建造的結(jié)構(gòu)不但要求鋼材具有常溫（20℃）沖擊韌性指標(biāo)，還要求具有負(fù)溫（0℃、-20℃或-40℃）沖擊韌性指標(biāo)，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗脆性破壞能力。

3.鋼材的選擇

選擇鋼材時(shí)考慮的因素有：

1）結(jié)構(gòu)的重要性：重要結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材；一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，可選用普通質(zhì)量的鋼材。

2）荷載情況：直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈地震區(qū)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用綜合性能好的鋼材；一般承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)則可選用價(jià)格較低的Q235鋼。

3）連接方法：焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)的要求應(yīng)嚴(yán)格一些。

4）結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境：在低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)，尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。

5）鋼材厚度：厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。

四、軸心受力構(gòu)件

（一）軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度

1．軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度是以截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服點(diǎn)為承載力極限狀態(tài)

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2．軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算

軸心受力構(gòu)件的剛度是以限制其長細(xì)比保證

（二）軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定

1．理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式

理想軸心受壓構(gòu)件可能以三種屈曲形式喪失穩(wěn)定： ①彎曲屈曲雙軸對稱截面構(gòu)件最常見的屈曲形式。

②扭轉(zhuǎn)屈曲長度較小的十字形截面構(gòu)件可能發(fā)生的扭轉(zhuǎn)屈曲。③彎扭屈曲單軸對稱截面桿件繞對稱軸屈曲時(shí)發(fā)生彎扭屈曲。2．理想軸心受壓構(gòu)件的彎曲屈曲臨界力

若只考慮彎曲變形，臨界力公式即為著名的歐拉臨界力公式，表達(dá)式為

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?2EI?2EANE=2=

2l?

（三）軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定

一般組成軸心受力構(gòu)件的板件的厚度與板的寬度相比都較小，如果這些板件過薄，則在壓力作用下，板件將離開平面位置而發(fā)生凸曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為板件喪失局部穩(wěn)定。

五、鋼結(jié)構(gòu)的連接

（一）螺栓連接

螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩大類

1、普通螺栓連接

普通螺栓分為A、B、C三級。A級與B級為精制螺栓，C級為粗制螺栓。A、B級精制螺栓表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對成孔質(zhì)量要求高，制作和安裝復(fù)雜，價(jià)格較高，已很少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。A、B級精制螺栓的區(qū)別僅是螺栓桿長度不同。C級螺栓一般可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時(shí)的臨時(shí)固定。

2、高強(qiáng)度螺栓連接

高強(qiáng)度螺栓連接有摩擦型連接和承壓型連接兩種類型。

（1）摩擦型連接：只依靠被連接板件間強(qiáng)大的摩擦力傳力，以摩擦力被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)。為了提高摩擦力，對被連接件的接觸面應(yīng)進(jìn)行處理。

（2）承壓型連接：允許接觸面發(fā)生相對滑移，以栓桿被剪壞或被承壓破壞作為連接承載力的極限狀態(tài)。

高強(qiáng)度螺栓性能等級包括8.8級和10.9兩種。摩擦型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.5-2.0mm，承壓型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.0-1.5mm；承壓型連接的承載力比摩擦型連接高，可節(jié)約螺栓。但剪切變形大，故不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。

（二）焊接

鋼結(jié)構(gòu)中一般采用的焊接方法有：電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等。

1、焊縫連接的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：焊件間可直接相連，構(gòu)造簡單，制作加工方便；不削弱截面，用料經(jīng)濟(jì)；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大；可實(shí)現(xiàn)自動化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

缺點(diǎn)：在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感，低溫時(shí)冷脆的問題較為突出。

2、焊縫的形式（1）角焊縫

角焊縫按其截面形式可分為直角角焊縫和斜角角焊縫。兩焊腳邊的夾角為90°的焊縫稱為直角角焊縫，直角邊邊長hf稱為角焊縫的焊腳尺寸，he＝0.7hf為直角角焊縫的計(jì)算厚度。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中。對于夾角大于135°或小于60°的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。

（2）對接焊縫

坡口形式與焊件厚度有關(guān)。當(dāng)焊件厚度很?。ㄊ止ず?mm，埋弧焊10mm）時(shí)，可用直邊縫。對于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的單邊V形或V形焊縫。斜坡口和離縫c共同組成一個焊條能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的施焊空間，使焊縫易于焊透；鈍邊p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形和X形坡口。對于V形縫和U形縫需對焊縫根部進(jìn)行補(bǔ)焊。對接焊縫坡口形式的選用，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》的要求進(jìn)行。凡T形，十字形或角接接頭的對接焊縫稱之為對接與角接組合焊縫。

