钢结构考前辅导

1、钢结构考前辅导 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院第1页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三 学习的目的和要求：了解钢结构的特点和适用范围、掌握钢结构设计规范中采用的设计方法，了解钢结构的发展状况。重点要求：掌握钢结构的特点和设计方法。第一章 绪论第2页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三与混凝土结构相比结构重量轻： (1)便于运输和安装； (2)可跨越更大的跨度和高度1、结构重量轻第一节 钢结构的特点 2、 塑性、韧性好 （1）对动荷载的适应性较强；（2）不会因偶然超载发生突然断裂 ；（3）抗震性能好 3、匀质性好第一章 绪

2、论 4、便于工业化生产 （1）施工周期短；（2）易于拆卸，加固和改造第3页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三5、密封性好适合于大型油库，高压容器、管道等结构。 6、易腐蚀 （1）增加成本；（2）增加维护工作量8、在一定条件下材料会变脆 一般建筑材料均有类似问题。7、耐热不耐火 钢材一般在100左右的温度下，材料的力学性能变化不大。 钢材在温度达到600时，钢材就进入软化状态。第二节 钢结构的应用（略） 第4页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三节 钢结构的设计方法 1、结构设计目标一、概述 （1）承受各种作用，满足功能要求； （2）技术先进，经济合

3、理，安全适用，确保质量。2、结构的功能要求（1）安全性； （2）适用性； （3）耐久性二、极限状态设计法极限状态，作用与抗力（1）承载能力极限状态；（ 2）正常使用极限状态第5页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三2、极限状态的数学表达式 结构的极限状态方程 Z=g(x1, x2 xn)=0 ；这里 Z为功能函数3、结构可靠度和失效概率在规定的时间内（设计基准期分5、25、50以及100年），规定的条件（正常设计、施工、使用、维护）完成预定功能的概率。称为结构可靠度。（1）、 结构可靠度（2）、失效概率：结构不能完成预定功能的概率结构安全等级与可靠度指标和失效概率Pf 存在

4、一定关系第6页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三三、设计表达式（1） 由可变荷载效应控制的组合：1、承载能力极限状态 （2）由永久荷载效应控制的组合：当永久荷载的效应对结构不利时取gG=1.35 （3）框架、排架结构由可变荷载效应控制时的简化应力计算式：2、正常使用极限状态设计表达式一般表达式： 简化计算式第7页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三注意： （1）计算构件强度、连接强度以及构件稳定性时，应采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分项系数）； （2）计算疲劳和变形时，应采用荷载标准值（不考虑荷载分项系数）； （3） 对于直接承受动力荷载的结构：在

5、计算强度和稳定性时，动力荷载设计值应乘以动力系数，在计算疲劳和变形时，动力荷载设计值不乘以动力系数。第8页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第二章 钢结构的材料学习的目的和要求：了解钢材的物理性能，了解钢材疲劳的特点和影响钢材疲劳的主要因素；了解常用钢材的种类、建筑钢材的规格及其表示方法，能合理地选用钢材，并能对所选钢材提出必要的保证项目。重点掌握：钢材的主要性能，各种因素对钢材主要性能的影响，钢的种类和钢材规格。 第9页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第二章 钢结构的材料第一节、 钢结构对材料的要求 (1)较高的抗拉强度fu和屈服强度fy； (2

6、)较高的塑性和韧性； (3)良好的工艺性能(包括冷加工、热加工和可焊性等)。 特殊的性能要求，如耐腐蚀性，耐火性等 钢结构设计规范具体规定: 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证；对焊接结构尚应有含碳量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 (1)塑性破坏:塑性变形大超过应变能力，破坏时应力大于fy ; (2)脆性破坏:塑性变形很小，甚至没有，破坏时应力小于fy ;第二节、 钢材的破坏形式第10页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三节 钢材的主要性能一、 碳素结构钢在单向拉伸下的工作性能

