建筑結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計初步第10章 鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件.ppt

1、本章主要內(nèi)容,1.焊縫連接的構(gòu)造要求，對接焊縫與角焊縫連接的計算； 2.普通螺栓連接的構(gòu)造要求，普通螺栓連接的計算，高強 度螺栓連接的構(gòu)造要求； 3.軸心受力構(gòu)件的強度、剛度驗算，實腹式軸心受壓構(gòu)件 的整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性驗算；柱頭與柱腳的構(gòu)造要求 4.受彎構(gòu)件的強度、剛度、整體穩(wěn)定性驗算，受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定的概念、設(shè)置加勁肋的規(guī)定及構(gòu)造要求；梁的拼接，次梁與主梁連接的構(gòu)造要求,第十章 鋼 結(jié) 構(gòu) 基 本 構(gòu) 件,1.了解手工電弧焊、自動及半自動焊、氣體保護焊的原 理； 2.理解焊縫連接、普通螺栓連接、高強度螺栓連接的概 念、特點及應用條件； 3.熟悉焊縫的構(gòu)造要求,教學目標,第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的

2、連接,鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接三種,一 、鋼結(jié)構(gòu)的連接種類,1.焊縫連接 (1) 優(yōu)點 構(gòu)造簡單，加工方便，節(jié)約鋼材，連接的剛度大，密封性能好，易于采用自動化作業(yè)。 （2）缺點 但焊縫連接會產(chǎn)生殘余應力和殘余變形，且連接的塑性和韌性較差。 2.螺栓連接 螺栓連接可分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種,1）普通螺栓連接 普通螺栓分為A、B、C三級。 A級和B級為精制螺栓。其抗剪性能比C級螺栓好，但成本高，安裝困難，故較少采用。 C級螺栓為粗制螺栓，加工粗糙，尺寸不很準確，只要求類孔（孔徑比螺栓直徑大1.53mm,2）高強度螺栓連接 1）傳遞剪力的機理 主要是靠被連接板件間的

3、強大摩擦阻力來傳遞剪力。 2）優(yōu)點 施工簡便、受力好、耐疲勞、可拆換、工作安全可 靠。 3）應用 廣泛用于各種鋼結(jié)構(gòu)連接中，尤其適用于承受動力荷 載的結(jié)構(gòu)中,4）高強度螺栓連接受剪力時，按其傳力方式又可分為摩擦型和承壓型兩種： 摩擦型高強螺栓僅靠被連接板件間的強大摩擦阻力傳遞剪力，以摩擦阻力剛被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)。 承壓型高強螺栓是靠被連接板件間的摩擦力和螺栓桿共同傳遞剪力，以螺栓桿被剪壞或被壓（承壓）壞作為承載力的極限。其承載力比摩擦型高，可節(jié)約螺栓,二、鋼結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造與計算 （一）焊接連接 1. 焊接方法、原理與特點 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有電弧焊，包括手工電弧焊、自動或半自動埋弧

4、焊及氣體保護焊等。 （1）手工電弧焊 1）原理,如下圖所示： 其電路由焊條、焊鉗、焊件、電焊機和導線等組成,2）焊條 手工焊常用的焊條有碳鋼焊條和低合金鋼焊條。 其牌號為E43、E50和E55型等，其中E表示焊條，兩位數(shù)字表示焊條熔敷金屬抗拉強度的最小值（單位為kgf / mm2）。 手工焊采用的焊條應符合國家標準的規(guī)定，焊條的選用應與主體金屬相匹配。一般情況下，對Q235鋼采用E43型焊條，對Q345鋼采用E50型焊條，對Q390和Q420鋼采用E55型焊條,3）特點 手工焊具有設(shè)備簡單，適用性強的優(yōu)點，特別是短焊縫或曲折焊縫的焊接時，或在施工現(xiàn)場進行高空焊接時，只能采用手工焊接，所以它是鋼

