鋼結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)

,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,鋼結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)輔導(dǎo),第一章 緒 論,第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第四章 軸心受力構(gòu)件（鋼柱、鋼壓桿）,第五章 受彎構(gòu)件（鋼梁）,第六章 拉彎和壓彎構(gòu)件（鋼柱、鋼壓桿）,第七章 單層廠房結(jié)構(gòu)（鋼桁架）設(shè)計(jì),鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)目錄,4.,了解桿件和板件穩(wěn)定的基本理論，,理解影響穩(wěn)定性的主要因素及提高穩(wěn)定性的措施；,3.掌握鋼結(jié)構(gòu)用鋼的主要性能及其主要影響因素，并能正確地選擇鋼材；,2.理解“鋼結(jié)構(gòu)”的計(jì)算方法；,1.,了解鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展概況,掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；,本課程的基本要求,5. 掌握各種連接（焊接、螺栓連接）和各類構(gòu)件(梁、柱和屋架)的工作性能、破壞特征及其設(shè)計(jì)的基本方法。,6.理解構(gòu)件間的連接方法、力的傳遞方式和過程以及構(gòu)造原則；,教學(xué)參考書及規(guī)范:,1.鋼結(jié)構(gòu),（第三版）,戴國欣,主編,武漢理工大學(xué)出版社,2.,鋼結(jié)構(gòu)疑難釋議附解題指導(dǎo),劉聲揚(yáng),主編,建筑工業(yè),出版社,3.,鋼結(jié)構(gòu)自學(xué)輔導(dǎo),鐘善桐,主編,武漢大學(xué)出版社,4.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,（GB50017-2003),5.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范,（GB50205-2001),7.掌握鋼桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,第一章 緒 論,大綱要求,1.,掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍,。,2理解鋼結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法，掌握其設(shè),計(jì)表達(dá)式的應(yīng)用。,3了解鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展趨勢。,第1章緒論,鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),（1）,材料強(qiáng)度高，塑、韌性好、鋼材質(zhì)量輕（相對）,（2）,材質(zhì)均勻,鋼材內(nèi)部組織較,接近于勻質(zhì)和各向同性體,，實(shí)際受力和根據(jù)力學(xué)情況計(jì)算的結(jié)果相吻合。,（3）,制造簡便，工期短,（4）,可焊性、密封性好,缺點(diǎn)：,（1）,耐腐蝕性差-,在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，綱結(jié)構(gòu)容易銹蝕，要選用耐大氣腐蝕的耐侯鋼材，注意油漆防護(hù)，增加了維護(hù)費(fèi)用。,（2）,耐熱不耐高溫-,當(dāng)鋼材受熱溫度在200以內(nèi)時(shí)。其主要性能變化很小，具有較好的耐熱性能。但是，當(dāng)溫度在600以上時(shí)，其承載力幾乎完全喪失。必須有隔熱或采用防火涂料等防護(hù)措施,（3）,低溫脆斷 -,要高度重視,（4）,變形較大（不利安裝）,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,大跨鋼結(jié)構(gòu),大跨度鋼屋架 網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 、懸索結(jié)構(gòu)、拱架結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)跨度越大，自重在荷載中所占的比例就越大，減輕結(jié)構(gòu)的自重會(huì)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。