建筑結(jié)構(gòu)基礎與識圖-第九章-鋼結(jié)構(gòu)基礎知識

《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)基基礎與與識圖圖》2009年10月機械工工業(yè)出出版社社

建筑力學基礎知識1

緒論0

建筑結(jié)構(gòu)材料2

結(jié)構(gòu)設計方法與設計指標3

混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件4

鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯5

基礎6鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)

7砌體結(jié)構(gòu)基礎知識8鋼結(jié)構(gòu)基礎知識9建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀

10目錄第9章鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)基礎礎知識識§9-1鋼結(jié)構(gòu)的連接方法§9-2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件§9-1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方法一、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方法鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方法有有焊縫連連接、螺栓連連接和鉚釘連連接三種。。鉚釘連接螺栓連接焊縫連接（一））焊縫縫連接接焊縫連連接是是通過過電弧弧產(chǎn)生生的熱熱量使使焊條條和焊焊件局局部熔熔化，，經(jīng)冷冷卻凝凝結(jié)成成焊縫縫，從從而將將焊件件連接接成為為一體體。優(yōu)點：：不削弱弱構(gòu)件件截面面，節(jié)節(jié)約鋼鋼材，，構(gòu)造造簡單單，制制造方方便，，連接接剛度度大，，密封封性能能好，，在一一定條條件下下易于于采用用自動動化作作業(yè)，，生產(chǎn)產(chǎn)效率率高。。缺點：：焊縫附附近鋼鋼材因因焊接接高溫溫作用用形成成的熱熱影響響區(qū)可可能是是某些些部位位材質(zhì)質(zhì)變脆脆；焊焊接過過程中中鋼材材受到到分布布不均均勻的的高溫溫和冷冷卻，，使結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生焊焊接殘殘余應應力和和殘余余變形形，對對結(jié)構(gòu)構(gòu)的承承載力力、剛剛度和和使用用性能能有一一定影影響；；焊接接結(jié)構(gòu)構(gòu)由于于剛度度大，，局部部裂紋紋一經(jīng)經(jīng)發(fā)生生很容容易擴擴展到到整體體，尤尤其是是在低低溫下下易發(fā)發(fā)生脆脆斷；；焊縫縫連接接的塑塑性和和韌性性較差差，施施焊時時可能能產(chǎn)生生缺陷陷，使使疲勞勞強度度降低低。（二）螺栓連連接螺栓連接是通通過螺栓這種種緊固件把連連接件連接成成為一體。螺栓連接分普通螺栓連接接和高強度螺栓連連接兩種。優(yōu)點：施工工藝簡單單、安裝方便便，特別適用用于工地安裝裝連接，也便便于拆卸，適適用于需要裝裝拆結(jié)構(gòu)和臨臨時性連接。。缺點：需要在板件上上開孔和拼裝裝時對孔，增增加制造工作作量，且對制制造的精度要要求較高；螺螺栓孔還使構(gòu)構(gòu)件截面削弱弱，且被連接接件常需相互互搭接或增設設輔助連接板板（或角鋼）），因而構(gòu)造造較繁且多費費鋼材。（三）鉚釘釘連接鉚釘連接是將將一端帶有半半圓形預制釘釘頭的鉚釘，，將釘桿燒紅紅后迅速插入入連接件的釘釘孔中，然后后用鉚釘槍將將另一端也打打鉚成釘頭，，以使連接達達到緊固。優(yōu)點：鉚接傳力可靠靠，塑性、韌韌性均較好，，質(zhì)量易于檢檢查和保證，，可用于重型型和直接承受受動力荷載的的結(jié)構(gòu)。缺點：鉚接工藝復雜雜、制造費工工費料，且勞勞動強度高，，故已基本被被焊接和高強強度螺栓連接接所取代。二、焊接連接接（一）焊接方方法鋼結(jié)構(gòu)常用的的焊接方法是是電弧焊，包包括手工電弧焊、自動或半自動動電弧焊以及氣體保護焊等。手工電弧焊是鋼結(jié)構(gòu)中最最常用的焊接接方法，其設設備簡單，操操作靈活方便便。