《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》土建教學(xué)PPT課件

《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》土建教學(xué)PPT課件,鋼結(jié)構(gòu)基本原理,鋼結(jié)構(gòu),基本原理,土建,教學(xué),PPT,課件 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件Chapter1Chapter1 第一章第一章IntroductionIntroduction緒緒 論論鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件工程結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)鋼筋砼結(jié)構(gòu)鋼筋砼結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu) 是鋼材制成的工程結(jié)構(gòu)，通常由型鋼和鋼板等制成的梁、桁架、柱、板等構(gòu)件組成，各部分之間用焊縫、螺栓或鉚釘連接。1-generalsituationofsteelstructure鋼結(jié)構(gòu)的概況鋼結(jié)構(gòu)的概況代表性的工程結(jié)構(gòu)代表性的工程結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件霽 虹 橋 全 景鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件大渡河瀘定橋鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件南京長(zhǎng)江大橋鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件九江長(zhǎng)江大橋用柔性拱加勁的主聯(lián)(三跨)合攏情景鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件上海南浦大橋鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件上海鍋爐廠重型容器車間鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件廣州白云機(jī)場(chǎng)大型客機(jī)檢修庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件上海體育館比賽館網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件北京國(guó)家?jiàn)W林匹克體育中心游泳館鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件北京京廣大廈鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件深圳地王商業(yè)中心鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件上上海海金金茂茂大大廈廈鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件上海環(huán)球金融中心鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件法國(guó)埃菲爾鐵塔鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件西西爾爾斯斯大大廈廈鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件馬來(lái)西亞石油雙塔大廈鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件臺(tái)北 大廈101鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件拜迪拜迪“七星級(jí)酒店七星級(jí)酒店”鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件迪拜塔630/800米為世界最高建筑鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件上海中心設(shè)計(jì)方案鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件101日本富士山大廈日本富士山大廈鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.強(qiáng)度高2.材質(zhì)均勻3.塑性韌性好4.工業(yè)化程度高5.拆遷方便6.密閉性好7.耐腐蝕性差8.耐火性差鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍二、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍1.重型廠房結(jié)構(gòu)及受動(dòng)力荷載作用的廠房結(jié)構(gòu)2.大跨度結(jié)構(gòu)3.多層、高層及超高層建筑4.塔桅結(jié)構(gòu)5.容器、管道等6.可拆卸、裝配式房屋7.其他構(gòu)筑物鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)橋梁鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件天津體育場(chǎng)天津體育場(chǎng)千千年年穹穹頂頂西班牙迪加航空港上海會(huì)展中心鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件單層廠房單層廠房多多層層工工業(yè)業(yè)廠廠房房2.2.工業(yè)廠房工業(yè)廠房金陵石化總廠金陵石化總廠鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.3.承受動(dòng)力荷載及承受動(dòng)力荷載及 地震作用的結(jié)構(gòu)地震作用的結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件帝帝王王大大廈廈4.4.高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)金金茂茂大大廈廈8888層層420420米米北北京京財(cái)財(cái)富富中中心心鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件5.5.道路、橋梁結(jié)構(gòu)道路、橋梁結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件沈陽(yáng)長(zhǎng)青橋沈陽(yáng)長(zhǎng)青橋鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件6.6.水利、水工結(jié)構(gòu)水利、水工結(jié)構(gòu)海上石油平臺(tái)海上石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(1).(1).波紋拱殼結(jié)構(gòu)波紋拱殼結(jié)構(gòu)7.7.輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(2 2)門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件活動(dòng)車庫(kù)活動(dòng)車庫(kù)8.8.可拆卸、移動(dòng)房屋及可拆卸、移動(dòng)房屋及 移動(dòng)結(jié)構(gòu)移動(dòng)結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件9.9.構(gòu)筑物構(gòu)筑物10.10.建筑小品建筑小品鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演變一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演變1.1.容許應(yīng)力方法容許應(yīng)力方法 從從2020世紀(jì)初到世紀(jì)初到2020世紀(jì)世紀(jì)5O5O年代，鋼結(jié)構(gòu)采用安年代，鋼結(jié)構(gòu)采用安 全系數(shù)法設(shè)計(jì)，即全系數(shù)法設(shè)計(jì)，即:N-構(gòu)件截面的內(nèi)力；構(gòu)件截面的內(nèi)力；A-構(gòu)件截面幾何特征；構(gòu)件截面幾何特征；F-鋼材的最大強(qiáng)度；鋼材的最大強(qiáng)度；K-K-大于大于1 1的安全系數(shù)；的安全系數(shù)；-鋼材的容許應(yīng)力。鋼材的容許應(yīng)力。3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 2.概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法(1)極限狀態(tài)極限狀態(tài)：當(dāng)結(jié)構(gòu)或其組成部分超過(guò)某一特當(dāng)結(jié)構(gòu)或其組成部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，此特定狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。，此特定狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。(2)極限狀態(tài)分為兩類：極限狀態(tài)分為兩類：b.b.正常使用正常使用極限狀態(tài)極限狀態(tài):包包括括：影影響響正正常常使使用用或或外外觀觀的的變變形形、影影響響正正常常使使用用的的振振動(dòng)動(dòng)、影影響響正正常常使使用用的的或或耐耐久久性性的的局局部部破破壞壞等等狀態(tài)。狀態(tài)。a.a.承載能力承載能力極限狀態(tài)極限狀態(tài):包包括括：強(qiáng)強(qiáng)度度破破壞壞、疲疲勞勞破破壞壞、不不適適于于繼繼續(xù)續(xù)承承載載的變形、失穩(wěn)、傾覆、變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系等狀態(tài)的變形、失穩(wěn)、傾覆、變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系等狀態(tài)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(3)根據(jù)應(yīng)用概率分析的程度不同，可分為三種水準(zhǔn)：根據(jù)應(yīng)用概率分析的程度不同，可分為三種水準(zhǔn)：半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法;近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法（近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法（現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法）;全概率設(shè)計(jì)方法。全概率設(shè)計(jì)方法。a.a.半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法;1).1).三系數(shù)法三系數(shù)法（當(dāng)時(shí)稱為（當(dāng)時(shí)稱為計(jì)算極限狀態(tài)法計(jì)算極限狀態(tài)法）:1957 1957年至年至19731973年我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用半概率的年我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用半概率的分項(xiàng)系數(shù)法分項(xiàng)系數(shù)法,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入三個(gè)分項(xiàng)系數(shù)，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入三個(gè)分項(xiàng)系數(shù)，即:荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載分項(xiàng)系數(shù)-考慮荷載的不定性考慮荷載的不定性;材料分項(xiàng)系數(shù)材料分項(xiàng)系數(shù)-考慮材料的不均性考慮材料的不均性;工作條件系數(shù)工作條件系數(shù)-考慮結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的工作特點(diǎn)以及某考慮結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的工作特點(diǎn)以及某些假定的計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際情況不完全相符等因素些假定的計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際情況不完全相符等因素。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2)2)半經(jīng)驗(yàn)半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法半經(jīng)驗(yàn)半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法(容許應(yīng)力法）容許應(yīng)力法）N-N-構(gòu)件截面的內(nèi)力；構(gòu)件截面的內(nèi)力；A-A-構(gòu)件截面幾何特征；構(gòu)件截面幾何特征；K K1 1-荷載系數(shù)；荷載系數(shù)；K K2 2-材料系數(shù)材料系數(shù);K K3 3-調(diào)整系數(shù)；調(diào)整系數(shù)；f fykyk-鋼材的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；鋼材的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；-鋼材容許應(yīng)力鋼材容許應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件b b、近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法、近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 （現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017(GB500172003)2003)）結(jié)構(gòu)的工作性能可用結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的工作性能可用結(jié)構(gòu)的“功能函數(shù)功能函數(shù)”來(lái)描述：來(lái)描述：Z Zg g（X X1 1，X X2 2，X Xn n）（1 1 3 3）式中：式中：g g（）-結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)；結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)；X Xi i(i(i1 1，2,2,n)-,n)-影響結(jié)構(gòu)可靠性的各物理量。影響結(jié)構(gòu)可靠性的各物理量。