,高層建筑,高聳建筑,輕型鋼結(jié)構(gòu),容器和其他構(gòu)筑物,概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,（一）傳統(tǒng)容許應(yīng)力法（安全系數(shù)法57年以前）,（二）多系數(shù)半概率法（74年舊規(guī)范）,（三）一次二階矩概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（分項(xiàng)系數(shù)法）,（四）全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（發(fā)展方向）,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則-,結(jié)構(gòu)由各種荷載所產(chǎn)生的效應(yīng)（內(nèi)力和變形）不大于結(jié)構(gòu)（包括連接）由材料性能和幾何因素等所決定的抗力或規(guī)定限值。,作用效應(yīng)-,作用效應(yīng)（S）：結(jié)構(gòu)上的作用引起的結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件的內(nèi)力和變形。,結(jié)構(gòu)抗力-,結(jié)構(gòu)抗力（R）：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。,極限狀態(tài)方程,：ZRS0,功能函數(shù),：Zg(R,S)RS,承載力極限狀態(tài)（第一極限狀態(tài)）-,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（如強(qiáng)度、穩(wěn)定、疲勞）或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形（如塑性變形）時(shí)的極限狀態(tài)。,正常使用極限狀態(tài)（第二極限狀態(tài)）-,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用的某項(xiàng)規(guī)定限值時(shí)的極限狀態(tài)。,荷載標(biāo)準(zhǔn)值-,建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)在正常情況下有可能出現(xiàn)的最大荷載值。,荷載設(shè)計(jì)值-,標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)。,極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法公式（簡單荷載情況）,大綱要求:,1.了解鋼結(jié)構(gòu)的兩種破壞形式；,2.掌握結(jié)構(gòu)用鋼材的主要性能及其機(jī)械性能指,標(biāo)；,3.掌握影響鋼材性能的主要因素特別是導(dǎo)致鋼材變脆的主要因素；,4.了解結(jié)構(gòu)用鋼材的種類、牌號(hào)、規(guī)格；,5.了解鋼材選擇的依據(jù)，做到正確選擇鋼材；,6.掌握鋼材疲勞的概念和疲勞計(jì)算方法。,第2章 鋼結(jié)構(gòu)的材料,鋼材的力學(xué)性能,一、強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度fy設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值（設(shè)計(jì)時(shí)可達(dá)的最大應(yīng)力）；,抗拉強(qiáng)度fu鋼材的最大應(yīng)力強(qiáng)度，fu/fy為鋼材的強(qiáng)度,安全儲(chǔ)備系數(shù)。,理想彈塑性工程設(shè)計(jì)時(shí)將鋼材的力學(xué)性能，假定為,一理想彈塑性體,二、塑性材料發(fā)生塑性變形而不斷裂的性質(zhì),重要指標(biāo)好壞決定結(jié)構(gòu)安全可靠度，內(nèi)力重分布，保證塑性破壞，避免脆性破壞。,用伸長率衡量,三、韌性鋼材在斷裂或塑變時(shí)吸收能量的能力，用于表,征鋼材抗沖擊荷載及動(dòng)力荷載的能力，動(dòng)力指,標(biāo)，是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。,用沖擊韌性衡量，分常溫與負(fù)溫要求。,四、冷彎性能鋼材發(fā)生塑變時(shí)對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。,是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。,五、可焊性鋼材在焊接過程中對產(chǎn)生裂紋或發(fā)生斷裂的,抵抗能力，以及焊接后具備良好性能的指,標(biāo)。通過焊接工藝試驗(yàn)進(jìn)行評定,鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式,塑性破壞與脆性破壞,影響因素化學(xué)成分、冶金質(zhì)量、溫度、冷作硬化、時(shí)效、應(yīng)力集中、復(fù)雜應(yīng)力。