但勞動條條件差，生產(chǎn)產(chǎn)效率比自動動或半自動焊焊低，焊縫質(zhì)質(zhì)量的變異性性大，在一定定程度上取決決于焊工的技技術水平。導線自動焊的焊縫質(zhì)量穩(wěn)穩(wěn)定，焊縫內(nèi)內(nèi)部缺陷較少少，塑性好，，沖擊韌性好好，適合于焊焊接較長的直直接焊縫。半半自動焊因人人工操作，適適用于焊曲線線或任意形狀狀的焊縫。自自動和半自動動焊應采用與與主體金屬相相適應的焊絲絲和焊劑，焊焊絲應符合國國家標準的規(guī)規(guī)定，焊劑應應根據(jù)焊接工工藝要求確定定。氣體保護焊是用惰性氣體體（或CO2）氣體作為電電弧的保護介介質(zhì)，使熔化化金屬與空氣氣隔絕，以保保持焊接過程程穩(wěn)定。氣體體保護焊電弧弧加熱集中，，焊接速度快快，熔深大，，故焊縫強度度比手工焊的的高。且塑性性和抗腐蝕性性好，適合于于厚鋼板的焊焊接。焊絲（二）焊縫形形式焊縫連接形式式根據(jù)被連接接構(gòu)件間的相相互位置可分分為對接、搭接、T形連接和角接等四種形式。。這些連接所所用的焊縫有有對接焊縫和角焊縫兩種基本形式式。在具體應應用時，應根根據(jù)連接的受受力情況，結(jié)結(jié)合制造、安安裝和焊接條條件進行選擇擇。（a）（（b）（（c）（d） （e）（（f）（（g）（a）對接連接；；（b）用拼接蓋板板的對接連接接；（c）搭接連接；；（d）、（e）T形連接；（f）、（g）角部連接焊縫按其工作性質(zhì)來分有強度焊縫縫和密強焊縫縫兩種。強度度焊縫只作為為傳遞內(nèi)力之之用，密強焊焊縫除傳遞內(nèi)內(nèi)力外，還必必須保證不使使氣體或液體體滲漏。焊縫按施焊位置分，有平焊、、立焊、橫焊焊和仰焊四種種。平焊的施施焊工作方便便，質(zhì)量好，，效率高；立立焊和橫焊是是在立面上施施焊的豎向和和水平焊縫，，生產(chǎn)效率和和焊接質(zhì)量比比俯焊的差一一些；仰焊是是仰面向上施施焊，操作條條件最差，焊焊縫質(zhì)量不易易保證，因此此應盡量避免免采用。俯焊橫焊

立焊

仰焊

根據(jù)焊縫截面、構(gòu)構(gòu)造可分為對接焊焊縫和角焊縫縫兩種基本形形式。（三）焊縫構(gòu)構(gòu)造1.對接焊縫對接焊縫傳力力直接、平順順、沒有顯著著的應力集中中現(xiàn)象，因而而受力性能良良好，對于承承受靜、動動荷載的構(gòu)件件連接都適用用。但由于對對接焊縫的質(zhì)質(zhì)量要求較高高，焊件之間間施焊間隙要要求較嚴，一一般多用于工工廠制造的連連接中。對接焊縫又稱稱坡口焊縫，，因為在施焊焊時應對板件件邊緣加工成成適當形式和和尺寸的坡口口（如后圖所示示）以便焊接時有有焊條運轉(zhuǎn)的的必要空間，，保證對接焊焊縫內(nèi)部有足足夠的熔透深深度。坡口基基本形式可分分為I形、單邊V形、V形、X形、U形和K形等。坡口形形式隨板厚和和焊接方法而而不同。采用用手工焊時，，當板厚t≤10mm，可采用不切切坡口的I形縫，只需保保持間隙0.5~2mm，t≤5mm時可單面焊；；當板厚t=10~20mm時，采用V形或半V形坡口；對于于較厚的板件件t≥20mm時，采用X形、U形或K形。對于V形和U形縫的根部還還需要清除焊焊根，并進行行補焊。沒有條件清根根和補焊者，，要事先加墊墊板。當采用用自動焊時，，因所用電流流強、熔深大大，只在t≥16mm時，才采用V形坡口。（a）（（b）（（c）（d）（（e）（（f）對接焊縫的坡坡口形式（a）I形縫；（b）單邊V形坡口；（c）V形坡口；（d）U形坡口；（e）K形坡口；（f）X形坡口在焊件寬度或或厚度有變化化的連接中，，為了減緩應應力集中，應應從板的一側(cè)側(cè)或兩側(cè)做成成坡度不大于于1：2.5的斜坡如圖所示，形成平平緩過渡。如如板厚相差不不大于4mm時，可不做斜斜坡。（a）（（b）變截面板的拼拼接（a）改變寬度；；（b）改變厚度2.角焊縫（1）角焊縫的形形式角焊縫按其長長度方向和外外力作用方向向的不同，可可分為平行于于力作用方向向的側(cè)面角焊焊縫、垂直于于力作用方向向的正面角焊焊縫與力作用用方向斜交的的斜向角焊縫縫以及圍焊縫縫。角焊縫截面形形式又分為普普通式、平坡坡式和深熔式式。圖中hf稱為角焊縫的的焊腳尺寸。。普通式截面面焊腳邊比例例為1：1，近似于等腰腰直角三角形形，其傳力線線彎折較劇烈烈，故應力集集中嚴重。對對直接承受動動力荷載的結(jié)結(jié)構(gòu)，為使傳傳力平順，正正面角焊縫宜宜采用兩焊角角邊尺寸比例例1：1.5的平坡式（長長邊順內(nèi)力方方向），側(cè)面面角焊縫宜采采用比例為1：1的深熔式。