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 將各因素概括為兩個(gè)綜合隨機(jī)變量將各因素概括為兩個(gè)綜合隨機(jī)變量-結(jié)構(gòu)的抗力結(jié)構(gòu)的抗力R R、作用效應(yīng)作用效應(yīng)S S，則公式（，則公式（1-31-3）可以寫(xiě)成：）可以寫(xiě)成：Z Zg g（R R，S S）R RS S （1-41-4）在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，可能出現(xiàn)下列三種情況：在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，可能出現(xiàn)下列三種情況：Z Z0 0表示結(jié)構(gòu)處于表示結(jié)構(gòu)處于可靠可靠狀態(tài)；狀態(tài)；Z Z0 0表示結(jié)構(gòu)處于表示結(jié)構(gòu)處于極限極限狀態(tài)狀態(tài) Z Z0 0表示結(jié)構(gòu)處于表示結(jié)構(gòu)處于失效失效狀態(tài)；狀態(tài)；判斷結(jié)構(gòu)是否可靠，要看結(jié)構(gòu)是否達(dá)到極限狀態(tài)，判斷結(jié)構(gòu)是否可靠，要看結(jié)構(gòu)是否達(dá)到極限狀態(tài)，為此，通常將下式：為此，通常將下式：Z Zg(Rg(R，S)S)R RS S0 0 (1-5)(1-5)稱為稱為極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件結(jié)構(gòu)能完成預(yù)定功能的概率結(jié)構(gòu)能完成預(yù)定功能的概率(可靠度可靠度)用用P Ps s表示，則：表示，則：P Ps sPZ0PZ0 （1-61-6）結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率(失效概率失效概率)用用P Pf f表示，則：表示，則：P Pf fPZ0PZ0 （1-71-7）由于事件由于事件Z0Z0與事件與事件ZZ0 0是對(duì)立事件，所以結(jié)是對(duì)立事件，所以結(jié)構(gòu)的可靠度與結(jié)構(gòu)的失效概率滿足構(gòu)的可靠度與結(jié)構(gòu)的失效概率滿足:P Ps s P Pf f 1 1 或或 P Ps s1-P1-Pf f （1-81-8）鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 因?yàn)橐驗(yàn)镽 R和和S S都是隨機(jī)變量，且假定都服從正態(tài)分布，由都是隨機(jī)變量，且假定都服從正態(tài)分布，由 概率論原理知功能函數(shù)概率論原理知功能函數(shù) Z=R-S Z=R-S 也服從正態(tài)分布也服從正態(tài)分布,則則:f(zf(z)P Pf fz zZ Z 的概率密度曲線的概率密度曲線Z=R-SZ=R-S 令：令：Z Z、R R、S S的平均值分別為的平均值分別為 z z、R R、s s，標(biāo)準(zhǔn)差分，標(biāo)準(zhǔn)差分 別為別為z z、R R、s s，則，則:鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 因因z z0 0，故：，故：f(zf(z)z zZ Z 的概率密度曲線的概率密度曲線P Pf fZ=R-SZ=R-S因因 服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，故上式又可寫(xiě)成：服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，故上式又可寫(xiě)成：式中式中:()-)-標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)函數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)函數(shù)；-1-1()-)-標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)函數(shù) 的反函數(shù)的反函數(shù)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件從圖中可以看出從圖中可以看出與失效概率與失效概率P Pf f 間存在著一一對(duì)應(yīng)間存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系關(guān)系,即即:1).1).減小減小時(shí)時(shí)，陰影部分，陰影部分 的面積增大，即失效概的面積增大，即失效概 率率P Pf f增大增大；2).2).增大增大時(shí)，陰影部分時(shí)，陰影部分 的面積減少，亦即失效的面積減少，亦即失效 概率概率P Pf f減小減小。說(shuō)明說(shuō)明可以作為衡量結(jié)可以作為衡量結(jié) 構(gòu)構(gòu)可靠度可靠度的一個(gè)數(shù)量指的一個(gè)數(shù)量指 標(biāo)標(biāo)?？煽慷戎笜?biāo)可靠度指標(biāo)f(zf(z)z zZ Z 的概率密度曲線的概率密度曲線P Pf fZ=R-SZ=R-S鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正正態(tài)態(tài)分分布布時(shí)時(shí) 與與 的的對(duì)對(duì)應(yīng)值應(yīng)值 4.04.03.17X103.17X10-5-53.73.71.08X101.08X10-4-43.23.26.87X106.87X10-4-41.35X101.35X10-3-33.03.0 的計(jì)算的計(jì)算:將式將式(1-10)(1-10)、(1-11)(1-11)代入代入的定義的定義式得：式得：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件c.全概率設(shè)計(jì)法全概率設(shè)計(jì)法 對(duì)結(jié)構(gòu)的各種基本變量均采用隨機(jī)變量或隨機(jī)過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的各種基本變量均采用隨機(jī)變量或隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的概率分析，求得結(jié)構(gòu)最程來(lái)描述，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的概率分析，求得結(jié)構(gòu)最優(yōu)失效概率作為結(jié)構(gòu)可靠度的直接度量。優(yōu)失效概率作為結(jié)構(gòu)可靠度的直接度量。三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表達(dá)式三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表達(dá)式a.a.采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法(疲勞疲勞問(wèn)題除外問(wèn)題除外)，用分項(xiàng)系數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；，用分項(xiàng)系數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；b.b.結(jié)構(gòu)的可靠度用可靠度指標(biāo)來(lái)度量，并以分項(xiàng)系結(jié)構(gòu)的可靠度用可靠度指標(biāo)來(lái)度量，并以分項(xiàng)系數(shù)的形式考慮。數(shù)的形式考慮。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（一）（一）按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷 載（效應(yīng)）組合，采用下列表達(dá)式設(shè)計(jì)：載（效應(yīng)）組合，采用下列表達(dá)式設(shè)計(jì)：式中：式中：o o-結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；S-S-荷載效應(yīng)（組合）的設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)（組合）的設(shè)計(jì)值；R-R-鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接材料抗力的設(shè)計(jì)值。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接材料抗力的設(shè)計(jì)值。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件荷載效應(yīng)組合如下：2.2.由永久荷載效應(yīng)控制的組合：由永久荷載效應(yīng)控制的組合：3.3.荷載分項(xiàng)系數(shù)取值如下：荷載分項(xiàng)系數(shù)取值如下：1.1.由可變荷載效應(yīng)控制的組合：由可變荷載效應(yīng)控制的組合：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（1 1）永久荷載分項(xiàng)系數(shù)）永久荷載分項(xiàng)系數(shù) 當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí) -對(duì)可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對(duì)可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.2;1.2;-對(duì)永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對(duì)永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35;1.35;當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí) -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.01.0；-對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取0.90.9。（2 2）可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)）可變荷載的分項(xiàng)系數(shù) -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.41.4；-對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m4kN/m2 2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取1.31.3。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 對(duì)對(duì)于于鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)這這種種單單一一材材料料，可可以以將將荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)表表達(dá)達(dá)式用應(yīng)力形式表示。式用應(yīng)力形式表示?？勺兒奢d起控制作用時(shí)：可變荷載起控制作用時(shí)：永久荷載永久荷載起控制作用時(shí)：起控制作用時(shí)：式中：式中：4、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件-鋼材或連接材料強(qiáng)度鋼材或連接材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值。-鋼材或連接材料強(qiáng)度鋼材或連接材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值。-鋼材或連接材料抗力分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于鋼材或連接材料抗力分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于Q235Q235鋼鋼R R=1.087=1.087;Q345;Q345、Q390Q390、Q420Q420鋼鋼R R=1.111=1.111 。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范給出了各類鋼材和連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范給出了各類鋼材和連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(二二)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)1.1.對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，要求分別采用對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，要求分別采用荷載的標(biāo)荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合，并使變形等不超過(guò)，并使變形等不超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定限值。相應(yīng)的規(guī)定限值。GkGk -永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的 變形值；變形值；Q1kQ1k-第第1個(gè)個(gè)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中 產(chǎn)生的變形值（該值使計(jì)算結(jié)果為最大）；產(chǎn)生的變形值（該值使計(jì)算結(jié)果為最大）；鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 QikQik-其他第其他第i i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中產(chǎn)個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中產(chǎn) 生的變形值。生的變形值。-結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的容許變形值。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的容許變形值。(315(315頁(yè)附錄頁(yè)附錄2)2)2.2.對(duì)于對(duì)于受壓受壓、受拉構(gòu)件受拉構(gòu)件，規(guī)范規(guī)定應(yīng)限制其長(zhǎng)細(xì)比，規(guī)范規(guī)定應(yīng)限制其長(zhǎng)細(xì)比，即即:(1-24 (1-24）式中：式中：-受壓、受拉構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比受壓、受拉構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比 ；-規(guī)范規(guī)定的受拉、受壓構(gòu)件容許長(zhǎng)規(guī)范規(guī)定的受拉、受壓構(gòu)件容許長(zhǎng) 細(xì)比，按規(guī)范采用。細(xì)比，按規(guī)范采用。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展研究方向鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展研究方向 研制高強(qiáng)度鋼材 軋制新品種型鋼H型鋼、T型鋼壓型鋼板薄壁型鋼鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 改進(jìn)設(shè)計(jì)方法、優(yōu)化設(shè)計(jì) 采用新型結(jié)構(gòu)大跨度結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)輕型鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件一、材料方面一、材料方面 發(fā)發(fā)展展高高強(qiáng)強(qiáng)度度鋼鋼材材和和新新品品種種型型鋼鋼，如如強(qiáng)強(qiáng)度度更更高高的的鋼鋼材材、耐耐候候鋼鋼（抗抗腐腐蝕蝕）以以及及提提高高厚厚板板材材的的質(zhì)質(zhì)量量（抗層狀撕裂）。