結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)

第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接鋼結(jié)構(gòu)連接的種類：1焊縫（weld）：對(duì)接焊縫、角焊縫

2

螺栓連接（bolt）：普通、高強(qiáng)軸心受力的對(duì)接焊縫計(jì)算公式：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接式中：N——軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值

lw——焊縫計(jì)算長(zhǎng)度。有引弧板，lw=l；無(wú)引弧板，lw=l-2tmmt——在對(duì)接連接中為連接件的較小厚度；在T形連接中為腹板厚度；

fcw、ftw——對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接對(duì)接焊縫計(jì)算：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接工字形截面對(duì)接焊縫計(jì)算：最大正應(yīng)力處（翼緣外邊緣）最大剪應(yīng)力處（腹板中央）正應(yīng)力和剪應(yīng)力均較大處（翼緣和腹板相接處）第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接上式中正應(yīng)力和剪應(yīng)力的計(jì)算方法：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接

角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

側(cè)面角焊縫（平行于作用力方向）正面角焊縫（垂直于作用力方向）斜向角焊縫（與作用力方向斜交）第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接1.最小焊腳尺寸自動(dòng)焊，最小焊腳尺寸可減少1mmT形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm焊腳厚度小于或等于4mm時(shí)，則取與焊件厚度相同2）角焊縫的構(gòu)造要求3.3.1角焊縫的構(gòu)造2.最大焊腳尺寸2）角焊縫的構(gòu)造要求3.3.1角焊縫的構(gòu)造計(jì)算角焊縫厚度第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接正面角焊縫側(cè)面角焊縫復(fù)合情況第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接角鋼與節(jié)點(diǎn)板的焊接：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接角鋼肢背焊縫內(nèi)力：

角鋼肢尖焊縫內(nèi)力：

1,上下側(cè)面焊：

第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接

2，三面圍焊：

角鋼肢尖焊縫內(nèi)力：角鋼正面角焊縫內(nèi)力：角鋼肢背焊縫內(nèi)力：

第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接

角鋼肢背焊縫內(nèi)力：N1=N-N3

3，L形焊縫：正面角焊縫內(nèi)力：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接在彎距M作用下的應(yīng)力在軸力N作用下的應(yīng)力在剪力V作用下的應(yīng)力2）復(fù)雜受力時(shí)角焊縫連接計(jì)算（1）承受軸力、彎矩、剪力的聯(lián)合作用時(shí)角焊縫的計(jì)算假設(shè)腹板焊縫承受全部剪力，彎矩則由全部焊縫承受驗(yàn)算（1）翼緣處最大應(yīng)力（2）腹板處的應(yīng)力（2）三面圍焊承受扭矩剪力聯(lián)合作用時(shí)角焊縫的計(jì)算圖示為三面圍焊承受偏心力F。此偏心力產(chǎn)生軸心力F和扭矩T=F?e。最危險(xiǎn)點(diǎn)為A或A’點(diǎn)。

計(jì)算時(shí)按彈性理論假定：①被連接件是絕對(duì)剛性的，它有繞焊縫形心O旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而角焊縫本身是彈性的；②角焊縫群上任一點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與形心的連線，且應(yīng)力大小與連線長(zhǎng)度r成正比。

☆抗剪承載力普通螺栓連接－受力性能和計(jì)算☆抗拉承載力第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

一、抗剪螺栓的破壞形式：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

一、抗剪螺栓的破壞形式：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

③鋼板被拉斷：鋼板螺孔削弱過(guò)多時(shí)發(fā)生；（凈截面驗(yàn)算）

1、單個(gè)抗剪螺栓的破壞形式：①螺栓桿剪斷：螺栓直徑較小而鋼板較厚時(shí)發(fā)生；（抗剪）②孔壁擠壓：螺栓直徑較大而鋼板較薄時(shí)發(fā)生；（承壓）第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

⑤螺栓彎曲：當(dāng)螺栓過(guò)長(zhǎng)時(shí)發(fā)生，通過(guò)限制板厚度t≤5d（d為螺栓直徑）,可避免螺桿彎曲過(guò)大；④鋼板剪斷：當(dāng)鋼板沿受力方向的端距過(guò)小時(shí)發(fā)生，通過(guò)限制端距≥2d0,可避免；

1、抗剪螺栓的破壞形式：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

1、一個(gè)抗剪螺栓的設(shè)計(jì)承載能力：

（取Nvb、

Ncb的最小值）（1）

抗剪承載力設(shè)計(jì)值：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

nv—螺栓受剪面數(shù)，單剪面nv=1，雙剪面nv=2，四剪面nv=4；

d--——螺栓桿直徑，對(duì)鉚接取孔徑；——螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。式中：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