（a）（（b）（（c）角焊縫截面形形式（a）普通式；（（b）平坡式；（（c）深熔式（2）角焊縫的構(gòu)構(gòu)造要求1）最小角焊腳腳尺寸角角焊縫的焊腳腳尺寸與焊件件的厚度有關關，當焊件較較厚而焊腳尺尺寸又過小時時，焊縫內(nèi)部部將因冷卻過過快而產(chǎn)生淬淬硬組織，降降低塑性，容容易形成裂紋紋。因此，角角焊縫的最小小焊腳尺寸應應滿足，為較較厚焊件厚度度（單位mm）。對自動焊焊因熱量集中中，熔深較大大，可減小1mm；T形連接的單面面焊縫的性能能較差，應增增加1mm；當焊件厚度度等于或小于于4mm時，應與焊件件厚度相同。。2）大焊腳尺寸寸角焊縫縫的焊腳尺寸寸過大，易使使焊件形成燒燒傷、燒穿等等“過燒”現(xiàn)現(xiàn)象，且使焊焊件產(chǎn)生較大大的焊接殘余余應力和焊接接變形。因此此，角焊縫的的最大焊腳尺尺寸應符合的的要求，為較較薄焊件的厚厚度。對焊件件邊緣的角焊焊縫，為防止止施焊時產(chǎn)生生“咬邊”，，還應符合合下列要求：：當時時，；；當時時，3）不等焊腳尺尺寸當兩兩焊件的厚度度相差較大，，且采用等焊焊腳尺寸無法法滿足最大和和最小焊腳尺尺寸的要求時時，可采用不不等焊腳尺寸寸，即與較厚厚焊件接觸的的焊腳符合，，與較薄焊焊件接觸的焊焊腳滿足的的要求。4）最小焊縫計計算長度當當角焊縫焊焊腳尺寸大而而長度過小時時，將使焊件件局部受熱嚴嚴重，且焊縫縫起滅弧的弧弧坑相距太近近，加上可能能出現(xiàn)的其他他缺陷，也使使焊縫不夠可可靠。因此，，角焊縫的計計算長度應滿滿足和和40mm。5）側(cè)面角焊縫縫最大計算長長度側(cè)面面角焊縫沿長長度方向的剪剪應力分布很很不均勻，兩兩端大中間小小，且隨焊縫縫長度與其焊焊腳尺寸之比比增大而差別別愈大。當此此比值過大時時，焊縫兩端端將會首先出出現(xiàn)裂紋，而而此時焊縫中中部還未充分分發(fā)揮其承載載能力，在動動力荷載作用用下這種應力力集中現(xiàn)象更更為不利。因因此，側(cè)面角角焊縫的計算算長度不宜大大于60hf（承受靜載或或間接承受動動載時）或40hf（直接承受動動載時）。當當大于上述限限制時，其超超過部分在計計算中不予考考慮。若內(nèi)力力沿側(cè)焊縫全全長分布時，，其計算長度度不受此限制制，如工字形形截面梁或柱柱的翼緣與腹腹板連接焊縫縫等。6）當板件的端端部僅有兩側(cè)側(cè)面角焊縫連連接時（如圖圖所示），為為了避免應力力傳遞過分彎彎折而使構(gòu)件件中應力過分分不均，應使使每條側(cè)焊縫縫長度大于它它們之間的距距離，。。另另外為了避免免焊縫收縮時時引起板件的的拱曲過大，，還應使（（當當））或190mm（當））。當不滿滿足此規(guī)定時時，則應加正正面角焊縫。。側(cè)面角焊縫引引起焊件拱曲曲7）在搭接連接接中，搭接長長度不得小于于焊件較小厚厚度的5倍并不得小于于25mm，以減小因焊焊縫收縮而產(chǎn)產(chǎn)生的殘余應應力及因傳力力偏心而產(chǎn)生生的附加應力力。8）在次要構(gòu)件件或次要焊縫縫連接中，若若焊縫受力很很小，采用連連續(xù)焊縫其計計算焊腳尺寸寸hf小于最小容許許值時，可采采用間斷角焊焊縫。間斷角角焊縫焊段的的長度不得小小于10hf或500mm。各段之間凈凈距（（受受壓構(gòu)件）或或（（受拉拉構(gòu)件），以以防板件局部部凸曲鼓起，，而對受力不不利或潮氣侵侵入而引起銹銹蝕。9）當角焊縫的的端部在構(gòu)件件轉(zhuǎn)角處時，，為比避免起起落弧的缺陷陷發(fā)生在此應應力集中較大大部位，宜作作長度為2hf的繞角焊，且且轉(zhuǎn)角處必須須連續(xù)施焊，，不能斷弧。。（四）焊縫符符號集及標注注方法《焊縫符號表示示法》規(guī)定：焊縫符符號一般由基基本符號與指指引線組成，，必要時還可可加上補充符符號和焊縫尺尺寸?；痉枺罕硎竞缚p的橫橫截面形狀，，如用“””表示角焊焊縫,用“V”表示V形坡口的對接接焊縫；補充符號：補充說明焊縫縫的某些特征征，用“””表示示現(xiàn)場安裝焊焊縫，用“””表示焊件三面面帶有焊縫；；指引線：：一般由橫線和和帶箭頭的斜斜線組成，箭箭頭指向圖形形相應焊縫處處，橫線上方方和下方用來來標注基本符符號和焊縫尺尺寸等。焊縫符號焊縫符號續(xù)表當焊縫分布比比較復雜或用用上述標注方方法不能表達達清楚時,在標注焊縫符符號的同時,可在圖形上加加柵線表示。。用柵線表示焊焊縫(a)正面焊縫；(b)背面焊縫；(c)安裝焊縫當焊縫中存在在氣孔，夾渣渣、咬邊等缺缺陷時，它們們不但使焊縫縫受力面積削削弱，而且還還在缺陷處引引起應力集中中，易于形成成裂紋。在受受拉連接中，，裂紋更易擴擴展延伸，從從而使焊縫在在低于母材強強度的情況下下破壞。同樣樣，缺陷也降降低連接的疲疲勞強度。因因此，對焊縫質(zhì)量應應按其受力性性質(zhì)和所處部部位進行分級級。