7、-标准材性试验 主要力学指标： 弹性模量 E ； 屈服强度 fy； 抗拉强度 fu ，常用屈强比； 伸长率 d 。二、冷弯试验：检验钢材的塑性和材料质量三冲击试验：是钢材塑性与强度的综合指标。用冲击功表示四、可焊性要求五其它耐久性、耐火性、耐腐蚀性等。第11页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第四节 对钢材性能影响的主要因素 1、碳， 2、锰， 3、硅， 4、钒（V）5、硫，6、磷，7、氮，8、氧一、化学成份二、冶炼缺陷 1、偏析 ； 2、非金属夹杂；3、裂纹； 4、起层三、钢材硬化时效硬化、冷作硬化（或应变硬化、冷硬）。 四、温度影响1、在正温范围兰脆现象，软化温度。2

8、、在负温范围低温冷脆第12页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三五、应力集中 六、防止脆性破坏的措施 钢材或钢结构的脆性断裂是指低于名义应力（低于钢材抗拉强度或屈服强度）情况下发生突然断裂的破坏。1、影响脆性断裂的因素 (1) 钢材质量差； (2) 结构构件构造不当； (3) 制造安装质量差； (4) 结构受有较大动力荷载，或在较低环境温度下工作等。2、脆性断裂的防止 (1) 合理设计和选用钢材； (2) 合理制造和安装； (3) 正确使用：建立必要的使用维修规定和措施；第13页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三一、复杂应力状态下的屈服条件第五节 在复

9、杂应力下钢材的屈服条件折算应力red为：或三、复杂应力的设计公式平面应力状态：第14页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第六节 钢材的疲劳1、疲劳现象 在连续反复（循环）荷载作用下，当应力低于抗拉强度甚至低于屈服强度便发生突然脆性断裂。这种现象称钢材疲劳破坏。2、疲劳破坏机理（1）初始微裂纹（应力集中）；（2）反复荷载下微裂纹发展成宏观裂纹； （3）宏观裂纹发展，断面削弱，脆性断裂。3、影响疲劳破坏的主要因素钢材的质量、构件的几何尺寸和缺陷、反复循环应力的特征（应力谱：应力比=min/max 、应力幅=max-min ）和循环次数。 第15页，共74页，2022年，5月2

10、0日，23点13分，星期三一、 常幅疲劳计算=max-min 直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数n5104 次时，应进行疲劳计算。应力幅为： =max-k min二、变幅疲劳计算关于疲劳计算的应当注意的问题： （1）疲劳计算采用的是容许应力法； （2）疲劳强度与材料的静力强度无关； （3）对于全部为受压的构件部位不需要进行疲劳计算； （4）目前的疲劳计算未考虑环境等因素。第16页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第七节 钢材的种类和规格一、 结构钢材种类 1、碳素结构钢（1）牌号与符号；（2）钢材分组；（3）钢材等级； （4）化学成分2、低

11、合金钢（类似) 1.选用原则结构重要性，荷载特征，结构形式，应力状态，连接方法，工作温度，钢板厚度。二、钢材的选用 2.选用要求承重结构应当具有fu，fy，及控制S，P含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量合格保证。 对于焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应当具有冷弯试验合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构，应当有冲击韧性保证（20，0，-20，-40）。第17页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三三、钢材的规格1、钢板的表示2、热轧型钢的表示：角钢、工字钢、H型钢、槽钢、钢管第18页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三章 钢结构的

12、连接第一节 钢结构的连接方法和特点对连接的要求：传力好，强度够，省钢材，便施工。二、主要连接方法1、焊接连接方法 特点： 2、螺栓连接方法 特点： 普通螺栓连接、高强螺栓连接（摩擦型、承压型）。第二节、焊缝和焊缝连接形式 1、焊缝连接形式 2、焊缝的型式 （1）对接焊缝；（2）角焊缝 3、焊接方位第三节 焊接缺陷及焊缝质量检验焊缝质量检验；焊缝代号第19页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三章 钢结构的连接学习的目的和要求：要求掌握钢结构三种连接方法；了解焊缝连接的方法、焊缝的质量检验，掌握焊缝连接的形式、焊缝符号及标注方法；掌握角焊缝、对接焊缝的连接的形式、主要构造要

