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1、 钢钢 结结 构构n n第一章第一章 概述概述n n第二章第二章 建筑钢材建筑钢材n n第三章第三章 钢结构的连接钢结构的连接n n第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件n n第五章第五章 梁（受弯构件）梁（受弯构件）n n第六章第六章 拉弯与压弯构件拉弯与压弯构件建筑之家建筑之家第一章第一章 概述概述n n第一节第一节第一节第一节 钢结构的特点及应用钢结构的特点及应用钢结构的特点及应用钢结构的特点及应用n n第二节第二节第二节第二节 钢结构的设计方法钢结构的设计方法钢结构的设计方法钢结构的设计方法n n第三节第三节第三节第三节 钢结构的设计要求钢结构的设计要求钢结构的设计要求钢结构的设计要求
2、n n第四节第四节第四节第四节 钢结构的发展方向钢结构的发展方向钢结构的发展方向钢结构的发展方向n n第五节第五节第五节第五节 本课程的主要内容、特点和学习本课程的主要内容、特点和学习本课程的主要内容、特点和学习本课程的主要内容、特点和学习方法方法方法方法建筑之家建筑之家第一节第一节 钢结构的特点及应用钢结构的特点及应用一、钢结构的特点1 1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。2 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。、材质均匀，符合力
3、学假定，安全可靠度高。、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。3 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。4 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。建筑之家建筑之家二、钢结构的应用1 1、重型结构及大跨度建筑结构。、重型结构及大跨度建筑结构。、重型结构及大跨度建筑结构。、重型结构及大跨度建筑结构。建筑之家建筑之家二、钢结构的应用2 2、多层、高层及超高层建筑结
4、构。、多层、高层及超高层建筑结构。、多层、高层及超高层建筑结构。、多层、高层及超高层建筑结构。建筑之家建筑之家二、钢结构的应用3 3、塔桅等高耸结构。、塔桅等高耸结构。、塔桅等高耸结构。、塔桅等高耸结构。建筑之家建筑之家二、钢结构的应用4 4、钢混凝土组合结构。、钢混凝土组合结构。、钢混凝土组合结构。、钢混凝土组合结构。建筑之家建筑之家第二节第二节 钢结构的设计方法钢结构的设计方法极限状态设计法极限状态设计法极限状态设计法极限状态设计法承载能力极承载能力极承载能力极承载能力极 限状态限状态限状态限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态经济、安全、适用、耐久经济、安
5、全、适用、耐久经济、安全、适用、耐久经济、安全、适用、耐久颠覆颠覆颠覆颠覆强度破坏强度破坏强度破坏强度破坏疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏丧失稳定丧失稳定丧失稳定丧失稳定变为可变体系变为可变体系变为可变体系变为可变体系建筑之家建筑之家 第二章第二章 钢结构的材料钢结构的材料n n第一节第一节第一节第一节 钢结构对钢材性能的要求钢结构对钢材性能的要求钢结构对钢材性能的要求钢结构对钢材性能的要求n n第二节第二节第二节第二节 结构钢材的主要力学性能结构钢材的主要力学性能结构钢材的主要力学性能结构钢材的主要力学性能n n第三节第三节第三节第三节 影响结构钢材力学性能的主要因素影响结构钢材力学性能的主
6、要因素影响结构钢材力学性能的主要因素影响结构钢材力学性能的主要因素n n第四节第四节第四节第四节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件复杂应力作用下结构钢材的屈服条件复杂应力作用下结构钢材的屈服条件复杂应力作用下结构钢材的屈服条件n n第五节第五节第五节第五节 钢材的破坏形式钢材的破坏形式钢材的破坏形式钢材的破坏形式n n第六节第六节第六节第六节 结构钢材的种类、规格及其应用结构钢材的种类、规格及其应用结构钢材的种类、规格及其应用结构钢材的种类、规格及其应用n n第七节第七节第七节第七节 钢结构的连接材料钢结构的连接材料钢结构的连接材料钢结构的连接材料建筑之家建筑之家 第一节第一节 钢结构对钢材性
7、能的要求钢结构对钢材性能的要求钢钢材材性性能能要要求求较高的强度较高的强度较高的强度较高的强度足够的变形能力（较好的塑性和韧性）足够的变形能力（较好的塑性和韧性）足够的变形能力（较好的塑性和韧性）足够的变形能力（较好的塑性和韧性）良好的加工性能良好的加工性能良好的加工性能良好的加工性能建筑之家建筑之家钢材的主要力学性能强度塑性冲击韧性冷弯性能可焊性Z向收缩率屈服强度fy 为设计依据抗拉强度fu为安全储备伸长率、断面收缩率衡量钢材承受动力荷载的能力钢材承受动力荷载的能力是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标 第三节第三节 钢材的主要力学性能钢材的主要力学性能建筑之家建筑之家一、钢结构的特点一、钢结构
8、的特点1 1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。2 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。3 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。4 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。、钢结构耐热不耐火；易
9、锈蚀，耐腐性差。、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。三、钢结构的设计方法（极限状态设计法）三、钢结构的设计方法（极限状态设计法）1 1、承载能力极限状态设计法、承载能力极限状态设计法2 2、正常使用极限状态设计法、正常使用极限状态设计法、正常使用极限状态设计法、正常使用极限状态设计法四、钢材的主要力学性能四、钢材的主要力学性能四、钢材的主要力学性能四、钢材的主要力学性能强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、可焊性、强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、可焊性、强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、可焊性、强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、可焊性、Z Z向性能向性能向性能向性能二、钢结构的应用二、钢结构的应用重型
10、工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、高耸结构、组合结构高耸结构、组合结构建筑之家建筑之家第五节第五节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件复杂应力作用下结构钢材的屈服条件只有正应力只有正应力只有正应力只有正应力只有剪应力只有剪应力只有剪应力只有剪应力既有正应力又有剪应力既有正应力又有剪应力既有正应力又有剪应力既有正应力又有剪应力建筑之家建筑之家 第六节第六节 钢材的破坏形式钢材的破坏形式塑性破坏脆性破坏疲劳破坏破坏时有很大的塑性变形破坏突然、几乎不出现塑性变形没有明显变形的突然破坏原因：1、钢材质量差2、结构、构件的构造不当3、制造安装质
11、量差4、结构受较大动力荷载建筑之家建筑之家一、一、一、一、二、钢材的破坏形式塑性破坏脆性破坏三、发生脆性破坏的原因1、钢材质量差2、结构、构件的构造不当3、制造安装质量差4、结构受较大动力荷载建筑之家建筑之家钢材疲劳破坏的影响因素应力循环形式应力循环次数应力集中程度及残余应力反复荷载引起的应力种类（拉、压应力、剪应力等）应力幅（即最大应力和最小应力的差值）疲劳计算的条件直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，且当应力变化循环次数超过5万次。建筑之家建筑之家疲劳计算1、常幅疲劳计算例题：某承受轴心拉力的钢板（两侧为半自动切割）钢板承受重复荷载作用，预期循环次数n=5105，其容许应力幅为多
12、少？2、变幅疲劳计算建筑之家建筑之家第七节第七节 结构钢材的种类、规格及其选用结构钢材的种类、规格及其选用一、结构钢材的种类一、结构钢材的种类一、结构钢材的种类一、结构钢材的种类Q235A.bQ235A.b1 1、QQ：表示：表示：表示：表示“ “屈屈屈屈” ”字拼音首位字母，意为字拼音首位字母，意为字拼音首位字母，意为字拼音首位字母，意为“ “屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度” ”；2 2、质量等级：分、质量等级：分、质量等级：分、质量等级：分AEAE五级（字序越高质量越好）；五级（字序越高质量越好）；五级（字序越高质量越好）；五级（字序越高质量越好）；3 3、脱氧方法：、脱氧方法：、脱氧方
13、法：、脱氧方法：F F沸腾钢；沸腾钢；沸腾钢；沸腾钢；b b半镇静钢；半镇静钢；半镇静钢；半镇静钢； Z Z镇静钢（一般省镇静钢（一般省镇静钢（一般省镇静钢（一般省 略）；略）；略）；略）； TZTZ特殊镇静钢。特殊镇静钢。特殊镇静钢。特殊镇静钢。注：注：注：注：1 1、炭素结构钢（、炭素结构钢（、炭素结构钢（、炭素结构钢（Q235)Q235)分：分：分：分：A A、B B、C C、D D 四级，含四级，含四级，含四级，含 所所所所 有脱氧方法；有脱氧方法；有脱氧方法；有脱氧方法； 2 2、低合金结构钢、低合金结构钢、低合金结构钢、低合金结构钢(Q345Q390Q420)(Q345Q390Q4
