北京交通大學鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理復習重點

1、第一章 緒論鋼結(jié)構(gòu)的特點：1 、輕質(zhì)高強，承載力大2 、鋼材材性好，可靠性高3 、工業(yè)化程度高4 、抗震性能好5 、氣密水密性好6 、易于銹蝕7 、耐熱性好，耐火性差8 、綠色環(huán)保無污染 鋼結(jié)構(gòu)的適用范圍：1 、承受大荷載、動荷載的結(jié)構(gòu)2 、大跨度或高度很大的結(jié)構(gòu)3 、拼裝式結(jié)構(gòu)或需要移動的結(jié)構(gòu)4 、對密封性要求高的結(jié)構(gòu)5 、輕型結(jié)構(gòu)6 、其他復雜造型結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)的主要形式：1 、大跨度結(jié)構(gòu)2 、重型結(jié)構(gòu)3 、高聳結(jié)構(gòu)4 、多層與高層結(jié)構(gòu)5 、密封結(jié)構(gòu)6 、活動結(jié)構(gòu)7 、輕型結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的： 保證整體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu) 件在充分滿足功能要求的基礎(chǔ)上安全、 可靠 地工作功能要求：1 、安全性：承

2、受作用，保持穩(wěn)定，不倒塌2 、適用性：工作性能良好，滿足使用要求3 、耐久性：隨時間仍能滿足使用要求 可靠度： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)、在規(guī)定條件下 完成預定功能的概率。 規(guī)定時間是指結(jié)構(gòu)的 設(shè)計使用年限； 規(guī)定條件是指正常設(shè)計、 正 常施工、正常使用和維護的條件 功能的極限狀態(tài)： 結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)的某一部分 超過某一定特定狀態(tài)后， 就不能滿足某一規(guī) 定功能要求， 則此特定狀態(tài)稱為功能的極限 狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)（狀態(tài) 1 ）：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件 達到最大承載能力或者達到不適合繼續(xù)承 載的變形的極限狀態(tài)。如強度、穩(wěn)定、疲勞 破壞正常使用極限狀態(tài)（狀態(tài) 2 ）：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件 達到正常使用或耐久性能（剛度、銹蝕等）

3、的某項規(guī)定限值的狀態(tài)。 包含標準組合、 頻 遇組合或準永久組合第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材的力學性能： 強度、塑性、韌性、冷彎 性能、耐久性五項指標： 抗拉強度、伸長率、屈服點、冷 彎試驗、常溫（低溫）沖擊韌性 影響鋼材力學性能的因素： 化學成分、冶金 缺陷與軋制過程、鋼材硬化、溫度影響、應 力狀態(tài)、加載速度 鋼材的兩種破壞形式：1、塑性破壞：破壞前構(gòu)件應力達到fu ，變形大、持續(xù)時間較長。 特征：破壞斷口參 差不齊，色暗， 因晶體在剪切之下相互滑移 呈纖維狀2 、破壞前變形小，無明顯破壞征兆，構(gòu)件 破壞應力小于 fy ，均由應力集中而引起。 特征：破壞斷口平齊， 晶粒往往在一個面 斷裂而呈光澤的

4、晶粒狀疲勞破壞的定義： 鋼材在循環(huán)多次反復作用 下裂紋生成、 擴展以致斷裂破壞的現(xiàn)象稱為 鋼材的疲勞或疲勞破壞 疲勞破壞的發(fā)生條件：1、受反復荷載作用2、存在拉應力3、應力集中程度較高。 疲勞破壞的三個階段： 裂紋的形成， 裂紋的緩慢發(fā)展和最后迅速斷裂疲勞破壞的影響因素：1 、應力種類2 、應力循環(huán)特征和應力幅3 、循環(huán)次數(shù)（疲勞壽命）4 、應力集中疲勞強度： 對于軋制鋼材或非焊接結(jié)構(gòu)， 疲 勞強度與最大應力、 應力比、循環(huán)次數(shù)和缺 口效應有關(guān)；而對于焊接結(jié)構(gòu)， 疲勞強度與 應力幅、循環(huán)次數(shù)和缺口效應有關(guān) 應力幅： 一次循環(huán)中最大應力與最小應力之 差鋼材的靜力強度對疲勞性能無顯著影響。 鋼材的