5、結(jié)構(gòu)中最常用的焊接方法。 但其生產(chǎn)效率低，勞動強度大，保證焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵是焊工的技術(shù)水平，焊縫質(zhì)量的波動較大,2）自動或半自動埋弧焊 1）原理,2）特點及應用 自動埋弧焊焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫內(nèi)部缺陷少，塑性和韌性好，因此其質(zhì)量比手工電弧焊好。 半自動埋弧焊質(zhì)量介于自動焊和手工焊之間。 3）應用 自動埋弧焊只適合焊接較長的直線焊縫。 半自動埋弧焊適合于焊接曲線或任意形狀的焊縫。 自動焊或半自動焊應采用與焊件金屬強度相匹配的焊絲和焊劑。焊絲應符合焊接用鋼絲GB1300-77的規(guī)定，焊劑種類根據(jù)焊接工藝要求確定,2.焊縫連接的主要優(yōu)缺點,優(yōu)點：構(gòu)造簡單、加工方便、節(jié)省鋼材；連接剛度大、密封好、易于采用

6、自動化作業(yè) 缺點：熱應力影響、殘余應力、對裂紋敏感,3. 焊縫的形式與構(gòu)造 焊縫連接可分為,焊縫的形式是指焊縫本身的截面形式，主要有: 對接焊縫 角焊縫,1）對接焊縫 1）特點及截面形式 特點 傳力均勻平順，無明顯的應力集中，受力性能較好。 但對接焊縫連接要求下料和裝配的尺寸準確，保證相連板件間有適當空隙，還需要將焊件邊緣開坡口，制造費工,截面形式 I型、單邊V型、V型、J型、U型、K型和 X型等,2）對接焊縫的構(gòu)造 當焊件厚度很小(t 10mm)時，可采用I型坡口； 對于一般厚度（t =1020 mm）的焊件，可采用單邊V型或V型坡口，以便斜坡口和間隙b組成一個焊條能夠運轉(zhuǎn)的空間，使焊縫易于

7、焊透； 對于厚度較厚的焊件（t 20mm），應采用U型、K型或X型坡口,引弧板：對接焊縫施焊時的起點和終點，常因起弧和滅弧出現(xiàn)弧坑等缺陷，此處極易產(chǎn)生裂紋和應力集中，為避免焊口缺陷，可在焊縫兩端設(shè)引弧板,在對接焊縫的拼接處，當焊件的寬度不同或厚度相差4 mm以上時，應分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1/4（對承受動荷載的結(jié)構(gòu)）或1/2.5（對承受靜荷載的結(jié)構(gòu)）（右圖）。當厚度不同時，坡口型式應根據(jù)較薄焊件厚度來取用，焊縫的計算厚度等于較薄焊件的厚度,2）角焊縫 角焊縫位于板件邊緣，傳力不均勻，受力情況復雜，受力不均勻容易引起應力集中； 但因不需開坡口，尺寸和位置要求精度稍低，

8、使用靈活，制造方便，故得到廣泛應用。 1）截面形式 角焊縫按兩焊腳邊的夾角可分為直角角焊縫和斜角角焊縫兩種,直角角焊縫,斜角角焊縫,在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，最常用的是直角角焊縫，斜角角焊縫 主要用于鋼管結(jié)構(gòu)中,角焊縫按其與外力作用方向的不同可分為平行于外力作用方向的側(cè)面角焊縫、垂直于外力作用方向的正面角焊縫（或稱端焊縫）和與外力作用方向斜交的斜向角焊縫三種,2）角焊縫構(gòu)造 最小焊腳尺寸 ，其中為較厚焊件的板厚，單位mm。 對于自動焊，最小焊腳尺寸可減小1 mm；對于T型連接的單面角焊縫則應增加1 mm。當焊件厚度等于或小于4 mm時，則 應與焊件同厚,最大焊腳尺寸 角焊縫的最大焊腳尺寸應滿足：hf m

9、ax1.2t1，其中t1為較薄焊件的板厚，單位mm,當貼著板邊緣施焊時，尚應滿足：當焊件邊緣厚度t6 mm時，取hf max = t ；當焊件邊緣厚度t6 mm時， 取hf max = t -（12）mm。 最小計算長度 角焊縫的最小計算長度應大于8hf，且不小于40 mm。 側(cè)面角焊縫的最大計算長度 側(cè)焊縫的計算長度不宜大于60hf（靜荷載）或40hf（動荷載）。但當內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時則不受此限,在搭接連接中，要求搭接長度l5t1，且不小于25 mm,4.焊縫的缺陷和質(zhì)量等級,1）焊縫的缺陷 裂紋、焊瘤、燒穿、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透、焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良,2）焊縫質(zhì)