14、20)分：分：分：分： A A、 B B、C C、D D、E E五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。建筑之家建筑之家二、结构钢材选材原则二、结构钢材选材原则二、结构钢材选材原则二、结构钢材选材原则2 2、荷载性质、荷载性质、荷载性质、荷载性质1 1、结构或构件的重要性、结构或构件的重要性、结构或构件的重要性、结构或构件的重要性4 4、应力特征、应力特征、应力特征、应力特征3 3、连接方法、连接方法、连接方法、连接方法5 5、结构的工作温度、结构的工作温度、结构的工作温度、结构的工作温度6 6、钢材厚度、钢材厚度
15、、钢材厚度、钢材厚度建筑之家建筑之家1 1、为什么要求结构用钢有较高的屈服强度和抗拉强度？、为什么要求结构用钢有较高的屈服强度和抗拉强度？2 2、结构用钢的力学性能有哪些？、结构用钢的力学性能有哪些？3 3、什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？、什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？4 4、塑性破坏和脆性破坏的特点是什么？什么时候容易发生脆性、塑性破坏和脆性破坏的特点是什么？什么时候容易发生脆性破坏？破坏？5 5、导致构件发生脆性破坏的原因有哪些？、导致构件发生脆性破坏的原因有哪些？6 6、影响疲劳破坏的因素有哪些？、影响疲劳破坏的因素有哪些？7 7、什么情况下构件需要验
16、算其疲劳强度？、什么情况下构件需要验算其疲劳强度？8 8、钢材中碳的含量与钢材的各项力学性能之间有什么关系？、钢材中碳的含量与钢材的各项力学性能之间有什么关系？9 9、什么情况下会发生应力集中现象？它对构件有什么影响？、什么情况下会发生应力集中现象？它对构件有什么影响？建筑之家建筑之家 第三章第三章 钢结构的连接钢结构的连接n n第一节第一节第一节第一节 连接分类及特点连接分类及特点连接分类及特点连接分类及特点n n第二节第二节第二节第二节 对接焊缝连接设计对接焊缝连接设计对接焊缝连接设计对接焊缝连接设计n n第三节第三节第三节第三节 角焊缝连接设计角焊缝连接设计角焊缝连接设计角焊缝连接设计n
17、 n第四节第四节第四节第四节 焊接残余应力和焊接残余应变焊接残余应力和焊接残余应变焊接残余应力和焊接残余应变焊接残余应力和焊接残余应变n n第五节第五节第五节第五节 普通螺栓连接设计普通螺栓连接设计普通螺栓连接设计普通螺栓连接设计n n第六节第六节第六节第六节 高强度螺栓连接设计高强度螺栓连接设计高强度螺栓连接设计高强度螺栓连接设计建筑之家建筑之家第一节第一节 连接分类及特点连接分类及特点一、连接概述一、连接概述连连连连接接接接焊缝连接焊缝连接焊缝连接焊缝连接紧固件连接紧固件连接紧固件连接紧固件连接建筑之家建筑之家二、焊缝连接二、焊缝连接焊接优点焊接优点焊接优点焊接优点用料经济用料经济用料经济
18、用料经济不削弱截面不削弱截面不削弱截面不削弱截面连接密封性好、整体性好连接密封性好、整体性好连接密封性好、整体性好连接密封性好、整体性好焊接缺点焊接缺点焊接缺点焊接缺点焊接部位附近材质变脆焊接部位附近材质变脆焊接部位附近材质变脆焊接部位附近材质变脆产生残余应力及残余应变产生残余应力及残余应变产生残余应力及残余应变产生残余应力及残余应变建筑之家建筑之家焊缝连接形式和种类焊缝连接形式和种类按被连接钢材的相对位置分按被连接钢材的相对位置分按施焊的方位分按施焊的方位分按受力特点分按受力特点分角焊缝角焊缝对接焊缝对接焊缝建筑之家建筑之家三、铆钉、螺栓连接三、铆钉、螺栓连接铆钉连接铆钉连接铆钉连接铆钉连接
19、普通螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接承压型承压型承压型承压型摩擦型摩擦型摩擦型摩擦型通过摩擦力抗剪通过摩擦力抗剪通过摩擦力抗剪通过摩擦力抗剪通过孔壁与螺栓杆通过孔壁与螺栓杆通过孔壁与螺栓杆通过孔壁与螺栓杆相互挤压抗剪相互挤压抗剪相互挤压抗剪相互挤压抗剪建筑之家建筑之家第二节第二节 对接焊缝连接设计对接焊缝连接设计一、对接焊缝的构造一、对接焊缝的构造焊接材料与构件钢材匹配焊接材料与构件钢材匹配焊接材料与构件钢材匹配焊接材料与构件钢材匹配Q235用E43Q345用E50对接焊缝的坡口形式对接焊缝的坡口形式对接焊缝的坡口形式对接焊缝
20、的坡口形式见P54图3.9厚度不等的两钢板的对接厚度不等的两钢板的对接厚度不等的两钢板的对接厚度不等的两钢板的对接关于用引弧板焊接的问题关于用引弧板焊接的问题关于用引弧板焊接的问题关于用引弧板焊接的问题建筑之家建筑之家二、对接焊缝的计算二、对接焊缝的计算1 1、轴向受力的对接焊缝、轴向受力的对接焊缝、轴向受力的对接焊缝、轴向受力的对接焊缝例题：例题：试验算左图所示钢板的对试验算左图所示钢板的对试验算左图所示钢板的对试验算左图所示钢板的对接焊缝的强度。图中接焊缝的强度。图中接焊缝的强度。图中接焊缝的强度。图中a=540mma=540mm，t=22mmt=22mm，轴心拉力的设计值，轴心拉力的设计
21、值，轴心拉力的设计值，轴心拉力的设计值N=2150KNN=2150KN。钢材为。钢材为。钢材为。钢材为Q235BFQ235BF，手，手，手，手工焊，焊条为工焊，焊条为工焊，焊条为工焊，焊条为E43E43型，三级焊缝，型，三级焊缝，型，三级焊缝，型，三级焊缝，施焊时使用引弧板。施焊时使用引弧板。施焊时使用引弧板。施焊时使用引弧板。建筑之家建筑之家2 2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用建筑之家建筑之家一、焊缝连接的一、焊缝连接的 优缺点优缺点优点：用料经济、不削弱截面、连接密封性好、整体性好。优点：用料
22、经济、不削弱截面、连接密封性好、整体性好。优点：用料经济、不削弱截面、连接密封性好、整体性好。优点：用料经济、不削弱截面、连接密封性好、整体性好。缺点：焊接部位附近材质变脆，产生残余应力及残余应变。缺点：焊接部位附近材质变脆，产生残余应力及残余应变。缺点：焊接部位附近材质变脆，产生残余应力及残余应变。缺点：焊接部位附近材质变脆，产生残余应力及残余应变。二、焊缝连接形式和种类二、焊缝连接形式和种类1、按被连接钢材的相对位置分：对接、搭接、按被连接钢材的相对位置分：对接、搭接、T行连接、角接行连接、角接2、按施焊的方位分：平焊、立焊、横焊、仰焊、按施焊的方位分：平焊、立焊、横焊、仰焊3、按受力特点
23、分：对接焊缝、角焊缝、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝三、高强度螺栓连接三、高强度螺栓连接三、高强度螺栓连接三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）（摩擦型、承压型）（摩擦型、承压型）（摩擦型、承压型）四、对接焊缝的计算四、对接焊缝的计算四、对接焊缝的计算四、对接焊缝的计算1 1、轴向受力的对接焊缝、轴向受力的对接焊缝、轴向受力的对接焊缝、轴向受力的对接焊缝2 2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用建筑之家建筑之家第三节第三节 角焊缝连接设计角焊缝连接设计一、角焊缝形式一、角焊缝形式正面角焊缝正面角焊缝正面角
24、焊缝正面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝斜角焊缝斜角焊缝斜角焊缝斜角焊缝二、角焊缝截面形状二、角焊缝截面形状直角角焊缝直角角焊缝直角角焊缝直角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝建筑之家建筑之家三、角焊缝的尺寸要求三、角焊缝的尺寸要求最小焊角尺寸最小焊角尺寸最小焊角尺寸最小焊角尺寸最大焊角尺寸最大焊角尺寸最大焊角尺寸最大焊角尺寸侧面角焊缝的侧面角焊缝的侧面角焊缝的侧面角焊缝的最小计算长度最小计算长度最小计算长度最小计算长度侧面角焊缝的侧面角焊缝的侧面角焊缝的侧面角焊缝的最大计算长度最大计算长度最大计算长度最大计算长度建筑之家建筑之家四、直角角焊缝的强度验算四、直角角焊缝
25、的强度验算建筑之家建筑之家四、直角角焊缝的强度验算四、直角角焊缝的强度验算正面角焊缝的验算正面角焊缝的验算正面角焊缝的验算正面角焊缝的验算侧面角焊缝的验算侧面角焊缝的验算侧面角焊缝的验算侧面角焊缝的验算r建筑之家建筑之家1 1、承受轴心力作用时角焊缝连接计算、承受轴心力作用时角焊缝连接计算、承受轴心力作用时角焊缝连接计算、承受轴心力作用时角焊缝连接计算例题例题例题例题1 1：两钢板：两钢板：两钢板：两钢板A A、B B通过上下两块拼接板连接在一起。已通过上下两块拼接板连接在一起。已通过上下两块拼接板连接在一起。已通过上下两块拼接板连接在一起。已知知知知l l1 1=500mm=500mm，l
26、l2 2=300mm=300mm，角焊缝采用，角焊缝采用，角焊缝采用，角焊缝采用E43E43型的手工型的手工型的手工型的手工焊（采用引弧板），焊角高度焊（采用引弧板），焊角高度焊（采用引弧板），焊角高度焊（采用引弧板），焊角高度h hf f=7mm=7mm，求该角焊缝所能，求该角焊缝所能，求该角焊缝所能，求该角焊缝所能承担的最大拉力承担的最大拉力承担的最大拉力承担的最大拉力NN。建筑之家建筑之家例题例题例题例题2 2：钢板：钢板：钢板：钢板A A通过两条角焊缝固定在通过两条角焊缝固定在通过两条角焊缝固定在通过两条角焊缝固定在HH型钢柱上，已知作用型钢柱上，已知作用型钢柱上，已知作用型钢柱上，已