5、選用原則：1 、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性2 、荷載情況（靜力荷載，動力荷載）3 、連接方法（焊接連接、螺栓連接）4 、結(jié)構(gòu)所處的工作條件（環(huán)境溫度，腐蝕 等）5 、鋼材的厚度第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接 連接按連接方法分類： 焊接連接、 鉚釘連接、 螺栓連接連接按功能分類： 受力性連接、 綴連性連接、 支撐性連接不同連接的使用范圍：焊接： 適于靜力結(jié)構(gòu)，對接焊縫適用于承受 各種荷載的永久性結(jié)構(gòu)鉚釘： 內(nèi)力較大，承受各種荷載的永久性結(jié) 構(gòu)普通螺栓： 內(nèi)力較小，次要結(jié)構(gòu)， 臨時結(jié)構(gòu)， 安裝連接摩擦型高強度螺栓： 內(nèi)力較大的永久性結(jié)構(gòu)， 直接承受動載的結(jié)構(gòu)承壓型高強度螺栓： 內(nèi)力較大的永久性結(jié)構(gòu)，間接承受動載的結(jié)

6、構(gòu)不同連接的剛度： 焊接摩擦型鉚釘承壓型普通螺栓連接形式： 按被連接件相互幾何位置分為對 接、搭接、頂接（ T 形、角接） 焊縫形式： 對接焊縫、角焊縫 焊縫種類和連接形式是不同的概念同一類 型的接頭可以用兩種焊縫實現(xiàn) 焊縫質(zhì)量等級：三級： 外觀檢查，即焊縫實際尺寸是否符合 設(shè)計要求； 有無看得見的裂紋、 咬邊等缺陷。 焊縫設(shè)計強度為基材的 0.85 倍二級： 外觀基礎(chǔ)上加無損檢驗。 超聲波檢驗 焊縫 20% 的長度一級： 超聲波檢驗每條焊縫的全長， 焊縫內(nèi)部缺陷以揭示對接焊縫的計算：1、受軸力作用：Nlwt焊縫計算長度 lw 有引弧板時取幾何長 度 l 無引弧板時取幾何長度減去焊口影響lw

7、l 2t2、受剪力作用：VSwI wtMWwfvw3、受彎矩作用： 4、彎矩、剪力和軸力同時作用：eq12 3 121.1ftw正應力和剪應力都較大處要使用折算應力 側(cè)焊縫： 平行受力方向的焊縫稱為側(cè)焊縫， 應力性質(zhì)：受剪應力作用，塑性好，強度偏 低，約為端焊縫強度的 75 。剪應力沿焊 縫長度分布不均勻， 兩端大中間小。 焊縫越 長，分布越不均勻端焊縫： 垂直受力方向的焊縫稱為端焊縫， 應力性質(zhì)： 應力狀態(tài)比較復雜， 即非剪應力， 亦非正應力， 而是介于二者之間的一種應力 有效截面（計算截面） ： 直角角焊縫的實際破壞面很不規(guī)則，計算中假定沿 45 喉部截 面破壞，該截面稱為焊縫有效截面 焊

8、腳尺寸： 指焊跟至焊趾的尺寸 hf hf 值不能過大、過?。?過小的角焊縫將導 致焊縫冷卻過快易產(chǎn)生收縮裂紋等缺陷； 過 大會導致焊縫燒穿較薄的焊件， 增加主體金 屬的翹曲和焊接殘余應力1.5 t1 hf 1.2t2 t1較厚焊件厚度 t2 較 薄焊件厚度 但對邊緣施焊的角焊縫要求 當 t 6mmhf t 當 t 6mmhf t （1 2）mm 焊縫長度不宜過小，也不能過大： 角焊縫的計算長度不得小于 8hf 和 40mm， 長度過小會使焊件局部加熱嚴重，且起、 落 弧坑相距太近， 以及可能產(chǎn)生缺陷， 使焊縫 不可靠 側(cè)面角焊縫的計算長度也不宜過大， 承受靜 荷載的側(cè)面角焊縫計算長度不得大于