13、求及各种受力情况下焊缝的计算；了解普通螺栓的构造要求，了解普通螺栓的受力特点破坏形式，掌握其设计方法；了解高强度螺栓连接的基本构造要求，了解高强度螺栓的受力特点破坏形式，掌握摩擦型高强度螺栓的设计方法。重点掌握：掌握焊接连接和螺栓联接的受力性能，掌握角焊缝和对接焊缝的连接计算，普通螺栓和高强度螺栓连接的计算。第20页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三节 角焊缝的构造与计算一、角焊缝的形式和强度（1）角焊缝截面型式按两焊脚边的夹角分：直角焊缝、斜角焊缝1、角焊缝特征 侧面角焊缝: 作用力与焊缝平行，受剪应力为主；应力单一不均。 正面角焊缝: 作用力与焊缝垂直，应力复杂；

14、应力复杂，均匀。 斜向角焊缝: 作用力与焊缝斜交，应力复杂。 （2）角焊缝截面型式 直角焊缝（普通型、平坡型、内凹型）角焊缝的重要几何参数：焊脚（缝）高度hf，焊缝有效高度he （3） 角焊缝的应力特点第21页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三二、角焊缝的构造要求第22页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三三、直角角焊缝强度计算的基本公式 1、力通过焊缝形心直角角焊缝强度计算基本公式力通过焊缝的形心受力状态下直角角焊缝连接的计算(1) 侧面角焊缝：(2) 正面角焊缝：(3) 斜向面角焊缝：(4) 一般公式：注意：lw=计算中要扣除弧坑第23页，共74页

15、，2022年，5月20日，23点13分，星期三2、用盖板顶接连接的焊缝计算三面围焊缝，hf相同（1）正面角焊缝所能承担的力（端面）则，侧面角焊缝需承担 N-N（2）所以对于侧面角焊缝的计算为应注意这里的焊缝长度lw应当加上2hf。第24页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三3、承受轴力的角钢连接焊缝计算（1）两侧边焊Ne2e1N1N2b k1角钢肢背焊缝轴力分配系数 k2角钢肢尖焊缝轴力分配系数角钢背焊缝传力大近似计算：等边角钢 k1=0.7， k2=0.3不等边角钢长肢焊k1=0.65， k2=0.35 不等边角钢短肢焊k1=0.75， k2=0.25 k1=0.7 k2

16、=0.3 k1=0.65 k2=0.35 k1=0.75 k2=0.25第25页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三（2）三边围焊Ne2e1N1N2b N3 lw1 lw2 有了内力N1和N2就可进行焊缝计算，如计算所需的焊缝长度角钢背焊缝传力：N1 = k1N - N3/2角钢尖焊缝传力：N2 = k2N - N3/2第26页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三4、同时承受弯矩、轴力和剪力作用的角焊缝连接计算形心M=PeNPo1he=0.7hflw形心o1fNfMfP在1点处，有垂直于焊缝长度方向的最大应力，且而当受静荷载与间接动荷载作用第27页，共7

17、4页，2022年，5月20日，23点13分，星期三5、承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的角焊缝连接计算（1）三面围焊角焊缝受偏心剪力作用yAxe1e2eTVVAryrxoy垂直于焊缝轴线的总应力为 A = AV +AyT平行于焊缝轴线的总应力为 A = AxT按受和共同作用时的角焊缝强度验算公式，有 第28页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第四节 对接焊缝的构造与计算一、对接焊缝的构造 1、对接焊缝的坡口形式；2、引弧板；3、垫板 二、对接焊缝的计算 同构件，但要考虑有无引弧板，受拉时，需考虑焊缝质量等级。 第五节 焊接应力和焊接变形一、焊接残余应力的分类和产生的原因1、纵

18、向焊接应力； 2、横向焊接应力；3、Z向焊接应力1、结构构件静力强度无影响2、结构构件刚度有影响；3、结构构件稳定有影响；4、结构构件疲劳有影响；5、结构构件脆性有影响。二、焊接应力的影响第29页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三四、减少焊接应力和变形1、设计措施(1)尽量减少焊缝数量和尺寸；(2)避免焊缝过分集中或多方向焊缝相交于一点；(3)焊缝尽可能对称，避免应力集中；(4)保证搭接长度5tmin及25mm；(5)易施焊，尽可能避免仰焊。2、焊接工艺措施(1)采用合理的焊接顺序和方向；(2)先焊收缩量大和短焊缝；(3)先焊受力大焊缝，后焊受力小焊缝；(4)焊后校直反变