27、知作用在钢板在钢板在钢板在钢板A A上的拉力上的拉力上的拉力上的拉力N=500KNN=500KN，L=600mmL=600mm，焊条采用，焊条采用，焊条采用，焊条采用E43E43手手手手工焊（采用引弧板），焊角高工焊（采用引弧板），焊角高工焊（采用引弧板），焊角高工焊（采用引弧板），焊角高h hf f=8mm=8mm，等于等于等于等于30303030度度度度。试验。试验。试验。试验算焊缝的强度。算焊缝的强度。算焊缝的强度。算焊缝的强度。钢板钢板钢板钢板A AHH型钢柱型钢柱型钢柱型钢柱建筑之家建筑之家一、角焊缝的形式一、角焊缝的形式一、角焊缝的形式一、角焊缝的形式正面角焊缝正面角焊缝正面角焊缝
28、正面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝斜角焊缝斜角焊缝斜角焊缝斜角焊缝（焊缝长度方向（焊缝长度方向（焊缝长度方向（焊缝长度方向受力方向）受力方向）受力方向）受力方向）（焊缝长度方向（焊缝长度方向（焊缝长度方向（焊缝长度方向受力方向）受力方向）受力方向）受力方向）一、角焊缝的尺寸要求一、角焊缝的尺寸要求一、角焊缝的尺寸要求一、角焊缝的尺寸要求1 1、最小焊角尺寸、最小焊角尺寸、最小焊角尺寸、最小焊角尺寸2 2、最大焊角尺寸、最大焊角尺寸、最大焊角尺寸、最大焊角尺寸3 3、侧面角焊缝的最小计算长度、侧面角焊缝的最小计算长度、侧面角焊缝的最小计算长度、侧面角焊缝的最小计算长度4 4、侧面
29、角焊缝的最大计算长度、侧面角焊缝的最大计算长度、侧面角焊缝的最大计算长度、侧面角焊缝的最大计算长度建筑之家建筑之家例题例题例题例题3 3：如下图所示，两等边角钢：如下图所示，两等边角钢：如下图所示，两等边角钢：如下图所示，两等边角钢2 21251251251251010通过角焊缝通过角焊缝通过角焊缝通过角焊缝与一厚度为与一厚度为与一厚度为与一厚度为8mm8mm的节点板连接，不采用引弧板，已知的节点板连接，不采用引弧板，已知的节点板连接，不采用引弧板，已知的节点板连接，不采用引弧板，已知N=300KNN=300KN，焊角高度，焊角高度，焊角高度，焊角高度h hf f=8mm=8mm，求焊缝的最小
30、长度，求焊缝的最小长度，求焊缝的最小长度，求焊缝的最小长度l l1 1和和和和l l2 2. .建筑之家建筑之家2 2、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算例题例题例题例题1 1：钢板：钢板：钢板：钢板A A通过两条角焊缝固定在通过两条角焊缝固定在通过两条角焊缝固定在通过两条角焊缝固定在HH型钢柱上，已知作用型钢柱上，已知作用型钢柱上，已知作用型钢柱上，已知作用在钢板在钢板在钢板在钢板A A上的拉力上的拉力上的拉力上的拉力N=500KNN=500KN，L=600mm
31、L=600mm，偏心距，偏心距，偏心距，偏心距e=100mme=100mm焊条采用焊条采用焊条采用焊条采用E43E43手工焊（采用引弧板），手工焊（采用引弧板），手工焊（采用引弧板），手工焊（采用引弧板）， 等于等于等于等于3030度，度，度，度，焊角高焊角高焊角高焊角高h hf f=8mm=8mm，试验算焊缝的强度。，试验算焊缝的强度。，试验算焊缝的强度。，试验算焊缝的强度。钢板钢板钢板钢板A AHH型钢柱型钢柱型钢柱型钢柱建筑之家建筑之家例题例题例题例题2 2：试验算图：试验算图：试验算图：试验算图3.433.43（a a）所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。）所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。
32、）所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。）所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。钢材为钢材为钢材为钢材为Q235Q235，焊条为，焊条为，焊条为，焊条为E43E43型，手工焊。荷载设计值型，手工焊。荷载设计值型，手工焊。荷载设计值型，手工焊。荷载设计值N=365KNN=365KN，偏心距偏心距偏心距偏心距e=350mme=350mm，焊角尺寸，焊角尺寸，焊角尺寸，焊角尺寸h hf1f1=8mm=8mm，h hf2f2=6mm=6mm。图图图图3.433.43（b b）为焊缝有效截面。）为焊缝有效截面。）为焊缝有效截面。）为焊缝有效截面。建筑之家建筑之家第四节第四节 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和
33、焊接残余变形一、焊接残余应力产生的原因一、焊接残余应力产生的原因一、焊接残余应力产生的原因一、焊接残余应力产生的原因二、焊接残余应力对结构性能的影响二、焊接残余应力对结构性能的影响二、焊接残余应力对结构性能的影响二、焊接残余应力对结构性能的影响1 1、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。2 2、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承载能力。、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承载能力。、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承
34、载能力。、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承载能力。3 3、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆性破坏。性破坏。性破坏。性破坏。建筑之家建筑之家第五节第五节 普通螺栓连接设计普通螺栓连接设计一、普通螺栓的连接构造一、普通螺栓的连接构造一、普通螺栓的连接构造一、普通螺栓的连接构造1 1、螺栓的规格与表示、螺栓的规格与表示、螺栓的规格与表示、螺栓的规格与表示钢结构一般选用钢结构一般选用钢结构一般选用钢结构一般选用C C级（粗制）六角螺
35、母螺栓，标识用级（粗制）六角螺母螺栓，标识用级（粗制）六角螺母螺栓，标识用级（粗制）六角螺母螺栓，标识用MM和螺和螺和螺和螺栓直径（栓直径（栓直径（栓直径（mmmm）表示，例如）表示，例如）表示，例如）表示，例如M16M16、M20M20等。主要用于受拉连等。主要用于受拉连等。主要用于受拉连等。主要用于受拉连接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。2 2、螺栓的排列应考虑以下因素、螺栓的排列应考虑以下因素、螺栓的排列应考虑以下因素、螺栓的排列应考虑以下因素受力要求受力要求受力要求受力
36、要求构造要求构造要求构造要求构造要求施工要求施工要求施工要求施工要求建筑之家建筑之家二、普通螺栓的抗剪连接计算二、普通螺栓的抗剪连接计算普通螺栓连接按受力分类普通螺栓连接按受力分类普通螺栓连接按受力分类普通螺栓连接按受力分类受剪受剪受剪受剪受拉受拉受拉受拉剪拉共同作用剪拉共同作用剪拉共同作用剪拉共同作用建筑之家建筑之家1 1、受剪连接的破坏形式、受剪连接的破坏形式、受剪连接的破坏形式、受剪连接的破坏形式破破破破坏坏坏坏形形形形式式式式螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏连接板净截面破坏连接板净截面破坏连接板净截面破坏连接板净截面破坏螺
37、栓受弯破坏螺栓受弯破坏螺栓受弯破坏螺栓受弯破坏连接板冲剪破坏连接板冲剪破坏连接板冲剪破坏连接板冲剪破坏连接计算保证连接计算保证连接计算保证连接计算保证验算钢板的强度保证验算钢板的强度保证验算钢板的强度保证验算钢板的强度保证构造要求保证构造要求保证构造要求保证构造要求保证建筑之家建筑之家2 2、抗剪连接的工作性能、抗剪连接的工作性能、抗剪连接的工作性能、抗剪连接的工作性能0-1 0-1 摩擦传力的弹性阶段摩擦传力的弹性阶段摩擦传力的弹性阶段摩擦传力的弹性阶段1-2 1-2 滑移阶段滑移阶段滑移阶段滑移阶段2-32-3栓杆直接传力的弹性阶段栓杆直接传力的弹性阶段栓杆直接传力的弹性阶段栓杆直接传力的
38、弹性阶段3-43-4栓杆直接传力的弹塑性阶段栓杆直接传力的弹塑性阶段栓杆直接传力的弹塑性阶段栓杆直接传力的弹塑性阶段建筑之家建筑之家3 3、单个普通螺栓的抗剪承载力计算、单个普通螺栓的抗剪承载力计算、单个普通螺栓的抗剪承载力计算、单个普通螺栓的抗剪承载力计算螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏例题1：两截面为-14400mm的钢板，采用双盖板（厚度为7mm）和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢板为Q235，求每个螺栓所能承担的最大剪力。建筑之家建筑之家4 4、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算、普通螺栓群的轴
39、心抗剪承载力计算、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算例题2：两截面为-14400mm的钢板，采用双盖板(厚度为7mm）和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢材Q235，试计算该连接所能承担的最大拉力N。建筑之家建筑之家普通螺栓连接按受力分类普通螺栓连接按受力分类普通螺栓连接按受力分类普通螺栓连接按受力分类受剪受剪受剪受剪受拉受拉受拉受拉剪拉共同作用剪拉共同作用剪拉共同作用剪拉共同作用1 1、受剪连接的五种破坏形式、受剪连接的五种破坏形式、受剪连接的五种破坏形式、受剪连接的五种破坏形式螺栓杆受剪破坏螺栓杆受剪破坏螺栓杆受剪破坏螺栓杆受剪破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏2 2、普通螺栓