9、60hf ， 動荷載下不得大于 40hf ，因為側(cè)面角焊縫 在彈性工作階段沿長度方向受力不均， 兩端 大而中間小。焊縫長度越長，應力集中系數(shù) 越大。 如果焊縫長度不是太大， 焊縫兩端達 到屈服強度后， 繼續(xù)加載， 應力會漸趨均勻。 當焊縫長度達到一定的長度后， 可能破壞首 先發(fā)生在焊縫兩端。 （當實際長度大于以上 數(shù)值時，計算時不與考慮；當內(nèi)力沿側(cè)焊縫 全長分布時，不受上式限制） 僅采用兩條側(cè)焊縫時：1 、為了避免應力傳遞的過分彎折而使構(gòu)件 中應力不均，規(guī)范規(guī)定 lw b2 、為了避免焊縫橫向收縮時引起板件的 拱曲太大，規(guī)范規(guī)定 b 16t （較薄焊件厚 度）角焊縫的計算：f fw（靜荷載時動

10、荷載時ff 1.22 ，1.0) 具體情況見書殘余應力的成因： 焊接過程中， 局部高溫引 起不均勻加熱， 部分區(qū)域出現(xiàn)塑性壓縮， 冷 卻時， 焊縫附近鋼材不能自由收縮， 從而產(chǎn) 生殘余應力殘余應力產(chǎn)生的三個因素：1 、鋼材本身有熱脹冷縮的性質(zhì)，且隨溫度 升高屈服強度降低2、焊接過程存在不均勻加熱3、剛才伸縮受到外界或內(nèi)部因素的約束 殘余應力的分布規(guī)律：1 、任意方向的殘余應力在任意截面上的積 分為零2 、在垂直焊縫截面上，焊縫截面及熱影響 區(qū)存在殘余拉應力，約束區(qū)存在壓應力3 、平行焊縫截面上，焊接殘余應力與施焊 順序相關(guān)，分布復雜。 焊接殘余應力的影響：1、對結(jié)構(gòu)靜力強度無影響2、降低結(jié)構(gòu)剛

11、度3、降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力4、容易使鋼構(gòu)件發(fā)生脆斷5、降低材料疲勞強度 焊接應力和變形控制：1、采用合理的焊接次序：跳焊、間斷焊2、焊縫均勻?qū)ΨQ3 、焊后校直或給構(gòu)件以一個和焊接變形相 反的預變形4、焊前預熱、焊后熱處理規(guī)范禁止 3 條相互垂直的焊縫相交，為什 么？由于焊縫中存在三向應力， 阻礙了塑性變形， 在低溫下使裂縫易發(fā)生和發(fā)展， 加速構(gòu)件的 脆性破壞螺栓的間距要求：1 、受力要求 : 垂直受力方向： 為了防止螺栓應力集中相互 影響、 截面削弱過多而降低承載力， 螺栓的邊距和端距不能太小 順力作用方向： 為了防止板件被拉斷或剪壞， 端距不能太小 對于受壓構(gòu)件：為防止連接板件發(fā)生鼓曲， 中距

12、不能太大。2 、構(gòu)造要求： 螺栓的邊距和中距不宜太大， 以免板件間貼 合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。受剪連接破壞形式：1 、螺栓桿被剪壞2 、孔壁的擠壓破壞3 、板件被拉斷4 、板件端部被剪壞 （ 拉豁 ） ：端距不小于 2d05 、栓桿彎曲破壞：板疊厚度不超過 5d驗算螺栓強度：螺栓所受剪力與螺栓至形心距離成正比, 其 方向與螺栓到形心的連線相垂直 拉力、剪力聯(lián)合作用下：N1v 2 Nvb V 防止孔壁壓壞： N1vn三種螺栓受剪型連接的傳力機理：2N1t 2 1b1NtbNcb普通螺栓依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞 外力；摩擦型是依靠被夾緊板束接觸面的摩 擦力傳力， 以摩擦力被克服和被連接件的構(gòu)