（抗層狀撕裂）。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究 三、新結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用三、新結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用四、高層建筑四、高層建筑 五、結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理的研究和應(yīng)用五、結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理的研究和應(yīng)用 六、國(guó)產(chǎn)化六、國(guó)產(chǎn)化鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件4本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容第一章 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)件第五章 受彎構(gòu)件一、本課程的主要內(nèi)容一、本課程的主要內(nèi)容第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件第二章第二章鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的材料的材料的材料的材料鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件塑性破壞塑性破壞脆性破壞脆性破壞鋼材的破壞鋼材的破壞鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度 鋼材抵抗荷載的能力。鋼材的機(jī)械性能鋼材的機(jī)械性能鋼材的機(jī)械性能鋼材的機(jī)械性能 是鋼材在各種作用下反映的各種特性，包括強(qiáng)度、塑性和韌性等方面的內(nèi)容。1 鋼材的機(jī)械性能鋼材的機(jī)械性能鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖2.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼靜力拉伸曲線(Q235鋼)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件1.彈性階段：式中：fp 比例極限2.彈塑性階段：式中：fy 屈服點(diǎn)3.屈服階段：4.強(qiáng)化階段：式中：fu 抗拉強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件5.頸縮階段：下降迅速當(dāng) fy 時(shí) 材料為完全彈性體當(dāng) fy 時(shí) 材料為完全塑性體(忽略應(yīng)變硬化作用)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件0fy圖2.2 理想彈塑性體的應(yīng)力應(yīng)變曲線鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件定義鋼材強(qiáng)度的兩項(xiàng)重要指標(biāo)：fy 和 fu屈強(qiáng)比 fy/fu 鋼材強(qiáng)度儲(chǔ)備的參數(shù)，fy/fu ，強(qiáng)度儲(chǔ)備 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、塑性二、塑性塑性塑性 指鋼材破壞前產(chǎn)生塑性變形的能力。衡量標(biāo)準(zhǔn) 伸長(zhǎng)率 式中：l0 試件原標(biāo)距長(zhǎng)度，l0=5d0或l0=10d0；l1 試件拉斷后標(biāo)距的長(zhǎng)度。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、冷彎性能三、冷彎性能冷彎性能冷彎性能 衡量鋼材在常溫下冷加工彎曲時(shí)產(chǎn)生塑性變形的能力。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖2.3 冷彎性能試驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件四、韌性四、韌性韌性韌性 衡量鋼材抵抗脆性破壞的機(jī)械性能指標(biāo)，其物理意義是構(gòu)件在脆斷時(shí)所吸收的沖擊功(J)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖2.4 沖擊韌性試驗(yàn)及試件缺口形式鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件一、化學(xué)成分的影響一、化學(xué)成分的影響鋼的基本元素Fe(占99%)C和其它元素2 影響鋼材機(jī)械性能的因素影響鋼材機(jī)械性能的因素鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件C C：對(duì)鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性有決定性的影響。隨含C量增加，鋼材抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度提高，但其他性能均降低。SiSi：是一種脫氧劑，適量的Si可提高強(qiáng)度，但對(duì)塑性、韌性、冷彎性能及可焊性無(wú)不良影響。MnMn：脫氧劑，適量時(shí)可有效提高鋼材強(qiáng)度，并提高熱脆性能。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件S S：有害元素，在高溫下(8001200)時(shí)使鋼材變脆，稱為熱脆。P P：有害元素，雖然不提高鋼材強(qiáng)度和抗銹蝕能力，但嚴(yán)重降低鋼材的塑性、韌性，且在低溫時(shí)使鋼材變脆，稱為冷脆。O,NO,N：有害元素，O的影響與S相似，N的影響與P相似。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、冶煉、澆注和軋制的影響二、冶煉、澆注和軋制的影響1.冶煉方法堿性平爐煉鋼法頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法鋼材質(zhì)量大體相當(dāng)堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法 鋼材質(zhì)量較差，已不用于承重結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.澆注方法沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度鋼材質(zhì)量?jī)r(jià)格3.軋制 可使鋼材結(jié)晶致密，消除冶煉過(guò)程中的部分缺陷，質(zhì)量較高。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、鋼材的硬化三、鋼材的硬化時(shí)效硬化冷作硬化(應(yīng)變硬化)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件1.時(shí)效硬化時(shí)效硬化 鋼材隨時(shí)間進(jìn)展將使屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，伸長(zhǎng)率和沖擊韌性降低，這種現(xiàn)象稱時(shí)效硬化。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.冷作硬化冷作硬化 鋼材在彈塑性階段或塑性階段卸荷后再重復(fù)加載時(shí)，其屈服點(diǎn)將提高，即彈性范圍增大，而塑性和韌性降低，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件四、溫度的影響四、溫度的影響圖2.5 溫度對(duì)鋼材機(jī)械性能的影響400500600300200100040506030201000100100200300400500600fufyE(%)fu、fy(N/mm2),E(kN/mm2)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件250 fu 提高而塑性和韌性下降(藍(lán)脆現(xiàn)象)；300 fy、fu、E 顯著下降；600 鋼材承載能力幾乎為零。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件五、復(fù)雜應(yīng)力作用的影響五、復(fù)雜應(yīng)力作用的影響圖2.6 復(fù)雜應(yīng)力作用狀態(tài)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件定義：eq fy 彈性狀態(tài)eq fy 塑性狀態(tài)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖2.7 平面應(yīng)力狀態(tài)2112yxyxyxxxyxyy 平面應(yīng)力狀態(tài)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 普通梁中，只有和作用，即 x=，xy=和 y=0鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 純剪時(shí)式中：fv 鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。i=0 (i=x,y,z)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件六、應(yīng)力集中影響六、應(yīng)力集中影響(a)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖2.8 應(yīng)力集中對(duì)鋼材性 能 的 影 響(b)(c)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 在靜力荷載作用下，對(duì)截面強(qiáng)度無(wú)影響。應(yīng)力集中處使材料處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，降低其塑性。應(yīng)力集中程度取決于物件的形狀變化。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3 鋼材的種類和選用鋼材的種類和選用一、鋼材的種類一、鋼材的種類 按用途分結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊用鋼鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 按化學(xué)成分分碳素鋼合金鋼低碳鋼(C 0.25%)中碳鋼(0.25%0.6%)低合金鋼中合金鋼高合金鋼鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 按澆注方法沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、鋼材的牌號(hào)二、鋼材的牌號(hào)1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q 脫氧方式屈服點(diǎn)的“屈”字的首寫(xiě)拼音字母鋼材的屈服點(diǎn)質(zhì)量等級(jí)分A,B,C,D四個(gè)等級(jí)，(質(zhì)量D級(jí)最好)沸騰鋼(F)半鎮(zhèn)靜鋼(b)鎮(zhèn)靜鋼(z)(通常省略不寫(xiě))如：Q235A F，Q235C鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼合金元素符號(hào)合金元素符號(hào)平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)合金元素的平均含量(小于1.5%時(shí)可不標(biāo)出，高于1.5%標(biāo)出其百分?jǐn)?shù)的整數(shù)，如2、3等)。如：16Mn，15MnV鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、鋼材的選用三、鋼材的選用1.結(jié)構(gòu)的重要性2.荷載特征3.連接方法4.工作條件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件四、鋼材的規(guī)格四、鋼材的規(guī)格(一一)鋼板鋼板表示方法：表示方法：寬度寬度 厚度厚度 如：如：300 10鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件厚鋼板厚鋼板厚鋼板厚鋼板：厚度厚度4.560mm,寬度寬度6003000mm,長(zhǎng)度長(zhǎng)度412m薄鋼板薄鋼板薄鋼板薄鋼板：厚度厚度0.354.0mm,寬度寬度5001500mm,長(zhǎng)度長(zhǎng)度0.54m扁鋼扁鋼扁鋼扁鋼：寬度兩邊均為軋制邊的鋼板型式，寬寬度兩邊均為軋制邊的鋼板型式，寬度度1020mm,厚度厚度330mm。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(二二)熱軋型鋼熱軋型鋼角鋼、槽鋼、工字鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼、H型型鋼。鋼。1.角鋼角鋼分等邊和不等邊兩種。分等邊和不等邊兩種。等邊：等邊：寬寬 厚厚 如：如：90 6不等邊：不等邊：長(zhǎng)長(zhǎng) 寬寬 厚厚 如：如：125 80 8鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.工字鋼工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼兩種。分普通工字鋼和輕型工字鋼兩種。如如 I 36a普通工字鋼：普通工字鋼：I 截面高度的厘米數(shù)截面高度的厘米數(shù)截面類型截面類型(a,b兩類兩類)如如 QI 50a輕型工字鋼：輕型工字鋼：QI 截面類型截面類型(a,b,c三類三類)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.H型型鋼鋼如：如：HK320a表示方法：表示方法：截面公稱高度以截面公稱高度以mm計(jì)計(jì)規(guī)格以規(guī)格以a,b,c 表示表示寬翼緣寬翼緣H型鋼型鋼(HK)窄翼緣窄翼緣H型鋼型鋼(HZ)H型鋼樁型鋼樁(HU)熱軋熱軋H型鋼分為寬、中、窄翼緣型鋼分為寬、中、窄翼緣H型鋼，它們的代號(hào)型鋼，它們的代號(hào)分別為分別為HW、HM和和HN。標(biāo)注方法與槽鋼相同，但。標(biāo)注方法與槽鋼相同，但代號(hào)代號(hào)“”應(yīng)改變?yōu)閼?yīng)改變?yōu)椤盚”，例如，例如HW260a、HM360、鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件4.槽鋼槽鋼普通槽鋼和輕型槽鋼。普通槽鋼和輕型槽鋼。表示方法：表示方法：截面高度的厘米數(shù)截面高度的厘米數(shù)截面類型分截面類型分a,b兩類兩類截面類型分截面類型分a,b,c三類三類普通槽鋼：普通槽鋼：如如 32a輕型槽鋼：輕型槽鋼：Q 如如Q 32a鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(三三)鋼管鋼管熱軋無(wú)縫鋼管熱軋無(wú)縫鋼管焊接鋼管焊接鋼管表示方法：表示方法：外徑外徑 壁厚壁厚鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(四四)冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼表示方法：表示方法：B+形狀符號(hào)形狀符號(hào)+長(zhǎng)邊寬長(zhǎng)邊寬 短邊寬短邊寬 卷邊寬卷邊寬 厚度厚度如：如：B 120 50 20 2.5鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題1 1厚板可焊性差，厚板可焊性差，Q345Q345等厚板焊接時(shí)，易出現(xiàn)層狀撕裂。