40、群的轴心抗剪承载力计算、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算建筑之家建筑之家5 5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算、普通螺栓群偏心受剪承载力计算、普通螺栓群偏心受剪承载力计算、普通螺栓群偏心受剪承载力计算例题例题例题例题3 3、一厚度为、一厚度为、一厚度为、一厚度为12mm12mm的钢板与的钢板与的钢板与的钢板与HH型钢柱的翼缘板（厚型钢柱的翼缘板（厚型钢柱的翼缘板（厚型钢柱的翼缘板（厚14mm14mm）通过通过通过通过8 8个个个个C C级普通螺栓连接，钢板均为级普通螺栓连接，钢板均为级普通螺栓连接，钢板均为级普通螺栓连接，钢板均为Q3
41、45Q345，螺栓直径为，螺栓直径为，螺栓直径为，螺栓直径为20mm20mm，孔径为孔径为孔径为孔径为21.5mm21.5mm，F=200KNF=200KN，e=100mme=100mm，螺栓水平间距为，螺栓水平间距为，螺栓水平间距为，螺栓水平间距为120mm120mm，竖向间距为，竖向间距为，竖向间距为，竖向间距为80mm80mm，验算螺栓强度。，验算螺栓强度。，验算螺栓强度。，验算螺栓强度。建筑之家建筑之家三、普通螺栓的抗拉连接计算三、普通螺栓的抗拉连接计算普通螺栓抗拉强度普通螺栓抗拉强度普通螺栓抗拉强度普通螺栓抗拉强度设计值取螺栓钢材设计值取螺栓钢材设计值取螺栓钢材设计值取螺栓钢材抗拉强
42、度设计值的抗拉强度设计值的抗拉强度设计值的抗拉强度设计值的0.80.80.80.8倍用以考虑撬倍用以考虑撬倍用以考虑撬倍用以考虑撬力的不利影响。力的不利影响。力的不利影响。力的不利影响。1 1、普通螺栓群的轴心受拉承载力计算、普通螺栓群的轴心受拉承载力计算、普通螺栓群的轴心受拉承载力计算、普通螺栓群的轴心受拉承载力计算例题例题例题例题3 3：一：一：一：一HH型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一T T型板通过型板通过型板通过型板通过1010个个个个M22M22的普通的普通的普通的普通C C级螺栓连接，已级螺栓连接，已级螺栓连接，已级螺栓连接，已知轴向拉力设计值知轴向拉力设计值知轴向拉力设计
43、值知轴向拉力设计值NN为为为为250KN250KN，验，验，验，验算该连接的强度。算该连接的强度。算该连接的强度。算该连接的强度。建筑之家建筑之家2 2、普通螺栓群的偏心受拉承载力计算、普通螺栓群的偏心受拉承载力计算、普通螺栓群的偏心受拉承载力计算、普通螺栓群的偏心受拉承载力计算=+=小小小小偏偏偏偏心心心心受受受受拉拉拉拉例题例题例题例题4 4：一：一：一：一HH型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一T T型板通过型板通过型板通过型板通过1010个个个个M22M22的普通的普通的普通的普通C C级螺栓连接，已知拉力级螺栓连接，已知拉力级螺栓连接，已知拉力级螺栓连接，已知拉力设计值设计值设计
44、值设计值NN为为为为250KN250KN，偏心距，偏心距，偏心距，偏心距e=100mme=100mm，螺栓间沿，螺栓间沿，螺栓间沿，螺栓间沿y y轴方向的间距轴方向的间距轴方向的间距轴方向的间距为为为为100mm100mm，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。建筑之家建筑之家抗剪抗剪抗剪抗剪抗拉抗拉抗拉抗拉偏心抗剪偏心抗剪偏心抗剪偏心抗剪轴心抗剪轴心抗剪轴心抗剪轴心抗剪偏心抗拉偏心抗拉偏心抗拉偏心抗拉轴心抗拉轴心抗拉轴心抗拉轴心抗拉大偏心抗拉大偏心抗拉大偏心抗拉大偏心抗拉小偏心抗拉小偏心抗拉小偏心抗拉小偏心抗拉+=建筑之家建筑之家例题例题例题例题5 5
45、：一：一：一：一HH型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一T T型板通过型板通过型板通过型板通过1010个个个个M22M22的普通的普通的普通的普通C C级螺栓连接，已级螺栓连接，已级螺栓连接，已级螺栓连接，已知拉力设计值知拉力设计值知拉力设计值知拉力设计值NN为为为为250KN250KN，偏心距，偏心距，偏心距，偏心距e=150mme=150mm，螺栓间沿，螺栓间沿，螺栓间沿，螺栓间沿y y轴方向的间轴方向的间轴方向的间轴方向的间距为距为距为距为100mm100mm，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。建筑之家建筑之家3 3、普通螺栓受剪力和拉力联
46、合作用的连接计算、普通螺栓受剪力和拉力联合作用的连接计算、普通螺栓受剪力和拉力联合作用的连接计算、普通螺栓受剪力和拉力联合作用的连接计算螺栓杆受剪、拉破坏螺栓杆受剪、拉破坏螺栓杆受剪、拉破坏螺栓杆受剪、拉破坏孔壁承压破坏孔壁承压破坏孔壁承压破坏孔壁承压破坏破破破破坏坏坏坏形形形形式式式式例题例题例题例题6 6：一：一：一：一HH型钢柱型钢柱型钢柱型钢柱( (翼缘厚翼缘厚翼缘厚翼缘厚16mm16mm）与一）与一）与一）与一T T型板（翼缘厚型板（翼缘厚型板（翼缘厚型板（翼缘厚14mm14mm）通过）通过）通过）通过8 8个个个个M22M22的普通的普通的普通的普通C C级螺级螺级螺级螺栓连接，钢
47、材为栓连接，钢材为栓连接，钢材为栓连接，钢材为Q345Q345，已知，已知，已知，已知F=200KNF=200KN，偏心距，偏心距，偏心距，偏心距e=100mme=100mm，螺栓间竖向的间距为螺栓间竖向的间距为螺栓间竖向的间距为螺栓间竖向的间距为100mm100mm，验算，验算，验算，验算该连接的强度。该连接的强度。该连接的强度。该连接的强度。建筑之家建筑之家抗剪抗剪抗剪抗剪抗拉抗拉抗拉抗拉偏心抗剪偏心抗剪偏心抗剪偏心抗剪轴心抗剪轴心抗剪轴心抗剪轴心抗剪偏心抗拉偏心抗拉偏心抗拉偏心抗拉轴心抗拉轴心抗拉轴心抗拉轴心抗拉大偏心抗拉大偏心抗拉大偏心抗拉大偏心抗拉小偏心抗拉小偏心抗拉小偏心抗拉小偏心
48、抗拉剪、拉剪、拉剪、拉剪、拉建筑之家建筑之家第六节高强度螺栓连接设计一、概述一、概述一、概述一、概述1 1、按受力特性分：摩擦型与承压型、按受力特性分：摩擦型与承压型、按受力特性分：摩擦型与承压型、按受力特性分：摩擦型与承压型2 2、抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极、抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极、抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极、抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极限状态；承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与限状态；承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与限状态；承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与限状态；承压型允许克服最大摩擦力后，以螺
49、杆抗剪与孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时两者无区别。时两者无区别。时两者无区别。时两者无区别。3 3、受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距、受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距、受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距、受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距1.5d1.5d0 0外其它同普通螺栓。外其它同普通螺栓。外其它同普通螺栓。外其它同普通螺栓。4 4、高强螺栓按强度等级分、高强螺栓按强度等级分、高强螺栓按强度等
50、级分、高强螺栓按强度等级分10.910.9与与与与8.88.8级。级。级。级。5 5、高强螺栓的预拉力（、高强螺栓的预拉力（、高强螺栓的预拉力（、高强螺栓的预拉力（P99P99表表表表3.63.6）建筑之家建筑之家二、摩擦型高强螺栓连接计算二、摩擦型高强螺栓连接计算二、摩擦型高强螺栓连接计算二、摩擦型高强螺栓连接计算1 1、单个螺栓抗剪承载力、单个螺栓抗剪承载力、单个螺栓抗剪承载力、单个螺栓抗剪承载力2 2、单个螺栓抗拉承载力、单个螺栓抗拉承载力、单个螺栓抗拉承载力、单个螺栓抗拉承载力3 3、拉、剪共同作用连接计算、拉、剪共同作用连接计算、拉、剪共同作用连接计算、拉、剪共同作用连接计算例题例题
51、例题例题7 7、图示摩擦型高强螺栓连、图示摩擦型高强螺栓连、图示摩擦型高强螺栓连、图示摩擦型高强螺栓连接接接接Q235Q235构件，构件，构件，构件，M20M20，10.910.9级，级，级，级，喷砂生赤锈，验算连接强度。已喷砂生赤锈，验算连接强度。已喷砂生赤锈，验算连接强度。已喷砂生赤锈，验算连接强度。已知：知：知：知：M=106k.mM=106k.m； N=384kNN=384kN；V=450kNV=450kN。建筑之家建筑之家三、承压型高强螺栓连接三、承压型高强螺栓连接三、承压型高强螺栓连接三、承压型高强螺栓连接1 1、单个螺栓抗剪承载力、单个螺栓抗剪承载力、单个螺栓抗剪承载力、单个螺栓
52、抗剪承载力2 2、单个螺栓抗拉承载力、单个螺栓抗拉承载力、单个螺栓抗拉承载力、单个螺栓抗拉承载力3 3、拉、剪共同作用连接计算、拉、剪共同作用连接计算、拉、剪共同作用连接计算、拉、剪共同作用连接计算建筑之家建筑之家 1 1：一：一：一：一HH型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一型钢柱与一T T型板通过型板通过型板通过型板通过1010个个个个M24M24的普通的普通的普通的普通C C级螺级螺级螺级螺栓连接，已知拉力设计值栓连接，已知拉力设计值栓连接，已知拉力设计值栓连接，已知拉力设计值NN为为为为300KN300KN，偏心距，偏心距，偏心距，偏心距e=100mme=100mm，螺栓，螺栓，螺栓，螺栓间