19、形；(5)焊前预热、焊后热处理；(6)高温回火；(7)带圆头小锤敲击；(8)钢板不易过薄t4mm；第30页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第七节 螺栓连接的构造一、螺栓的排列要求 螺栓的排列有并列和错列两种 螺栓排列主要考虑三方面要求： 1、单个螺栓的破坏形态（五种），2种构造，2种螺栓计算，1种构件计算 第八节 普通螺栓连接的工作性能和计算 2、单个螺栓抗剪承载力（1）螺杆剪切破坏（2） 孔壁挤压承载力（3） 单个螺栓的受剪最大承载能力第31页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三 第九节 高强度螺栓连接的工作性能和计算 高强螺栓强度等级10.9级和

20、8.8级。根据传力方式不同分为摩擦型连接和承压型连接 一、高强度螺栓连接的工作性能 1、预拉力P 2、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数 二、单个螺栓抗剪承载力设计值NVb=0.9nfP 1、高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载力设计值 2、高强度螺栓承压型连接（与普通螺栓一样）。但应注意：当受剪面在螺栓的螺纹处，应当按螺栓的有效直径计算抗剪强度。即第32页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三 三、单个螺栓抗拉承载力设计值 四、高强度螺栓同时承受拉和剪作用时的设计值 每个高强螺栓承受的外剪力小于等于抗剪强度设计值。 NvNvb 每个高强螺栓承受的外拉力Nt小于等于抗拉强度设计值。 Nt0.

21、8P1、 高强度螺栓摩擦型连接的拉剪承载能力Nvb =0.9nt(P-1.25Nt) 单个高强螺栓受拉时的抗剪承载力第33页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三2、承压型高强度螺栓同时受拉和受剪与普通螺栓一样，采用右式计算 但式中Ntb=0.8P，同时应当满足孔壁的挤压承载能力的要求。考虑到高强度螺栓在受挤压的孔壁处应力复杂，在规范中进行折减。 五、高强度螺栓群计算 1、螺栓群受剪力作用（外力通过螺栓群的形心） 高强度螺栓摩擦型连接，单个螺栓受剪：Nbmin=NVb=0.9nfP对于承压型高强度螺栓第34页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三 螺栓连接计

22、算的基本公式第35页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第36页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第37页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第38页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三高强度螺栓摩擦型连接受弯、拉、剪时的计算NM=Ve 应当满足这里m为螺栓的列数，n0为受压区内螺栓的排数。式中n为螺栓总数，求和仅是对于受拉区螺栓数。同时应当满足 对于承压型高强度螺栓： 同时：第39页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第四章 轴心受力构件学习的目的和要求：掌握构件净截面强度的计算方法；掌握轴

23、压构件的计算方法；了解格构式轴压构件的特点，了解实腹柱、格构柱的设计。重点掌握：掌握杆件净截面强度计算，轴压杆的强度、刚度、整体稳定和局部稳定计算。第40页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三截面型式： 热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合、格构式组合。第四章 轴心受力构件第一节 概述 一、轴心受力构件的强度计算 轴心受力杆件的强度以净截面最大应力达到屈服作为破坏条件。 第二节、轴心受力构件的强度与刚度验算公式NN+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +l1l1（1） 净截面强度计算第41页，共74页，2022年，5月20日，23点1

24、3分，星期三 螺栓为错列排列时的验算 当螺栓为并列排列在2-2齿状截面的净截面面积为：NN+ + + + + + + + +（2）采用高强度螺栓连接的净截面强度验算第42页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三二、轴心受力构件的刚度计算 受拉和受压杆件的刚度通过控制杆件的长细比来实现(1) 定义长细比l = lo/ i ，弯曲变形与l成正比， 控制l可达到控制变形的目的。(2) 构件截面两主轴回转半径为ix, iy，计算长度为lox, loy，长细比：lx = lox/ ix， ly = loy/ iy 。(3) 要求lxl，lyl，l为长细比限制值。(4) 预应力拉杆可不限