應(yīng)采等厚板焊接時(shí)，易出現(xiàn)層狀撕裂。應(yīng)采用用Z Z向鋼，即向鋼，即厚度方向性能鋼板厚度方向性能鋼板GB5313GB5313，要求沿厚度方向有，要求沿厚度方向有良好的抗層狀撕裂性能，用厚度方向拉力試驗(yàn)的斷面收縮率來(lái)良好的抗層狀撕裂性能，用厚度方向拉力試驗(yàn)的斷面收縮率來(lái)評(píng)定。應(yīng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特厚鋼。評(píng)定。應(yīng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特厚鋼。2 2高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼在冷彎薄壁型鋼中的應(yīng)用尚未解決好，高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼在冷彎薄壁型鋼中的應(yīng)用尚未解決好，不能滿足輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的需要。主要應(yīng)解決其沖壓性差的問(wèn)不能滿足輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的需要。主要應(yīng)解決其沖壓性差的問(wèn)題。題。3 3我國(guó)現(xiàn)只能生產(chǎn)鍍鋅鋼板，不能生產(chǎn)抗腐蝕性能更好的鍍鋁我國(guó)現(xiàn)只能生產(chǎn)鍍鋅鋼板，不能生產(chǎn)抗腐蝕性能更好的鍍鋁鋅鋼板，需引進(jìn)生產(chǎn)線或?qū)＠麃?lái)解決。鋅鋼板，需引進(jìn)生產(chǎn)線或?qū)＠麃?lái)解決。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題六、我國(guó)目前建筑鋼材存在的主要問(wèn)題4 4型材品種規(guī)格還不能滿足建筑需要。要開(kāi)發(fā)生產(chǎn)薄壁熱軋型材品種規(guī)格還不能滿足建筑需要。要開(kāi)發(fā)生產(chǎn)薄壁熱軋H H型鋼等。型鋼等。5 5建筑用高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼品種太少，應(yīng)用比重較低。生產(chǎn)建筑用高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼品種太少，應(yīng)用比重較低。生產(chǎn)耐火鋼。耐火鋼。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件第六節(jié)第六節(jié) 國(guó)外鋼材品種和鋼號(hào)簡(jiǎn)介國(guó)外鋼材品種和鋼號(hào)簡(jiǎn)介各國(guó)的鋼號(hào)基本上是以強(qiáng)度等級(jí)來(lái)劃分，表示方式為：各國(guó)的鋼號(hào)基本上是以強(qiáng)度等級(jí)來(lái)劃分，表示方式為：字首符號(hào)字首符號(hào)鋼材的強(qiáng)度值鋼材的強(qiáng)度值鋼材質(zhì)量等級(jí)鋼材質(zhì)量等級(jí)字首符號(hào)：字首符號(hào)：美國(guó)采用美國(guó)采用A(AlloyA(Alloy)；日本采用；日本采用SSSS（一般結(jié)構(gòu)用軋制鋼材，（一般結(jié)構(gòu)用軋制鋼材，第一個(gè)第一個(gè)S S為為SteelSteel的第一個(gè)字母）、的第一個(gè)字母）、SMSM（焊接結(jié)構(gòu)用軋制鋼材）、（焊接結(jié)構(gòu)用軋制鋼材）、SMASMA（焊接結(jié)構(gòu)用耐候性軋制鋼材）等；德國(guó)采用（焊接結(jié)構(gòu)用耐候性軋制鋼材）等；德國(guó)采用StSt（德文鋼（德文鋼StahlStahl）；意大利采用）；意大利采用FeFe；法國(guó)采用；法國(guó)采用A A、E E等；俄羅斯采用等；俄羅斯采用C C（俄（俄文鋼的第一個(gè)字母）；英國(guó)無(wú)字首符號(hào)。文鋼的第一個(gè)字母）；英國(guó)無(wú)字首符號(hào)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件第六節(jié)第六節(jié) 國(guó)外鋼材品種和鋼號(hào)簡(jiǎn)介國(guó)外鋼材品種和鋼號(hào)簡(jiǎn)介各國(guó)的鋼號(hào)基本上是以強(qiáng)度等級(jí)來(lái)劃分，表示方式為：各國(guó)的鋼號(hào)基本上是以強(qiáng)度等級(jí)來(lái)劃分，表示方式為：字首符號(hào)字首符號(hào)鋼材的強(qiáng)度值鋼材的強(qiáng)度值鋼材質(zhì)量等級(jí)鋼材質(zhì)量等級(jí)字首符號(hào)：字首符號(hào)：鋼材的強(qiáng)度值：鋼材的強(qiáng)度值：?jiǎn)挝灰话銥閱挝灰话銥镹/mmN/mm2 2 ，但美國(guó)為，但美國(guó)為K Ksisi(千磅英寸千磅英寸2 2)。強(qiáng)度值有。強(qiáng)度值有的采用的采用f fu u，有的采用，有的采用f fy y 。ISOISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐共體各國(guó)、日本等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐共體各國(guó)、日本等采用采用f fu u，美國(guó)、獨(dú)聯(lián)體各國(guó)等采用，美國(guó)、獨(dú)聯(lián)體各國(guó)等采用f fy y。鋼材質(zhì)量等級(jí)：鋼材質(zhì)量等級(jí)：分為分為A A、B B、C C、D D、E E等。等。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 各國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)不同，很難明確地找出與我國(guó)鋼材品種之間各國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)不同，很難明確地找出與我國(guó)鋼材品種之間的相應(yīng)關(guān)系，正確做法是檢查它們提供的質(zhì)保書(shū)的相應(yīng)關(guān)系，正確做法是檢查它們提供的質(zhì)保書(shū)(化學(xué)成分和機(jī)化學(xué)成分和機(jī)械性能械性能)，以確定該鋼種與我國(guó)哪個(gè)鋼種是可代替的。以強(qiáng)度為，以確定該鋼種與我國(guó)哪個(gè)鋼種是可代替的。以強(qiáng)度為依據(jù)的各國(guó)鋼材與我國(guó)鋼材相應(yīng)關(guān)系列于下表依據(jù)的各國(guó)鋼材與我國(guó)鋼材相應(yīng)關(guān)系列于下表 。各國(guó)鋼材品種與我國(guó)鋼材品種對(duì)應(yīng)表中國(guó)美 國(guó) 日 本英 國(guó)法 國(guó)德 國(guó)俄羅斯 235A36 SS400 SM400 SMA400 40E24St37C235Q345A572-50SM490YA SM490YBSM520 50DE36St44C345Q390A572-60 SM57050FA50St50C390Q420A572-65 A60St60C440鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件第三章第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.22 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.1b 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.1b 螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件焊接：焊接：焊接：焊接：構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，操作簡(jiǎn)便省工，生產(chǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，操作簡(jiǎn)便省工，生產(chǎn)效率高，在鋼結(jié)構(gòu)連接中應(yīng)用較廣。效率高，在鋼結(jié)構(gòu)連接中應(yīng)用較廣。栓接：栓接：栓接：栓接：普通螺栓連接普通螺栓連接(Q235鋼鋼)精制螺栓連接：精制螺栓連接：A，B級(jí)級(jí)粗制螺栓連接：粗制螺栓連接：C 級(jí)級(jí)高強(qiáng)度高強(qiáng)度螺栓連接螺栓連接摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接：用于摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接：用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。承壓型高強(qiáng)度螺栓連接：用于承壓型高強(qiáng)度螺栓連接：用于承受靜力或間接動(dòng)力的結(jié)構(gòu)。承受靜力或間接動(dòng)力的結(jié)構(gòu)。鉚接：鉚接：鉚接：鉚接：傳力可靠，塑性、韌性較好，但制造費(fèi)工費(fèi)傳力可靠，塑性、韌性較好，但制造費(fèi)工費(fèi)料，且勞動(dòng)強(qiáng)度高，目前已使用極少。料，且勞動(dòng)強(qiáng)度高，目前已使用極少。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 焊縫的形式、質(zhì)量等級(jí)及檢查方法焊縫的形式、質(zhì)量等級(jí)及檢查方法一、焊接的形式一、焊接的形式1.根據(jù)焊件的接根據(jù)焊件的接頭位置可分為頭位置可分為對(duì)接接頭對(duì)接接頭 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫角接接頭角接接頭搭接接頭搭接接頭 角焊縫角焊縫T形形接頭接頭對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫角焊縫角焊縫鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖圖3.2 焊接接頭及焊縫的形式焊接接頭及焊縫的形式鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.根據(jù)施焊的位置可分為根據(jù)施焊的位置可分為平焊平焊立焊立焊橫焊橫焊仰焊仰焊(a)(b)(c)(d)(e)圖圖3.3 焊縫的施焊位置焊縫的施焊位置鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、焊縫的表示方法二、焊縫的表示方法焊焊 縫縫 符符 號(hào)號(hào)表表3.1hfhf E50daaaahfhf hf hf aaaad角焊縫單面焊縫 雙面焊縫 安裝焊縫 相同焊縫型式標(biāo)注方法對(duì) 接 焊 縫塞 焊 縫三 面 圍 縫E50為對(duì)焊條的 輔 助 說(shuō) 明鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、焊縫的質(zhì)量等級(jí)及檢查三、焊縫的質(zhì)量等級(jí)及檢查1.焊縫的缺陷焊縫的缺陷常見(jiàn)的缺陷：裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、常見(jiàn)的缺陷：裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等。未焊透等。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖圖3.4 焊縫缺陷焊縫缺陷鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.焊縫的質(zhì)量等級(jí)及檢查焊縫的質(zhì)量等級(jí)及檢查依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50295)III級(jí)：外觀檢查級(jí)：外觀檢查II級(jí)：外觀檢查級(jí)：外觀檢查+超聲波超聲波I級(jí)：外觀檢查級(jí)：外觀檢查+超聲波超聲波+射線射線質(zhì)質(zhì)量量等等級(jí)級(jí)增增高高鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（1）對(duì)接焊縫）對(duì)接焊縫正對(duì)接焊縫正對(duì)接焊縫（2）角焊縫）角焊縫T型對(duì)接焊縫型對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊縫3.3 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.3.1 焊縫的形式焊縫的形式鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.3 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.3.2 對(duì)接焊縫的構(gòu)造對(duì)接焊縫的構(gòu)造 （p49）1 常見(jiàn)的坡口型式：常見(jiàn)的坡口型式：I型、型、V型、型、U型、型、X型、單邊型、單邊V型、型、K型、單邊型、單邊U型。型。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 2 焊件尺寸不同時(shí)的處理方法焊件尺寸不同時(shí)的處理方法1 1）板寬不同時(shí)）板寬不同時(shí)2 2）板厚不同時(shí)的處理方法）板厚不同時(shí)的處理方法鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.3.3 對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算2 計(jì)算的基本假設(shè)：計(jì)算的基本假設(shè)：2）焊縫中應(yīng)力分布情況基本與焊件原有相同。焊縫中應(yīng)力分布情況基本與焊件原有相同。1）焊縫視為焊件截面的延續(xù)部分；焊縫視為焊件截面的延續(xù)部分；1 對(duì)接焊縫分為：對(duì)接焊縫分為：焊透焊透和和部分焊透（部分焊透（自學(xué)自學(xué)）兩兩種；部分焊透不能種；部分焊透不能垂直受力承受動(dòng)載垂直受力承受動(dòng)載NNt鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.3.3.1 軸心力作用軸心力作用式中：式中：lw 焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，當(dāng)有引弧板時(shí)取焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，當(dāng)有引弧板時(shí)取 l 無(wú)無(wú)引弧板時(shí)取引弧板時(shí)取l-2t t 焊件中較薄焊件的厚度焊件中較薄焊件的厚度；T形連接中為腹板厚度形連接中為腹板厚度 對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。lNNt當(dāng)計(jì)算不滿足時(shí)怎么辦？當(dāng)計(jì)算不滿足時(shí)怎么辦？鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件當(dāng)計(jì)算不滿足時(shí)改為斜對(duì)接焊縫當(dāng)計(jì)算不滿足時(shí)改為斜對(duì)接焊縫NNtBNsinsinNcoscosllw w另另:當(dāng)當(dāng)tantan1.51.5時(shí)時(shí),不用驗(yàn)算不用驗(yàn)算 !NNllw wtA鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件t MMmaxmax3.3.3.2 彎矩和剪力共同作用時(shí)彎矩和剪力共同作用時(shí)1.矩形截面矩形截面1）正應(yīng)力計(jì)算正應(yīng)力計(jì)算2）剪應(yīng)力計(jì)算）剪應(yīng)力計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件式中：式中：Ww 焊縫截面抵抗矩；焊縫截面抵抗矩；對(duì)接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。對(duì)接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Sw 焊縫截面計(jì)算剪應(yīng)力處以上部分對(duì)焊縫截面計(jì)算剪應(yīng)力處以上部分對(duì)中和軸的面積矩；中和軸的面積矩；Iw 焊縫截面慣性矩焊縫截面慣性矩；鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.“I”字形字形截面截面除按矩形截面驗(yàn)算除按矩形截面驗(yàn)算 max、max 點(diǎn)外，尚須補(bǔ)充：點(diǎn)外，尚須補(bǔ)充：式中為何引用系數(shù)式中為何引用系數(shù)1.1？考慮折算應(yīng)力只在局部發(fā)生，因而將焊縫強(qiáng)度提高?？紤]折算應(yīng)力只在局部發(fā)生，因而將焊縫強(qiáng)度提高。MV1焊縫截面焊縫截面max11max鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例1 兩塊鋼板連接，采用對(duì)接焊縫。已知兩塊鋼板連接，采用對(duì)接焊縫。已知F=950kN(設(shè)設(shè)計(jì)值計(jì)值)，板寬，板寬600mm，板厚為，板厚為8mm，鋼材，鋼材Q235，焊焊條條E43系列，手工焊，無(wú)引弧板系列，手工焊，無(wú)引弧板。NNllw wtA問(wèn)焊縫承受的最大應(yīng)力是多少？問(wèn)焊縫承受的最大應(yīng)力是多少？鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.1 角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造 P3.4.1.1 角焊縫的形式角焊縫的形式按焊縫長(zhǎng)度與外力作按焊縫長(zhǎng)度與外力作用方向關(guān)系不同可用方向關(guān)系不同可側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫正面角焊縫正面角焊縫3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件角焊縫的形式：角焊縫的形式：側(cè)面角焊縫和正面角焊縫側(cè)面角焊縫和正面角焊縫鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件按角焊縫截面形式按角焊縫截面形式普通型普通型凹面型凹面型平坦型平坦型(a)普通型(b)平坦型hf(c)凹面型鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.1.2 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求1.最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸(mm)tmax 較厚焊件厚度較厚焊件厚度當(dāng)當(dāng) tmax 4mm時(shí)，時(shí)，hf,min=tmax2.最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸tmin 較薄焊件的厚度較薄焊件的厚度(mm)tmin 6mm：hf,max tmin對(duì)板件邊緣角焊縫：對(duì)板件邊緣角焊縫：tmin 6mm：hf,max tmin (12)mm鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.角焊縫最大計(jì)算長(zhǎng)度和最小計(jì)算長(zhǎng)度角焊縫最大計(jì)算長(zhǎng)度和最小計(jì)算長(zhǎng)度lw,min 8hf 和和 40mmlw,max 60hf (靜力或間接動(dòng)力荷載靜力或間接動(dòng)力荷載)40hf (直接動(dòng)力荷載直接動(dòng)力荷載)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.2 角焊縫的計(jì)算角焊縫的計(jì)算3.4.2.1 角焊縫強(qiáng)度表達(dá)式角焊縫強(qiáng)度表達(dá)式 假設(shè)角焊縫的破壞面均位于假設(shè)角焊縫的破壞面均位于45喉部截面，其焊縫有效面積喉部截面，其焊縫有效面積為為 Ae=0.7hf lw。應(yīng)力在截面上是均勻分布的。應(yīng)力在截面上是均勻分布的。角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值統(tǒng)一采用角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值統(tǒng)一采用 ，不區(qū)別不區(qū)別抗拉、抗壓和抗剪?？估⒖箟汉涂辜?。1 基本假設(shè)基本假設(shè)：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 角焊縫的應(yīng)力分析角焊縫的應(yīng)力分析 P(b)(c)(a)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件由由 Nx f 式中：he 焊縫有效厚度，he=0.7hf。3 公式推導(dǎo)過(guò)程自學(xué)公式推導(dǎo)過(guò)程自學(xué) 教材教材 P鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件由由 Ny f 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 f 正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，對(duì)于承受靜正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，對(duì)于承受靜力或間接動(dòng)力的結(jié)構(gòu)取力或間接動(dòng)力的結(jié)構(gòu)取1.22，對(duì)于承受直，對(duì)于承受直接動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)取接動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)取1.0。4 角焊縫基本計(jì)算公式角焊縫基本計(jì)算公式鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.2.2 角焊縫的計(jì)算角焊縫的計(jì)算 P1.軸心力作用時(shí)角焊縫的計(jì)算軸心力作用時(shí)角焊縫的計(jì)算A.正面或側(cè)面角焊縫正面或側(cè)面角焊縫式中：式中：f 正面角焊縫取正面角焊縫取 1.22；側(cè)面角焊縫取側(cè)面角焊縫取1.0。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件B.兩個(gè)方面力綜合作用時(shí)兩個(gè)方面力綜合作用時(shí)式中：(對(duì)豎直焊縫對(duì)豎直焊縫)(對(duì)水平焊縫對(duì)水平焊縫)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件C.當(dāng)用角鋼連接時(shí)當(dāng)用角鋼連接時(shí)(1)采用兩面?zhèn)群笗r(shí)采用兩面?zhèn)群笗r(shí)兩面?zhèn)群竷擅鎮(zhèn)群?鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件M=0：式中：式中：b 角鋼肢寬角鋼肢寬；Z0 角鋼形心矩；角鋼形心矩；1,2 角鋼肢背、肢尖焊縫內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢背、肢尖焊縫內(nèi)力分配系數(shù)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件角鋼兩側(cè)角焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)表表3.2角 鋼 類 型等邊不等邊不等邊連 接 情 況分配系數(shù)角鋼肢背1角鋼肢尖20.700.300.750.250.650.35鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(2)當(dāng)采用三面圍焊時(shí)當(dāng)采用三面圍焊時(shí)三面圍焊三面圍焊鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件假設(shè)假設(shè)hf 3，M=0：再假設(shè)再假設(shè)hf 1，hf 2(通常取通常取hf 1=hf 2=hf 3)，則有則有鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖圖3.16 角鋼與連接板的角焊縫連接角鋼與連接板的角焊縫連接(c)L形圍焊形圍焊(3)采用采用L圍焊時(shí)圍焊時(shí)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件由三面圍焊結(jié)論：由三面圍焊結(jié)論：令上式為零，則：令上式為零，則：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例2 如如圖圖所所示示雙雙角角鋼鋼支支撐撐拉拉桿桿，承承受受軸軸心心拉拉力力N=700kN(設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值，間間接接動(dòng)動(dòng)力力荷荷載載)，試試設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)其其與與節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板板的的連連接接角角焊焊縫縫。已已知知鋼鋼材材為為Q235AF，焊焊條條E為為43型。型。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件分析分析 設(shè)計(jì)角鋼連接角焊縫的型式，因此有三種設(shè)計(jì)角鋼連接角焊縫的型式，因此有三種不同型式可供采用：不同型式可供采用：兩面?zhèn)群?；兩面?zhèn)群福蝗鎳?；三面圍焊；L形圍焊。形圍焊。通常解此類題型是先假設(shè)焊腳尺寸后，再求通常解此類題型是先假設(shè)焊腳尺寸后，再求焊縫的長(zhǎng)度。焊縫的長(zhǎng)度。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件已知條件已知條件 荷載設(shè)計(jì)值及其性質(zhì)；荷載設(shè)計(jì)值及其性質(zhì)；連接板及角鋼的尺寸。連接板及角鋼的尺寸。解：一、按構(gòu)造要求，確定角焊縫焊腳尺寸范圍解：一、按構(gòu)造要求，確定角焊縫焊腳尺寸范圍已知：節(jié)點(diǎn)板已知：節(jié)點(diǎn)板 t=14mm,角鋼角鋼 t1=10mmhf,max=t1 1=9mm(角鋼尖和角鋼端部角鋼尖和角鋼端部)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、角焊縫設(shè)計(jì)二、角焊縫設(shè)計(jì)1.用側(cè)面角焊縫用側(cè)面角焊縫等邊角鋼，正反面角焊縫，每面需要：等邊角鋼，正反面角焊縫，每面需要：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件實(shí)用角焊縫已標(biāo)于圖中：實(shí)用角焊縫已標(biāo)于圖中：角鋼背：角鋼背：12200(12 190=2280mm2 2188mm2)角鋼尖：角鋼尖：6170(6 160=960mm2 938mm2)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件如題中未給出焊腳尺寸，則設(shè)角鋼背焊腳尺寸為如題中未給出焊腳尺寸，則設(shè)角鋼背焊腳尺寸為 12mm，長(zhǎng)長(zhǎng)lw1，設(shè)角鋼尖焊腳尺寸為，設(shè)角鋼尖焊腳尺寸為6mm，長(zhǎng)長(zhǎng)lw2考慮無(wú)引弧板：考慮無(wú)引弧板：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件N3=2 0.7 8 90 160 1.22=196.76kN2.采用三面圍焊采用三面圍焊設(shè)全部角焊縫焊腳尺寸為設(shè)全部角焊縫焊腳尺寸為8mm鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件實(shí)用：實(shí)用：l1=lw1+5=214mm，取取215mml2=lw2+5=68mm，取取70mml3=b=90mm鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.L形圍焊形圍焊因內(nèi)力較大，需因內(nèi)力較大，需hf3過(guò)大，不能采用過(guò)大，不能采用L形圍焊形圍焊。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.2.3 彎矩、剪力和軸力共同作用時(shí)的角焊縫計(jì)算彎矩、剪力和軸力共同作用時(shí)的角焊縫計(jì)算 矩形截面矩形截面將綜合作用分解為各力單獨(dú)作用之和有：將綜合作用分解為各力單獨(dú)作用之和有：3.4.2 角焊縫的計(jì)算角焊縫的計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.2.3 彎矩、剪力和軸力共同作用時(shí)的角焊縫計(jì)算彎矩、剪力和軸力共同作用時(shí)的角焊縫計(jì)算(1)偏心軸力作用下角焊縫強(qiáng)度計(jì)算NeNx xNy yMANxNxM MNyNyh he eh he et t鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(2)V、M共同作用下焊縫強(qiáng)度計(jì)算共同作用下焊縫強(qiáng)度計(jì)算h1fAfAfBfBf f對(duì)于對(duì)于A點(diǎn)：點(diǎn)：式中：式中：I Iw w全部焊縫有效截面對(duì)中和軸的慣性矩；全部焊縫有效截面對(duì)中和軸的慣性矩；h h1 1兩翼緣焊縫最外側(cè)間的距離。兩翼緣焊縫最外側(cè)間的距離。xxh h2BBAh1MeFVM鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件對(duì)于對(duì)于B點(diǎn)：點(diǎn)：強(qiáng)度驗(yàn)算公式：強(qiáng)度驗(yàn)算公式：式中：式中：h h2 2、llw,2w,2腹板焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度；腹板焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度；h he,2e,2腹板焊縫截面有效高度。腹板焊縫截面有效高度。