53、沿间沿间沿间沿y y轴方向的间距为轴方向的间距为轴方向的间距为轴方向的间距为 120mm120mm，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。 2 2、HH型钢柱型钢柱型钢柱型钢柱( (翼缘厚翼缘厚翼缘厚翼缘厚16mm16mm）与）与）与）与T T型板（翼缘厚型板（翼缘厚型板（翼缘厚型板（翼缘厚12mm12mm）通过）通过）通过）通过8 8个个个个M24M24的普通的普通的普通的普通C C级螺栓连接，钢材为级螺栓连接，钢材为级螺栓连接，钢材为级螺栓连接，钢材为Q345Q345，已知，已知，已知，已知F=220KNF=220KN，偏心距，偏心距，偏心距，偏心距
54、e=120mme=120mm，螺栓间竖向的间距为，螺栓间竖向的间距为，螺栓间竖向的间距为，螺栓间竖向的间距为100mm100mm，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。，验算该连接的强度。3 3、图示摩擦型高强螺栓连接、图示摩擦型高强螺栓连接、图示摩擦型高强螺栓连接、图示摩擦型高强螺栓连接Q345Q345构件，构件，构件，构件，M22M22，10.910.9级，螺栓竖级，螺栓竖级，螺栓竖级，螺栓竖向间距为向间距为向间距为向间距为100mm100mm，喷砂处理，验算连接强度。，喷砂处理，验算连接强度。，喷砂处理，验算连接强度。，喷砂处理，验算连接强度。已知：已知：已知：已知：
55、M=106k.mM=106k.m； N=384kNN=384kN；V=450kNV=450kN。建筑之家建筑之家 第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件n n第一节概述n n第二节轴心受拉构件n n第三节实腹式轴心受压构件n n第四节格构式轴心受压构件n n第五节柱头和柱脚设计建筑之家建筑之家第一节概述1 1、轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一、轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一、轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一、轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一种受力构件，就应满足种受力构件，就应满足种受力构件，就应满足种受力构件，就应满足承载能力极限状态承载能力极
56、限状态承载能力极限状态承载能力极限状态和和和和正常使用正常使用正常使用正常使用极限状态极限状态极限状态极限状态的要求。的要求。的要求。的要求。2 2、正常使用极限状态的要求构件有足够的、正常使用极限状态的要求构件有足够的、正常使用极限状态的要求构件有足够的、正常使用极限状态的要求构件有足够的刚度刚度刚度刚度；承载；承载；承载；承载能力极限状态包括能力极限状态包括能力极限状态包括能力极限状态包括强度强度强度强度、整体稳定整体稳定整体稳定整体稳定、局部稳定局部稳定局部稳定局部稳定三方面三方面三方面三方面的要求。的要求。的要求。的要求。3 3、轴心受拉构件主要是由强度控制，轴心受压构件主、轴心受拉构
57、件主要是由强度控制，轴心受压构件主、轴心受拉构件主要是由强度控制，轴心受压构件主、轴心受拉构件主要是由强度控制，轴心受压构件主要是由稳定控制。要是由稳定控制。要是由稳定控制。要是由稳定控制。4 4、轴心受力构件截面、轴心受力构件截面、轴心受力构件截面、轴心受力构件截面组合截面组合截面组合截面组合截面型钢截面型钢截面型钢截面型钢截面格构式组合截面格构式组合截面格构式组合截面格构式组合截面实腹式组合截面实腹式组合截面实腹式组合截面实腹式组合截面建筑之家建筑之家第二节第二节 轴心受拉构件轴心受拉构件一、轴心受拉构件的强度一、轴心受拉构件的强度一、轴心受拉构件的强度一、轴心受拉构件的强度以以以以净截面
58、净截面净截面净截面的平均应力强度为准则：即的平均应力强度为准则：即的平均应力强度为准则：即的平均应力强度为准则：即二、轴心受拉构件的刚度二、轴心受拉构件的刚度二、轴心受拉构件的刚度二、轴心受拉构件的刚度以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态强度强度强度强度刚度刚度刚度刚度建筑之家建筑之家例题例题例题例题1 1：已知一工字型轴心受拉杆件，沿着：已知一工字型轴心受拉杆件，沿着：已知一工字型轴心受拉杆件，沿着：已知一
59、工字型轴心受拉杆件，沿着X X轴的计算长轴的计算长轴的计算长轴的计算长度度度度l lx x=6m=6m，沿着，沿着，沿着，沿着Y Y轴的计算长度轴的计算长度轴的计算长度轴的计算长度l ly y=3m=3m，承受轴心拉力，承受轴心拉力，承受轴心拉力，承受轴心拉力设计值设计值设计值设计值N=1500KNN=1500KN。钢材为。钢材为。钢材为。钢材为Q235Q235，容许长细比，容许长细比，容许长细比，容许长细比【】=250=250截面尺寸为：截面尺寸为：截面尺寸为：截面尺寸为：t t1 1=10mm=10mm，t t2 2=8mm=8mm，L=500mmL=500mm，B=200mmB=200m
60、m，试验算杆件的截面。，试验算杆件的截面。，试验算杆件的截面。，试验算杆件的截面。建筑之家建筑之家第三节第三节 实腹式轴心受压构件实腹式轴心受压构件承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态强度、整体稳定、局部稳定强度、整体稳定、局部稳定刚度（控制长细比）刚度（控制长细比）一、轴心受压构件的强度一、轴心受压构件的强度一、轴心受压构件的强度一、轴心受压构件的强度建筑之家建筑之家二、实腹式轴心受压构件的整体稳定二、实腹式轴心受压构件的整体稳定二、实腹式轴心受压构件的整体稳定二、实腹式轴心受压构件的整体稳定1 1、
61、关于稳定的概述、关于稳定的概述、关于稳定的概述、关于稳定的概述NN较小时：较小时：较小时：较小时：NN增加到增加到增加到增加到NNcrcr时：时：时：时：NN大于大于大于大于NNcrcr时：时：时：时：欧拉临界力欧拉临界力微弯可恢复微弯可恢复微弯可恢复微弯可恢复微弯不可恢复微弯不可恢复微弯不可恢复微弯不可恢复产生很大的弯曲变形产生很大的弯曲变形产生很大的弯曲变形产生很大的弯曲变形 随即破坏随即破坏随即破坏随即破坏建筑之家建筑之家一、轴心受拉构件的验算一、轴心受拉构件的验算一、轴心受拉构件的验算一、轴心受拉构件的验算承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态
62、正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态强度验算强度验算强度验算强度验算刚度验算刚度验算刚度验算刚度验算二、轴心受压构件的验算二、轴心受压构件的验算二、轴心受压构件的验算二、轴心受压构件的验算承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态强度、整体稳定、局部稳定验算强度、整体稳定、局部稳定验算强度、整体稳定、局部稳定验算强度、整体稳定、局部稳定验算刚度验算刚度验算刚度验算刚度验算三、欧拉临界力三、欧拉临界力建筑之家建筑之家欧拉临界应力欧拉临界应力影响临界应力的因素影响临界应力的因素影响临界应力的因素影响临
63、界应力的因素截面残余应力截面残余应力截面残余应力截面残余应力长细比长细比长细比长细比初始偏心初始偏心初始偏心初始偏心初始弯曲初始弯曲初始弯曲初始弯曲2、轴心受压构件的整体稳定验算：、轴心受压构件的整体稳定验算：稳定系数思考题：工字形截面更容易沿着哪个轴发生思考题：工字形截面更容易沿着哪个轴发生思考题：工字形截面更容易沿着哪个轴发生思考题：工字形截面更容易沿着哪个轴发生失稳破坏？提高轴心受压构件的稳定承载能失稳破坏？提高轴心受压构件的稳定承载能失稳破坏？提高轴心受压构件的稳定承载能失稳破坏？提高轴心受压构件的稳定承载能力的措施有哪些？力的措施有哪些？力的措施有哪些？力的措施有哪些？建筑之家建筑之
64、家例例例例2 2：一焊接工字形钢柱，翼缘为焰切边，截面尺寸如图所示，：一焊接工字形钢柱，翼缘为焰切边，截面尺寸如图所示，：一焊接工字形钢柱，翼缘为焰切边，截面尺寸如图所示，：一焊接工字形钢柱，翼缘为焰切边，截面尺寸如图所示，该柱承受轴心压力设计值该柱承受轴心压力设计值该柱承受轴心压力设计值该柱承受轴心压力设计值N=1200KNN=1200KN，柱的计算长度为，柱的计算长度为，柱的计算长度为，柱的计算长度为L Lx x=7m=7m，L Ly y=3.5m=3.5m，钢材为，钢材为，钢材为，钢材为Q345Q345，试验算该柱的整体稳定性。，试验算该柱的整体稳定性。，试验算该柱的整体稳定性。，试验算
65、该柱的整体稳定性。建筑之家建筑之家三、实腹式轴心受压构件的局部稳定三、实腹式轴心受压构件的局部稳定板件越宽越薄板件越宽越薄板件越宽越薄板件越宽越薄板件越容易失稳板件越容易失稳板件越容易失稳板件越容易失稳局部失稳局部失稳局部失稳局部失稳促使构件整体破坏促使构件整体破坏促使构件整体破坏促使构件整体破坏保证局部失稳不先于整体失稳保证局部失稳不先于整体失稳保证局部失稳不先于整体失稳保证局部失稳不先于整体失稳建筑之家建筑之家控制板件局部失稳的方法控制板件局部失稳的方法控制板件局部失稳的方法控制板件局部失稳的方法限制宽厚比限制宽厚比限制宽厚比限制宽厚比b/tb/t建筑之家建筑之家处理处理H、工字形腹板局部