13、 件發(fā)生相對滑移作為破壞的極限狀態(tài)； 承壓 型是依靠螺栓受剪和孔壁承壓來傳遞外力， 以螺栓受剪破壞或孔壁承壓破壞作為承載前三種通過計算避免， 后兩種通過構(gòu)造解決力極限狀態(tài)單個螺栓的抗剪承載力： 螺桿抗剪承載力設(shè)計值： Nvb 承壓承載力設(shè)計值： Ncb dd2 nv 4摩擦型螺栓承載力： 抗剪承載力： Nvb 抗拉承載力： Ntb0.9nf0.8P單栓承載力： Nmbin min Nvb,Ncb抗剪、抗拉承載力：NvNvbvNNtbt1t 在同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小承壓型螺栓承載力：厚度普通螺栓群的單栓抗剪承載力的折減：在 l1 15d0（ d0為孔徑） 時，要進行折減， 因為螺栓群在軸力

14、的作用下的受剪連接， 螺 栓群在長度方向各螺栓受力不均勻， 兩端大、 中間小，當 l1 15d0 時可不考慮這種不均勻 性，當 l1 15d0 時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后， 即使內(nèi)力重分布， 各個螺栓內(nèi)力也難 以均勻，故要進行折減 將螺栓承載力乘以折減系數(shù)：抗剪承載力：2fvb、 Ncb dNvbvbN mindnv 4min抗拉承載力：Nvb,Ncbde24Ntb抗剪、抗拉承載力：NvNvb同時防止孔壁承壓破壞： Nv2Ntb 2 1Ntb1Ncbc1.2150d00.7(l1 15d0)* 用承壓型高強螺栓連接軸心拉桿時，可否直接承受動載？0.7(l1 60d0)不能直接承受動荷載，承壓

15、型高強螺栓允許滑動后依靠栓干抗他的允許的外力有可扭矩作用下的計算假定：1 、連接板件絕對剛性，螺栓為彈 性體2 、扭矩使連接板繞螺栓群形心 O 轉(zhuǎn)動，各被連接件之間發(fā)生滑動， 剪和承壓徑傳遞剪力， 能大于所受摩擦力， 產(chǎn)生相對滑移， 在動荷 載作用下就存在循環(huán)應力， 就可能存在疲勞破壞* 摩擦型高強度螺栓本身不存在疲勞破壞問 題，原因何在？ 因為高強摩擦型螺栓之間是摩擦傳遞內(nèi)力， 破壞準則是克服摩擦力， 它的摩擦力是大于 螺栓所受到的外力，螺栓不會產(chǎn)生滑移 ， 就不存在循環(huán)應力， 也就沒有疲勞破壞， 一 旦產(chǎn)生滑移高強摩擦性螺栓就算被破壞第四章 軸心受力構(gòu)件受拉構(gòu)件也需要進行剛度驗算的原因：

16、避免自重下的撓曲 避免動載作用下振動過大防止運輸、 安裝過程中偶然碰撞引起桿件 變形解釋概念： 壓桿的整體穩(wěn)定性、 壓桿的局部 穩(wěn)定性、格構(gòu)式壓桿的換算長細比 壓桿的整體穩(wěn)定性： 軸心受壓桿件維持其原 有平衡狀態(tài)的能力 壓桿的局部穩(wěn)定性： 在外壓力作用下，截面 的某些部分（板件） ，不能繼續(xù)維持平面平 衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象，稱為局部失穩(wěn) 格構(gòu)式壓桿的換算長細比： 當構(gòu)件繞虛軸發(fā) 生彎曲失穩(wěn)時， 因為剪力要由比較柔弱的綴 材負擔，剪切變形較大， 導致構(gòu)件產(chǎn)生較大 的附加側(cè)向變形， 這對構(gòu)件臨界力的降低是 不可忽略的， 故用加大的長細比來代替進行 計算，為換算長細比 實際軸心壓桿與理想軸心壓桿有哪