第五篇：鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

在大三的第一學(xué)期我們在老師的帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)了鋼結(jié)構(gòu)這門課，雖然只有短短的的六周時(shí)間，但我們也掌握了許多重要知識，對鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，強(qiáng)度、穩(wěn)定等驗(yàn)算、連接方式等都有了進(jìn)一步的了解與掌握。學(xué)習(xí)的過程中不僅學(xué)習(xí)了新的知識概念，更多的還是掌握的新的解題方法，形成了新的解題思想。了解了鋼結(jié)構(gòu)的一些基本知識，這對我們今后的專業(yè)入門有極大的幫助。

一、鋼結(jié)構(gòu)的概述

由型鋼和鋼板連接成基本構(gòu)件，然后運(yùn)至現(xiàn)場組裝成整體結(jié)構(gòu)形式，稱為鋼結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

材料的強(qiáng)度高，塑性和韌性好；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面小、自重輕；鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，加工周期短；鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)性能均勻，易于檢測和控制，可靠性高；鋼結(jié)構(gòu)建筑易于改造，原料可重復(fù)使用，節(jié)省資源，環(huán)保資源；鋼結(jié)構(gòu)建筑可以實(shí)現(xiàn)大跨度、大空間結(jié)構(gòu)；耐腐蝕性能差，涂料維護(hù)費(fèi)用高；鋼材耐熱但不耐火。2鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍

①大跨度結(jié)構(gòu)；②重型廠房結(jié)構(gòu)；③受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)；④可拆卸的結(jié)構(gòu)；⑤高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑；⑥容器和其他構(gòu)筑物；⑦輕型鋼結(jié)構(gòu)。

3建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式

單層鋼結(jié)構(gòu)（重型鋼結(jié)構(gòu)）工業(yè)廠房；大型空間（大跨度）鋼結(jié)構(gòu)；高層鋼結(jié)構(gòu)；高聳結(jié)構(gòu)；橋梁鋼結(jié)構(gòu)；輕鋼結(jié)構(gòu)；住宅鋼結(jié)構(gòu)；容器和其它構(gòu)筑物。

4鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》除疲勞計(jì)算外，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)結(jié)構(gòu)或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，此特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。

（1）承載能力極限狀態(tài)：包括構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、疲勞破壞和因過度變形而不適于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系和結(jié)構(gòu)傾覆。

（2）正常使用極限狀態(tài)：包括影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形，影響正常使用的振動，影響正常使用或耐久性能的局部損壞。

二、鋼結(jié)構(gòu)的材料 1 對鋼結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求：

（1）較高的抗拉強(qiáng)度，和屈服點(diǎn)；

（2）較高的塑性和韌性；

（3）良好的工藝性能；

（4）根據(jù)具體工作條件，有時(shí)還要求鋼材具有適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕性環(huán)境

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鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié) 的能力。

鋼材的主要性能：

（1）強(qiáng)度性能

比例極限；屈服點(diǎn)；抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。

（2）塑性性能

伸長率：試件被拉斷時(shí)的絕對變形值與試件原標(biāo)距之比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率。

（3）冷彎性能

冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定。試驗(yàn)時(shí)使試件彎成l80°，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。

（4）沖擊韌性

韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)。由于低溫對鋼材的脆性破壞有顯著影響，在寒冷地區(qū)建造的結(jié)構(gòu)不但要求鋼材具有常溫（20℃）沖擊韌性指標(biāo)，還要求具有負(fù)溫（0℃、-20℃或-40℃）沖擊韌性指標(biāo)，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗脆性破壞能力。3 鋼材的選擇

選擇鋼材時(shí)考慮的因素有：

（1）結(jié)構(gòu)的重要性：重要結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材；一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，可選用普通質(zhì)量的鋼材。

（2）荷載情況：直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈地震區(qū)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用綜合性能好的鋼材；一般承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)則可選用價(jià)格較低的Q235鋼。

（3）連接方法：焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)的要求應(yīng)嚴(yán)格一些。

（4）結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境：在低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)，尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。

(5）鋼材厚度：厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。

三、構(gòu)件的截面承載力—強(qiáng)度 1 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

（1）軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度是以截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服點(diǎn)為承載力極限狀態(tài)。

N?f A 構(gòu)件以凈截面的平均應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度為強(qiáng)度極限狀態(tài)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足

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鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

??（2）軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算

N?f An軸心受力構(gòu)件的剛度是以限制其長細(xì)比保證

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受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度

（1）梁的抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿足：

單向彎曲：??fyMx??f ?xWx?R 雙向彎曲：??MyMx??f ?xWnx?yWnyMx、My ——梁截面內(nèi)繞x、y軸的最大彎矩設(shè)計(jì)值 Wnx、Wny ——截面對x、y軸的凈截面模量；

x、y ——截面對x、y軸的有限塑性發(fā)展系數(shù)； f ——鋼材抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度 ；