25、制长细比。第43页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三节 轴心受压构件的整体稳定一、理想轴压杆的失稳形态 理想轴压杆的失稳形式有三种基本形态：（1）弯曲失稳； 常为双轴对称截面构件; （2）扭转失稳；常为双轴对称开口截面构件; （3）弯扭失稳；常为单轴对称截面构件对于十字截面当杆件的长细比小于5.07b/t，杆件的失稳将是扭转失稳。二、轴压杆整体稳定计算（1）、轴压杆稳定的计算公式计算表达式这里轴压杆稳定系数（2）、轴压杆件的整体稳定系数（柱子曲线）j -l曲线已编制成表格。第44页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三对于构件的长细比有下列规定：（1

26、）截面为双轴对称或极对称截面双轴对称十字形截面x或y取值不得小于5.07b/t，避免扭转失稳。单轴对称截面绕对称轴的失稳是弯扭失稳。将弯扭屈曲按弹性方法用换算长细比（代替ly）等效为弯曲屈曲：（2）截面为单轴对称的构件式中 z扭转屈曲换算长细比 eo剪心至形心距离 io对剪心的极回转半径 第45页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三对单角钢和双角钢形截面给定了yz的近似计算式，需会计算。 b/t0.54loy/b时如：等边单角钢第四节 轴压杆件的局部稳定对于轴压构件的局部稳定要求板件的临界应力不低于构件的临界应力：1、工字截面局部稳定要求翼缘：腹板：为构件两方向长细比的较大

27、值。当30时，取30；当100时，取100。第46页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三其它（略）当轴压杆的腹板高厚比不满足时（1）加厚腹板（2）设置纵向加劲肋（3）考虑屈曲后的强度进行验算取有效宽度为：第47页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第五节 实腹式轴心受压构件的截面设计一、实腹柱设计设计原则(1) 在保证局部稳定的前提下，采用宽而薄的板件（薄壁） (2) 使两个主轴方向等稳定，基本要求jx=jy（lxly）(3) 便于连接的节点构造；(4) 确定结构体系，截面形式，尽可能构造简单，便于制造、取材方便第六节 格构式轴心受压柱的截面设计1、格构

28、柱的截面形式轴心受压格构式柱常采用双轴对称截面一、格构式柱绕虚轴的换算长细比（1）双肢缀条柱（2）双肢缀板式柱第48页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三2、缀材设计（1）轴心受压格构柱的横向剪力（2）缀条格构柱按桁架，单角钢考虑强度、稳定计算的强度折减。（3）缀板的设计 缀板内力按缀板和肢件组成的单跨多层框架体系进行分析。设计柱头和柱脚的要求： 传力路径明确、可靠，构造简单，便于施工。第七节 柱头和柱脚第49页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第五章 受弯构件（梁） 学习的目的和要求：了解型钢梁、焊接梁的截面选择、验算和构造，掌握钢梁加劲肋不值得要求

29、；掌握梁的强度（包括弯曲正应力、剪应力、局部压应力和折算应力）计算，梁整体稳定计算，保证梁整体稳定和局部稳定的主要措施。考核要求：掌握钢梁的强度计算，工字型钢梁的整体稳定计算；了解钢梁局部稳定的概念以及屈曲后强度的概念。 第50页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第五章 受弯构件（梁）第一节 概述正常使用极限状态：控制梁的变形承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定梁的截面：型钢梁与组合梁梁格布置：简单梁格、普通梁格、复杂梁格。第二节 梁的强度与刚度梁的工作状态弹性阶段边缘屈服塑性铰全截面屈服考虑部分发展塑性，塑性发展系数不考虑塑性发展的情况p109（动力荷载、翼缘宽厚

30、比）掌握工字型截面的塑性发展系数（同时考虑翼缘的宽厚比）梁的强度抗弯、抗剪、局部承压及折算应力（掌握计算方法系数的取用、验算部位）梁的刚度控制挠跨比第51页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三节 梁的整体稳定失稳机理及计算重点掌握梁的失稳形式弯扭失稳（侧向弯扭失稳）提高梁整体稳定的措施梁的支座问题梁的侧向支承的受力梁整体稳定要求整体稳定系数通用公式（一般荷载，单轴对称或双轴对称截面）上式当b 0.6时需进行修正，用b代替b 。第52页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三梁的整体稳定是通过设置与构造以及计算来保证的。当梁的设置与构造满足下面要求时，规范