17、些區(qū) 別？1 ）材料為彈塑性材料，且材質(zhì)不均勻2 ）存在殘余應力、初彎曲、初偏心等缺陷 軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)模式： 彎曲失穩(wěn)： 只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個 主軸旋轉(zhuǎn)， 桿縱軸由直線變?yōu)榍€， 是雙軸 對稱截面常見的失穩(wěn)形式扭轉(zhuǎn)失穩(wěn) ：失穩(wěn)時除桿件的支撐端外，各截面均繞縱軸扭轉(zhuǎn)， 是某些雙軸對稱截面可能 發(fā)生的失穩(wěn)形式彎扭失穩(wěn) ：單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時， 桿件發(fā)生彎曲變形的同時必然伴隨著扭轉(zhuǎn) 理想軸壓桿件的基本假設(shè)：1 、截面幾何中心（形心）和物理中心（質(zhì) 心）始終重合2、桿件軸線（截面形心的連線）筆直3、軸力作用線與桿件軸線始終重合臨界力的求解步驟：1 、令結(jié)構(gòu)偏離初始平衡位置，產(chǎn)生一可能

18、 變形2、分析受力情況，作隔離體受力圖3 、由平衡條件建立穩(wěn)定分析的特征方程4、由特征方程求解臨界荷載歐拉臨界應力：cr2E2實際軸心受壓構(gòu)件： 桿件不可避免的存在初彎曲、初偏心、殘余 應力以及材質(zhì)不均勻等初始缺陷， 導致桿件 穩(wěn)定性與理想軸心壓桿有很大區(qū)別。 其中初 彎曲、 初偏心稱為幾何缺陷，材質(zhì)不均勻和 殘余應力稱為力學缺陷 殘余應力的影響： 殘余應力使臨界荷載下降， 影響程度與構(gòu)件 截面形狀尺寸、 殘余應力的分布和大小以及 構(gòu)件屈曲時的彎曲方向等有關(guān) 殘余應力對弱軸的影響更大 邊緣纖維屈服準則： 邊緣屈服準則以有初偏心和初彎曲的壓桿 為模型， 以截面邊緣應力達到屈服點為承載 能力的極限

19、狀態(tài)。 此種方法應用于薄壁構(gòu)件 的穩(wěn)定計算，原因是薄壁構(gòu)件的板厚很小， 不宜考慮截面塑性發(fā)展， 而且殘余應力的影 響也比較小。此外， 對于格構(gòu)式壓桿對虛軸 的穩(wěn)定計算，由于塑性不可能深入發(fā)展， 因 此也按照邊緣屈服準則進行計算最大強度準則（壓潰準則） ： 以有初始缺陷的壓桿為依據(jù)， 考慮塑性深入 截面， 以構(gòu)件最后破壞時所能達到的最大壓 力值作為壓桿的承載能力極限。 實際鋼壓桿 的整體穩(wěn)定承載力的計算通常采用最大強 度準則 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) 為什么要按截 面形式和對應軸分成四類？同一截面關(guān)于 兩個形心主軸的截面類別是否一定相同？ 由于各種缺陷對不同截面、 不同對稱軸的影 響不同， 所以曲

20、線（柱子曲線） ，呈相當寬的帶狀分布， 為減小誤差以及簡化計算， 規(guī)范在試驗的基礎(chǔ)上，依截面形式、 失穩(wěn)方 向、板件厚度、 制造加工方式確定給出了四 條曲線（四類截面） ，符合概率既滿足可靠 度又滿足經(jīng)濟的要求 不一定相同 實際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的實用計算方 法：1 、根據(jù)截面形狀和加工方法確定截面分類a,b,c,d2 、計算截面特性 A， ix，iy3、根據(jù)計算長度 lox， loy計算長細比lox / ix ，oy/iy4 、按 max x , y 查表得穩(wěn)定系數(shù) 對于雙軸對稱十字形截面， 為了防止扭轉(zhuǎn)屈 曲， x， y取值不得小于 5.07b / t 其他注意事項：1 、無對稱軸截面（

21、單面連接的不等邊角鋼除 外）不宜用作軸心受壓構(gòu)件2 、格構(gòu)式截面中的槽形截面分肢，計算其 繞對稱軸（ y 軸）的穩(wěn)定性時，不考慮扭轉(zhuǎn) 效應，直接用 y 查穩(wěn)定系數(shù)3 、單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮 強度折減系數(shù)后， 可不考慮彎扭效應的影響 影響壓桿整體穩(wěn)定承載力的因素： 與桿件的長度，邊界條件，外荷載，材料的 強度，長細比，計算長度，實際長度以及構(gòu) 件兩端的約束關(guān)系， 回轉(zhuǎn)半徑以及構(gòu)件截面 尺寸等有關(guān)局部穩(wěn)定的設(shè)計原則： 壓桿發(fā)在發(fā)生整體失穩(wěn)之前， 板件不能局部 失穩(wěn)，即要求板件的臨界應力不低于構(gòu)件的 臨界應力 工形截面局部穩(wěn)定的要求：b1翼緣： 1tf腹板： h0tw 其中， 3010