式中：∑t——在同一方向承壓的構(gòu)件較小總厚度；

d--——螺栓桿直徑，對(duì)鉚接取孔徑；（2）

承壓承載力設(shè)計(jì)值：

——螺栓構(gòu)件承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

3、螺栓群在軸心力作用下的抗剪計(jì)算：①確定螺栓數(shù)目（接頭一邊）：（取Nvb、

Ncb的最小值Nminb

）假定：螺栓平均分擔(dān)剪力。第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓抗剪承載力的折剪（連接過(guò)長(zhǎng)）當(dāng)時(shí)，應(yīng)將螺栓承載力設(shè)計(jì)值乘以折剪系數(shù)：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓（當(dāng)時(shí)，折剪系數(shù)為0.7）

驗(yàn)算凈截面的強(qiáng)度：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

并列螺栓的排列：對(duì)構(gòu)件(1-1截面)：An=t(b-n1d0)An(凈截面面積)的計(jì)算方法：對(duì)拼接板(3-3截面)：An=2t1(b–n3d0)第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

對(duì)拼接板:

部位應(yīng)為拼接板受力最大處（正交、折線）錯(cuò)列螺栓的排列：折線截面：對(duì)構(gòu)件：正交截面：An=t(b-n1d0)第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓An(凈截面面積)的計(jì)算方法：

2、一個(gè)抗拉螺栓的設(shè)計(jì)承載能力：假定：拉應(yīng)力在螺栓螺紋處截面上均勻分布。第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

3、一群抗拉螺栓的承載能力計(jì)算：確定螺栓數(shù)目（接頭一邊）：（1）

螺栓群在軸心力作用下的抗拉計(jì)算

假定：當(dāng)外力通過(guò)螺栓群形心時(shí)，每個(gè)螺栓受的拉力相等。第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

（2）

螺栓群在彎矩作用下的抗拉計(jì)算

假定：在彎矩作用下牛腿繞最底排螺栓旋轉(zhuǎn)，使螺栓受拉；各排螺栓受拉力的大小與該排螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離y成正比。第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

（2）

螺栓群在彎矩作用下的抗拉計(jì)算

第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

（3）

螺栓群在偏心力作用下的抗拉計(jì)算第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

三，拉剪螺栓連接

的計(jì)算第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

剪力不由支托承受（螺栓承受剪力V、彎距M=Ve）

a)

在彎距M=Ve作用下：b)

在剪力V作用下：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

三，拉剪螺栓連接

的計(jì)算

剪力不由支托承受（螺栓承受剪力V、彎距M=Ve）c)

螺栓在彎矩、剪力共同作用下，要滿足：d)

當(dāng)板較薄時(shí)，還要滿足：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

三，拉剪螺栓連接

的計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—焊接受剪螺栓、受拉螺栓、拉剪螺栓由摩擦阻力傳遞剪力，摩擦型

高強(qiáng)度螺栓：主要用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。當(dāng)剪力=摩擦阻力時(shí)為承載能力的極限狀態(tài)，高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

主要用于承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。摩擦力（滑移）受剪螺栓、受拉螺栓、拉剪螺栓承壓型

高強(qiáng)度螺栓：正常使用的極限狀態(tài)（不滑移）承載能力的極限狀態(tài)（螺栓或鋼板破壞）螺栓桿受剪、孔壁承壓第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

P－高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力。摩擦型高強(qiáng)度螺栓一、抗剪摩擦型高強(qiáng)度螺栓：由摩擦阻力傳遞剪力，剪力摩擦阻力式中：nf—一個(gè)螺栓的傳力摩擦面數(shù)目；

—摩擦面的抗滑移系數(shù)；1、一個(gè)抗剪摩擦型高強(qiáng)度螺栓承載力設(shè)計(jì)值第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓軸心力作用時(shí)：（1）螺栓數(shù)：2、一群抗剪摩擦型高強(qiáng)度螺栓計(jì)算第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

式中：n1—計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目；

n－連接一側(cè)的螺栓總數(shù)；

(2)構(gòu)件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓2、一群抗拉高強(qiáng)度螺栓的計(jì)算：二、抗拉摩擦型高強(qiáng)度螺栓：1、一個(gè)抗拉高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為：第3章鋼結(jié)構(gòu)連接—螺栓

3、同時(shí)承受剪力和拉力的摩擦型高強(qiáng)度螺栓：

式中：Nt——一個(gè)螺栓承受的最大外拉力，

（1）一個(gè)同時(shí)承受剪力和拉力的摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：一個(gè)螺栓承受的最大剪力Nv應(yīng)滿足：Nv