,鋼材性能的影響因素,一、化學(xué)成分,C、S、P、Mn、Si,二、冶金與軋制,三、時(shí)效,四、溫度正溫與負(fù)溫，熱塑現(xiàn)象、冷脆現(xiàn)象,五、冷作硬化,六、應(yīng)力集中與殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的概念以及它的影響。,七、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度理論，同號(hào)應(yīng)力，異號(hào)應(yīng)力。,鋼材的品種、牌號(hào)與選擇,品種炭素鋼,Q235,；低合金鋼Q345、Q390、Q420,牌號(hào)的表示方法Q、屈服強(qiáng)度值、,質(zhì)量等級(jí),（碳素鋼AD，低合金鋼AE）,冶金脫氧方法,（F、b、Z、TZ）,影響選擇的因素,結(jié)構(gòu)的重要性（結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)分一級(jí)（重要），二級(jí)（一般），三級(jí)（次要）、荷載情況（動(dòng)、靜荷載）、連接方法（Q235A不能用于焊接結(jié)構(gòu)）、環(huán)境溫度。,大綱要求,1.了解鋼結(jié)構(gòu)連接的種類及各自的特點(diǎn)；,2.了解焊接連接的工作性能，,掌握焊接連接的計(jì)算方法及構(gòu)造要求；,3.了解焊接應(yīng)力和焊接變形產(chǎn)生的原因及其對結(jié)構(gòu)工作的影響；,4.了解螺栓連接的工作性能，,掌握螺栓連接的計(jì)算和構(gòu)造要求。,第3章 鋼結(jié)構(gòu)的連接, 本章重點(diǎn),1、,焊透的對接焊縫和直角焊縫的構(gòu)造要求和計(jì)算方法。,2、,螺栓連接的構(gòu)造要求，工作性能及其計(jì)算方法,。, 本章難點(diǎn),1、難點(diǎn)是施焊過程中，由于不均勻分布的高溫作用，在焊件中將產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形，冷卻后則產(chǎn)生,焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形,，此部分是本章的難點(diǎn)。,2、本章,習(xí)題較多,，,公式也較多,，學(xué)生平時(shí)應(yīng),多動(dòng)筆,，,多思考,，親自動(dòng)手計(jì)算一下。有些基本公式要,多加記憶,。要弄清公式中各符號(hào)的具體,含義和量綱,第1節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法與特點(diǎn),焊接連接對接焊縫，角焊縫,螺栓連接普通螺栓，高強(qiáng)螺栓,鉚釘連接已基本被高強(qiáng)螺栓代替。,對接焊縫連接,N,第2節(jié) 焊縫連接,1、焊接方法電弧焊（手工，自動(dòng)埋弧以及氣體保護(hù)焊）、電阻焊和氣焊。,2、特點(diǎn)省材、方便、適用強(qiáng)；熱影響區(qū)變脆，殘余應(yīng)力與變形，質(zhì)量變動(dòng)大。,3、焊縫缺陷裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、燒穿等。,4、焊接形式,按焊件相對位置平接（對接）、搭接以及垂直連接。,按施焊位置俯焊（平焊）、橫焊、立焊以及仰焊。,按截面構(gòu)造對接焊縫及角焊縫,第3節(jié) 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算,一、構(gòu)造,角焊縫分直角與斜角（銳角與鈍角）兩種截面。,直角型又分普通、平坡、深熔型（凹面型）；,板件厚度懸殊時(shí)角焊縫設(shè)計(jì)及邊緣焊縫,（P56，圖3.21）,二、受力特性,正面焊縫應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，但內(nèi)力分布均勻，承載力高；,側(cè)面焊縫應(yīng)力狀態(tài)簡單，但內(nèi)力分布不均，承載力低。,破壞為45,o,喉部截面，設(shè)計(jì)時(shí)忽略余高。,三、角焊縫的計(jì)算,第4節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算,一、構(gòu)造,坡口形式I型、單邊V型、雙邊V型、U型、K型及X型。,引、落弧板,變厚度與變寬度的連接1：4斜面。,質(zhì)量等級(jí)與強(qiáng)度一級(jí)綜合性能與母材相同；,二級(jí)強(qiáng)度與母材相同；,三級(jí)折減強(qiáng)度,二、計(jì)算同構(gòu)件。,第5節(jié) 普通螺栓連接,一、連接性能與構(gòu)造,受剪連接的破壞形式板端沖剪、螺桿受彎、螺桿剪切、孔壁擠壓、板件凈截面（直線、折線）。構(gòu)造滿足前兩種，（e2d,o,；t5d）。,受剪連接受力方向螺栓受力不均，一定長度時(shí)需折減。