22、 0.1 235/ fy25 0.5 235/ fy100 為最大長細比軸壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定不滿足時可采取以下 措施：1、增加板件厚度2 、對于 H 形、工字形和箱形截面，當腹板 高厚比不滿足以上規(guī)定時， 在計算構(gòu)件的強 度和穩(wěn)定性時， 腹板截面取有效截面，即取 腹板計算高度范圍內(nèi)兩側(cè)各為 20tw 235/ fy 部分，但計算構(gòu)件的穩(wěn)定系 數(shù)時仍取全截面3 、對于 H 形、工字形和箱形截面腹板高厚 比不滿足以上規(guī)定時， 也可以設(shè)縱向加勁肋 來加強腹板 實腹軸心受壓構(gòu)件設(shè)計：基本要求：滿足強度剛度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定 截面選擇的基本原則：1 、寬肢薄壁：截面面積的分布應盡量開展， 以增加截面的慣性慣

23、性矩和回轉(zhuǎn)半徑， 提高 它的整體穩(wěn)定性和剛度；2 、等穩(wěn)定性： 使兩個主軸方向的穩(wěn)定系數(shù)長細比）大致相等3） 、便于與其他構(gòu)件進行連接；4 、盡可能構(gòu)造簡單， 制造省工， 取材方便。 格構(gòu)式軸心壓桿為什么采用換算長細比驗 算繞虛軸的總體穩(wěn)定性？ 對于格構(gòu)式壓桿，當繞曲軸失穩(wěn)時， 因肢件 之間并不是連續(xù)的板而是每隔一定距離用 綴條或綴板聯(lián)系起來。 構(gòu)件的剪切變形較大， 剪力造成的附加撓曲影響不能忽略， 在格構(gòu) 式壓桿的設(shè)計中，對虛軸失穩(wěn)的計算，常以 加大長細比的辦法來考慮剪切變形的影響， 加大以后的長細比稱為換算長細比 格構(gòu)柱的設(shè)計要求：1 、構(gòu)件設(shè)計繞實軸穩(wěn)定性，繞虛軸穩(wěn)定性2 、柱肢設(shè)計繞強

24、軸穩(wěn)定性，繞弱軸穩(wěn)定 性3 、綴材設(shè)計綴條穩(wěn)定性，綴板強度4 、綴材連接設(shè)計焊縫強度，螺栓強度 綴條柱繞虛軸的換算長細比：x227 AA1A 整個構(gòu)件的橫截面的毛面積A 1 構(gòu)件截面中垂直于x 軸各斜綴條的 毛截面面積之和 綴板柱繞虛軸的換算長細比：220x x 11為單個柱肢繞弱軸的長細比， 焊接時， 計 算長度綴板之間的凈距離； 當綴板用螺栓或 鉚釘連接時， 計算長度取綴板邊緣螺栓中心 線之間的距 分肢的計算： 綴條柱： 1 0.7 max 綴 板 柱 ： 1 0.5 max 且 不 大 于 40 ， 當 max 50 時，取 max 50綴材設(shè)計：Af截面最大剪力： V85綴條柱：軸力N

25、1V1ncosTV1l1V1l1綴板柱：剪力11 彎矩 Ma2等穩(wěn)定性條件：0x y第五章 受彎構(gòu)件（梁）梁格布置：簡單梁格： 只有主梁， 適用于主梁跨度較 小或面板規(guī)格較大的情況普通梁格： 在主梁間設(shè)次梁， 適用于大多 數(shù)的梁格尺寸和情況，應用最廣復式梁格： 在主梁間設(shè)縱向次梁， 在縱向 次梁間設(shè)橫向次梁。 荷載傳遞層次多，梁格 構(gòu)造復雜， 只適用于荷載大和主梁跨度大的 情況截面形狀系數(shù)： 定義塑性截面抵抗矩和彈性截面抵抗矩的 比為截面形狀系數(shù)， p Wpn / Wn ，其值只 取決于截面的幾何形狀而與材料性質(zhì)無關(guān) 截面塑性發(fā)展系數(shù)： 考慮塑性部分深入截面的系數(shù)， 構(gòu)件截面部 分進入塑性階段