NvbNt0.8P。

（2）一群同時(shí)承受剪力和拉力的摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：0

Nti

0.8P四、承壓型高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算連接種類受剪螺栓受拉螺栓同時(shí)受拉和受剪的螺栓正常使用的極限狀態(tài)（不滑移）承載能力的極限狀態(tài)單個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值第4章軸心受壓構(gòu)件

1、了解“軸心受力構(gòu)件”的應(yīng)用和截面形式；

2、了解“軸心受壓構(gòu)件”穩(wěn)定理論的基本概念和分析方法；

3、掌握現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)及難點(diǎn)是構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定；

4、掌握格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)方法。大綱要求§4-2軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度一、強(qiáng)度計(jì)算（承載能力極限狀態(tài)）

N—軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值；

An—構(gòu)件的凈截面面積；

f—鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)截面無(wú)削弱時(shí)，強(qiáng)度不必計(jì)算。軸心受力構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度（承載能力極限狀態(tài)）剛度（正常使用極限狀態(tài)）強(qiáng)度剛度（正常使用極限狀態(tài)）穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)）二、剛度計(jì)算（正常使用極限狀態(tài)）保證構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝、使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大變形。軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)3、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算

軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件為，截面應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力，并考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)γR后，即為：公式使用說(shuō)明：（1）截面分類：見(jiàn)教材表5-3，第121頁(yè)；單角鋼的單面連接時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)：1、按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接乘以系數(shù)0.85；2、按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性：等邊角鋼乘以系數(shù)0.6+0.0015λ，且不大于1.0；短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)0.5+0.0025λ，且不大于1.0；長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)0.70；3、對(duì)中間無(wú)聯(lián)系的單角鋼壓桿，按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算λ，當(dāng)

λ<20時(shí)，取λ=20。xxx0x0y0y0

由上式，即可確定局部失穩(wěn)不早于整體失穩(wěn)時(shí)，板件的寬厚比限值：

1、翼緣板：

A、工字形、T形、H形截面翼緣板btbttbtbB、箱形截面翼緣板bb0t

2、腹板：

A、工字形、H形截面腹板twh0h0tw

B、箱形截面腹板bb0th0tw

C、T形截面腹板自由邊受拉時(shí)：twh0h0tw3、圓管截面Dt第一節(jié)概述第二節(jié)鋼梁的強(qiáng)度和剛度第三節(jié)

鋼梁的整體穩(wěn)定第四節(jié)

鋼梁的局部穩(wěn)定

第五節(jié)

鋼梁的設(shè)計(jì)第五章受彎構(gòu)件5.2.1梁的強(qiáng)度截面形狀系數(shù)限制利用塑性，塑性發(fā)展深度a≤0.125h截面塑性發(fā)展系數(shù)γ單向受彎（僅Mx作用下）雙向受彎（Mx

My共同作用下）抗彎強(qiáng)度5.2.1梁的強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度增大腹板厚度提高抗剪強(qiáng)度簡(jiǎn)化5.2.1梁的強(qiáng)度局部承壓強(qiáng)度梁上翼緣受到沿腹板平面作用的集中荷載且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時(shí)，計(jì)算腹板計(jì)算高度上翼緣的局部承壓強(qiáng)度hR范圍內(nèi)45°角擴(kuò)散hy范圍內(nèi)1:2.5擴(kuò)散lz=a+2.5hy+bF-集中荷載，動(dòng)力荷載考慮動(dòng)力系數(shù)ψ-集中荷載增大系數(shù)（考慮輪壓分配不均勻），重級(jí)工作制吊車輪壓取1.35，其他荷載取1.0lz-集中荷載在腹板計(jì)算高度邊緣的假定分布長(zhǎng)度不滿足時(shí)加支承加勁肋加強(qiáng)5.2.1梁的強(qiáng)度折算應(yīng)力強(qiáng)度彎曲應(yīng)力σ剪應(yīng)力τ局部壓應(yīng)力σc彎曲應(yīng)力σ、剪應(yīng)力τ、局部壓應(yīng)力σc共同作用下，驗(yàn)算折算應(yīng)力β1-折算應(yīng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，考慮局部效應(yīng)，σ與σc同號(hào)或σc=0時(shí)取1.1，異號(hào)時(shí)取1.2σ與σc均以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)5.3.1梁的整體穩(wěn)定概念臨界彎矩能保持整體穩(wěn)定的最大荷載稱臨界荷載，最大彎矩稱臨界彎矩