10、量等級 一級：100%探傷檢測 二級：抽檢比例不小于20%無損探傷 三級：例行外觀檢查 （3）選用：按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）中的規(guī)定選用,5. 焊縫的符號及標注方法,見教材P116-117 表10-1,6. 焊縫的計算 （1）對接焊縫 1）軸心受力對接焊縫的計算,或,2)軸心受力斜對接焊縫,或,例10.1】 試驗算下圖所示鋼板的對接焊縫強度。圖中l(wèi)=550mm，t=22mm，軸心力的設(shè)計值為N=2300kN。鋼材為Q235-BF，手工焊，焊條E43型，焊縫質(zhì)量標準三級,附表15,2）直角角焊縫的計算公式 在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下 當力垂直于焊縫長度方向時（正面

11、角焊縫） 當力平行于焊縫長度方向時（側(cè)面角焊縫,角鋼連接角焊縫的計算 采用兩側(cè)焊縫連接時： N1=k1N，N2=k2N k 1、k 2角鋼肢背與肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù),角鋼肢背和肢尖焊縫所需的長度,b.采用三面圍焊連接時 N1=k1N- N3/2 N2=k2N- N3/2 c.采用L形圍焊縫時,例10.2】在下圖所示角鋼和節(jié)點板采用兩側(cè)面焊縫的連接中，N=660k N（靜荷載設(shè)計值），角鋼為211010，節(jié)點板厚度t1 =12mm，鋼材為Q235-A.F，焊條E43型，手工焊。試確定所需角焊縫的焊腳尺寸和焊縫長度,4. 焊接應力與焊接變形 （1）焊接應力與焊接變形的產(chǎn)生 焊接應力和焊接變形：在

12、施焊過程中，焊件由于受到不均勻的電弧高溫作用所產(chǎn)生的變形和應力，稱為熱變形和熱應力。而冷卻后，焊件中所存在的反向應力和變形，稱為焊接應力和焊接變形。 （2）減少焊接應力與焊接變形的措施 1）設(shè)計方面 選用適宜的焊腳尺寸和焊縫長度，最好采用細長而不用粗短焊縫,焊縫應盡可能布置在結(jié)構(gòu)的對稱位置上，以減少焊接殘余變形。 對接焊縫的拼接處，應做成平緩過渡，以減少連接處的應力集中。 不宜采用帶銳角的板料作為肋板,焊縫不宜過于集中。 當拉力垂直于受力板面時，要考慮板材有分層破壞的可能,盡量避免三向焊縫相交。應采用使次要焊縫中斷而主要焊縫連續(xù)通過的構(gòu)造。對于直接承受動荷載的吊車梁受拉翼緣處，尚應將加勁肋切短

13、50100mm，以提高抗疲勞強度。 要注意施焊方便，盡量避免采用仰焊及立焊等,2)制造方面 焊前預熱或焊后后熱法。對于小尺寸焊件，焊前預熱，或焊后回火加熱至60左右，然后緩慢冷卻，可以消除焊接應力與焊接變形。 選擇合理的施焊次序。例如分層施焊，對角跳焊等等。 施焊前給構(gòu)件施加一個與焊接變形方向相反的預變形，使之與焊接所引起的變形相互抵消，從而達到減小焊接變形的目的,作業(yè)布置： 預 習：螺栓連接； 習 題：10-20,二） 螺栓連接 1.普通螺栓連接的計算和構(gòu)造 （1）普通螺栓連接的構(gòu)造 1）螺栓的規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)采用的普通螺栓形式為六角頭型，其代號用字母M和公稱直徑的毫米數(shù)表示。螺栓直徑d應根據(jù)整