,受拉連接以螺桿抗拉強(qiáng)度為承載力極限。,施工及受力要求，螺栓有排布距離要求（栓距、線距、邊距、端距）。,分精制（A、B級(jí)）及粗制（C級(jí)，不能用于主要受力連接）,二、計(jì)算,1、單個(gè)連接承載力, 受剪連接,抗剪與承壓：, 受拉連接, 拉剪共同作用,2、螺栓群連接計(jì)算, 軸力或剪力作用, 彎矩軸力共同作用, 扭矩、軸力、剪力共同作用,其中：,第6節(jié) 高強(qiáng)度螺栓連接,一、高強(qiáng)螺栓的受力性能與構(gòu)造,按計(jì)算原則分摩擦型與承壓型兩種。,摩擦型抗剪連接的最大承載力為最大摩擦力。,承壓型抗剪連接的最大承載力同普通螺栓（N,b,min,）。,注意當(dāng)連接板件較小時(shí)承壓型的承載力小于摩擦型。,受拉連接時(shí)兩者無區(qū)別，都以0.8P為承載力。,板件凈截面強(qiáng)度計(jì)算與普螺的區(qū)別為50的孔前傳力。,受剪連接時(shí)，螺栓受力不均，同普螺應(yīng)考慮折減系數(shù)。,由于承壓型設(shè)計(jì)的變形較大，直接承受動(dòng)荷不易采用。,設(shè)計(jì)認(rèn)為摩擦力主要分布在螺栓周圍3d,0,范圍內(nèi),。,二、計(jì)算, 摩擦型螺栓連接計(jì)算,1、抗剪連接,2、抗拉連接 （抗彎時(shí)旋轉(zhuǎn)中心在中排）,3、拉剪共同作用, 承壓型螺栓連接計(jì)算,計(jì)算方法同普通螺栓連接，應(yīng)注意,抗拉承載力,拉剪共同作用,抗彎時(shí)旋轉(zhuǎn)中心在中排,例題詳解,例題1、,某T型牛腿，角焊縫連接，F(xiàn)=250kN，Q235鋼，E43型,焊條，靜荷載，確定焊腳尺寸。,解：1、確定焊縫計(jì)算長度（兩條L型焊縫),豎焊縫：,l,w1,200,5,195mm，,水平焊縫：,l,w2,（,20016）/2-587mm,取,l,w2,85mm,2、,求焊縫形心及慣性矩：,3、力向形心轉(zhuǎn)移,4、受力控制點(diǎn)分項(xiàng)應(yīng)力（下點(diǎn)）,5,、焊縫強(qiáng)度結(jié)算：,6、焊腳尺寸確定：,?。?例題2、,圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，M20，10.9級(jí)，噴砂生赤銹，驗(yàn)算連接強(qiáng)度。,已知：M=106k.m；,N=384kN；,V=450kN。,解：1、查取有關(guān)參數(shù),預(yù)拉力： P=155kN;,摩擦系數(shù)：=0.45,2、確定控制點(diǎn),經(jīng)受力分析控制點(diǎn)為最,上排螺栓,。,3、最上排螺栓分項(xiàng)受力,軸力N：各螺栓均勻受拉,彎矩M作用：最上排受最大拉力,其中,總拉力：,剪力V：各螺栓均勻受剪,4、承載力驗(yàn)算,5、結(jié)論：連接承載力滿足要求,1、了解“軸心受力構(gòu)件”的應(yīng)用和截面形式；,2、,掌握軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算,；,3、了解“軸心受壓構(gòu)件”穩(wěn)定理論的基本概念和分析方法；,4、,掌握現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于“軸心受壓構(gòu)件”設(shè)計(jì)計(jì)算方法，重點(diǎn)及難點(diǎn)是構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定；,5、,掌握格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)方法。,大綱要求,第4章 軸心受力構(gòu)件,第1節(jié) 概述,鋼結(jié)構(gòu)各種構(gòu)件應(yīng)滿足正常使用及承載能力兩種極限狀態(tài)的要求。,正常使用極限狀態(tài)：剛度要求控制長細(xì)比,承載能力極限狀態(tài)：受拉強(qiáng)度；,受壓強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定。,截面形式：分實(shí)腹式與格構(gòu)式,第2節(jié) 強(qiáng)度與剛度,凈截面強(qiáng)度軸壓構(gòu)件如無截面消弱，整穩(wěn)控制可不驗(yàn)算強(qiáng)度。,剛度注意計(jì)算長度。,第3節(jié) 軸壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定,典型的失穩(wěn)形式,彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)及彎扭失穩(wěn)；,理想構(gòu)件的彈性彎曲穩(wěn)定歐拉公式；,彈塑性彎曲失穩(wěn)切線模量理論；,實(shí)際構(gòu)件的初始缺陷初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力；,初始缺陷的影響；,肢寬壁薄的概念；,格構(gòu)式截面綴條式與綴板式；,格構(gòu)式軸壓構(gòu)件換算長細(xì)比的概念與計(jì)算；,格構(gòu)軸壓構(gòu)件兩軸等穩(wěn)的概念（實(shí)腹式同）；,單肢穩(wěn)定性的概念。