臨界彎矩影響因素彎矩圖越飽滿，臨界彎矩越小;荷載作用于下翼緣比作用于上翼緣的臨界彎矩Mcr大側(cè)向抗彎剛度

EIy提高臨界彎矩增大顯著，抗扭剛度GIt和抗翹曲剛度EIw提高，臨界彎矩增大，但效果不顯著→增大梁翼緣寬度較增加翼緣和腹板厚度提高梁整體穩(wěn)定更為有利；受壓翼緣自由長(zhǎng)度

l1（或側(cè)向支承點(diǎn)的間距）愈小，則臨界彎矩愈大5.3.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)整體穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定系數(shù)fb材料抗力分項(xiàng)系數(shù)gR或純彎曲雙軸對(duì)稱焊接工字形截面簡(jiǎn)支梁5.3.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)整體穩(wěn)定系數(shù)焊接工字形簡(jiǎn)支梁等效彎矩系數(shù)bbfb>0.6梁進(jìn)入非彈性工作階段fb修正截面不對(duì)稱系數(shù)hb查表受壓強(qiáng)-hb=0.8(2ab-1)受拉強(qiáng)-hb=2ab-1ab=I1/(I1+I2)軋制工字形簡(jiǎn)支梁查表取值軋制槽鋼簡(jiǎn)支梁雙軸對(duì)稱工字形懸臂梁計(jì)算同簡(jiǎn)支梁，bb/ly計(jì)算不同承受均布彎矩，且fb簡(jiǎn)化計(jì)算5.3.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)整體穩(wěn)定系數(shù)工字形截面T形截面雙軸對(duì)稱單軸對(duì)稱翼緣受壓T形鋼及組合截面雙角鋼截面翼緣受拉fb>0.6時(shí)無(wú)需修正，但需不大于15.3.3梁的整體穩(wěn)定計(jì)算整體穩(wěn)定保證保證梁整體穩(wěn)定無(wú)需計(jì)算構(gòu)造措施：阻止梁受壓翼緣發(fā)生側(cè)向變形梁整體穩(wěn)定臨界荷載高于或接近于梁的屈服彎矩剛性鋪板在梁的受壓翼緣并與其牢固連接H型鋼或工字型等截面簡(jiǎn)支梁自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1之比不超過(guò)規(guī)定值箱形截面簡(jiǎn)支梁，其截面尺寸滿足h/b0≤6且l1/b0≤95(235/fy)5.3.3梁的整體穩(wěn)定計(jì)算整體穩(wěn)定計(jì)算單向受彎整體穩(wěn)定計(jì)算雙向受彎整體穩(wěn)定計(jì)算fb-為繞強(qiáng)軸確定的整體穩(wěn)定系數(shù)5.4.2受壓翼緣局部穩(wěn)定限制寬厚比限值保證梁受壓翼緣局部穩(wěn)定寬厚比限值三邊簡(jiǎn)支板當(dāng)梁在繞強(qiáng)軸彎距Mx作用下的強(qiáng)度按彈性設(shè)計(jì)（即取gx＝1.0）時(shí)：工字型/T型截面翼緣箱型截面外伸翼緣5.4.2受壓翼緣局部穩(wěn)定四邊簡(jiǎn)支板箱型截面腹板間翼緣5.4.4加勁肋構(gòu)造和截面加勁肋布置要求當(dāng)對(duì)有局部壓應(yīng)力的梁按構(gòu)造配置橫向加勁肋，對(duì)無(wú)局部壓應(yīng)力可不配置加勁肋當(dāng)應(yīng)配置橫向加勁肋由計(jì)算，不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度組合梁腹板加勁肋的配置要求當(dāng)（受壓翼緣受扭約束）或（受壓翼緣受扭無(wú)約束）應(yīng)按計(jì)算在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格增加配置縱向加勁肋局部壓應(yīng)力很大宜在受壓區(qū)配置短加勁肋任何情況下h0/tw均不應(yīng)大于250梁支座處和上翼緣受較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋雙側(cè)布置的橫向加勁肋外伸寬度bs應(yīng)滿足單側(cè)布置時(shí)增大20%加勁肋厚度

5.4.4加勁肋構(gòu)造和截面加勁肋截面尺寸及構(gòu)造加勁肋由鋼板構(gòu)成宜兩側(cè)布置，也可單側(cè)布置，支承加勁肋不應(yīng)單側(cè)布置橫向加勁肋間距a不得小0.5h0也不得大于2h0（對(duì)無(wú)局部壓應(yīng)力的梁當(dāng)h0/tw≤100,可取2.5h0）

（一）按彈塑性工作狀態(tài)計(jì)算：雙軸及單軸對(duì)稱截面雙向受彎的強(qiáng)度計(jì)算公式為：

２、格構(gòu)式拉彎、壓彎構(gòu)件當(dāng)彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)，１、

對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹式拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件；雙軸及單軸對(duì)稱截面單向受彎的強(qiáng)度計(jì)算公式為：第六章拉彎、壓彎構(gòu)件An──構(gòu)件的凈截面面積；Wnx

，Wny──構(gòu)件的x,y軸方向凈截面抵抗矩；Mx,M