14、個結(jié)構(gòu)及其主要連接的尺寸和受力情況選定，受力螺栓一般采用M16、M20、M24等,2）螺栓的排列 螺栓的排列有：并列和錯列,并列,錯列,螺栓在構(gòu)件上的排列應同時考慮受力要求、構(gòu)造要求及施工要求。 從受力角度出發(fā)，螺栓端距不能太小，否則孔前鋼板有被剪壞的可能；螺栓端距也不能過大，螺栓端距過大不僅會造成材料的浪費，對受壓構(gòu)件而言還會發(fā)生壓屈鼓肚現(xiàn)象。 從構(gòu)造角度考慮，螺栓的栓距及線距不宜過大，否則被連接構(gòu)件間的接觸不緊密，潮氣就會侵入板件間的縫隙內(nèi)，造成鋼板銹蝕,從施工角度來說，布置螺栓還應考慮擰緊螺栓時所必須的施工空隙。 3）螺栓的其他構(gòu)造要求 每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端，永久性的螺栓數(shù)

15、不宜少于兩個。對組合構(gòu)件的綴條，其端部連接可采用一個螺栓。 C級螺栓宜用于沿其桿軸方向的受拉連接，在下列情況下可用于受剪連接： 承受靜荷載或間接承受動荷載結(jié)構(gòu)中的次要連接； 不承受動荷載的可拆卸結(jié)構(gòu)的連接,臨時固定構(gòu)件用的安裝連接。 對直接承受動荷載的普通螺栓連接應采用雙螺帽或其它能防止螺帽松動的有效措施。 （2）普通螺栓連接的計算 普通螺栓連接的受力形式分為三類：外力與栓桿垂直的受剪螺栓連接；外力與栓桿平行的受拉螺栓連接；同時受剪和受拉的螺栓連接,受剪螺栓,受拉螺栓,受剪和受拉的螺栓,1）受剪螺栓連接 受力特點 受剪螺栓連接達到極限承載力時的五種破壞形式,受剪破壞,擠壓破壞,拉壓破壞,沖剪破

16、壞,受彎破壞,計算方法 a. 受剪螺栓連接受軸心力作用時 首先，計算出連接所需螺栓數(shù)目。由于軸心拉力通過螺栓群中心，可假定每個螺栓受力相等，則連接一側(cè)所需螺栓數(shù)為,b.螺栓群在軸心力作用下，當構(gòu)件節(jié)點處或拼接縫一側(cè)螺栓很多，且沿受力方向連接長度過大，應將螺栓承載力設(shè)計值乘以折減系數(shù),此時,其次，對構(gòu)件凈截面強度進行驗算。構(gòu)件開孔處凈截面強度應滿足,式中 連接件或構(gòu)件在所驗算截面處的凈截面面積,凈截面強度驗算截面應選擇最不利截面，即內(nèi)力最大或凈截面面積較小的截面,N 連接件或構(gòu)件驗算截面處的軸心力設(shè)計值,鋼材的抗拉（或抗壓）強度設(shè)計值,若該連接采用如下圖c所示的螺栓錯列布置時，就有如下6種可能的

17、破壞面,應同時計算出各種可能破壞面的凈截面面積，并分析各種可能破壞面上所受力的大小，確定最不利截面，然后將凈截面面積和相應驗算截面處的軸心力設(shè)計值代入上式驗算,2) 受拉螺栓連接,受力特點,在受拉螺栓連接接頭中，普通螺栓所受拉力的大小與被連接板件的剛度有關(guān)。假如被連接板件的剛度很大，連接的豎板端受拉力2Nt，因被連接板件無變形，所以一個螺栓所受拉力為Nt,但是，實際被連接板件的剛度常較小，受拉后和拉力垂直的角鋼水平肢會發(fā)生較大的變形，因而在角鋼水平肢的端部因杠桿作用而產(chǎn)生反力Q，普通螺栓所受拉力將會增大至Nt+Q/2,受拉螺栓連接受軸心力作用時的計算方法 由于受拉螺栓的最不利截面在螺栓削弱處，

18、因此，計算時應根據(jù)螺紋削弱處的有效直徑de或有效面積Ae來確定其承載力。 一個受拉螺栓的承載力設(shè)計值為 式中：de、Ae分別為螺栓螺紋處的有效直徑和有效面積,假定各個螺栓所受拉力相等， 則連接所需螺栓數(shù)目為,螺栓抗拉強度設(shè)計值,概念：在例如桁架、剛架、排架、塔架及網(wǎng)殼等桿件體系結(jié)構(gòu)中，通常假設(shè)其節(jié)點為鉸接連接，當無節(jié)間荷載作用時，只有軸向拉力和壓力的作用，分別稱為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件。 截面形式：一般分為兩類，第一類是熱軋型鋼截面；第二類是型鋼組合截面或格構(gòu)式組合截面,第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)軸心受力構(gòu)件,對軸心受力構(gòu)件截面形式的要求： 能提供強度所需要的截面面積； 制作簡便；便于和相鄰構(gòu)件連接；