,掌握整體穩(wěn)定的計(jì)算公式與方法；,第4節(jié) 實(shí)腹式截面局部穩(wěn)定,局部穩(wěn)定的概念板件的屈曲，局部失穩(wěn)并不意味構(gòu)件失效，但是局部的失穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致整體失穩(wěn)提前發(fā)生；局部穩(wěn)定承載力與支承條件、受力形式與狀態(tài)及板件尺寸有關(guān)。,局部穩(wěn)定的保證原則保證整體失穩(wěn)之前不發(fā)生局部失穩(wěn),等穩(wěn)原則局部穩(wěn)定承載力等于整體穩(wěn)定承載力。,等強(qiáng)原則局部穩(wěn)定承載力等于某一整體穩(wěn)定達(dá)不到的強(qiáng)度值。,局部穩(wěn)定的控制方法限制板件的寬（高）厚比。,掌握工字形截面局部穩(wěn)定的計(jì)算公式與方法。,例題詳解,例題1,右圖示軸心受壓構(gòu)件，,Q235鋼，截面無消弱,，,翼緣為軋制邊。,問：1、此柱的最大承載力設(shè)計(jì)值N？,2、,此柱繞y軸失穩(wěn)的形式,？,3、局部穩(wěn)定是否滿足要求？,解：,1、整體穩(wěn)定承載力計(jì)算,對x軸：,翼緣軋制邊，對x軸為b類截面，查表有：,對x軸：,翼緣軋制邊，對y軸為c類截面，查表有：,由于無截面消弱，強(qiáng)度承載力高于穩(wěn)定承載力，故構(gòu)件的,最大承載力為：,2、繞y軸為彎扭失穩(wěn),3、局部穩(wěn)定驗(yàn)算, 較大翼緣的局部穩(wěn)定,結(jié)論：滿足要求, 腹板的局部穩(wěn)定,結(jié)論：滿足要求,大綱要求:,1.了解受彎構(gòu)件的種類及應(yīng)用；,2.了解受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計(jì)算原,理（難點(diǎn)），,掌握梁的計(jì)算方法,；,3.,掌握組合梁設(shè)計(jì)的方法及其主要的構(gòu)造要求,；,4.,掌握梁的拼接和連接主要方法和要求,。,第5章 受彎構(gòu)件（梁）,第1節(jié) 概述,正常使用極限狀態(tài)：控制梁的變形,承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定,梁的截面：型鋼梁與組合梁,梁格布置：簡單梁格、普通梁格、復(fù)雜梁格。,第2節(jié) 梁的強(qiáng)度與剛度,梁的工作狀態(tài),彈性階段邊緣屈服,塑性鉸全截面屈服,考慮部分發(fā)展塑性，塑性發(fā)展系數(shù),不考慮塑性發(fā)展的情況p142（動(dòng)力荷載、翼緣寬厚比）,掌握工字型截面的塑性發(fā)展系數(shù),梁的強(qiáng)度抗彎、抗剪、局部承壓及折算應(yīng)力（掌握計(jì)算方法系數(shù)的取用、驗(yàn)算部位）,梁的剛度控制撓跨比,4.,梁的計(jì)算內(nèi)容,承載能力極限狀態(tài),強(qiáng)度,抗彎強(qiáng)度,抗剪強(qiáng)度,局部壓應(yīng)力,折算應(yīng)力,整體穩(wěn)定,局部穩(wěn)定,正常使用極限狀態(tài),剛度,2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算,梁設(shè)計(jì)時(shí)只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性發(fā)展深度取,ah/8,。,x,x,a,a,f,y,(1)單向彎曲梁,(2)雙向彎曲梁,f,W,M,W,M,£,+,ny,y,y,nx,x,x,g,g,式中：,-截面塑性發(fā)展系數(shù)，對于工字形截面梁:,其他截面見表6.1。,f,W,M,£,nx,x,x,g,當(dāng)翼緣外伸寬度b與其厚度,t,之比滿足:,y,y,f,t,b,f,235,15,235,13,£,<,0,.,1,x,=,g,需要計(jì)算疲勞強(qiáng)度的梁：,0,.,1,y,x,=,=,g,g,f,1,2,c,2,c,2,3,b,t,ss,s,s,£,+,-,+,折算應(yīng)力,：,計(jì)算折算應(yīng)力的設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。,異號(hào)時(shí)，,同號(hào)時(shí)或,原因,：,1只有局部某點(diǎn)達(dá)到塑性,2,異號(hào)力場有利于塑性發(fā)展提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度,抗剪強(qiáng)度,局部壓應(yīng)力,第3節(jié) 梁的整體穩(wěn)定,失穩(wěn)機(jī)理重點(diǎn)掌握,梁的失穩(wěn)形式彎扭失穩(wěn)（側(cè)向彎扭失穩(wěn)）,提高梁整體穩(wěn)定的措施,梁的整體穩(wěn)定計(jì)算,1.