26、后的截面抵抗矩與彈性截 面抵抗矩的比值 為什么鋼梁設(shè)計一般不利用完全塑性的極 限彎矩強度，只能部分利用材料塑性，即使 梁的工作狀態(tài)處于彈塑性工作階段？1 、如塑性變形過分發(fā)展可能使梁的撓度過 大2 、鋼梁的腹板較薄，會有一定的剪應力， 有時還有局部壓應力， 故應限制塑性彎曲應 力的范圍，以免綜合考慮的折算應力太大截面塑性發(fā)展系數(shù)取 1.0 的兩種情況：2、需計算疲勞時3 、過分發(fā)展塑性對鋼梁的整體穩(wěn)定和板件 的局部穩(wěn)定都不利梁的整體失穩(wěn)：橫向荷載作用下， 梁在彎矩作用平面內(nèi)彎曲， 當荷載增大到一定程度時， 梁將突然發(fā)生側(cè) 向彎扭，繼而喪失承載能力，此現(xiàn)象稱為梁 喪失整體穩(wěn)定失穩(wěn)形態(tài)：彎扭失穩(wěn)；

27、失穩(wěn)原因： 受壓翼緣及中性軸以上受壓腹板 內(nèi)的彎曲壓應力自由扭轉(zhuǎn)： 梁受扭矩作用時，兩端支承不受限制，非圓 截面可以自由產(chǎn)生翹曲，不受約束 截面上只有剪應力和剪應變，沒有正應力， 沒有彎矩約束扭轉(zhuǎn)： 非圓截面桿件受扭矩作用時， 截面不能自由 翹曲，縱向變形受到約束 截面上有剪切變形和彎曲變形 梁整體穩(wěn)定的計算：基本假定1 、彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時鋼梁 處于彈性階段2 、梁端為夾支座 （只能繞 x 軸，y 軸轉(zhuǎn)動， 不能繞 z軸轉(zhuǎn)動，只能自由撓曲， 不能扭轉(zhuǎn)）3 、梁變形后， 力偶矩與原來的方向平行 （即 小變形）整體穩(wěn)定系數(shù) b ： 等截面焊接工字形鋼和熱軋 H 型鋼鋼簡支 梁：2 、

28、荷載作用點位置，荷載作用點越靠下， 穩(wěn)定性越好3 、荷載類型以及沿梁長的分布情況：對純 彎曲、全跨均布荷載、跨中集中荷載，臨界 彎矩依次增大， 即彎矩圖面積越小， 臨界彎 矩越大4、鋼梁跨度，側(cè)向支撐間距5 、梁端部支撐條件，支撐約束越大，臨界 彎矩越大*不需要計算穩(wěn)定性的受彎構(gòu)件：1 、有剛性鋪板密鋪在梁受壓翼緣上并與其 牢固連接，能阻止梁受壓翼緣側(cè)移2、H 形或等截面工字形截面簡支梁受壓翼 緣的自由長度 l1和其寬度 b1 之比滿足規(guī)定 的數(shù)值時，見教材3、箱型截面梁， 其截面尺寸滿足 h/b0 6， 且l1/b0 95 235/ fy 時 梁局部失穩(wěn)： 橫向荷載作用下， 梁的受壓翼緣和腹