19、 截面寬大而壁厚較薄，以滿足剛度要求,對軸心受壓構(gòu)件而言，因為其穩(wěn)定性直接取決于它的整體剛度，所以其截面的兩個主軸方向的尺寸應寬大。根據(jù)以上情況，軸心受壓構(gòu)件除經(jīng)常采用雙角鋼和寬翼緣工字形截面外，有時需要采用實腹式或格構(gòu)式組合截面。 1軸心受力構(gòu)件的計算 （1）強度計算 軸心受力構(gòu)件的強度承載能力極限狀態(tài)是截面的平均應力達到鋼材的屈服強度fy,軸心受力構(gòu)件的強度按下式驗算 式中 N構(gòu)件的軸心拉力或壓力設(shè)計值； An構(gòu)件的凈截面面積； f 鋼材的抗拉或抗壓強度設(shè)計值,2）剛度驗算 當構(gòu)件剛度不足時：容易在制造、運輸和吊裝過程中產(chǎn)生彎曲或過大的變形； 在使用期間因其自重而明顯下?lián)希?在動力荷載作用

20、下會發(fā)生較大振動； 可能使得構(gòu)件的極限承載力顯著降低； 初彎曲和自重產(chǎn)生的撓度也將對構(gòu)件的整體穩(wěn)定帶來不利影響。 軸心受力構(gòu)件的剛度是以其長細比來衡量的,軸心受力構(gòu)件的剛度按下式驗算,式中 構(gòu)件最不利方向的長細比 l0 相應方向的構(gòu)件計算長度； i 相應方向的截面回轉(zhuǎn)半徑 構(gòu)件的容許長細比,3）實腹式軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性驗算 穩(wěn)定性驗算的重要性：若結(jié)構(gòu)或構(gòu)件處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，輕微擾動就將使結(jié)構(gòu)或其組成構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形而最終喪失承載能力,這種現(xiàn)象稱為失去穩(wěn)定性。 在軸心受力構(gòu)件中，對于軸心受拉構(gòu)件，由于在拉力作用下，構(gòu)件總有拉直繃緊的傾向，其平衡狀態(tài)總是穩(wěn)定的，不必進行穩(wěn)定性驗算。 對于軸心受壓

21、構(gòu)件，截面若沒有孔洞削弱，一般不會因強度不足而喪失承載能力；但當其長細比較大時，穩(wěn)定性是導致其破壞的主要因素,2）整體穩(wěn)定驗算 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性按下式驗算 式中 N軸心受壓構(gòu)件的壓力設(shè)計值； A構(gòu)件的毛截面面積； f 鋼材的抗壓強度設(shè)計值； 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，見附表17,3）局部穩(wěn)定驗算 概念：工字型截面軸心受壓構(gòu)件，若腹板及翼緣的板件太寬太薄，當軸壓力達到某一數(shù)值時，板件就可能在構(gòu)件喪失強度和整體穩(wěn)定之前不能維持平面平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凹凸鼓出變形，這種現(xiàn)象稱為板件失去穩(wěn)定，或稱板件屈曲,實腹式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計的步驟：先選擇截面的形式，然后根據(jù)整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定等要求選擇截面

22、尺寸，最后進行強度和穩(wěn)定性驗算,2 軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造 （1）實腹式軸心受壓柱 截面形式,型鋼截面,組合截面,格構(gòu)式截面,為避免彎扭失穩(wěn)，常采用雙軸對稱截面。 單角鋼截面適用于塔架、桅桿結(jié)構(gòu)和起重機臂桿或輕便桁架。 雙角鋼便于在不同情況下組成接近于等穩(wěn)定的壓桿截面，常用于由節(jié)點板連接桿件的平面桁架。 H型鋼的寬度與高度相同時對強軸的回轉(zhuǎn)半徑約為弱軸回轉(zhuǎn)半徑的2倍，對于在中點有側(cè)向支撐的獨立柱最適合,焊接工字形截面制造簡單，其腹板按局部穩(wěn)定的要求可作得很薄而節(jié)約鋼材，應用十分廣泛。 焊接工字形截面制造簡單，其腹板按局部穩(wěn)定的要求可作得很薄而節(jié)約鋼材，應用十分廣泛。 十字形截面在兩個主軸方向的回轉(zhuǎn)

