《鋼結構構造》PPT課件.ppt

第五章 鋼結構構造,第一節(jié) 鋼結構構造要求的重要性及一般要求 第二節(jié) 連接構造 第三節(jié) 結構構件構造 第四節(jié) 剛架主要節(jié)點構造 第五節(jié) 桁架節(jié)點構造,本章小結,本章講述了鋼結構構造要求的重要性；鋼結構連接的構造要求；各種結構構件的構造要求；剛架節(jié)點的構造要求；屋架節(jié)點的構造要求。通過本章的學習、訓練，學生應熟悉鋼結構連接的構造要求；掌握各種構件之間的連接方法、構造要求；熟悉剛架節(jié)點及屋架節(jié)點的構造。,本章重點,1.鋼結構連接的構造要求； 2.各種構件之間的連接方法、構造要求； 3.剛架節(jié)點及屋架節(jié)點的構造。,第一節(jié) 鋼結構構造要求的重要性及一般要求,1.鋼結構構造要求的重要性 鋼結構是由若干構件組合而成的。連接的作用就是通過一 定的手段將板材或型鋼組合成構件，或將若干構件組合成整體 結構，以保證其共同作用。因此，連接方式和構造及其結構構 件的構造質量優(yōu)劣直接影響鋼結構的工作性能。,2.鋼結構構造的一般要求 (1）鋼結構的構造應便于制作、運輸、安裝、維護并使結構受力 簡單明確，減少應力集中，避免材料三向受拉。以受風荷載為主的空 腹結構，還應力求減少受風面積。 （2）在鋼結構的受力構件及其連接中，不宜采用：厚度小于4mm的 鋼板；壁厚小于3mm的鋼管；截面小于454或56364的角鋼 （對焊接結構）或截面小于505的角鋼（對螺栓連接或鉚釘連接結 構）。,（3）焊接結構是否需要采用焊前預熱或焊后熱處理等特殊措施，應 根據(jù)材質、焊件厚度、焊接工藝、施焊時氣溫以及結構的性能要求等綜 合因素來確定。 （4）為了保證結構的空間工作，提高結構的整體剛度，承擔和傳 遞水平力，防止桿件產生過大的振動，避免壓桿的側向失穩(wěn)，以及保證 結構安裝時的穩(wěn)定，應根據(jù)結構及其荷載的不同情況設置可靠的支撐系 統(tǒng)。在建筑物每一個溫度區(qū)段或分期建設的區(qū)段中，應分別設置獨立的 空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)。 （5）單層房屋和露天結構的溫度區(qū)段長度（伸縮縫的間距），當 不超過教材表4-1的數(shù)值時，可不考慮溫度應力和溫度變形的影響。,第二節(jié) 連接構造,1.焊縫連接構造 (1）焊縫金屬宜與主體金屬相適應 ,當不同強度的鋼材連 接時，可采用與低強度鋼材相適應的焊接材料。根據(jù)實驗， Q235鋼和Q345鋼鋼材焊接時，若用E50 焊條，焊縫強度比 用E43焊條提高不多，此外，從連接的韌性和經(jīng)濟性方面 考慮，因此設計時可采用E43焊條。,(2）在設計中不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和 在一處集中大量焊縫，同時焊縫的布置應盡可能對稱于構件 形心軸。 為防止施焊時鋼板產生層狀撕裂，對焊件厚度大于20mm 的角接接頭焊縫，應采用收縮時不宜引起層狀撕裂的構造。 對大面積的板材（如實腹梁的腹板）拼接中，常會遇到 縱橫交叉的拼接焊縫。當采用對接焊縫時，縱橫兩方向的對 接焊縫，可采用十字形交叉或形交叉；當為形交叉時， 交叉點的間距不得小于200mm。,(3）對接焊縫的坡口形式，應根據(jù)板厚和施工條件按 現(xiàn)行標準手工電弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸和 埋弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸的要求選用。,(4）對接焊縫按是否焊透可分為焊透的和部分焊透的。 焊透的對接焊縫強度高，受力性能好，故一般采用焊透的對 接焊縫。只有板件較厚而內力較小或甚至不受力時，才可采 用部分焊透的對接焊縫，以省工省料和減小焊接變形。但由 于未焊透，應力集中和殘余應力嚴重，故規(guī)范規(guī)定在直接承 受動力荷載的結構中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用部分 焊透的對接焊縫。 當采用部分焊透的對接焊縫時，應注明坡口的形式和尺 寸，其計算厚度he不得小于1.5 ，t為焊件的較大厚度 ()。,2.螺栓連接構造 (1）每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端，永久性 的螺栓（或鉚釘）數(shù)不宜少于2個。對組合構件的綴條，其 端部連接可采用1個螺栓（或鉚釘）。 (2）高強度螺栓孔應采用鉆成孔。高強度螺栓摩擦型 連接的孔徑比螺栓公稱直徑d大1.52.0mm；高強度螺栓承 壓型連接的孔徑比螺栓公稱直徑d大1.01.5mm。,(3）在高強度螺栓連接范圍內，構件接觸面的處理方法 應在施工圖中說明。 (4）螺栓或鉚釘?shù)木嚯x應符合教材表2-5的要求。 (5）c級螺栓與孔壁間有較大空隙，不宜用于較重要的 連接，宜用于沿其桿軸方向受拉的連接。,(6）對直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接應采用雙 螺帽或其他能防止螺帽松動的有效措施，如：彈簧墊圈、螺 桿和螺帽焊死等方法。 (7）當型鋼構件的拼接采用高強度螺栓連接時，其拼接 件宜采用鋼板。 (8）沉頭和半沉頭鉚釘不得用于沿其桿軸方向受拉的連 接。 (9）沿桿軸方向受拉的螺栓（或鉚釘）連接中的端板 （法蘭板），應適當增強其剛度（如加設加勁肋），以減少 撬力對螺栓（或鉚釘）抗拉承載力的不利影響。,第三節(jié) 結構構件構造,1.柱及主要節(jié)點的構造 (1）綴條柱在綴材面的抗剪剛度和抗彎剛度比綴板柱好，故剪力較大 或寬度較大的格構式柱，宜采用綴條柱。但綴板柱構造簡單，常用于軸心 受壓柱。綴板柱中，同一截面處綴板（或型鋼橫桿）的線剛度之和不得小 于柱較大分肢線剛度的6倍。 (2）當實腹式柱的腹板計算高度h0與厚度tw之比h0/tw80時，應采用 橫向加勁肋加強，其間距不得大于3h0。 橫向加勁肋的尺寸和構造應按局部穩(wěn)定的有關規(guī)定采用。,大型實腹式柱或格構式柱，除在受有較大水平力處設置橫隔外，還應在運輸單元的端部應設置橫隔（即加寬的橫向加勁肋），橫隔的間距不得大于柱截面較大寬度的9倍和8m。橫隔可用鋼板或交叉角鋼做成。,圖4-2 柱的橫隔,(3）梁與柱的連接形式和構造,1)梁與柱的鉸接連接 2)梁與柱的剛性連接,圖4-3 梁支承于柱頂?shù)你q接連接,圖4-4 梁支承于柱側的鉸接連接,鉸接柱腳只傳遞軸心壓力和剪力。剪力通常由底板與基礎表面的摩擦力傳遞。當此摩擦力不足以承受水平剪力時，應在柱腳底板下設置抗剪鍵如教材圖4-7所示，抗剪鍵可用方鋼、短形鋼或H型鋼做成。,2.梁與梁的連接構造,(1）梁的拼接 梁的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。,圖4-12 組合梁的工廠拼接,圖4-13 組合梁的工地拼接,由于現(xiàn)場施焊條件較差，焊縫質量難以保證，所以較重要或受動力荷載的大型梁，其工地拼接宜采用高強螺栓如圖4-14所示。,圖4-14 采用高強度螺栓的工地拼接,(2）次梁與主梁的連接,圖4-15 次梁與主梁的疊接,次梁與主梁的連接形式有疊接和平接兩種,圖4-16 次梁與主梁的平接,（3）梁與梁連接的其他構造要求,1）鉚接（或高強度螺栓摩擦型連接）梁的翼緣板不宜超過三層，翼緣角鋼面積不宜少于整個翼緣面積的30，當采用最大型號的角鋼仍不能符合此要求時，可加設腋板。此時角鋼與腋板面積之和不應少于翼緣總面積的30。當翼緣板不沿梁通長設置時，理論截斷點處外伸長度內的鉚釘（或高強度螺栓摩擦型連接）數(shù)目，應按該板1/2凈截面面積的抗拉、抗壓承載力進行計算。,2）為避免三向焊縫交叉，焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板相接處應切角，當切成斜角時，其寬約bs/3（但不大于40mm），高約bs/2（但不大于60mm），如教材圖4-18所示，bs為加勁肋的寬度。,3）梁的端部支承加勁肋的下端，按端面承壓強度設計值進行計算時，應刨平頂緊，其中突緣加勁板如圖4-19 b所示的伸出長度不得大于其厚度的2倍。,圖4-19 梁的支座 a）平板支座 b）突緣支座,(4）柱腳的形式與構造,柱腳的作用是把柱下端固定并將其內力傳給基礎。 1)鉸接柱腳,2)剛接柱腳,(5）柱腳錨栓,1)柱腳錨栓不得用以承受柱腳底部的水平反力，此水平反 力應由底板與混凝土基礎間的摩擦力或設置抗剪鍵承受。 2)柱腳錨栓埋置在基礎中的深度，應使錨栓的內力通過其 和混凝土之間的粘結力傳遞。當埋置深度受到限制時，則錨栓 應牢固地固定在錨板或錨梁上，以傳遞錨栓的全部內力，此時 錨栓與混凝土之間的粘結力可不予考慮。,3)錨栓不宜直接連于底板上，因底板剛度不足，不能保證 錨栓受拉的可靠性。錨栓通常支承于焊于靴梁的肋板上，肋板 上同時擱置水平板和墊板（見圖4-8）。,第四節(jié) 剛架主要節(jié)點構造,梁、柱加腋節(jié)點構造是門式剛架常用的重要節(jié)點，其 典型構造可如圖4-20所示。,加腋段受壓下翼緣應在平面外有支撐點以保證其穩(wěn)定，此支撐點間距l(xiāng)c 應不大于兩個檁距如圖4-21所示。,圖4-21 橫梁、柱隅撐構造,第五節(jié) 桁架節(jié)點構造,桁架節(jié)點是桁架體系的主要受力、傳力部位,其應滿足 以下構造要求: 1）焊接桁架應以桿件形心線為軸線，螺栓（或鉚釘） 連接的桁架可采用靠近桿件形心線的螺栓（或鉚釘）準線 為軸線，在節(jié)點處各軸線應交于一點（鋼管結構除外）。 當桁架弦桿的截面變化時，如軸線變動不超過較大弦桿 截面高度的5%，可不考慮其影響。,3）當焊接桁架的桿件用節(jié)點板連接時，弦桿與腹 桿、腹桿與腹桿之間宜留有一定的間隙，間隙不宜小于 20mm。為便于施焊，改善