31、规定可以不需要计算梁的整体稳定性。(1)有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。（但在施工阶段可能刚度不足）(2)工字形截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其宽度b1之比不超过书表5-3所列数值时。1、梁的整体稳定的保证跨中无侧向支点的梁跨中有侧向支点的梁，不论荷载作用在何处荷载作用在上翼缘荷载作用在下翼缘工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大l1/b1值132016第53页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三应当注意，梁的支承处应当满足保证端部不发生转动的支承条件。第四节 梁的截面设计梁高度的确定最小高度、最大高度及经济高度。

32、一、单向弯曲型钢梁一般不验算腹板抗剪，按抗弯强度或整体稳定计算所需的截面模量或二、双向弯曲型钢梁按强度计算稳定计算（按经验）第54页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第五节 梁的局部稳定与加劲肋一、翼缘的局部稳定保证原则等强原则二、腹板加劲肋腹板局部稳定的设计原则限制高厚比允许局部失稳考虑屈曲后强度用加劲肋减小腹板支承尺寸提高局稳承载力（普钢）加劲肋的种类及配置要求横向、纵向及短加劲肋。第55页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三设置横向加劲肋主要防止由剪力和局部压力引起的腹板失稳；设置纵向加劲肋主要防止由弯曲压应力引起的腹板失稳；设置短向加劲肋主要防

33、止局部压力引起的腹板屈曲。时，（1）当横向加劲肋(0.5h0 a 2h0)；无局部压应力的梁，可不配置加劲肋；应按计算配置横向加劲肋。（2）当（受压翼缘转动受约束，如有刚性铺板、制动板或焊有钢轨时）（3）当（受压翼缘扭转未受到约束时）或按计算需要时， 或应在弯曲应力较大的区格的受压区增设纵向加劲肋 局部压应力很大的梁，必要时宜在受压区配置短向加劲肋。有局部压应力（c0）的梁，应按构造配置第56页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三（4）在任何情况下，均应满足： 注意：h0为腹板的计算高度，对于单轴对称梁，当确定是否要配置纵向加劲肋时，h0应取腹板受压区高度的2倍。（5）在支

34、座、端部，有固定集中荷载处，主次梁连接处，宜设支承加劲肋。支承加劲肋加强的横向肋，除满足横向肋的构造要求外，还应满足受力要求。加劲肋的配置计算p119加劲肋的构造p121考虑腹板屈曲后强度的梁的计算第八节 梁的拼接和连接一、梁的拼接梁拼接有：工厂拼接；工地拼接（略）第57页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第六章 拉弯与压弯构件学习的目的和要求：了解实腹柱、格构柱、双向压弯构件，柱头和柱脚设计的基本构造和设计方法。掌握拉弯、压弯构件的强度计算、刚度计算，压弯杆件的整体稳定计算，实腹式压弯杆件的局部稳定计算；理解框架柱计算长度的确定，框架中梁与柱的连接；柱脚的计算。掌握压弯

35、构件的强度计算，压弯构件整体稳定和局部稳定计算；掌握框架柱计算长度的确定，了解压弯构件柱脚的计算。 第58页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第六章 拉弯与压弯构件第一节 概述拉弯、压弯构件实际为轴力构件与受弯的组合三种典型的拉、压弯构件正常使用极限状态控制构件的长细比承载能力极限状态强度、整体稳定及局部稳定截面形式实腹式、格构式（一般选用缀条式）（1）一般情况下拉弯构件 强度计算; 刚度计算（限制长细比）。（2） 压弯构件 强度计算； 刚度计算（限制长细比、限制挠度值）； 整体稳定（弯矩作用平面内与平面外稳定）； 局部稳定计算。 拉弯、压弯构件的计算内容第59页，共74

