《钢结构制作与安装》课件-项目4.受力构件设计

轴心受力构件的设计基础轴心受力构件的设计基础轴心受力偏心受力钢结构的受力体系受弯构件强度计算稳定性计算计算内容刚度计算轴心受力构件的设计基础轴心受力构件的应用桁架特点：节点为铰连接，受力特点是只承受通过截面形心的轴向力作用。网架塔架轴心受力构件的设计基础轴心受力构件的截面形式及应用分类：轴心受拉构件、轴心受力构件图1轴心受力构件的截面形式轴心受力构件的设计基础轴心受力构件的强度计算和刚度计算

表4.2受压构件的容许长细比

项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300200

3其他拉杆、支撑、系杆等(张紧的圆钢除外)400350

项次构件名称容许长细比1柱、桁架和天窗架中的杆件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外）200用以减少受压构件长细比的杆件表4.1受拉构件的容许长细比轴心受力构件的设计基础轴心受力构件的稳定性失稳破坏：由于受压构件不能保持原有的直线形状平衡的失效现象。或称屈曲。1.理想轴心受压构件的屈曲形式图4.2三种不同形式的屈曲轴心受力构件的设计基础轴心受力构件的稳定性局部失稳：在外压力作用下，截面的某些部分（板件），不能继续维持平面平衡状态而产生凸曲现象。图4.3工字钢柱局部失稳轴心受力构件的设计基础柱头的连接及构造为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载传至基础，必须合理构造柱头、柱脚。设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、安全可靠、并具有足够的刚度且构造又不复杂。图4.4梁铰接于柱顶的构造轴心受力构件的设计基础图4.5梁支承于柱顶侧面图4.6梁与柱刚接轴心受力构件的设计基础柱头的传力路线：

梁

突缘

柱顶板

加劲肋

柱身焊缝

垫板焊缝

焊缝

柱顶板加劲肋柱梁梁突缘垫板填板填板构造螺栓图4.7柱头的传力示意图轴心受力构件的设计基础柱脚按照连接方式不同分为：铰接构造、刚接构造图4.8柱脚形式轴心受力构件的设计基础柱脚传力途径按照连接方式不同分为：铰接构造、刚接构造图4.9柱脚的传力示意图柱

靴梁

底板

混凝土基础隔板（肋板）实际计算不考虑cca1Bt1t1Lab1靴梁隔板底板隔板锚栓柱N轴心受力构件的设计基础柱脚是钢结构的一个重要组成部分，将柱身荷载传给基础的部分，具有固定位置和传力两大作用，对整个结构的安全有重大影响。柱脚是比较费钢、费工的部分，在保证安全的前提下，设计时应力求简明，并尽可能符合结构设计的计算简图，便于施工。轴心受力构件的设计基础反思：柱脚是比较费钢、费工的部分，可以忽略不做吗？同学们，钢结构柱脚是柱与基础连接的部位，是钢结构扎根基础的部分，就像大树扎根大地，根基要稳，结构才能安全稳定。就像做人一样，人品要硬，才会走的长久稳定。轴心受力构件的设计基础轴心受力构件计算内容轴心受压构件强度计算轴心受拉构件刚度计算强度计算刚度计算稳定性计算受弯构件设计基础受弯构件设计基础受弯构件的分类1.支承情况：简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁图4.10钢梁的形式受弯构件的分类2.受力情况：单向受弯梁和双向受弯梁图4.11单、双向受弯梁3.制作方法：实腹式梁和空腹式梁实腹式型钢截面组合截面热轧冷弯薄壁焊接或铆接钢与混凝土受弯构件的截面形式及要求图4.12钢梁的截面形式型钢梁组合梁受弯构件的截面形式及要求图4.13蜂窝梁图4.14变截面梁图4.15钢与混凝土组合梁钢梁的要求内容强度计算稳定性计算刚度计算梁的强度工字形钢梁在弯矩作用下最危险截面的弯曲正应力将经历三个发展阶段：弹性阶段——截面上所有点都处于弹性状态；应力三角形分布；弹塑性阶段——截面外缘部分进入塑性状态，中央部分仍保持弹性；塑性阶段——截面全部进入塑性状态，形成塑性铰；梁的刚度降低，变形大。强度抗弯强度抗剪强度局部承压强度折算应力图4.16梁截面的i应力分布梁的刚度式中：𝜐——梁的最大挠度（mm），按荷载标准值计算；[𝜐]——受弯构件的容许挠度，可查受弯构件的容许挠度值表；𝑙——梁的跨度（m）。梁的刚度属于正常使用极限状态，故计算时应采用荷载标准值，而且不考虑螺栓孔引起的截面削弱。对动力荷载标准值不乘以动力系数。

梁的稳定性图4.17梁整体失稳时的变形整体稳定性局部稳定性提高整体稳定性最有效的措施如下：增加受压翼缘侧向支承来减小其侧向自由长度；加大其受压翼缘宽度b。梁的稳定性图4.18梁的局部变形情况整体稳定性局部稳定性避免梁的局部失稳有两个途径：设置加劲肋。限制板件的宽厚比或高厚比；梁的稳定性反思：钢结构整体稳定和局部稳定的关系矛盾吗？

同学们，钢结构整体