h1f1f1f2f2f fxxh h2BBAh1MVM鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件yeNxVFAOA三、扭矩、剪力和軸力共同作用三、扭矩、剪力和軸力共同作用圖3.21 扭矩、剪力和軸心力共同作用時(shí)搭接接頭的角焊縫=yT=VeOxyyxNVO鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件假定假定:A A、被連接件絕對(duì)剛性，焊縫、被連接件絕對(duì)剛性，焊縫為彈性，即：為彈性，即：T T作用下被連作用下被連接件有繞焊縫形心旋轉(zhuǎn)的趨接件有繞焊縫形心旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)；勢(shì)；B B、T T作用下焊縫群上任意點(diǎn)的作用下焊縫群上任意點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與焊縫應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與焊縫形心的連線，且大小與形心的連線，且大小與r r成成正比；正比；C C、在、在V V作用下，焊縫群上的應(yīng)作用下，焊縫群上的應(yīng)力均勻分布。力均勻分布。3 T、V共同作用下共同作用下將將F F向焊縫群形心向焊縫群形心簡(jiǎn)化得簡(jiǎn)化得:V=F V=F T=F(e T=F(e1 1+e+e2 2)Fe1e2x0ll1ll2xxyyAA0TVr故：該連接的設(shè)計(jì)控制點(diǎn)故：該連接的設(shè)計(jì)控制點(diǎn) 為為A A點(diǎn)和點(diǎn)和A A點(diǎn)點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件xxyyrrxryATAxTAxTAyTAyTATA0VyVyh he eT作用下作用下A點(diǎn)應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力:將其沿將其沿x x軸軸和和y y軸分解軸分解:e2x0ll1ll2xxyyAA0TVr鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件剪力剪力V作用下作用下,A,A點(diǎn)應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力:A A點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力為向的應(yīng)力為:A A點(diǎn)平行于焊縫長(zhǎng)度方點(diǎn)平行于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力為向的應(yīng)力為:強(qiáng)度驗(yàn)算公式：強(qiáng)度驗(yàn)算公式：思考思考:以上計(jì)算方法為近似計(jì)算，為什么以上計(jì)算方法為近似計(jì)算，為什么?V VxxyyrrxryATAxTAxTAyTAyTATA0VyVyh he e鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件根據(jù)角焊縫強(qiáng)度的基本公式：根據(jù)角焊縫強(qiáng)度的基本公式：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例3 試設(shè)計(jì)圖示柱牛腿與柱的連接角焊縫。已試設(shè)計(jì)圖示柱牛腿與柱的連接角焊縫。已知知 F=250kN(設(shè)計(jì)值，直接動(dòng)力荷載設(shè)計(jì)值，直接動(dòng)力荷載)，e=0.4m，鋼材鋼材Q235B，焊條焊條E4316型。型。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.20鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件已知條件已知條件 荷載設(shè)計(jì)值及性質(zhì)；焊縫形狀及尺寸；荷載設(shè)計(jì)值及性質(zhì)；焊縫形狀及尺寸；求解求解 焊腳厚度焊腳厚度hf。解：M=Fe=250 0.4=100kN mV=F=250kN一、求等效荷載：一、求等效荷載：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、計(jì)算焊縫截面幾何特征二、計(jì)算焊縫截面幾何特征計(jì)算時(shí)注意無(wú)引弧板計(jì)算時(shí)注意無(wú)引弧板If =0.7 hf (2 3003/12+2 190 1622+4 90 1502)=15.80 106 hf mm4Aw=2 0.7hf 300mm2設(shè)焊縫焊腳尺寸為設(shè)焊縫焊腳尺寸為hf鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件A點(diǎn)：點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件B點(diǎn)：點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 動(dòng)力荷載動(dòng)力荷載 Bf =1.0鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件計(jì)算假定：計(jì)算假定：計(jì)算假定：計(jì)算假定：N、V由焊縫全截面均勻承擔(dān)。由焊縫全截面均勻承擔(dān)。連接為絕對(duì)剛性，焊縫處于彈性工作狀態(tài)連接為絕對(duì)剛性，焊縫處于彈性工作狀態(tài)；根據(jù)假設(shè)根據(jù)假設(shè)，焊縫群最不利點(diǎn)是，焊縫群最不利點(diǎn)是A點(diǎn)點(diǎn)式中：式中：r A點(diǎn)的半徑點(diǎn)的半徑IP=Ix+Iy 角焊縫有效截面的極慣性矩。角焊縫有效截面的極慣性矩。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例4 試試設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)圖圖示示厚厚度度為為12mm的的支支托托板板和和柱柱搭搭接接的的角角焊焊縫縫，作作用用力力F=100kN(設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值，靜靜力力)至至柱柱翼翼緣緣邊邊距距離離為為200mm，鋼鋼材材Q235，焊條焊條E43系列。系列。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖圖 3.221220200100F220 x0y95鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件假設(shè)焊腳尺寸為假設(shè)焊腳尺寸為 hf一、計(jì)算形心一、計(jì)算形心O的位置的位置根據(jù)材料力學(xué)，在忽略焊腳尺寸的影響后有：根據(jù)材料力學(xué)，在忽略焊腳尺寸的影響后有：已知條件已知條件：荷載設(shè)計(jì)值及性質(zhì)，焊縫形式及尺寸；：荷載設(shè)計(jì)值及性質(zhì)，焊縫形式及尺寸；求解求解：焊腳尺寸。：焊腳尺寸。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、計(jì)算有效焊縫截面幾何特征二、計(jì)算有效焊縫截面幾何特征鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、焊腳尺寸計(jì)算三、焊腳尺寸計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 3.4 殘余應(yīng)力和殘余變形殘余應(yīng)力和殘余變形3.4.1 產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因鋼結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中，局部區(qū)域受到高溫作用，鋼結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中，局部區(qū)域受到高溫作用，引起不均勻的加熱和冷卻，使構(gòu)件產(chǎn)生焊接變形引起不均勻的加熱和冷卻，使構(gòu)件產(chǎn)生焊接變形焊接殘余應(yīng)力有縱向、橫向和沿厚度方向之分。焊接殘余應(yīng)力有縱向、橫向和沿厚度方向之分?？v向縱向鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件橫向焊接殘余應(yīng)力橫向焊接殘余應(yīng)力沿厚度方向焊接殘余應(yīng)力沿厚度方向焊接殘余應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.23.4.2焊接殘余應(yīng)力影響焊接殘余應(yīng)力影響（1 1）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響。鋼材有一定塑性，在靜荷）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響。鋼材有一定塑性，在靜荷載作用下，焊接殘余應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度，對(duì)承載載作用下，焊接殘余應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度，對(duì)承載能力沒(méi)有影響。能力沒(méi)有影響。（2 2）對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響。構(gòu)件上的焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低）對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響。構(gòu)件上的焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度。結(jié)構(gòu)的剛度。（3 3）對(duì)低溫冷脆的影響。焊接殘余應(yīng)力對(duì)低溫冷脆的影）對(duì)低溫冷脆的影響。焊接殘余應(yīng)力對(duì)低溫冷脆的影響經(jīng)常是決定性的，必須引起足夠的重視。響經(jīng)常是決定性的，必須引起足夠的重視。（）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯不利影響。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件焊接殘余變形焊接殘余變形鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.4.4減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法1、合理的焊縫設(shè)計(jì)合理的焊縫設(shè)計(jì)合理地選擇焊縫的尺寸和形式盡可能減少不必要焊縫合理地安排焊縫的位置盡量避免焊縫的過(guò)分集中和交叉盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力2 2 合理的工藝措施合理的工藝措施采用合理的焊接順序和方向采用反變形法減小焊接殘余變形或焊接殘余應(yīng)力錘擊或輾壓焊縫，使焊縫得到延伸，從而降低焊接應(yīng)力小尺寸焊件，焊前預(yù)熱，或焊后回火接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件5 普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算3.5.1 普通螺栓連接的構(gòu)造普通螺栓連接的構(gòu)造1 普通螺栓的規(guī)格普通螺栓的規(guī)格表示方法：表示方法：標(biāo)準(zhǔn)螺栓直徑：標(biāo)準(zhǔn)螺栓直徑：M12、(14)、16、(18)、20、(22)、24、27、30mm等等A、B、級(jí)、級(jí) 5.6 或或 8.8級(jí)級(jí) do-d0.30.5mmC 級(jí)級(jí) 4.6或或 4.8級(jí)級(jí) do-d13mmM+公稱直徑公稱直徑分為分為:A、B、C三個(gè)級(jí)別三個(gè)級(jí)別鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件高強(qiáng)度螺栓規(guī)格（簡(jiǎn)介）高強(qiáng)度螺栓規(guī)格（簡(jiǎn)介）材料由材料由4545號(hào)、號(hào)、40B40B和和20MnTiB20MnTiB鋼鋼 熱處理熱處理4545號(hào)號(hào)8.88.8級(jí)；級(jí)；40B40B和和20MnTiB20MnTiB10.910.9級(jí)級(jí) （a a）大六角頭螺栓）大六角頭螺栓 （b b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 螺栓的排列形式螺栓的排列形式1.受力要求受力要求2.構(gòu)造要求構(gòu)造要求3.施工要求施工要求3.5.1 普通螺栓連接的構(gòu)造普通螺栓連接的構(gòu)造A A 并列并列中距中距中距中距邊距邊距邊距邊距端距端距B B 錯(cuò)列錯(cuò)列鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件邊距中距中距邊距端距中距中距邊距邊距端距中距acacee2e1e2e1(a)(b)螺螺栓栓的的排排列列鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.22 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.22 鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.5.2、普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算、普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算傳傳力力方方式式受剪螺栓連接：受剪螺栓連接：靠栓桿受剪，靠栓桿受剪，孔壁承壓傳力。孔壁承壓傳力。受拉螺栓連接：受拉螺栓連接：靠栓桿沿桿軸靠栓桿沿桿軸方向受拉傳力。方向受拉傳力。拉剪螺栓連接：拉剪螺栓連接：兼有兩種形式。兼有兩種形式。FNF鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件1 受剪螺栓連接受剪螺栓連接破壞形式破壞形式鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（1 1）螺栓桿被剪壞）螺栓桿被剪壞 栓桿較細(xì)而板件較厚時(shí)栓桿較細(xì)而板件較厚時(shí)N/2NN/2NNNN（2 2）孔壁的擠壓破壞）孔壁的擠壓破壞 栓桿較粗而板件較薄時(shí)栓桿較粗而板件較薄時(shí)（3 3）板件被拉斷）板件被拉斷截面削弱過(guò)多時(shí)截面削弱過(guò)多時(shí) 以上破壞形式予以計(jì)算解決。以上破壞形式予以計(jì)算解決。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（4 4）板件端部被剪壞）板件端部被剪壞(拉豁拉豁)端矩過(guò)小時(shí)；端矩不應(yīng)小于端矩過(guò)小時(shí)；端矩不應(yīng)小于2d2dO ONN（5 5）栓桿彎曲破壞）栓桿彎曲破壞 螺栓桿過(guò)長(zhǎng)；栓桿長(zhǎng)度不應(yīng)大于螺栓桿過(guò)長(zhǎng)；栓桿長(zhǎng)度不應(yīng)大于5d5d這這兩兩種種破破壞壞構(gòu)構(gòu)造造解解決決N/2NN/2鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(1)栓桿剪斷栓桿剪斷(2)孔壁擠壓壞孔壁擠壓壞(3)鋼板拉斷鋼板拉斷(4)端部鋼板剪斷端部鋼板剪斷(5)柱桿受彎破壞柱桿受彎破壞計(jì)算滿足計(jì)算滿足構(gòu)造保證構(gòu)造保證鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.計(jì)算方法計(jì)算方法(1)單個(gè)受剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)受剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值 抗剪承載力設(shè)計(jì)值抗剪承載力設(shè)計(jì)值假定：螺栓受剪面上的剪應(yīng)力為均勻分布假定：螺栓受剪面上的剪應(yīng)力為均勻分布式中：式中：nv 受剪數(shù)目，單剪受剪數(shù)目，單剪nv=1，雙剪雙剪nv=2。