23、半徑是相同的，對于重型中心受壓柱，當兩個方向的計算長度相同時，這種截面最為有利。 方管或由鋼板焊成的箱形截面，承載能力和剛度都較大，但連接構(gòu)造復雜，常用作高大的承重支柱,輕型鋼結(jié)構(gòu)中，可采用各種冷彎薄壁型鋼截面組成壓桿，從而獲得較好經(jīng)濟效果。 設(shè)置橫向加勁肋：為了提高構(gòu)件的抗扭剛度，防止構(gòu)件在施工和運輸過程中發(fā)生變形，當h0/tw80時，應在一定位置設(shè)置成對的橫向加勁肋,設(shè)置橫隔：對于大型實腹式柱，為了增加其抗扭剛度和傳布集中力作用，在受有較大水平力處，以及運輸單元的端部，應設(shè)置橫隔，橫隔間距一般不大于柱截面較大寬度的9倍或8m,2）格構(gòu)式軸心受壓柱 格構(gòu)式構(gòu)件是將肢件用綴材連成一體的一種構(gòu)件

24、。 綴條與綴板： 綴材分綴條和綴板兩種，相應地格構(gòu)式構(gòu)件也分為綴條式和綴板式兩種,綴板,綴條,實軸,虛軸,肢件： 格構(gòu)式受壓構(gòu)件是把肢件布置在距截面形心一定距離的位置上，通過調(diào)整肢件間距離以使兩個方向具有相同的穩(wěn)定性。 肢件通常為槽鋼、工字鋼或H型鋼，用綴材把它們連成整體，以保證各肢件能共同工作。 槽鋼肢件的翼緣可以向內(nèi)，也可以向外，前者外觀平整優(yōu)于后者； 工字鋼作為肢件組成的格構(gòu)式截面柱，適用于柱子承受荷載較大的情況,對于長度較大而受力不大的壓桿，如桅桿，起重機臂桿等，肢件可以由四個角鋼組成，四周均用綴材連接。 格構(gòu)柱截面的特點：由于材料集中于分肢，與實腹柱相比，在用料相同的情況下可增大截面

25、慣性矩，提高剛度及穩(wěn)定性，從而節(jié)約鋼材。格構(gòu)柱的橫截面為中部空心的矩形，抗扭剛度較差。 為了提高格構(gòu)柱的抗扭剛度，保證柱子在運輸和安裝過程中的形狀不變，應每隔一段距離設(shè)置橫隔,橫隔用鋼板,交叉角鋼,3）柱頭 軸心受壓柱柱頭的構(gòu)造方案,梁設(shè)置于柱頂,梁設(shè)置于柱頂,梁連接于柱的側(cè)面,梁連接于柱的側(cè)面,梁連接于柱的側(cè)面,4)柱腳 軸心受壓柱柱腳的作用是將柱身的壓力均勻地傳給基礎(chǔ)，并和基礎(chǔ)牢固連接。柱腳設(shè)計時應力求構(gòu)造簡單，并便于安裝固定。 軸心受壓柱的柱腳分為：鉸接柱腳和剛性柱腳,軸承式鉸接柱腳,剛接柱腳,剛接柱腳,平板式鉸接柱腳,第三節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件 一、受彎構(gòu)件截面形式： 按支承情況的不同，可

26、以分為簡支梁、懸臂梁和連續(xù)梁。 按截面形式可以分為型鋼梁和組合梁兩大類,此外，還可根據(jù)跨度和荷載大小的需要，采用蜂窩梁,根據(jù)梁截面沿長度方向有無變化，可以分為等截面梁和變截面梁。 等截面梁構(gòu)造簡單，制作方便，適用于跨度不大的場合。 對于跨度較大的梁，為節(jié)約鋼材，常采用變截面梁，如下圖的楔形梁,根據(jù)受力情況的不同，還可以分為單向受彎梁和雙向受彎梁（斜彎曲梁,二、梁的強度和剛度,一）鋼梁的強度計算,1. 梁的抗彎強度按下列公式計算,單向彎曲時,雙向彎曲時,式中 M彎矩； 截面塑性發(fā)展系數(shù)。對于工字形截面x=1.05，y=1.2；對于箱形截面x=y=1.05。 對其它截面的塑性發(fā)展系數(shù)見表10-11