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型型和重要性，，《鋼結(jié)構(gòu)工程施施工質(zhì)量驗收收規(guī)范》將焊縫質(zhì)量檢驗驗級別分為三三級。Ⅲ級檢驗項目規(guī)規(guī)定只對全部部焊縫做外觀觀檢查，即檢驗焊縫縫實際尺寸是是否符合要求求和有無外觀觀缺陷；Ⅰ級、Ⅱ級焊縫除對全全部焊縫作相相應等級的外外觀缺陷檢查查外，還應采用超聲波探探傷進行內(nèi)部部缺陷的檢驗驗，當超聲波探探傷不能對缺缺陷作出判斷斷時，應采用射線探傷傷。Ⅰ級焊縫超聲波波和射線探傷傷的比例均為為100%，Ⅱ級焊縫超聲波波和射線探傷傷的比例均為為20%，且均不小于于200mm。當焊縫長度度小于200mm時，應對整條條焊縫探傷。。鋼結(jié)構(gòu)中一般般采用Ⅲ級焊縫即可滿滿足的強度要要求，但對接焊縫縫的抗拉強度度有較大的變變異性，《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)規(guī)范》規(guī)定，其設計計值僅為主體體鋼材的85%左右。因而對對有較大拉應應力的對接焊焊縫以及直接接承受動力荷荷載構(gòu)件的較較重要的焊縫縫，可部分采采用Ⅱ級焊縫，對抗抗動力和疲勞勞性能有較高高要求處可采采用Ⅰ級焊縫。焊縫縫質(zhì)量等級必必須在施工圖圖中標注，但但Ⅲ級焊縫不需要要標注。（五）焊縫質(zhì)質(zhì)量檢驗和焊焊縫質(zhì)量級別別三、螺栓連接接（一）普通螺螺栓連接的構(gòu)構(gòu)造1.普通螺栓的形形式和規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)采用的的普通形式為為大六角頭型型，其代號用用字母M與公稱和直徑徑（mm）表示。工程程中常用M18，M20，M22，M24。按國際標準準，螺栓統(tǒng)一一用螺栓的性性能等級來表表示，如“4.6級”、“8.8級”等。小數(shù)點前前數(shù)字表示螺螺栓材料的最最低抗拉強度度，如“4”表示400N/mm2，“8”表示800N/mm2。小數(shù)點后的的數(shù)字（0.6、0.8）表示螺栓材材料的屈強比比，即屈服點點與最低抗拉拉強度的比值值。根據(jù)螺栓的加加工精度，普普通螺栓又分分為A、B、C三級。A、B級螺栓（精制螺栓））采用8.8級鋼材制作，，經(jīng)機床車削削加工而成，，表面光滑，，尺寸準確，，且配用Ⅰ類孔（即螺栓栓孔在裝配好好的構(gòu)件上鉆鉆成或擴鉆成成，孔壁光滑滑，對孔準確確）。由于其其加工精度高高，與孔壁接接觸緊密，其其連接變形小小，受力性能能好，可用于于承受較大剪剪力和拉力的的連接。但制制造和安裝較較費工，成本本高，故在鋼鋼結(jié)構(gòu)中較少少采用。C級螺栓（粗制螺栓））用4.6或4.8級鋼制作，加加工粗糙，尺尺寸不夠準確確，只要求Ⅱ類孔（即螺栓栓孔在單個零零件上一次沖沖成或不用鉆鉆模鉆成。一一般孔徑比螺螺栓桿徑大1~2mm）。在傳遞剪剪力時，連接接變形大，但但傳遞拉力的的性能尚好，，操作無需特特殊設備，成成本低。常用用于承受拉力力的螺栓連接接和承受靜力力荷載或間接接承受動力荷荷載結(jié)構(gòu)中的的次要受剪連連接。螺栓及其孔眼眼圖例螺栓的排列應應簡單、統(tǒng)一一而緊湊，滿滿足受力要求求，構(gòu)造合理理又便于安裝裝。排列方式式有并列和錯錯列兩種排列列（如圖所示示）。并列較較簡單，錯列列較緊湊。（a）（（b）螺栓的排列及及間距（a）并列排列；；（b）錯列排列2.普通螺栓連接接的排列（1）受力要求螺栓孔（d0）的最小端距距（沿受力方方向）為2d0，以免板端被被剪掉；螺栓栓孔的最小邊邊距（垂直于于受力方向））為1.5d0（切割邊）或或1.2d0（軋成邊）。。中間螺孔的的最小間距（（栓距和線距距）為3d0，否則則螺孔孔周圍圍應力力集中中的相相互影影響較較大，，且對對鋼板板的截截面削削弱過過多，，從而而降低低其承承載力力。（2）構(gòu)造造要求求螺栓的的間距距也不不宜過過大，，尤其其是受受壓板板件當當栓距距過大大時，，容易易發(fā)生生凸曲曲現(xiàn)象象。板板和剛剛性構(gòu)構(gòu)件（（如槽槽鋼、、角鋼鋼等））連接接時，，栓距距過大大不易易緊密密接觸觸，潮潮氣易易于侵侵入縫縫隙而而銹蝕蝕。按按規(guī)范范規(guī)定定，栓栓孔中中心最最大間間距受受壓時時為12d0或18tmin（tmin為外層層較薄薄板件件的厚厚度）），受受拉時時為16d0或24tmin，中心心至構(gòu)構(gòu)件邊邊緣最最大距距離為為4d0或8tmin。（3）施工工要求求螺栓間間應有有足夠夠距離離，以以便轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動扳扳手，，擰緊緊螺母母。