29、板都可 能因彎曲壓應力和剪應力的作用而偏離其 平面位置， 出現(xiàn)波形鼓曲，這種現(xiàn)象稱為鋼 梁喪失局部穩(wěn)定 梁內(nèi)產(chǎn)生壓應力的原因：1、截面受彎上翼緣受壓，腹板有受壓 區(qū)2、腹板受剪主壓應力方向3、集中荷載局部壓應力 翼緣局部穩(wěn)定： 對翼緣自由外伸寬度和厚度4320 Ah 235b21 yt1 2 y 4.4h的比值進行限定235 工字形截面小于等于 13 ，彈性設(shè)計時 fy當 b 0.6 時要使用彈塑性整體穩(wěn)定系數(shù)0.282進行計算 b 1.07 1b*影響鋼梁穩(wěn)定承載力的主要因素：1 、截面剛度（抗扭剛度、側(cè)向抗彎剛度、翹曲剛度等）235可放寬為 15y腹板加勁肋的類型和作用： 限制加勁肋處板件

30、的側(cè)向位移， 約束板件自 由翹曲，提高臨界應力 縱向加勁肋避免彎曲壓應力失穩(wěn)， 設(shè)置 在受壓區(qū)橫向加勁肋避免剪切應力失穩(wěn)， 設(shè)置在 剪力大區(qū)域 支承加勁肋避免局部壓應力失穩(wěn)， 集中 力處 腹板加勁肋的布置：2f35 時，對無局部壓應力的1 、當 h0 80 tw梁可不設(shè)置加勁肋， 對有局部壓應力的梁按 構(gòu)造配置加勁肋2 、對于受壓翼緣扭轉(zhuǎn)收到約束的梁，當算配置橫向加勁肋， 加勁肋間距在 0.52h 0 之間取值235 時；受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約3 、對于受壓翼緣扭轉(zhuǎn)收到約束的梁，當 h0 1702f35時，應按照計算束的梁， 當 h0 150 tw配置橫向加勁肋和縱向加勁肋4 、任何情況下， h

31、0tw250 2355 、梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中 荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋第六章 拉彎和壓彎構(gòu)件拉彎 （壓彎 ）構(gòu)件的破壞形式：1 、強度破壞：截面的部分或全部應力都達 到甚至超過鋼材屈服點的狀況。2 、剛度破壞：指構(gòu)件的撓度（或長細比） 達到甚至超過規(guī)范的限值3 、平面內(nèi)失穩(wěn)（彎矩作用平面內(nèi)彎曲失穩(wěn) 破壞）：直桿在偏心壓力的作用下，彎曲作 用平面內(nèi)構(gòu)件撓度隨壓力的增加而增大， 且 呈非線性增長，這是由于二階效應的影響， 最后達到偏心壓力的極值點， 失去平面內(nèi)穩(wěn) 定，不存在分枝現(xiàn)象4、平面外失穩(wěn)（彎矩作用平面外失穩(wěn)破壞、 彎扭失穩(wěn)）：假如構(gòu)件沒有足夠的側(cè)向支撐， 且彎曲作用平面內(nèi)穩(wěn)

32、定性較強。 無初始缺陷 時，壓力作用下，構(gòu)件只產(chǎn)生彎矩平面內(nèi)的 撓度， 當壓力增大到某一臨界值之后，構(gòu)件 突然產(chǎn)生彎矩作用平面外的彎曲變形和整 體扭轉(zhuǎn)，發(fā)生彎扭失穩(wěn)，是一種分枝失穩(wěn)。 有初始缺陷壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失 穩(wěn)為極值失穩(wěn)，無分枝現(xiàn)象5 、局部失穩(wěn)破壞： 拉彎及壓彎構(gòu)件強度計算準則：邊緣纖維屈服準則在構(gòu)件受力最大的 截面上， 截面邊緣處的最大應力達到屈服時 即認為構(gòu)件達到了強度極限， 此時構(gòu)件在彈 性階段工作全截面屈服準則構(gòu)件的最大受力截面 的全部受拉和受壓區(qū)的應力都達到屈服， 此 時，這一截面在拉力（壓力）和彎矩的共同 作用下形成塑性鉸部分發(fā)展塑性準則構(gòu)件的最大受力截 面的部分受拉和受壓區(qū)的應力達到屈服點， 至于截面中塑性區(qū)發(fā)展的深度根據(jù)具體情 況給定。此時，構(gòu)件在彈塑性階段工作 平面內(nèi)穩(wěn)定的概念： 在N 和M 的同時作用下，構(gòu)件在彎矩作用 平