N/2NN/2鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(a)(b)t5t3t1t2t4(c)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 承壓承載力設(shè)計(jì)值承壓承載力設(shè)計(jì)值假定：承壓應(yīng)力沿螺栓直徑的投影面均勻分布假定：承壓應(yīng)力沿螺栓直徑的投影面均勻分布式中：式中：t 在同一受力方向的承壓構(gòu)件中的較在同一受力方向的承壓構(gòu)件中的較小總厚度。小總厚度。d鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(2)螺栓群的受剪螺栓連接計(jì)算螺栓群的受剪螺栓連接計(jì)算 軸心力作用時(shí)軸心力作用時(shí)圖圖3.25 3.25 螺栓群受軸心力作用時(shí)受剪螺栓螺栓群受軸心力作用時(shí)受剪螺栓NNNNbt1t1l1tI II IIII II III(a)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件A.確定螺栓需要數(shù)目確定螺栓需要數(shù)目B.驗(yàn)算鋼板凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算鋼板凈截面強(qiáng)度式中：式中：An 構(gòu)件或連接板的凈截面積。構(gòu)件或連接板的凈截面積。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 并列布置并列布置：構(gòu)件截面：構(gòu)件截面：An=(b n1d0)t 連接板截面：連接板截面：An=2(b n1d0)t1 A A 并列并列中距中距中中距距邊距邊距邊距邊距端距端距 錯(cuò)列布置：錯(cuò)列布置：I IIeeeee1e1baNNNNt1tt1I II(b)1111鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 受偏心力作用時(shí)受偏心力作用時(shí)yeFOxxxT=Feyyx1y1OO假定：剛性，彈性體，受扭所有螺栓均繞螺栓群形心假定：剛性，彈性體，受扭所有螺栓均繞螺栓群形心O旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。TxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 受剪時(shí)受剪時(shí)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件1 受拉螺栓連接受拉螺栓連接1）受力性能和破壞形式受力性能和破壞形式3.5.2、普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算、普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.計(jì)算方法計(jì)算方法(1)單個(gè)受拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)受拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值式中：式中：Ae,de 螺栓螺紋處有效面積和直徑。螺栓螺紋處有效面積和直徑。dedndmd鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 受偏心力作用時(shí)受偏心力作用時(shí)N1maxN2N3NiN1maxy1y1y2yiFNeMV11刨光頂緊支托OA.小偏心小偏心(2)螺栓群的受拉螺栓連接計(jì)算螺栓群的受拉螺栓連接計(jì)算 受軸心拉力作用時(shí)受軸心拉力作用時(shí)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件受彎時(shí)中和軸位于螺栓群形心受彎時(shí)中和軸位于螺栓群形心O處處式中：m 螺栓列數(shù)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件受拉時(shí)每個(gè)螺栓均勻受力：受拉時(shí)每個(gè)螺栓均勻受力：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件B.大偏心大偏心N1maxN2Niynyiy2y1eF O11V 中和軸位于最下一排螺栓處，則中和軸位于最下一排螺栓處，則鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件中和軸位于最下一排螺栓處，則中和軸位于最下一排螺栓處，則鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(三三)拉剪螺栓連接拉剪螺栓連接重要連接重要連接 用支托板承受剪力。用支托板承受剪力。次要連接次要連接 滿足相關(guān)方程。滿足相關(guān)方程。3.5.2、普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算、普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.31鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例5 試設(shè)計(jì)一試設(shè)計(jì)一C級(jí)螺栓的搭接接頭。作用力級(jí)螺栓的搭接接頭。作用力設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值F=230kN，偏心距偏心距e=300mm。材料材料Q235鋼。鋼。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖圖3.27鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件解解 試選試選M20螺栓，螺栓，d0=21.5mm，縱向排列，縱向排列，采用比中距最小容許距離采用比中距最小容許距離3d0稍大的尺寸，稍大的尺寸，以增長(zhǎng)力臂。以增長(zhǎng)力臂。單個(gè)受剪螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值：?jiǎn)蝹€(gè)受剪螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件因y1=30cm 3x1=35=15cm，得鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例6 試試設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)一一屋屋架架下下弦弦端端板板和和柱柱翼翼緣緣板板的的C級(jí)級(jí)螺螺栓栓連連接接。豎豎向向剪剪力力V=250kN 由由支支托托承承受受，螺栓只承受水平拉力螺栓只承受水平拉力F=420200=220kN。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件420kNN1max580=400e=320e=120320kN250200OO圖 3.30鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件解解 初初選選12個(gè)個(gè)M20螺螺栓栓，d0=21.5mm。并并按按圖圖中中所所示示尺尺寸寸排排列列，中中距距比比最最小小容容許許距距離離3d0稍稍大大。e=12cm。先先按按小小偏偏心心情情況況計(jì)計(jì)算算。單單個(gè)個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值。螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件須改按大偏心情況計(jì)算，即假定中和軸在最上須改按大偏心情況計(jì)算，即假定中和軸在最上一排螺栓軸線一排螺栓軸線O 處，處，e=32cm。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3 36 6 高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算3.6.13.6.1、高強(qiáng)度螺栓的工作性能及單栓承載力、高強(qiáng)度螺栓的工作性能及單栓承載力 1 1、按受力特征的不同按受力特征的不同高強(qiáng)度螺栓分為兩類：高強(qiáng)度螺栓分為兩類：摩擦型高強(qiáng)度螺栓摩擦型高強(qiáng)度螺栓通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力；承壓型承壓型高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓受力特征與普通螺栓類似受力特征與普通螺栓類似。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 2、高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的確定、高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的確定 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力是根據(jù)螺栓桿的高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力是根據(jù)螺栓桿的有效抗拉強(qiáng)有效抗拉強(qiáng)度度確定的，并考慮了以下修正系數(shù)：確定的，并考慮了以下修正系數(shù)：考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)0.90.9；為防止施工時(shí)超張拉導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)為防止施工時(shí)超張拉導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)0.90.9；考慮擰緊螺帽時(shí)，螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對(duì)抗拉強(qiáng)度考慮擰緊螺帽時(shí)，螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對(duì)抗拉強(qiáng)度的降低除以系數(shù)的降低除以系數(shù)1.21.2。附加安全系數(shù)附加安全系數(shù)0.90.9。因此，預(yù)拉力：因此，預(yù)拉力：A Ae e螺紋處有效截面積；螺紋處有效截面積；f fu u螺栓熱處理后的最抵抗拉強(qiáng)度；螺栓熱處理后的最抵抗拉強(qiáng)度；8.88.8級(jí)，取級(jí)，取f fu u=830N/mm=830N/mm2 2，10.910.9級(jí)，取級(jí)，取f fu u=1040N/mm=1040N/mm2 2鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3 3、高強(qiáng)度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)、高強(qiáng)度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)F摩擦型高強(qiáng)度螺栓是通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的，摩擦型高強(qiáng)度螺栓是通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的，而摩擦力的大小取決于板件間的擠壓力（而摩擦力的大小取決于板件間的擠壓力（P P）和板件）和板件間的抗滑移系數(shù)間的抗滑移系數(shù) ；F板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號(hào)有關(guān)，號(hào)有關(guān)，其大小隨板件間的擠壓力的減小而減小其大小隨板件間的擠壓力的減小而減小；規(guī)范給出了不同鋼材在不同接觸面的處理方法下的規(guī)范給出了不同鋼材在不同接觸面的處理方法下的抗滑移系數(shù)抗滑移系數(shù),如下表如下表鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件4 4、高強(qiáng)度螺栓抗剪連接的工作性能和單栓承載力、高強(qiáng)度螺栓抗剪連接的工作性能和單栓承載力(1)(1)抗剪連接工作性能抗剪連接工作性能 受力過(guò)程與普通螺栓相似，受力過(guò)程與普通螺栓相似，分為四個(gè)階段：分為四個(gè)階段：摩擦傳力的彈性摩擦傳力的彈性階段階段、滑移階段滑移階段、栓桿傳力的彈栓桿傳力的彈性階段性階段、彈塑性階段彈塑性階段。但比較兩條但比較兩條N N曲線可知，曲線可知，由于高強(qiáng)度螺栓因連接件間存在由于高強(qiáng)度螺栓因連接件間存在很大的摩擦力，故其第一個(gè)階段很大的摩擦力，故其第一個(gè)階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通螺栓。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通螺栓。abNN/2N/2鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件abNN/2N/2式中：式中：0.90.9抗力分項(xiàng)系數(shù)抗力分項(xiàng)系數(shù)R R的倒的倒 數(shù)數(shù)(R R=1.111);=1.111);n nf f傳力摩擦面數(shù)目傳力摩擦面數(shù)目;-摩擦面抗滑移系數(shù)摩擦面抗滑移系數(shù);P P預(yù)拉力設(shè)計(jì)值預(yù)拉力設(shè)計(jì)值.（2 2）抗剪連接單栓承載力（摩擦型）抗剪連接單栓承載力（摩擦型）鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件單栓抗剪承載力：?jiǎn)嗡辜舫休d力：抗剪承載力抗剪承載力：承壓承載力承壓承載力：（2 2）抗剪連接單栓承載力（承壓型）抗剪連接單栓承載力（承壓型）鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件5 5、高強(qiáng)度螺栓抗拉連接工作性能和單栓承載力、高強(qiáng)度螺栓抗拉連接工作性能和單栓承載力NPCP+P=Pf fC-C=Cf fNtA、摩擦型高強(qiáng)度螺栓的單栓抗拉承載力為摩擦型高強(qiáng)度螺栓的單栓抗拉承載力為：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件B、承壓型高強(qiáng)度螺栓的單栓抗拉承載力，因其破承壓型高強(qiáng)度螺栓的單栓抗拉承載力，因其破壞準(zhǔn)則為螺栓桿被拉斷，故計(jì)算方法與普通螺栓壞準(zhǔn)則為螺栓桿被拉斷，故計(jì)算方法與普通螺栓相同，即：相同，即：式中：式中：A Ae e-螺栓桿的有效截面面積；螺栓桿的有效截面面積；d de e-螺栓桿的有效直徑；螺栓桿的有效直徑；f ft tb b高強(qiáng)度螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。高強(qiáng)度螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。上式的計(jì)算結(jié)果與上式的計(jì)算結(jié)果與0.8P相差不多。相差不多。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（1 1）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接6 6、高強(qiáng)度螺栓連接在拉力和剪力共同作用下的工作、高強(qiáng)度螺栓連接在拉力和剪力共同作用下的工作性能和單栓承載力性能和單栓承載力鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件（2 2）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 對(duì)于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接在剪力和拉力共同對(duì)于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接在剪力和拉力共同作用下計(jì)算方法與普通螺栓相同。