根據(jù)上上述螺螺栓的的最大大、最最小容容許距距離，，排列列螺栓栓時宜宜按最最小容容許距距離取取用，，且宜宜取5mm的倍數(shù)數(shù)，并并按等等距離離布置置，以以縮小小連接接的尺尺寸。。最大大的容容許距距離一一般只只在起起聯(lián)系系作用用的構(gòu)構(gòu)造連連接中中采用用。（二））普通通螺栓栓連接接的受受力特特點1.受剪螺螺栓連連接（a）（（b）（（c）單個受受剪螺螺栓的的受力力情況況（a）單剪剪；（（b）雙剪剪；（（c）四剪剪受拉螺栓連接栓桿受剪和孔壁承壓傳力沿栓桿軸方向受拉傳力受剪螺栓連接拉剪螺栓連接螺栓傳力方式受剪螺螺栓連連接在在達到到極限限承載載力時時，可可能出出現(xiàn)如如下五五種破破壞形形式：：（1）栓桿剪剪斷（如圖圖9-10（a）所示示）當當螺螺栓直直徑較較小鋼鋼板相相對較較厚時時，可可能發(fā)發(fā)生。。（2）孔壁擠擠壓壞壞（如圖圖9-10（b）所示示）當當螺栓栓直徑徑較大大鋼板板相對對較薄薄時，，可能能發(fā)生生。（3）鋼板拉拉斷（如圖圖9-10（c）所示示）當當鋼板板因螺螺孔削削弱過過多時時，可可能發(fā)發(fā)生。。（4）端部鋼鋼板剪剪斷（如圖圖9-10（d）所示示）當當順受受力方方向的的端距距過小小時，，可能能發(fā)生生。（5）栓桿受受剪破破壞（如圖圖9-10（e）所示示）當當螺螺栓過過于細細長時時，可可能發(fā)發(fā)生。。上述破破壞形形式中中的后后兩種種在選選用最最小容容許端端距2d0和使螺螺栓的的夾緊緊長度度不超超過5d0的條件件下，，均不不會發(fā)發(fā)生。。前三三種形形式的的破壞壞，則則需要要通過過計算算來防防止。。（a）（d）1-1（b）（c）（e）2.受拉螺螺栓連連接如圖所所示受受拉螺螺栓連連接中中，在在外力力N作用下下，構(gòu)構(gòu)件相相互間間有分分離趨趨勢，，從而而使螺螺栓沿沿桿軸軸方向向受拉拉。受受拉螺螺栓的的破壞壞形式式是栓栓桿被被拉斷斷，其其部位位多在在被螺螺紋削削弱的的截面面處。。3.拉剪螺螺栓連連接由于C級螺栓栓的抗抗剪能能力差差，故故對重重要連連接一一般均均應在在端板板下設設置支支托，，以承承受剪剪力（（如圖圖所示示）。。對次次要連連接，，若端端板下下不設設支托托，則則螺栓栓將同同時承承受剪剪力和和沿桿桿軸方方向的的拉力力的作作用。。N受拉螺螺栓連連接拉剪螺螺栓連連接（三））高強強度螺螺栓的的受力力特點點高強度度螺栓栓連接接按設設計和和受力力要求求可分分為摩擦型型和承壓型型兩種。。摩擦型型連接接在承受受剪切切時，，以外外剪力力達到到板件件間可可能發(fā)發(fā)生的的最大大摩阻阻力為為極限限狀態(tài)態(tài)；當當超過過時板板件間間發(fā)生生相對對滑移移，即即認為為連接接已失失效而而破壞壞。承壓型型連接接在受剪剪時，，則允允許摩摩擦力力被克克服并并發(fā)生生板件件間相相對滑滑移，，然后后外力力可以以繼續(xù)續(xù)增加加，并并以此此后發(fā)發(fā)生的的螺桿桿剪切切或孔孔壁承承壓的的最終終破壞壞為極極限狀狀態(tài)。。兩種形形式螺螺栓在在受拉拉時沒沒有區(qū)區(qū)別。。高強強度度螺螺栓栓和和普普通通螺螺栓栓連連接接受受力力的的主主要要區(qū)區(qū)別別是是：：普普通通螺螺栓栓連連接接的的螺螺母母擰擰緊緊的的預預拉拉力力很很小小，，受受力力后后全全靠靠螺螺桿桿承承壓壓和和抗抗剪剪來來傳傳遞遞剪剪力力。。而而高高強強度度螺螺栓栓時時靠靠擰擰緊緊螺螺母母，，對對螺螺桿桿施施加加強強大大而而受受控控制制的的預預拉拉力力，，此此預預拉拉力力將將被被連連接接的的構(gòu)構(gòu)件件夾夾緊緊。?？靠繕?gòu)構(gòu)件件夾夾緊緊而而由由接接觸觸面面間間的的摩摩阻阻力力來來承承受受連連接接內(nèi)內(nèi)力力是是高高強強度度螺螺栓栓連連接接受受力力的的特特點點。。§9-2鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件一、、軸軸心心受受力力構(gòu)構(gòu)件件軸心心受受力力構(gòu)構(gòu)件件是是指指承承受受通通過過截截面面形形心心的的軸軸向向力力作作用用的的構(gòu)構(gòu)件件，分分為為軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件和和軸軸心心受受壓壓構(gòu)構(gòu)件件。。它它們們廣廣泛泛的的應應用用于于柱柱、、桁桁架架、、網(wǎng)網(wǎng)架架、、塔塔架架和和支支撐撐等等結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中。