钢结构第三版由戴国欣主编课件.ppt

钢结构 Page   2参考资料1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，20032：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，19923：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，19914：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，19975：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，19936：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，19937：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，20018：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版 社，20039：《钢结构设计规范》GB50017—200310：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002————————钢结构设计原理Page   3主要内容1：绪论2：钢结构的材料3：钢结构的连接4：轴心受力构件5：受弯构件6：拉弯和压弯构件————————钢结构设计原理Page   4第一章 绪 论1.1 钢结构的特点1.2 钢结构的设计方法1.3 钢结构的应用和发展——————————钢结构设计原理Page   5第一章 绪论1.1 钢结构的特点1.1 钢结构的特点钢结构的特点1. 轻质高强轻质高强★★2. 塑性塑性、、韧性好韧性好★★3. 材质均匀材质均匀、性能稳定、性能稳定4. 制作简便，施工工期短制作简便，施工工期短★★5. 密闭性好密闭性好6. 耐腐蚀性差耐腐蚀性差7. 耐热耐热不耐火不耐火★★Page   6第一章 绪论1.2 钢结构的设计方法1.2 钢结构的设计方法钢结构的设计方法u 设计方法：设计方法：以概率理论为基础的以概率理论为基础的极限状态设计方法极限状态设计方法 u 计算疲劳计算疲劳仍采用仍采用容许应力幅法容许应力幅法u 计算计算强度、稳定、连接强度、稳定、连接用用荷载荷载设计值设计值u 计算计算疲劳、变形疲劳、变形用用荷载荷载标准值标准值u 对于对于直接直接承受承受动力荷载动力荷载的结构：的结构： 在计算在计算强度和稳定强度和稳定时，动力荷载设计值时，动力荷载设计值应应乘乘动力系数动力系数 在计算在计算疲劳和变形疲劳和变形时，动力荷载标准值时，动力荷载标准值不应不应乘乘动力系数动力系数Page   7第一章 绪论1.3 钢结构的应用与发展1.3 钢结构的应用与发展钢结构的应用与发展1. 钢结构的钢结构的应用应用（（1））重：重：重工业厂房重工业厂房★★（（2））大：大：大跨度结构大跨度结构★★（（3））高：高：高层建筑、高耸结构高层建筑、高耸结构★★（（4））动：动：受动荷载作用的厂房受动荷载作用的厂房（（5））轻：轻：荷载较小的轻钢结构荷载较小的轻钢结构★★（（6））小：小：小型、可拆装的结构小型、可拆装的结构Page   8第一章 绪论1.3 钢结构的应用与发展2. 钢结构的钢结构的发展发展（（1））高性能钢材高性能钢材的研究与应用的研究与应用（（2））设计方法设计方法的改进的改进（（3））稳定理论稳定理论的进一步发展的进一步发展（（4））预应力钢结构预应力钢结构的研究与应用的研究与应用（（5））空间钢结构空间钢结构与与高层钢结构高层钢结构的研究与应用的研究与应用（（6））组合结构组合结构的研究与应用的研究与应用Page   9轻质轻质——材料的质量密度与强度的比值材料的质量密度与强度的比值 小小Q235钢钢C30混凝土混凝土附附1：轻质高强：轻质高强Q235钢钢 密度密度：：7850kg/m3 强度强度：：235N/mm2 C30混凝土混凝土 密度密度：：2450kg/m3 强度强度：：20N/mm2 Page   10钢结构设计原理第二章.钢结构的材料2.1 钢结构对钢结构对材料材料的要求的要求2.2 钢材的钢材的破坏形式破坏形式2.3 钢材的钢材的主要性能主要性能2.4 各种各种因素因素对钢材主要性能的影响对钢材主要性能的影响2.5 复杂应力复杂应力作用下钢材的作用下钢材的屈服条件屈服条件2.6 钢材的钢材的疲劳疲劳2.7 钢的钢的种类种类和钢材和钢材规格规格Page   11第二章 钢结构的材料2.1 钢结构对材料的要求u 较高的强度较高的强度2.1 钢结构对材料的要求钢结构对材料的要求u 足够的变形能力。

即塑性、韧性好足够的变形能力即塑性、韧性好u 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）《钢结构设计规范》《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：规定：承重结构承重结构的钢材应具有的钢材应具有抗拉强度抗拉强度、、伸长率伸长率、、屈服强度屈服强度和和硫、磷硫、磷含量含量的合格保证，对的合格保证，对焊接结构焊接结构尚应具有碳含量的合格保证尚应具有碳含量的合格保证焊焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材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还应具有冷冷弯试验弯试验的合格保证需要验算的合格保证需要验算疲劳疲劳的的焊接结构焊接结构的钢材，应具有的钢材，应具有常温或负温常温或负温冲击韧性冲击韧性的合格保证对需要验算的合格保证对需要验算疲劳疲劳的的非焊接结非焊接结构构的钢材应具有的钢材应具有常温常温冲击韧性冲击韧性的合格保证的合格保证Page   12第二章 钢结构的材料2.2 钢材的破坏形式u 塑性破坏塑性破坏：破坏前：破坏前有有明显的变形明显的变形，破坏历时时，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。