66、失稳的方法、工字形腹板局部失稳的方法1 1、增加板件厚度、增加板件厚度、增加板件厚度、增加板件厚度3 3、任其腹板局部失稳、任其腹板局部失稳、任其腹板局部失稳、任其腹板局部失稳2 2、增加纵、横向加劲肋、增加纵、横向加劲肋、增加纵、横向加劲肋、增加纵、横向加劲肋轧制的型钢构件一般都满足局部轧制的型钢构件一般都满足局部轧制的型钢构件一般都满足局部轧制的型钢构件一般都满足局部稳定要求，无需进行局部稳定验稳定要求，无需进行局部稳定验稳定要求，无需进行局部稳定验稳定要求，无需进行局部稳定验算。算。算。算。建筑之家建筑之家四、轴心受压构件的刚度四、轴心受压构件的刚度四、轴心受压构件的刚度四、轴心受压构件
67、的刚度以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即轴轴轴轴心心心心受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的验验验验算算算算限制宽厚比限制宽厚比限制宽厚比限制宽厚比b/tb/t验算强度验算强度验算强度验算强度验算整体稳定性验算整体稳定性验算整体稳定性验算整体稳定性验算局部稳定性验算局部稳定性验算局部稳定性验算局部稳定性验算刚度验算刚度验算刚度验算刚度建筑之家建筑之家例例例例3 3：图示轴心受压构件，图示轴心受压构件，Q235钢，截面无消弱，钢，截面无消弱，翼缘为轧制边。试验算该截面是否满足要求。翼缘为轧制边。试验算该截面是否满足要求。建筑之家建
68、筑之家五、实腹式轴心受压构件的截面设计五、实腹式轴心受压构件的截面设计五、实腹式轴心受压构件的截面设计五、实腹式轴心受压构件的截面设计1 1、设计原则、设计原则、设计原则、设计原则肢宽壁薄肢宽壁薄肢宽壁薄肢宽壁薄等稳定性等稳定性等稳定性等稳定性构造简单构造简单构造简单构造简单P125：例题：例题4.3建筑之家建筑之家第四节第四节 格构式轴心受压构件格构式轴心受压构件一、格构式轴心受压构件的组成一、格构式轴心受压构件的组成一、格构式轴心受压构件的组成一、格构式轴心受压构件的组成强度、整体稳定、分肢稳定强度、整体稳定、分肢稳定强度、整体稳定、分肢稳定强度、整体稳定、分肢稳定刚度刚度刚度刚度承载能力
69、极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态建筑之家建筑之家二、格构式轴心受压构件的整体稳定性二、格构式轴心受压构件的整体稳定性二、格构式轴心受压构件的整体稳定性二、格构式轴心受压构件的整体稳定性绕实轴（绕实轴（绕实轴（绕实轴（Y-YY-Y）的稳定性）的稳定性）的稳定性）的稳定性绕虚轴（绕虚轴（绕虚轴（绕虚轴（X-XX-X）的稳定性）的稳定性）的稳定性）的稳定性（和实腹式构件相同）（和实腹式构件相同）（和实腹式构件相同）（和实腹式构件相同）不同于实不同于实不同于实不同于实腹式构件腹式构件腹式构件腹式构件长细比增大系数建
70、筑之家建筑之家换换换换算算算算长长长长细细细细比比比比的的的的计计计计算算算算双肢缀条柱双肢缀条柱双肢缀条柱双肢缀条柱双肢缀板柱双肢缀板柱双肢缀板柱双肢缀板柱例题例题例题例题4 4：一格构式轴心受压柱截面如图：一格构式轴心受压柱截面如图：一格构式轴心受压柱截面如图：一格构式轴心受压柱截面如图(4.21)(4.21)所示，所示，所示，所示，承受轴心压力设计值承受轴心压力设计值承受轴心压力设计值承受轴心压力设计值N=1500KNN=1500KN，虚轴方向的计，虚轴方向的计，虚轴方向的计，虚轴方向的计算长度为算长度为算长度为算长度为6m6m，实轴方向的计算长度为，实轴方向的计算长度为，实轴方向的计算
71、长度为，实轴方向的计算长度为3m3m，钢材为，钢材为，钢材为，钢材为Q345Q345，试验算其强度及整体稳定性。，试验算其强度及整体稳定性。，试验算其强度及整体稳定性。，试验算其强度及整体稳定性。建筑之家建筑之家三、分肢的稳定性三、分肢的稳定性三、分肢的稳定性三、分肢的稳定性缀条柱缀条柱缀条柱缀条柱缀板柱缀板柱缀板柱缀板柱例题例题例题例题5 5：一格构式轴心受压柱截面如图：一格构式轴心受压柱截面如图：一格构式轴心受压柱截面如图：一格构式轴心受压柱截面如图(4.21)(4.21)所所所所示，承受轴心压力设计值示，承受轴心压力设计值示，承受轴心压力设计值示，承受轴心压力设计值N=1500KNN=1
72、500KN，虚轴方，虚轴方，虚轴方，虚轴方向的计算长度为向的计算长度为向的计算长度为向的计算长度为6m6m，实轴方向的计算长度为，实轴方向的计算长度为，实轴方向的计算长度为，实轴方向的计算长度为3m3m，钢材为，钢材为，钢材为，钢材为Q345Q345，试验算其分肢的稳定性。，试验算其分肢的稳定性。，试验算其分肢的稳定性。，试验算其分肢的稳定性。四、刚度验算四、刚度验算四、刚度验算四、刚度验算以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即以构件的长细比来控制，即建筑之家建筑之家格格格格构构构构式式式式轴轴轴轴心心心心受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的验验验验算算算
73、算验算强度验算强度验算强度验算强度验算整体稳定性验算整体稳定性验算整体稳定性验算整体稳定性双肢稳定双肢稳定双肢稳定双肢稳定验算刚度验算刚度验算刚度验算刚度虚轴虚轴虚轴虚轴实轴实轴实轴实轴缀条缀条缀条缀条缀板缀板缀板缀板缀条缀条缀条缀条缀板缀板缀板缀板建筑之家建筑之家第五节第五节 柱头和柱脚的设计柱头和柱脚的设计一一. .柱头的定义及作用柱头的定义及作用 柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用是将梁等上部结构的荷载传到柱身。 二、柱头的连接方式二、柱头的连接方式 （1）将梁连于柱侧面的侧面连接 （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接 建筑之家建筑之家（1）将梁连于柱侧面的侧面连接）将梁连于
74、柱侧面的侧面连接 建筑之家建筑之家N 垫板 顶板 加劲肋 腹板 （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接）将梁直接放在柱顶上的顶面连接 建筑之家建筑之家N 垫板 顶板 加劲肋 柱端缀板 柱身建筑之家建筑之家三三.柱脚的定义及作用柱脚的定义及作用 柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所受的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。 建筑之家建筑之家 第五章第五章 受弯构件受弯构件-梁梁n n第一节概述n n第二节梁的强度和刚度n n第三节梁的扭转n n第四节梁的整体稳定n n第五节梁的局部稳定和加劲肋设计n n第六节考虑腹板屈曲后强度梁的设计n n第七节钢梁的设计建筑之家建筑之家第一节第一节
75、 概概 述述1、梁主要是用作承受横向荷载的实腹式构件，主要、梁主要是用作承受横向荷载的实腹式构件，主要内力为弯矩与剪力。内力为弯矩与剪力。2、梁的截面主要分型钢与钢板组合截面。、梁的截面主要分型钢与钢板组合截面。3、梁格形式主要有：简式梁格、普通梁格及复式梁格。、梁格形式主要有：简式梁格、普通梁格及复式梁格。4、梁的正常使用极限状态为控制梁的挠曲变形。、梁的正常使用极限状态为控制梁的挠曲变形。5、梁的承载能力极限状态包括：强度、整体稳定性及局、梁的承载能力极限状态包括：强度、整体稳定性及局部稳定性。部稳定性。建筑之家建筑之家梁梁梁梁的的的的验验验验算算算算正常使用极限状态正常使用极限状态正常使
76、用极限状态正常使用极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态强度强度强度强度局部稳定局部稳定局部稳定局部稳定整体稳定整体稳定整体稳定整体稳定刚度（即最大挠度）刚度（即最大挠度）刚度（即最大挠度）刚度（即最大挠度）建筑之家建筑之家第二节第二节 梁的强度与刚度梁的强度与刚度一、梁的抗弯强度一、梁的抗弯强度弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力塑性阶段：整个截面达到屈服塑性阶段：整个截面达到屈服弹塑性阶段：部分截面屈服弹塑性阶段：部分截面屈服截面形状截面形状系数系数建筑之家建筑之家
77、塑性发展系数塑性发展系数弹性最大弯矩弹性最大弯矩弹性最大弯矩弹性最大弯矩塑性铰弯矩塑性铰弯矩塑性铰弯矩塑性铰弯矩抗弯强度验算抗弯强度验算建筑之家建筑之家例题例题例题例题1 1：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345Q345 ，其两端铰支，其两端铰支，其两端铰支，其两端铰支，集中荷载集中荷载集中荷载集中荷载P=50KNP=50KN，试验算其抗弯强度。，试验算其抗弯强度。，试验算其抗弯强度。，试验算其抗弯强度。例题例题例题例题2 2：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面
78、如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345Q345 ，其两端，其两端，其两端，其两端铰支，集中荷载铰支，集中荷载铰支，集中荷载铰支，集中荷载P=50KNP=50KN，同时承受沿着，同时承受沿着，同时承受沿着，同时承受沿着Y Y方向的纯弯矩方向的纯弯矩方向的纯弯矩方向的纯弯矩30KN30KNmm，试验算其抗弯强度。试验算其抗弯强度。试验算其抗弯强度。试验算其抗弯强度。建筑之家建筑之家二、梁的抗剪强度二、梁的抗剪强度例题例题例题例题3 3：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345Q3