27、 f 鋼材抗彎矩強度設(shè)計值,對于直接承受動力荷載且需計算疲勞的梁，考慮塑性發(fā)展會使鋼材硬化，促使疲勞斷裂提早出現(xiàn)。 當梁的受壓翼緣自由外伸寬度與其厚度之比較大時，考慮塑性發(fā)展對翼緣局部穩(wěn)定有不利影響,對下列情況，規(guī)范不允許截面有塑性發(fā)展，而以彈性極限彎矩作為設(shè)計極限狀態(tài)，即取=1.0,式中 V計算截面沿腹板平面作用的剪力； I梁的毛截面慣性矩； S中和軸以上或以下截面對中和軸的面積矩，按毛截面計算； tw腹板厚度； fv鋼材抗剪強度設(shè)計值。 對于軋制工字鋼和槽鋼，當無較大截面削弱時，可不必驗算抗剪強度,2 抗剪強度,3 局部承壓強度,式中 F集中荷載，對動力荷載應考慮動力系數(shù)； 集中荷載增大系

28、數(shù)，對重級工作制吊車梁=1.35；對其它梁=1.0。 lz 集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度， lz=a+2hy a 集中荷載沿梁跨方向的支承長度，對吊車梁可取50mm,hy 自吊車梁軌頂或其它梁頂面至腹板計算高度上邊緣 的距離,4 復合應力 在組合梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受有較大的正應力、剪應力和局部壓應力，或同時受有較大的正應力和剪應力，應驗算其折算應力。折算應力驗算公式為,式中 驗算點處正應力； 驗算點處剪應力； M驗算截面的彎矩； y驗算點至中和軸的距離； c 驗算點處局部壓應力。當驗算截面處設(shè)有加勁肋或無集中荷載時，取c=0； 1計算折算應力的強度設(shè)計值增大系數(shù)。當與

29、c 異號時，取1 =1.2；當與c 同號或c =0時，取1 =1.1,二）剛度驗算 v v 或 v /lv / l,式中 v 梁的容許撓度。 梁的剛度屬正常使用極限狀態(tài)，故計算時應采用荷載標準值，且不考慮螺栓孔引起的截面削弱，對動力荷載標準值也不乘動力系數(shù),三、鋼梁的整體穩(wěn)定,圖 10-34,概念：在最大剛度平面內(nèi)受有垂直荷載作用的梁，當荷載增加到某一數(shù)值時，梁將突然發(fā)生側(cè)向彎曲（繞弱軸的彎曲）和扭轉(zhuǎn)，并喪失繼續(xù)承載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁的彎曲扭轉(zhuǎn)屈曲（彎扭屈曲）或梁喪失整體穩(wěn)定。 使梁喪失整體穩(wěn)定的彎矩或荷載稱為臨界彎矩或臨界荷載。 影響因素： 梁的側(cè)向抗彎剛度和抗扭剛度愈大，梁的臨界彎矩越大,梁受壓翼緣自由長度愈小，梁的側(cè)彎及扭轉(zhuǎn)變形愈小，因此梁的臨界彎矩也愈大； 荷載作用位置,梁的上翼緣,梁的下翼緣,整體穩(wěn)定驗算,式中,Mx、荷載設(shè)計值在梁內(nèi)產(chǎn)生的繞強軸（x軸）作 用的最大彎矩及最大壓應力,Wx按受壓纖維確定的梁毛截面模量,梁的整體穩(wěn)定系數(shù),整體穩(wěn)定性的保證措施 在實際工程中，梁的整體穩(wěn)定常由鋪板或支撐來保證，梁常與其它構(gòu)件相互連接，有利于阻止梁喪失整體穩(wěn)定。 規(guī)范規(guī)定，當符合下列情況之一時，都不必計算梁的整體穩(wěn)定性： 有鋪板（各種