不需要計(jì)算整體穩(wěn)定的條件,1)、有鋪板(各種鋼筋混凝土板和鋼板)密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止其發(fā)生側(cè)向位移時(shí)；,2),H,型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自由長度,l,1,與其寬度,b,1,之比不超過下表規(guī)定時(shí)；,12.0,15.0,9.5,Q420,12.5,15.5,10.0,Q390,13.0,16.5,10.5,Q345,16.0,20.0,13.0,Q235,荷載作用在下翼緣,荷載作用在上翼緣,跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點(diǎn)的梁,不論荷載作用在何處,跨中無側(cè)向支承點(diǎn)的梁,l,1,/,b,1,條件,鋼號(hào),3）對于箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足：,可不計(jì)算整體穩(wěn)定性。,b,b,0,t,1,h,0,t,w,t,w,t,2,b,1,b,2,h,穩(wěn)定系數(shù)。,材料分項(xiàng)系數(shù)；,式中,即：,-,-,=,-,-,£,=,=,£,=,y,cr,b,R,x,b,x,b,R,y,y,cr,R,cr,x,x,f,f,W,M,f,f,f,W,M,s,j,g,j,j,g,s,g,s,s,取值見規(guī)范。,單軸對稱截面,雙軸對稱時(shí),截面不對稱影響系數(shù)，,受壓翼緣的厚度；,梁高，,；,等效臨界彎矩系數(shù)；,式中,b,b,b,y,y,b,y,b,y,x,y,b,b,t,h,i,l,f,h,t,W,Ah,h,h,h,l,b,h,l,l,b,j,0,235,4,.,4,1,4320,1,1,2,1,2,=,-,-,-,-,-,-,=,-,-,ø,ö,ç,ç,ç,è,æ,+,ø,ö,ç,ç,è,æ,+,=,穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算,b,b,j,j,282,.,0,07,.,1,-,=,¢,不大于1.0,當(dāng)截面同時(shí)作用M,x,、 M,y,時(shí)：,f,W,M,W,M,y,y,y,x,b,x,£,+,g,j,強(qiáng)度公式的一致性。,影響和保持與,而是為了降低后一項(xiàng)的,塑性階段，,軸以進(jìn)入,但并不表示沿,取值同塑性發(fā)展系數(shù)，,y,y,-,-,g,第4節(jié) 梁的截面設(shè)計(jì),梁高度的確定最小高度、最大高度及經(jīng)濟(jì)高度。,第5節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與加勁肋,一、翼緣的局部穩(wěn)定,保證原則等強(qiáng)原則,二、腹板加勁肋,腹板局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)原則,限制高厚比不經(jīng)濟(jì)，不采用,允許局部失穩(wěn)考慮屈曲后強(qiáng)度（輕鋼結(jié)構(gòu)采用）,用加勁肋減小腹板支承尺寸提高局穩(wěn)承載力（普鋼）,加勁肋的種類橫向、縱向及短加勁肋。,縱向加勁肋,橫向加勁肋,梁腹板加勁肋設(shè)置如下：,直接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹梁：,應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。,以上公式中h,0,為腹板的計(jì)算高度，t,w,為腹板厚度；對于單軸對稱截面梁，,在確定是否配置縱向加勁肋時(shí)，h,0,取腹板受壓區(qū)高度h,c,的2倍。,(4) 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。,大綱要求:,1、了解拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式；,2、了解壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本原理；,掌握其計(jì)算方法；,5、,掌握實(shí)腹式壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法及其主要的構(gòu)造要求,；,4、,掌握拉彎和壓彎的強(qiáng)度和剛度計(jì)算;,3、了解實(shí)腹式壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定的基本原理；,掌握其計(jì),算方法；,6、,掌握格構(gòu)式壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法及其主要的構(gòu)造要求,；,第6章 