（一一））軸軸心心受受力力構(gòu)構(gòu)件件的的受受力力特特點點軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件設設計計時時，，應應滿滿足足強度度和剛度度的要要求求。。按按承承載載力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)的的要要求求，，軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件凈凈截截面面的的平平均均應應力力不不應應超超過過鋼鋼材材的的屈屈服服強強度度；；按按正正常常使使用用極極限限狀狀態(tài)態(tài)的的要要求求，，應應具具有有必必要要的的剛剛度度，，否否則則在在制制造造、、運運輸輸和和安安裝裝過過程程中中容容易易彎彎扭扭變變形形，，在在自自重重的的作作用用下下會會產(chǎn)產(chǎn)生生較較大大撓撓度度，，在在承承受受動動力力荷荷載載時時會會引引起起較較大大的的振振動動等等。。軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的剛剛度度是是以以它它的的長長細細比比來來控控制制的的。。軸心心受受壓壓構(gòu)構(gòu)件件的的受受力力性性能能與與受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件不不同同，，除除有有些些短短粗粗或或截截面面有有較較大大削削弱弱的的構(gòu)構(gòu)件件其其承承載載力力由由強強度度條條件件起起控控制制作作用用外外，，一一般般情情況況下下，，軸軸心心受受壓壓構(gòu)構(gòu)件件的的承承載載能能力力是是由由穩(wěn)穩(wěn)定定條條件件決決定定的的。。因因此此設設計計時時除除滿滿足足強強度度和和剛剛度度的的條條件件外外，，還還應應滿滿足足整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性和局部部穩(wěn)穩(wěn)定定性性的要要求求。。（二二））軸軸心心受受壓壓柱柱的的構(gòu)構(gòu)造造軸心心受受壓壓柱柱由由柱柱頭頭、、柱柱身身、、柱柱腳腳三三部部分分組組成成。。按按柱柱身身的的構(gòu)構(gòu)造造型型式式可可分分為為實實腹腹式式和和格格構(gòu)構(gòu)式式兩兩類類。。1.實腹腹式式軸軸心心受受壓壓柱柱（1）截面面形形式式實腹腹式式軸軸心心受受壓壓柱柱一一般般選選用用雙雙軸軸對對稱稱的的型型鋼鋼截截面面或或組組合合截截面面。。在在選選擇擇截截面面形形式式時時，，主主要要考考慮慮等等穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、肢肢寬寬壁壁薄薄、、制制造造省省工工、、構(gòu)構(gòu)造造簡簡便便等等原原則則。。（2）設置置加加勁勁肋肋為了了提提高高構(gòu)構(gòu)件件的的抗抗扭扭剛剛度度，，防防止止構(gòu)構(gòu)件件在在施施工工和和運運輸輸過過程程中中發(fā)發(fā)生生變變形形，，當當時時，，應應在在一一定定位位置置設設置置成成對對的的橫橫向向加加勁勁肋肋（（如如圖圖所所示示））。。橫橫向向加加勁勁肋肋的的間間距距不不得得大大于于3h0，其外伸伸寬度bs不小于mm，厚度ts不得小于于。。實腹柱的的橫向加加勁肋加加強bsatw（3）柱頭的構(gòu)構(gòu)造軸心受壓壓柱主要要承受與與其相連連的梁傳傳來的荷荷載（梁梁的支承承反力）），梁與與柱的連連接構(gòu)造造與梁的的端部構(gòu)構(gòu)造有關關。連接接設計應應傳力可可靠，便便于制作作、運輸輸、安裝裝和經(jīng)濟濟合理。。軸心受受壓柱與與梁為鉸鉸接，一一般有兩兩種構(gòu)造造方案。。一種是是將梁支支承于柱柱頂（如如圖所示示），另另一種是是將梁支支承于柱柱的側(cè)面面（如圖圖所示））。①柱柱頂支承承梁的構(gòu)構(gòu)造梁梁的反反力通過過柱的頂頂板傳給給柱；頂頂板一般般可以取取16~20mm厚，與柱柱用焊縫縫相連；；梁與頂頂板用普普通螺栓栓相連，，以便安安裝定位。圖（a）中，梁梁支承加加勁肋應應對準柱柱的翼緣緣，使梁梁的支承承反力通通過支承承加勁肋肋及墊板板傳遞給給柱的翼翼緣。為為了便于于安裝，，相鄰梁梁之間留留一空隙隙，最后后用夾板板和構(gòu)造造螺栓相相連，以以防止單單個梁的的傾斜。。這種連連接形式式傳力明明確，構(gòu)構(gòu)造簡單單，施工工方便，，但當兩兩相鄰反反力不等等時即引引起柱的的偏心受受壓，一一側(cè)梁傳傳遞的反反力很大大時，還還可能引引起柱翼翼緣的局局部屈曲曲。