第六章钢结构计算.ppt

第六章钢结构计算要点,栗蕾郑州航空工业管理学院,主要内容：结构及构件计算；连接计算；箱梁计算及构造特点。,一、结构及构件计算(1)1、结构计算1）采用结构力学方法，按照结构的特点（桁架、桁拱、梁）、外荷载大小及分布等情况，计算各杆件的内力（轴力、弯矩、剪力、扭矩等）；2）内力计算可采用经典结构力学方法，也可采用通用或专用程序进行结构分析；3）对于某些结构如简支钢梁，结构与构件是一样的；但对于桁架来说，结构是由许多构件组成的；,一、结构及构件计算(2)1）对于施工阶段计算，要根据施工过程、结构体系转换等具体情况，采用叠加原理进行计算；2）对于钢箱拱、钢桁拱、斜拉桥的钢加劲梁，每一施工阶段及成桥状态要重点验算钢结构的应力、整体稳定性、变形等指标；3）对于桁架，还应详细验算结构恒载变形、节点板强度、桥门架稳定性、支座承压性能等指标。,一、结构及构件计算(3)计算内容：1）结构在自重作用下的内力；2）结构在二期恒载作用下的内力；3）结构在活荷载作用下的内力；4）结构在其它附加荷载（风、车辆制动力、温度）作用下的内力；5）按照规范规定进行荷载效应组合。,一、结构及构件计算(4)2、构件验算1）受拉构件应力：a)疲劳应力幅验算：活载应力变化幅度小于容许疲劳应力n。b)刚度（长细比）验算：,一、结构及构件计算(5),2)受压构件应力及稳定性验算：刚度（长细比）验算：3）拉弯构件应力：4）压弯构件稳定性验算：应力验算：刚度验算：,二、连接计算(1),普通螺栓、铆钉：传力机理：依靠螺杆或铆钉的受剪或受拉传递荷载，传力大小取决于螺杆、铆钉的抗剪能力或螺孔的承压能力。受剪承载力：承压：受拉承载力,取二者的较小值,二、连接计算(2),典型连接构造示意图,二、连接计算(3),高强螺栓：1)传力机理：预紧螺杆，使接触面产生较大压力，依靠接触面的摩擦力来传力；2)承载力:3)高强螺栓规格从M16M30，摩擦面应按规定严格处理；4)预紧力P有严格的规定，一般用扭矩扳手使拧。,二、连接计算(4),焊接:1)材料及强度要求：与母材材质相适应，焊接后强度不低于母材；2)焊缝类型：对接焊缝、角焊缝、侧面焊缝；3)焊缝基本要求：避免焊缝集中交叉、尽量避免手工焊缝；避免仰焊；尽量减少工地焊缝；4)焊缝检验：超声波检测、磁粉检测、X射线检测，以检测诸如成型不良、未焊透、气孔、余高不足等缺陷。,三、钢箱梁计算特点(1),1、正交异性板1)第一体系作为箱梁的顶板、承受箱梁整体纵向弯曲：按闭口薄壁杆件分析其应力；2)第二体系作为肋板结构、承受箱梁横向弯曲：按弹性薄板分析其应力；3)第三体系作为桥面板、承受车轮荷载：按弹性支承的连续板计算。4)一般按PE公式将其等效为板计算。,三、钢箱梁计算特点(2),典型钢箱梁构造,三、钢箱梁计算特点(3),2、剪力滞后及偏心荷载作用1)由于钢板较薄，钢箱梁在偏心荷载作用下易产生翘曲、畸变、约束扭转等效应，平截面假定不再成立，使其正应力较初等梁计算结果大；2)由于翼板较宽，上缘应力分布不均匀，靠腹板处大，远离腹板处小，称之为剪力滞后。,三、钢箱梁计算特点(4),1)箱梁效应（翘曲、畸变、约束扭转、剪力滞后）会比按较初等梁计算得出正应力大2030，简单估算时可按初等梁计算结果乘以1.151.30的增大系数。2)箱梁效应（翘曲、畸变、约束扭转、剪力滞后）可采用板壳有限元方法进行模拟，也可采用7自由度以上的杆系结构分析。3)翘曲、畸变、约束扭转可以通过增加横隔板、横肋予以减小。4)剪力滞后可按规范规定的有效分布宽度予以考虑。,三、钢箱梁计算特点(5),3、受压