作用下計(jì)算方法與普通螺栓相同。為了防止孔壁的承壓破壞，應(yīng)滿足：為了防止孔壁的承壓破壞，應(yīng)滿足：系數(shù)系數(shù)1.21.2是考慮由于外拉力的存在導(dǎo)致高強(qiáng)度螺栓的是考慮由于外拉力的存在導(dǎo)致高強(qiáng)度螺栓的承壓承載力降低的修正系數(shù)承壓承載力降低的修正系數(shù)。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算二、高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算1 1、軸心力作用、軸心力作用 假定各螺栓受力均勻，故所需螺栓數(shù)：假定各螺栓受力均勻，故所需螺栓數(shù)：對(duì)于摩擦型連接：對(duì)于摩擦型連接：對(duì)于承壓型連接：對(duì)于承壓型連接：NN鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件NNbt tt t1 1b1 高強(qiáng)度螺栓群軸心力作用下高強(qiáng)度螺栓群軸心力作用下,為了防止板件被拉斷為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進(jìn)行板件的凈截面驗(yàn)算尚應(yīng)進(jìn)行板件的凈截面驗(yàn)算.A A、高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接、高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接主板的危險(xiǎn)截面為主板的危險(xiǎn)截面為1-1截面。截面。11考慮孔前傳力考慮孔前傳力50%得：得：1-1截面的內(nèi)力為：截面的內(nèi)力為：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2 2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下扭矩或扭矩、剪力共同作用下 計(jì)算方法與普通螺栓相同，即：計(jì)算方法與普通螺栓相同，即：FTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F剪力剪力F作用下每個(gè)螺栓受力作用下每個(gè)螺栓受力：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、高強(qiáng)度螺栓群的抗拉計(jì)算三、高強(qiáng)度螺栓群的抗拉計(jì)算1 1、軸心力作用、軸心力作用 假定各螺栓均勻受力，故所需假定各螺栓均勻受力，故所需螺栓數(shù)：螺栓數(shù)：N2 2、彎矩作用下、彎矩作用下 由于高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預(yù)拉由于高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預(yù)拉力力P P，故在彎矩作用下，連接板件接觸面始終處于緊密，故在彎矩作用下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認(rèn)為是接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認(rèn)為是一個(gè)整體一個(gè)整體,所以假所以假定定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合連接的中和軸與螺栓群形心軸重合，最外側(cè)螺栓受，最外側(cè)螺栓受力最大。力最大。M鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件MM1234y1y2N1N2N3N4受壓區(qū)受壓區(qū)中中和和軸軸由力學(xué)可得：由力學(xué)可得：因此，設(shè)計(jì)時(shí)只要滿足下式即可：因此，設(shè)計(jì)時(shí)只要滿足下式即可：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3 3、偏心拉力作用下、偏心拉力作用下 偏心力偏心力作用下的高強(qiáng)度螺栓連接，螺栓最大拉力不應(yīng)大作用下的高強(qiáng)度螺栓連接，螺栓最大拉力不應(yīng)大于于0.8P，以保證板件緊密貼合，端板不會(huì)被拉開(kāi)，所以，以保證板件緊密貼合，端板不會(huì)被拉開(kāi)，所以摩擦型和承壓型均可采用以下方法摩擦型和承壓型均可采用以下方法（疊加法疊加法）計(jì)算計(jì)算:Ne1234M=NeNy1y2N1N2N3N4中中和和軸軸M作用下作用下N作用下作用下鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件四、高強(qiáng)度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的連接計(jì)算四、高強(qiáng)度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的連接計(jì)算NV單個(gè)螺栓所受的剪力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓所受的剪力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓所受的拉力：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓所受的拉力：1234NVN作用下作用下V作用下作用下鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件6 高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算 S表示高強(qiáng)度螺栓表示高強(qiáng)度螺栓公稱抗拉強(qiáng)度公稱抗拉強(qiáng)度 f0.2與與 fu 之比的之比的10倍倍公稱抗拉強(qiáng)度公稱抗拉強(qiáng)度 fu 的的1/100性能等級(jí)按熱處性能等級(jí)按熱處理后強(qiáng)度劃分為理后強(qiáng)度劃分為10.9 S8.8 S鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件摩擦型高強(qiáng)度螺栓摩擦型高強(qiáng)度螺栓承壓型高強(qiáng)度螺栓承壓型高強(qiáng)度螺栓受剪螺栓連接受剪螺栓連接受拉螺栓連接受拉螺栓連接拉剪螺栓連接拉剪螺栓連接傳力方式傳力方式受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件一、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接一、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接1.受剪高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算受剪高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算(1)受力情況受力情況連接彈性性能好，在相對(duì)滑移前承載力高，連接彈性性能好，在相對(duì)滑移前承載力高，且剪切變形小，耐疲勞。且剪切變形小，耐疲勞。承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 摩阻力剛被克服，連接摩阻力剛被克服，連接即將產(chǎn)生相對(duì)滑移。即將產(chǎn)生相對(duì)滑移。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(2)計(jì)算方法計(jì)算方法 單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值式中：式中：摩擦面的抗滑移系數(shù)；摩擦面的抗滑移系數(shù)；nf 傳力摩擦面數(shù)目傳力摩擦面數(shù)目；P 螺栓予拉力。螺栓予拉力。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 螺栓群的受剪高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算螺栓群的受剪高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算與普通螺栓受剪連接計(jì)算完全一樣，只與普通螺栓受剪連接計(jì)算完全一樣，只需將需將 換成換成 即可即可。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖3.31鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件毛截面：毛截面：第一凈截面第一凈截面：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例7 如如圖圖所所示示，摩摩擦擦型型高高強(qiáng)強(qiáng)螺螺栓栓連連接接。鋼鋼材材為為 Q235A，8.8級(jí)級(jí)M20螺螺栓栓?？卓讖綇絛0=21.5mm。摩摩擦擦面面為為噴噴丸丸后后生生赤赤銹銹。承承受受恒恒載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值PGK=35kN，活活載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值PQK=210kN。設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)此此螺栓連接。螺栓連接。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件120306030454560圖圖3.22N1612081208120鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件解 一、求單個(gè)螺栓抗剪承載力一、求單個(gè)螺栓抗剪承載力鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、承受荷載設(shè)計(jì)值二、承受荷載設(shè)計(jì)值鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件三、需要螺栓數(shù)目三、需要螺栓數(shù)目按構(gòu)造要求排列如圖所示。按構(gòu)造要求排列如圖所示。取邊距為取邊距為1.5d0 30mm，螺栓距螺栓距3d0 60mm，端距端距2d0 45mm。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件四、凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算四、凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.受拉高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算受拉高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算(1)單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值(2)螺栓群的受拉高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算螺栓群的受拉高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算 受軸心荷載時(shí)受軸心荷載時(shí)(與普通螺栓群完全一樣與普通螺栓群完全一樣)鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件 受偏心荷載作用時(shí)，不區(qū)分大、小偏心，一受偏心荷載作用時(shí)，不區(qū)分大、小偏心，一律按普通螺栓連接時(shí)小偏心的情況計(jì)算，即律按普通螺栓連接時(shí)小偏心的情況計(jì)算，即取中和軸位于螺栓群形心取中和軸位于螺栓群形心O處。處。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.拉剪高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算拉剪高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算(1)單個(gè)拉剪高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)拉剪高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值式中：式中：Nt 0.8P鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件(2)螺栓群的拉剪高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算螺栓群的拉剪高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算圖圖3.33M=FeV=FFy2y1Nt1Nt2鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件例例8 試設(shè)計(jì)一梁和柱的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，試設(shè)計(jì)一梁和柱的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，承受的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值為承受的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值為M=105kNm、V=720kN。構(gòu)件材料構(gòu)件材料Q235鋼。鋼。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件圖圖3.34鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件解解 試選試選12個(gè)個(gè)20MnTiB鋼鋼M22螺栓螺栓(10.9級(jí)級(jí))，并，并采用圖中的尺寸排列。構(gòu)件接觸面的處理方采用圖中的尺寸排列。構(gòu)件接觸面的處理方法采用噴砂后生赤銹。法采用噴砂后生赤銹。不滿足。不滿足。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件由比例關(guān)系可得：由比例關(guān)系可得：鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件二、承壓型高強(qiáng)度螺栓連接二、承壓型高強(qiáng)度螺栓連接1.受剪高強(qiáng)度螺栓連接受剪高強(qiáng)度螺栓連接承承承承載載載載力力力力極極極極限限限限狀狀狀狀態(tài)態(tài)態(tài)態(tài) 摩摩擦擦力力被被克克服服，連連接接產(chǎn)產(chǎn)生生滑滑移移后后，由由栓栓桿桿受受剪剪和和孔孔壁承壓直至破壞。壁承壓直至破壞。鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件單個(gè)承壓型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)承壓型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件2.受拉高強(qiáng)度螺栓連接受拉高強(qiáng)度螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件3.拉剪高強(qiáng)度螺栓連接拉剪高強(qiáng)度螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)基本原理系列課件系列課件分章頁(yè)3-4