圖（b）中，梁梁通過端端板連接接于柱的的軸線附附近，這這樣即使使相鄰反反力不等等，柱仍仍接近軸軸心受壓壓。突緣緣加勁肋肋底部應應刨平頂頂緊于柱柱頂板；；柱的腹腹板是主主要受力力部分，，其厚度度不能太太薄，同同時在柱柱頂板之之下，腹腹板兩側(cè)側(cè)應設置置加勁肋肋，兩相相鄰梁之之間應留留一定空空隙便于于安裝時時調(diào)節(jié)，，最后嵌嵌入合適適的填板板并用構(gòu)構(gòu)造螺栓栓相連。。（a）（b）②柱側(cè)支支承梁的的構(gòu)造梁連接在在柱的側(cè)側(cè)面，當當梁的反反力較小小時，可可采用如如圖（a）所示的的連接，，直接將將梁擱置置在柱的的承托上上，用普普通螺栓栓連接，，梁與柱柱側(cè)間留留一空隙隙，用角角鋼和構(gòu)構(gòu)造螺栓栓相連。。這種連連接形式式比較簡簡單，施施工方便便。當梁反力力較大時時，可采采用如圖圖（b）所示的的方案，，用厚鋼鋼板作承承托，承承托與柱柱側(cè)面用用焊縫相相連，這這種連接接方式，，制造與與安裝的的精度要要求較高高，承托托板的端端面必須須刨平頂頂緊以便便直接傳傳遞壓力力。梁玉玉柱側(cè)仍仍留一定定空隙，，梁吊裝裝就位后后，用填填板和構(gòu)構(gòu)造螺栓栓將柱翼翼緣和梁梁端板連連接起來來。（a）（b）（4）柱腳的構(gòu)構(gòu)造柱腳的作作用是將將柱身的壓壓力均勻勻的傳給給基礎，并和基礎礎牢固的的連接起起來。在整個柱柱中，柱柱腳是比比較費鋼鋼費工的的部分。。設計時時應力求求簡明，，并盡可可能符合合結(jié)構(gòu)的的計算簡簡圖，便便于安裝裝固定。。柱腳按其其與基礎礎的連接接方式的的不同可可分為鉸接和剛接兩類，軸軸心受壓壓柱、框框架柱或或壓彎構(gòu)構(gòu)件，這這兩種形形式均有有采用。。其中鉸鉸接主要要承受軸軸心壓力力，剛接接主要承承受壓力力和彎矩矩。本節(jié)節(jié)只講鉸鉸接柱腳腳。柱腳通過過錨栓固固定于基基礎。鉸鉸接柱腳腳只沿著著一條軸軸線設置置兩個連連接于底底板上的的錨栓，，錨栓的的直徑一一般為20~25mm。為了便便于安裝裝，底板板上的錨錨栓孔徑徑取為錨錨栓直徑徑的1.5~2倍。待柱柱就位并并調(diào)整到到設計位位置后，，再用墊墊板套住住錨栓并并與底板板焊牢。。圖示是常常用的鉸鉸接柱腳腳的幾種種形式，，主要用用于軸心心受壓柱柱。當柱柱軸力很很小時，，可采用用圖（a）的形式式，在柱柱的端部部只焊一一塊不太太厚的底底板，柱柱身的壓壓力經(jīng)過過焊縫傳傳到底板板，底板板再將柱柱身的壓壓力傳到到基礎上上。當柱柱軸力較較大時，，可采用用圖（b）、（c）的形式式，柱端端通過豎豎焊縫將將力傳給給靴梁，，靴梁通通過底部部焊縫降降壓力傳傳給底板板。靴梁梁不僅增增加了傳傳力焊縫縫的長度度，同時時也將底底板分成成較小的的區(qū)格，，減小了了底板在在反力作作用下的的最大彎彎矩值。。當采用用靴梁后后，底板板的彎矩矩值仍較較大時，，可再采采用隔板板和肋板板，如圖圖（c）所示。。（a）（（b）（（c）圖示是是常用用的軸軸心受受壓格格構(gòu)柱柱的截截面形形式。。由于于柱肢肢布置置在距距截面面形心心一定定距離離的位位置上上，通通過調(diào)調(diào)整肢肢間距距離可可以使使兩個個方向向具有有相同同的穩(wěn)穩(wěn)定性性。與與實腹腹柱相相比，，在用用料相相同的的情況況下可可增大大截面面慣性性矩，，提高高剛度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性。（a）（b）（c）（d）（e）2.格構(gòu)式式軸心心受壓壓柱格構(gòu)式式軸心心受壓壓柱常常用兩兩槽鋼鋼組成成，通通常使使翼緣緣朝內(nèi)內(nèi)，這這樣綴綴材長長度較較小，，外部部平整整。當當荷載載較大大時，，也常常用兩兩工字字鋼組組成的的雙肢肢截面面柱。。對于于軸向向力較較小但但長度度較大大的桿桿件，，也可可以采采用鋼鋼管或或角鋼鋼組成成的三三肢或或四肢肢截面面形式式。肢肢件通通過綴綴材連連成一一體，，根據(jù)據(jù)綴材材的不不同可可分為為綴條條柱和和綴板板柱兩兩種。。綴條條常采采用單單角鋼鋼，一一般與與構(gòu)件件軸線線成α=40°°~70°°夾角斜斜放，，此稱稱為斜斜綴條條，如如圖（（a）所示示，也也可同同時增增設與與構(gòu)件件軸線線垂直直的橫橫綴條條。綴綴板用用鋼板板制造造，一一律按按等距距離垂垂直于于構(gòu)件件軸線線橫放放，如如圖（（b）所示示。