（2）梁的抗剪強(qiáng)度：??VySxIxt?fv

Vy ——計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力；

Sx ——計(jì)算剪應(yīng)力處以上或以下毛截面對中和軸的面積矩； Ix——毛截面慣性矩； fv——鋼材抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

t——計(jì)算點(diǎn)處板件的厚度。3 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定

（1）理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式

理想軸心受壓構(gòu)件可能以三種屈曲形式喪失穩(wěn)定： ①彎曲屈曲

雙軸對稱截面構(gòu)件最常見的屈曲形式。

②扭轉(zhuǎn)屈曲

長度較小的十字形截面構(gòu)件可能發(fā)生的扭轉(zhuǎn)屈曲。③彎扭屈曲

單軸對稱截面桿件繞對稱軸屈曲時(shí)發(fā)生彎扭屈曲。

（2）理想軸心受壓構(gòu)件的彎曲屈曲臨界力

若只考慮彎曲變形，臨界力公式即為著名的歐拉臨界力公式，表達(dá)式為

π2EIπ2EANE?2?2

l?（3）軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定

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鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

一般組成軸心受力構(gòu)件的板件的厚度與板的寬度相比都較小，如果這些板件過薄，則在壓力作用下，板件將離開平面位置而發(fā)生凸曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為板件喪失局部穩(wěn)定。

四、鋼結(jié)構(gòu)的連接

螺栓連接

（1）普通螺栓連接

普通螺栓分為A、B、C三級。A級與B級為精制螺栓，C級為粗制螺栓。A、B級精制螺栓表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對成孔質(zhì)量要求高，制作和安裝復(fù)雜，價(jià)格較高，已很少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。A、B級精制螺栓的區(qū)別僅是螺栓桿長度不同。C級螺栓一般可用于沿螺栓軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時(shí)的臨時(shí)固定桿。

（2）高強(qiáng)度螺栓連接

高強(qiáng)度螺栓連接有摩擦型連接和承壓型連接兩種類型

①摩擦型連接：只依靠被連接板件間強(qiáng)大的摩擦力傳力，以摩擦力被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)。為了提高摩擦力，對被連接件的接觸面應(yīng)進(jìn)行處理。

②承壓型連接：允許接觸面發(fā)生相對滑移，以栓桿被剪壞或被承壓破壞作為連接承載力的極限狀態(tài)。

高強(qiáng)度螺栓性能等級包括8.8級和10.9兩種。摩擦型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.5-2.0mm，承壓型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.0-1.5mm；承壓型連接的承載力比摩擦型連接高，可節(jié)約螺栓。但剪切變形大，故不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。2 焊接

鋼結(jié)構(gòu)中一般采用的焊接方法有：電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等。

（1）焊縫連接的優(yōu)缺點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)：焊件間可直接相連，構(gòu)造簡單，制作加工方便；不削弱 截面，用料經(jīng)濟(jì)；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大；可實(shí)現(xiàn)自動化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

②缺點(diǎn)：在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的材質(zhì)變脆；焊接殘余 應(yīng)力和變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感，低溫時(shí)冷脆的問題較為突出。

（2）焊縫的形式

①角焊縫

角焊縫按其截面形式可分為直角角焊縫和斜角角焊縫。兩焊腳邊的夾角為90°的焊縫稱為直角角焊縫，直角邊邊長hf稱為角焊縫的焊腳尺寸，he＝0.7hf為直角角焊縫的計(jì)算厚度。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中。對于夾角大于135°或小于60°的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。

②對接焊縫

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鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

坡口形式與焊件厚度有關(guān)。當(dāng)焊件厚度很?。ㄊ止ず?mm，埋弧焊10mm）時(shí)，可用直邊縫。對于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的單邊V形或V形焊縫。斜坡口和離縫c共同組成一個焊條能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的施焊空間，使焊縫易于焊透；鈍邊p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形和X形坡口。對于V形縫和U形縫需對焊縫根部進(jìn)行補(bǔ)焊。對接焊縫坡口形式的選用，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》的要求進(jìn)行。凡T形，十字形或角接接頭的對接焊縫稱之為對接與角接組合焊縫。

五、心得小結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景廣闊，奧運(yùn)場館的建設(shè)、西部大開發(fā)的實(shí)施、城市化和工業(yè)化步伐的進(jìn)一步加快、重大基礎(chǔ)設(shè)施工程的上馬等等，均為中國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供了十分廣闊的前景。中國鋼結(jié)構(gòu)如今無論是設(shè)計(jì)水平，還是制作安裝技術(shù)，都不比國外遜色，完全可以滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基本建設(shè)的需要。不過，鋼結(jié)構(gòu)的研究還處于起動階段，研究力度還不夠，實(shí)際設(shè)計(jì)和施工還存在不少爭議和問題。這些都急需解決，以利于鋼結(jié)構(gòu)在我國健康快速持續(xù)發(fā)展。

作為建筑相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，現(xiàn)階段就應(yīng)該學(xué)好理論知識，爭取在今后步入社會后利用自身所學(xué)專業(yè)知識為建筑行業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值。

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