拉彎與壓彎構(gòu)件,第1節(jié) 概述,拉彎、壓彎構(gòu)件實(shí)際為軸力構(gòu)件與受彎的組合,三種典型的拉、壓彎構(gòu)件,正常使用極限狀態(tài)控制構(gòu)件的長細(xì)比,承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度、整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定,截面形式實(shí)腹式、格構(gòu)式（一般選用綴條式）,第2節(jié) 拉、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度,理解公式中的±號(hào)意義與應(yīng)用（單對稱截面，彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓）。,注意塑性發(fā)展系數(shù)的取用（同梁）,剛度控制構(gòu)件的長細(xì)比,第3節(jié) 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定,整體穩(wěn)定包括兩方面彎矩作用平面內(nèi)的,彎曲失穩(wěn),及彎矩,作用平面外的,彎扭失穩(wěn),。,整體穩(wěn)定的計(jì)算,第4節(jié) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定,應(yīng)力梯度的概念,梁： 軸力構(gòu)件：,拉、壓彎構(gòu)件：,翼緣的局部穩(wěn)定受力簡單，同梁按等強(qiáng)原則,腹板的局部穩(wěn)定受力復(fù)雜，影響因素多，等強(qiáng)原則。,腹板局部穩(wěn)定的主要影響因素:,剪、正應(yīng)力比：,正應(yīng)力梯度：,塑性區(qū)發(fā)展深度,第5節(jié) 格構(gòu)式截面壓彎構(gòu)件,一般宜采用綴條式，當(dāng)彎矩較小時(shí)也可以采用綴板式。,一般彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實(shí)軸作用。,彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)，整體穩(wěn)定計(jì)算同實(shí)腹式截面，但平面外穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按換算長細(xì)比,0x,計(jì)算，梁彎穩(wěn)定系數(shù),b,1.0。,彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)：,彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定,不考慮塑性發(fā)展,彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定,不需驗(yàn)算,，但需保證單肢,的兩向穩(wěn)定性。,單肢穩(wěn)定分肢相同時(shí)驗(yàn)算較大分肢；分肢不同時(shí)應(yīng)分,別驗(yàn)算兩單肢。,綴材設(shè)計(jì)按實(shí)際剪力及 中較大值。,局部穩(wěn)定：兩肢件應(yīng)按,軸壓構(gòu)件,控制局部穩(wěn)定。,例題,驗(yàn)算下圖示壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度及平面內(nèi)、外的整體穩(wěn)定性。,已知：Q235鋼，A=20cm,2,，I,x,346.8cm,4,， I,y,43.6cm,4,，,y,1,4.4cm， 翼緣側(cè)向1/3跨處設(shè)置兩個(gè)側(cè)向支承。,解：1、參數(shù)計(jì)算,2、強(qiáng)度計(jì)算,結(jié)論：強(qiáng)度滿足要求。,3、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性,結(jié)論：平面內(nèi)整穩(wěn)不滿足。,4、平面外的整體穩(wěn)定性,結(jié)論：平面外整穩(wěn)滿足。