（a）（b）二、受受彎構(gòu)構(gòu)件（一））受彎彎構(gòu)件件的類類型和和應用用承受橫橫向荷荷載的的實腹腹式受受彎構(gòu)構(gòu)件通通常稱稱為梁梁，它它是組組成鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的基基本構(gòu)構(gòu)件之之一，，應用用廣泛泛，例例如房房屋建建筑中中的樓樓蓋梁梁、工工作平平臺梁梁、屋屋面檁檁條和和墻架架橫梁梁、吊吊車梁梁以及及橋梁梁、水水工閘閘門、、起重重機、、海上上采油油平臺臺中的的梁等等。鋼梁按按截面面的形形式分分為型鋼梁梁和組合梁梁兩大類類。型型鋼梁梁構(gòu)造造簡單單，制制造省省工，，成本本較低低，故故應用用較多多。但但在荷荷載較較大或或構(gòu)件件的跨跨度較較大時時，所所需梁梁的截截面尺尺寸較較大時時，由由于軋軋制條條件的的限制制，型型鋼的的尺寸寸、規(guī)規(guī)格不不能滿滿足梁梁承載載力和和剛度度的要要求，，這時時常采采用組組合梁梁。型鋼梁梁的截截面形形式（a）（（b）（（c）（（d）（（e）（（f）組合梁梁的截截面形形式（g）（（h）（（i）（（j）（（k）鋼梁按按支承承情況況可分分為簡支梁梁、連續(xù)梁梁、懸伸梁梁等。簡簡支梁梁不受受溫度度變化化和支支座沉沉陷的的影響響，并并且制制造、、安裝裝、維維修、、拆換換較方方便，，因而而受到到廣泛泛的應應用。。鋼梁按按荷載載作用用情況況不同同，還還可分分為僅僅在一一個主主平面面內(nèi)受受彎的的單向彎彎曲梁梁和在兩兩個主主平面面內(nèi)受受彎的的雙向彎彎曲梁梁。圖示即即為工工作平平臺梁梁布置置示例例。根據(jù)主主梁和和次梁梁的排排列情情況，，梁格格可分分為三三種類類型：：（1）單向梁梁格【如圖（（a）所示示】只有主主梁，，適用用于樓樓蓋或或平臺臺結(jié)構(gòu)構(gòu)的橫橫向尺尺寸較較小或或面板板跨度度較大大的情情況。。（2）雙向梁梁格【如圖（（b）所示示】有主梁梁及一一個方方向的的次梁梁，次次梁由由主梁梁支承承，是是最為為常用用的梁梁格類類型。。（3）復式梁梁格【如圖（（c）所示示】在主梁梁間設設縱向向次梁梁，縱縱向次次梁間間再設設橫向向次梁梁。荷荷載傳傳遞層層次多多，梁梁格構(gòu)構(gòu)造復復雜，，故應應用較較少，，只適適用于于荷載載重和和主梁梁間距距很大大的情情況。。（a）（b）（c）（二））受彎彎構(gòu)件件（梁梁）的的穩(wěn)定定性1.梁整體體穩(wěn)定定性為了提提高抗抗彎強強度，，節(jié)省省鋼材材，鋼鋼梁截截面一一般做做成高高而窄窄的形形式，，受荷荷方向向剛度度大而而側(cè)向向剛度度較小小，如如果梁梁的側(cè)側(cè)向支支承較較弱（（比如如僅在在支座座處有有側(cè)向向支承承），，梁的的彎曲曲會隨隨荷載載大小小的不不同而而呈現(xiàn)現(xiàn)兩種種截然然不同同的平平衡狀狀態(tài)。。如圖所所示的的工字字形截截面梁梁，荷荷載作作用在在其最最大剛剛度平平面內(nèi)內(nèi)，當當荷載載較小小時，，梁的的彎曲曲平衡衡狀態(tài)態(tài)是穩(wěn)穩(wěn)定的的。雖雖然外外界各各種因因素會會使梁梁產(chǎn)生生微小小的側(cè)側(cè)向彎彎曲和和扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變形形，但但外界界影響響消失失后，，梁仍仍能恢恢復原原來的的彎曲曲平衡衡狀態(tài)態(tài)。然然而，，當荷荷載增增大到到某一一數(shù)值值后，，梁在在向下下彎曲曲的同同時，，將突突然發(fā)發(fā)生側(cè)側(cè)向彎彎曲和和扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變形形的破破壞，，這種種現(xiàn)象象稱之之為梁梁的整整體失失穩(wěn)，，為側(cè)側(cè)向彎彎扭屈屈曲。。因此此鋼梁梁設計計時不不僅要要滿足足強度度、剛剛度要要求，，還應應保證證梁的的整體體穩(wěn)定定性。?！朵摻Y(jié)構(gòu)構(gòu)設計計規(guī)范范》規(guī)定，，符合合下列列情況況之一一時，，可不不計算算梁的的整體體穩(wěn)定定性：：（1）有剛剛性鋪鋪板密密鋪在在梁的的受壓壓翼緣緣上并并與其其牢固固連接接，能能阻止止梁受受壓翼翼緣的的側(cè)向向位移移時。。（2）工字字形截截面簡簡支梁梁受壓壓翼緣緣的自自由長長度與與其寬寬度之之比l1/b1不超過過表所所規(guī)定定的數(shù)數(shù)值時時；箱箱形截截面（（如圖圖所示示）簡簡支梁梁，其其截面面尺寸寸滿足足h/b0≤6，且l1/b0≤95(235/fy)時（箱箱形截截面的的此條條件很很容易易滿足足）。。H型鋼和和等截截面工工字形形簡支支梁不不需計計算整整體穩(wěn)穩(wěn)定性性的最最大l1/b1值