36、页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第二节 拉、压弯构件的强度与刚度理解公式中的号意义与应用（单对称截面，弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压）。注意塑性发展系数的取用（同梁）一、强度计算单向拉弯、压弯构件双向拉压弯构件或注意：（1）强度计算用净截面几何特性 （2）塑性发展系数：x、y，同梁；当需要计算疲劳的构件，取为1.0 （3）当受压翼缘的自由外伸宽度与厚度的比值应取x=1.0第60页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三二、拉、压弯构件的刚度对于拉弯和压弯构件的刚度要求有两方面的要求：（1）对于杆件的长细比控制，在钢结构设计规范中，对于拉杆和压杆的刚度要

37、求，控制长细比不超过规定值。 （2）对于柱要求控制水平位移。如： 钢结构设计规范规定：在风荷载标准值作用下，框架柱顶水平位移和层间位移不宜超过下列数值 无桥式吊车的单层框架的柱顶位移 H/150 有桥式吊车的单层框架的柱顶位移 H/400 多层框架的柱顶位移 H/500 多层框架的层间相对位移 h/400 第61页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第三节 压弯构件的整体稳定整体稳定包括两方面弯矩作用平面内的弯曲失稳及弯矩 作用平面外的弯扭失稳。整体稳定的计算（实用公式）mx，tx为等效弯矩系数，根据荷载形式确定。jb 按等近似计算公式计算，不需考虑当 jb 0.6时的修正

38、。第62页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三应力梯度的概念 梁： 轴力构件： 拉、压弯构件：第四节 实腹式压弯构件的局部稳定翼缘的局部稳定受力简单，同梁按等强原则腹板的局部稳定受力复杂，影响因素多，等强原则。腹板局部稳定的主要影响因素:剪、正应力比：取定值正应力梯度： 塑性区发展深度：1、对于工字形截面： 当0a01.6时，当1.6a02.0时，第63页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三翼缘的局部稳定受力简单，同梁按等强原则腹板的局部稳定受力复杂，影响因素多，等强原则。腹板局部稳定的主要影响因素:剪、正应力比：取定值正应力梯度： 塑性区发展深度：第五

39、节 格构式截面压弯构件一般宜采用缀条式，当弯矩较小时也可以采用缀板式。一般弯矩绕虚轴作用，特殊情况弯矩也可绕实轴作用。弯矩绕实轴作用时，整体稳定计算同实腹式截面，但平面外稳定计算时，稳定系数应按换算长细比0 x计算，梁弯稳定系数b1.0。第64页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三弯矩绕实轴作用时：弯矩作用平面内的整体稳定不考虑塑性发展弯矩作用平面外的整体稳定不需验算，但需保证单肢 的两向稳定性。单肢稳定分肢相同时验算较大分肢；分肢不同时应分 别验算两单肢。缀材设计按实际剪力及 中较大值。局部稳定：两肢件应按轴压构件控制局部稳定。第65页，共74页，2022年，5月20日，

40、23点13分，星期三 第六节 压弯构件的计算长度 对于框架结构的稳定设计有两种方法，一种是传统的一阶分析方法，另一种是二阶分析方法。所谓二阶分析方法，就是在计算中考虑结构的实际位移计算结构的稳定。框架柱的计算长度一般根据弹性稳定理论得到，采用基本假定： （1）框架只承受作用于节点的竖向荷载，忽略横梁荷载和水平荷载产生的梁端弯矩影响；（本假定仅用于确定计算长度） （2）所有框架柱同时丧失稳定，即所有框架柱同时达到临界荷载； （3）失稳时横梁、柱两端的转角相等H0=H 应当分别考虑有侧移、无侧移 计算长度与柱顶、柱底，梁柱线刚度比有关 应当分别考虑柱脚刚接、铰接第66页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三 当按一阶弹性分析计算内力时，计算长度系数，用有侧移框架柱的表查得； 强支撑框架支撑结构的侧移刚度满足式中 Sb产生单位侧倾角的水平力； Nbi，N0i 层间所有柱用无侧移框架柱和有侧移框架柱计算长度算得的轴压杆稳定承载力之和。当支撑结构的刚度Sb不满足上式时为弱支撑框架。（1）无支撑纯框架（2）有支撑框架 弱支撑框架（当Sb不满足上式时），此时柱的稳定系数为式中 、 按无侧移和有侧移框架柱算得的稳定系数。 第67页，共74页，2022年，5月20日，23点13分，星期三第七节 框架中梁与柱的连接