,單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成及布置原則,單層廠房鋼結(jié)構(gòu)一般是由,屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁、制動(dòng)梁,（或制動(dòng)桁架）、各種,支撐以及墻架,等構(gòu)件組成的,空間體系,一、柱網(wǎng)布置,第7章 單層工業(yè)廠房,圖,7.1.2,柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫,(a)各列柱距相等(b)中間柱有拔柱,a,s,a,a,a,c,c,c,計(jì)算單元,2a,a,c,c,計(jì)算單元,a,a,a,a,a,a,a,a,插入距,(a),(b),溫度伸縮縫的布置,表7.1,溫度區(qū)段長度值,120,露天結(jié)構(gòu),125,100,180,熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋,150,120,220,采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋,柱頂為鉸接,柱頂為剛接,橫向溫度區(qū)段（沿屋架或構(gòu)架跨度方向）,縱向溫度區(qū)段,（垂直于屋架或構(gòu)架跨度方向）,溫度區(qū)段長度（m）,結(jié)構(gòu)情況,圖,7.1.2,柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫,(a)各列柱距相等(b)中間柱有拔柱,a,s,a,a,a,c,c,c,計(jì)算單元,2a,a,c,c,計(jì)算單元,a,a,a,a,a,a,a,a,插入距,(a),(b),橫向框架的結(jié)構(gòu),圖,7.2.1,橫向框架的主要尺寸,h,2,h,1,h,3,H,2,H,H,1,S,L,0,L,K,圖,7.2.2,柱與吊車梁軸線 間的凈距,L,0,L,K,h,1,h,2,B,S,D,b,1,b,1,/2,柱間支撐,屋蓋的支撐,作用：,(1)保證屋蓋形成空間幾何不變結(jié)構(gòu)體系，增大其空間剛度。(2)承受屋蓋各種縱向、橫向水平荷載（如風(fēng)載、吊車制動(dòng)力、地震力等），并將其傳至屋架支座。(3)為上、下弦桿提供側(cè)向支撐點(diǎn)，減小弦桿在屋架平面外的計(jì)算長度，提高其側(cè)向剛度和穩(wěn)定性。(4)保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的便利和穩(wěn)定。,垂直支撐,大型屋面板,柱間支撐,上弦橫向支撐,天窗架,屋架,簡支屋架設(shè)計(jì),屋架的荷載計(jì)算與荷載組合,桿件的截面,設(shè)計(jì),圖,7.3.15,單壁式屋架桿件角鋼截面,x,x,y,y,x,x,y,y,x,x,y,y,x,x,y,y,x,x,y,y,x,x,y,y,x,x,y,y,x,x,y,y,l,y,=（1.351.5）l,x,l,y,=（2.62.9）l,x,l,y,=（0.750.9）l,x,l,y,=（1.82.1）l,x,l,y,=（0.821.4）l,x,l,y,=（0.450.79）l,x,(a),(b),(c),(d),(e),(f),(g),(h),桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),圖,7.3.22,屋架下弦的中間節(jié)點(diǎn),1015,N,1,N,2,1520,1520,墊板,底板,加勁肋,1,1,節(jié)點(diǎn)板,1-1,a,1,b,1,a,b,加勁肋,切口c,R/4,e,圖三角形屋架的支座節(jié)點(diǎn),圖,7-3-26,人字形或梯形屋架支座節(jié)點(diǎn),b,a,底板,加勁肋,切口c,節(jié)點(diǎn)板,e,圖,7.3.24,拼接節(jié)點(diǎn),(a),鏟成弧面或斜面,(b),冷彎后對焊,鉆孔后切去,(c),鋼桁架施工圖,試卷題型分析,一、填空題,主要考查一些基本概念,例題：,1、冷彎性能是判別鋼材,塑性,及,冶金質(zhì)量,的綜合指標(biāo)。,2、鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fy的關(guān)系為,ffy/,。,3、殘余應(yīng)力為構(gòu)件內(nèi)部,自相平衡,的內(nèi)力，其對構(gòu)件的,強(qiáng)度,無影響。,試卷題型分析,二、單項(xiàng)選擇題,主要考查基本概念,例題,1、壓彎構(gòu)件的應(yīng)力梯度（,D,）。,A、1； B、0； C、2； D 、2，0,2、鋼材的含炭量大小與鋼材的（,D,） 無關(guān)。,A、強(qiáng)度； B、塑性； C、可焊性； D 、彈性,3、格構(gòu)式截面采用換算長細(xì)比是因?yàn)椋?A,）。,A、考慮剪切變形影響； B、考慮彎曲變形的影響；,C、考慮扭轉(zhuǎn)變形影響； D、考慮兩分肢協(xié)同工作。,試卷題型分析,二、名詞解釋,主要考查基本概念,鋼材力學(xué)指標(biāo)：,承壓型高強(qiáng)度螺栓：,三、簡答題,1,簡述普通受剪螺栓連接的破壞形式有哪些種類？,2,試簡述不用計(jì)算梁整體穩(wěn)定性的條件？,3,軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性計(jì)算的注意事項(xiàng)？,試卷題型分析,四、計(jì)算題,1一塊400×20的鋼板用兩塊拼接板400×12進(jìn)行拼接。螺栓孔徑為22mm，排列如下圖所示。鋼板軸心受拉，N=1350KN（設(shè)計(jì)值）。鋼材為Q235鋼，求鋼板1-1截面的強(qiáng)度是否滿足要求。,