79、45 ，其两端铰支，其两端铰支，其两端铰支，其两端铰支，集中荷载集中荷载集中荷载集中荷载P=50KNP=50KN ，试验算其抗剪强度。，试验算其抗剪强度。，试验算其抗剪强度。，试验算其抗剪强度。建筑之家建筑之家三、梁的局部承压强度三、梁的局部承压强度建筑之家建筑之家例题：一截面如图所示的工字形组合钢梁例题：一截面如图所示的工字形组合钢梁例题：一截面如图所示的工字形组合钢梁例题：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345Q345 ，其两端铰支，其两端铰支，其两端铰支，其两端铰支，集中荷载集中荷载集中荷载集中荷载P=50KNP=50KN ，垫块的支承长度，垫块的支承长度，垫块的支承长度，垫块的支承长度
80、a=50mma=50mm，试验算其局部，试验算其局部，试验算其局部，试验算其局部承压强度。承压强度。承压强度。承压强度。建筑之家建筑之家二、梁的抗剪强度二、梁的抗剪强度三、梁的局部承压强度三、梁的局部承压强度一、梁的抗弯强度一、梁的抗弯强度建筑之家建筑之家四、折算应力四、折算应力五、梁的刚度五、梁的刚度建筑之家建筑之家二、梁的抗剪强度二、梁的抗剪强度三、梁的局部承压强度三、梁的局部承压强度四、折算应力四、折算应力五、梁的刚度五、梁的刚度一、梁的抗弯强度一、梁的抗弯强度建筑之家建筑之家例题：例题：例题：例题：某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下
81、图所示，无削弱。材料为示，无削弱。材料为Q345钢。集中荷载设计值为钢。集中荷载设计值为Pk=429kN，为间接动力荷载，均布荷载，为间接动力荷载，均布荷载q=1.35KN/m，试计算该梁的，试计算该梁的强度。强度。 （Ix=230342cm2,A=146cm2)建筑之家建筑之家 第三节第三节 梁的扭转梁的扭转一、剪力流和剪切中心一、剪力流和剪切中心一、剪力流和剪切中心一、剪力流和剪切中心1 1、截面中剪应力的合力作用线与对称、截面中剪应力的合力作用线与对称、截面中剪应力的合力作用线与对称、截面中剪应力的合力作用线与对称轴的交点轴的交点轴的交点轴的交点S S，称为剪切中心。，称为剪切中心。，称
82、为剪切中心。，称为剪切中心。2 2、当横向荷载、当横向荷载、当横向荷载、当横向荷载V V通过通过通过通过S S，梁只产生弯曲，梁只产生弯曲，梁只产生弯曲，梁只产生弯曲变形，当横向荷载变形，当横向荷载变形，当横向荷载变形，当横向荷载V V不通过不通过不通过不通过S S，梁产生，梁产生，梁产生，梁产生弯曲并同时伴有扭转变形。弯曲并同时伴有扭转变形。弯曲并同时伴有扭转变形。弯曲并同时伴有扭转变形。建筑之家建筑之家扭转扭转扭转扭转自由扭转自由扭转自由扭转自由扭转约束扭转约束扭转约束扭转约束扭转建筑之家建筑之家二、自由扭转二、自由扭转特点：特点：1 1、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度、各截
83、面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度保持不变。保持不变。保持不变。保持不变。2 2、截面上只有剪应力没有正应力。、截面上只有剪应力没有正应力。、截面上只有剪应力没有正应力。、截面上只有剪应力没有正应力。开口薄壁构件开口薄壁构件建筑之家建筑之家三、约束扭转三、约束扭转特点：特点：1 1、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲曲线形。曲线形。曲线形。曲线
84、形。2 2、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正应力沿杆长度方向发生变化。应力沿杆长度方向发生变化。应力沿杆长度方向发生变化。应力沿杆长度方向发生变化。约束扭转约束扭转自由扭转自由扭转翘曲扭转翘曲扭转剪应力剪应力翘曲正应力和翘曲剪应力翘曲正应力和翘曲剪应力翘曲正应力和翘曲剪应力翘曲正应力和翘曲剪应力=+=+建筑之家建筑之家例题：例题：例题：例题：某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所示，无削弱。材
85、料为示，无削弱。材料为Q345钢。集中荷载设计值为钢。集中荷载设计值为Pk=400kN，为间接动力荷载，均布荷载，为间接动力荷载，均布荷载q=1KN/m，试计算该梁的强度。，试计算该梁的强度。建筑之家建筑之家 第四节第四节 梁的整体稳定梁的整体稳定临界弯矩的影响因素：临界弯矩的影响因素：临界弯矩的影响因素：临界弯矩的影响因素：梁的截面形状和尺寸梁的截面形状和尺寸梁的截面形状和尺寸梁的截面形状和尺寸荷载的种类和荷载作用位置荷载的种类和荷载作用位置荷载的种类和荷载作用位置荷载的种类和荷载作用位置梁的受压翼缘自由长度梁的受压翼缘自由长度梁的受压翼缘自由长度梁的受压翼缘自由长度纯弯矩作用：纯弯矩作用：
86、纯弯矩作用：纯弯矩作用：建筑之家建筑之家梁的整体稳定计算方法：梁的整体稳定计算方法：1 1、简支组合工字型及轧制、简支组合工字型及轧制、简支组合工字型及轧制、简支组合工字型及轧制HH型：型：型：型：2 2、简支轧制普通工字型：、简支轧制普通工字型：、简支轧制普通工字型：、简支轧制普通工字型：查表查表查表查表5.65.63 3、简支轧制槽钢：、简支轧制槽钢：、简支轧制槽钢：、简支轧制槽钢：整体稳定系数整体稳定系数双向受弯的整体稳定验算：双向受弯的整体稳定验算：整体稳定系数的确定：整体稳定系数的确定：建筑之家建筑之家扭转扭转扭转扭转自由扭转自由扭转自由扭转自由扭转约束扭转约束扭转约束扭转约束扭转1
87、 1、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度保持不变。保持不变。保持不变。保持不变。2 2、截面上只有剪应力没有正应力。、截面上只有剪应力没有正应力。、截面上只有剪应力没有正应力。、截面上只有剪应力没有正应力。1 1、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲线形。的曲线形。的曲线形。的曲线形。2 2、截面上既有剪应力
88、也有正应力，而且各纵向纤、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正应力沿杆长度方向发生变化。维正应力沿杆长度方向发生变化。维正应力沿杆长度方向发生变化。维正应力沿杆长度方向发生变化。梁的整体稳定的影响因素：梁的整体稳定的影响因素：梁的整体稳定的影响因素：梁的整体稳定的影响因素：梁的截面形状和尺寸梁的截面形状和尺寸梁的截面形状和尺寸梁的截面形状和尺寸荷载的种类和荷载作用位置荷载的种类和荷载作用位置荷载的种类和荷载作用位置荷载的种类和荷载作用位置梁的受压翼缘自由长度梁的受压翼缘自由长度梁的受压翼缘自由长度梁的受
89、压翼缘自由长度梁的整体稳定计算方法：梁的整体稳定计算方法：梁的整体稳定计算方法：梁的整体稳定计算方法：不进行梁的整体稳定验算的条件：不进行梁的整体稳定验算的条件：不进行梁的整体稳定验算的条件：不进行梁的整体稳定验算的条件：P178P178建筑之家建筑之家例题：某工字形截面焊接组合简支梁（Q345钢），在跨长三分点处布置次梁，如下图所示。次梁传来的计算集中力，不考虑梁自重，试验算该梁的整体稳定性。 建筑之家建筑之家第四节第四节 梁的局部稳定和加劲肋设计梁的局部稳定和加劲肋设计一、概述一、概述1、同轴压构件一样，为提高梁的刚度与强度及整体稳定承载力，、同轴压构件一样，为提高梁的刚度与强度及整体稳定
90、承载力，应遵循应遵循“肢宽壁薄肢宽壁薄”的设计原则，从而引发板件的局部稳定承载力的设计原则，从而引发板件的局部稳定承载力问题。问题。2、翼缘板受力较为简单，仍按限制板件宽厚比的方法来保证局部、翼缘板受力较为简单，仍按限制板件宽厚比的方法来保证局部稳定性。稳定性。3、腹板受力复杂，而且为满足强度要求，截面高度较大，如仍采、腹板受力复杂，而且为满足强度要求，截面高度较大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，会使腹板取值很大，不经济，一般用限制梁的腹板高厚比的方法，会使腹板取值很大，不经济，一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，从而提高局部稳定承载力。采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，从而提高局部稳定承载
91、力。图中：图中：1横向加劲肋横向加劲肋 2纵向加劲肋纵向加劲肋 3短加劲肋短加劲肋建筑之家建筑之家二、梁受压翼缘板的局部稳定二、梁受压翼缘板的局部稳定三、梁腹板的局部稳定三、梁腹板的局部稳定按构造配横向加劲肋或不配加劲肋按构造配横向加劲肋或不配加劲肋根据计算值配横向加劲肋根据计算值配横向加劲肋根据计算值配横向和纵向根据计算值配横向和纵向加劲肋加劲肋建筑之家建筑之家四、加劲肋的构造四、加劲肋的构造1 1、横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开。、横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开。、横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开。、横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开。2 2、横向加劲肋的间距、横向加劲肋的间距、横向加劲肋的间距
92、、横向加劲肋的间距a a应满足应满足应满足应满足 ，当，当，当，当 且且且且 时，允许时，允许时，允许时，允许3 3、纵向加劲肋距受压翼缘的距离应、纵向加劲肋距受压翼缘的距离应、纵向加劲肋距受压翼缘的距离应、纵向加劲肋距受压翼缘的距离应在在在在 范范范范 围内。围内。围内。围内。4、加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布、加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布 置，置， 支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置。支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置。5、加劲肋必须具备一定刚度，截面尺寸及惯性矩应满足、加劲肋必须具备一定刚度，截面尺寸及惯性矩应满足 一定的要求一定的要求6、横
93、向加劲肋应按右图示切角，避免多向焊缝相交，、横向加劲肋应按右图示切角，避免多向焊缝相交，产生复杂应力场。产生复杂应力场。建筑之家建筑之家7.支承加劲肋的计算支承加劲肋的计算 当加劲肋的端部刨平顶紧时当加劲肋的端部刨平顶紧时,应按下式计算端面承压应应按下式计算端面承压应力力:建筑之家建筑之家第七节第七节 钢梁的设计钢梁的设计一、型钢梁的设计一、型钢梁的设计一、型钢梁的设计一、型钢梁的设计1 1、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值MMmaxmax；2 2、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩
94、：、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩：、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩：、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩：3 3、查型钢表确定型钢截面、查型钢表确定型钢截面、查型钢表确定型钢截面、查型钢表确定型钢截面4 4、截面验算、截面验算、截面验算、截面验算（1 1）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力强度）；强度）；强度）；强度）；（2 2）刚度验算：验算梁的挠跨比）刚度验算：验算梁的挠跨比）刚度验算：验算梁的挠
95、跨比）刚度验算：验算梁的挠跨比（3 3）整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。）整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。）整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。）整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。（4 4）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。建筑之家建筑之家二、组合梁的截面设计二、组合梁的截面设计2 2、根据受力情况确定所需的截面抵抗矩、根据受力情况确定所需的截面抵抗矩、根据受力情况确定所需的截面抵抗矩、根据受力情况
96、确定所需的截面抵抗矩3 3、截面高度的确定、截面高度的确定、截面高度的确定、截面高度的确定最小高度：最小高度：最小高度：最小高度：h hminmin由梁刚度确定；由梁刚度确定；由梁刚度确定；由梁刚度确定；最大高度：最大高度：最大高度：最大高度：h hmaxmax由建筑设计要求确定；由建筑设计要求确定；由建筑设计要求确定；由建筑设计要求确定；经济高度：经济高度：经济高度：经济高度：h he e由最小耗钢量确定；由最小耗钢量确定；由最小耗钢量确定；由最小耗钢量确定；选定高度：选定高度：选定高度：选定高度：h hminminhhhhmaxmax；h hwwhehe4 4、确定腹板厚度（假定剪力全部由
97、腹板承受），则有：、确定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），则有：、确定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），则有：、确定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），则有：1 1、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值MMmaxmax；建筑之家建筑之家5 5、确定翼缘宽度确定翼缘宽度确定翼缘宽度确定翼缘宽度（1 1）确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积）确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积）确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积）确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积A A
98、1 1（2 2）有了）有了）有了）有了A A1 1，只要选定，只要选定，只要选定，只要选定b b、t t中的其一，就可以确定另一值。中的其一，就可以确定另一值。中的其一，就可以确定另一值。中的其一，就可以确定另一值。6 6、截面验算、截面验算、截面验算、截面验算（1 1）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；（2 2）刚度验算：验算梁的挠跨比；）刚度验算：验算梁的挠跨比；）刚度验算：验算梁的挠跨比；）刚度验算：验算梁的挠跨比；（
99、3 3）整体稳定验算；）整体稳定验算；）整体稳定验算；）整体稳定验算；（4 4）局部稳定验算）局部稳定验算）局部稳定验算）局部稳定验算（翼缘板）（翼缘板）（翼缘板）（翼缘板）（5 5）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。（6 6）根据实际情况进行加劲肋计算与布置）根据实际情况进行加劲肋计算与布置）根据实际情况进行加劲肋计算与布置）根据实际情况进行加劲肋计算与布置建筑之家建筑之家7 7、腹板与翼缘焊缝的计算、腹板与翼缘焊缝的计算、腹板与翼缘焊缝的计算、
100、腹板与翼缘焊缝的计算连接焊缝主要用于承受弯曲剪力，单位长度上剪力为：连接焊缝主要用于承受弯曲剪力，单位长度上剪力为：连接焊缝主要用于承受弯曲剪力，单位长度上剪力为：连接焊缝主要用于承受弯曲剪力，单位长度上剪力为：建筑之家建筑之家1 1、梁的强度计算有哪些内容？、梁的强度计算有哪些内容？、梁的强度计算有哪些内容？、梁的强度计算有哪些内容？2 2、局部承压验算梁的什么位置？、局部承压验算梁的什么位置？、局部承压验算梁的什么位置？、局部承压验算梁的什么位置？3 3、梁整体失稳时发生什么变形？梁的稳定性临界荷载与哪些因素、梁整体失稳时发生什么变形？梁的稳定性临界荷载与哪些因素、梁整体失稳时发生什么变形
101、？梁的稳定性临界荷载与哪些因素、梁整体失稳时发生什么变形？梁的稳定性临界荷载与哪些因素 有关？什么情况下可以不验算梁的局部承压。有关？什么情况下可以不验算梁的局部承压。有关？什么情况下可以不验算梁的局部承压。有关？什么情况下可以不验算梁的局部承压。4 4、梁的整体稳定系数大于、梁的整体稳定系数大于、梁的整体稳定系数大于、梁的整体稳定系数大于0.60.6时为什么要用公式时为什么要用公式时为什么要用公式时为什么要用公式5.285.28修正？修正？修正？修正？5 5、组合梁腹板横向加劲肋和纵向加劲肋分别置于何处？、组合梁腹板横向加劲肋和纵向加劲肋分别置于何处？、组合梁腹板横向加劲肋和纵向加劲肋分别置
102、于何处？、组合梁腹板横向加劲肋和纵向加劲肋分别置于何处？建筑之家建筑之家 第六章第六章 拉弯和压弯构件拉弯和压弯构件第一节第一节 概概 述述1、拉弯与压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也、拉弯与压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也就是为轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的三种拉、压弯构就是为轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的三种拉、压弯构件如下图所示。件如下图所示。2、同其他构件一样，拉、压弯构件也需同时满足正常使用及承、同其他构件一样，拉、压弯构件也需同时满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求。载能力两种极限状态的要求。 承载能力极限状态：需满足强度、整体稳定、局部稳
103、定的要求。承载能力极限状态：需满足强度、整体稳定、局部稳定的要求。3、截面形式：同轴心受力构件，分、截面形式：同轴心受力构件，分 实腹式截面与格构式截面实腹式截面与格构式截面正常使用极限状态：满足刚度要求。正常使用极限状态：满足刚度要求。建筑之家建筑之家第二节第二节 拉弯、压弯构件的强度与刚度计算拉弯、压弯构件的强度与刚度计算一、强度验算一、强度验算弹性工作阶段：以边缘屈服为特征点（弹性承载力）弹性工作阶段：以边缘屈服为特征点（弹性承载力）弹塑性工作阶段：以塑性铰弯距为特征点（极限承载力）弹塑性工作阶段：以塑性铰弯距为特征点（极限承载力）建筑之家建筑之家二、刚度二、刚度一般情况，刚度由构件的长细比控制，即：一般情况，刚度由构件的长细比控制，即：建筑之家建筑之家第三节第三节 实腹式压弯构件的整体稳定实腹式压弯构件的整体稳定 实腹式压弯构件在轴力及弯距作用下，即可能发生实腹式压弯构件在轴力及弯距作用下，即可能发生弯矩作用平面内弯矩作用平面内的弯曲失稳的弯曲失稳，也可能发生，也可能发生弯矩作用平面外的弯曲扭转失稳弯矩作用平面外的弯曲扭转失稳（类似梁）（类似梁）。两方面在设计中均应保证。两方面在设计中均应保证。一、弯矩作用平面内的整体稳定一、弯矩作用平面内的整体稳定建筑之家建筑之家二、弯矩作用平面外的稳定性二、弯矩作用平面外的稳定性建筑之家建筑之家