间长，可以采取补救措施2.2 钢材的破坏形式钢材的破坏形式u 脆性破坏脆性破坏：破坏前：破坏前没有没有明显的变形明显的变形，破坏发生，破坏发生 突然，没有机会补救突然，没有机会补救l脆性破坏的原因脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等不合理、使用不当等Ø 应尽量发挥材料的塑性应尽量发挥材料的塑性Ø 避免一切脆性破坏的可能性避免一切脆性破坏的可能性 Page   13第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能一、强度一、强度2.3 钢材的主要性能钢材的主要性能强度指标是由钢材的强度指标是由钢材的单向均匀受拉单向均匀受拉试验测得的试验测得的强度指标：强度指标：比例极限比例极限 ；；屈服强度屈服强度 ；；极限强度极限强度 试验条件试验条件：：标准试件标准试件在常温（在常温（20℃℃）下缓慢加载，）下缓慢加载， 一次完成一次完成Page   14第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能Ø 钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段1. 弹性阶段弹性阶段: 应力最高点对应应力最高点对应比例极限比例极限2. 弹性模量弹性模量3. 应力应力2. 弹塑性阶段弹塑性阶段: 应力介于应力介于 和和 之间之间 弹塑性模量弹塑性模量 是变数是变数3. 塑性阶段塑性阶段: 应力达到屈服强度应力达到屈服强度4. 强化颈缩阶段强化颈缩阶段: 应力最高点对应抗拉极限应力最高点对应抗拉极限Page   15第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能Ø 钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体1. 计算简便计算简便2. 与与 相差不大相差不大3. 虽然虽然 ＞＞ ，但，但 对应对应 的应变非常大（不满足正的应变非常大（不满足正 常使用极限状态）常使用极限状态）4. 以以 作为设计强度的依据，具有较大的强度储备，作为设计强度的依据，具有较大的强度储备， 若出现偶然因素，使人们有机会补救若出现偶然因素，使人们有机会补救l 屈强比屈强比 ：：Q235钢为钢为0.57，，Q345钢为钢为0.67Page   16第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能Ø 简化计算简化计算, 采用理想弹塑性模型采用理想弹塑性模型Ø 作为钢结构设计的最大应力作为钢结构设计的最大应力Ø 作为钢材实际破坏强度作为钢材实际破坏强度Page   17第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能二、塑性性能二、塑性性能塑性塑性：在：在静力荷载静力荷载作用下，钢材吸收作用下，钢材吸收变形能变形能的能力的能力衡量塑性性能的指标：衡量塑性性能的指标：伸长率伸长率Page   18第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能三、冲击韧性三、冲击韧性冲击韧性冲击韧性：在：在动力荷载动力荷载作用下，材料吸收作用下，材料吸收能量能量的能力的能力衡量冲击韧性的指标：衡量冲击韧性的指标：冲击功冲击功Ø 韧性是钢材强度和塑性的综合指标韧性是钢材强度和塑性的综合指标 梅氏梅氏U型缺口型缺口试件试件:冲击试验冲击试验的标准试件型式：的标准试件型式： 夏比夏比V型缺口型缺口试件试件:我国采用夏比我国采用夏比V型缺口试件型缺口试件Ø 冲击韧性受温度的影响冲击韧性受温度的影响Ø冲击韧性冲击韧性由冲击韧性试验获得由冲击韧性试验获得Page   19第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能四、冷弯性能四、冷弯性能Ø 冷弯性能冷弯性能是检验钢材适应是检验钢材适应冷加工冷加工（常温下加工）（常温下加工） 的能力和显示的能力和显示钢材内部缺陷钢材内部缺陷状况的一项指标状况的一项指标Ø 冷弯性能冷弯性能是考察钢材在是考察钢材在复杂应力状态复杂应力状态下发展下发展塑性塑性 变形变形能力的指标能力的指标Ø 冷弯性能冷弯性能由由冷弯试验冷弯试验确定确定Page   20第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能Ø 钢材物理性能指标钢材物理性能指标l弹性模量弹性模量l泊松比泊松比l剪变模量剪变模量l线膨胀系数线膨胀系数l质量密度质量密度Page   21附附2 2：拉伸试件：拉伸试件Page   22附附3 3 ：：冲冲击击韧韧性性试试验验Page   23附附4 4 ：：冷冷弯弯试试验验Page   24第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响一、化学成分一、化学成分2.4 各种因素对钢材主要性能的影响各种因素对钢材主要性能的影响普通碳素钢普通碳素钢中中Fe占占99%，，其他其他杂质元素占杂质元素占1%普通低合金钢普通低合金钢中有中有＜＜5%的合金元素的合金元素碳（碳（C）：钢材强度的主要来源，但是随其）：钢材强度的主要来源，但是随其含量增加含量增加，，强度增强度增 加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。

加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低一般一般 控制在控制在0.12％～％～0.2%，在，在0.2％以下时，可焊性良好％以下时，可焊性良好硫（硫（S））：：热脆性热脆性，不得超过，不得超过0.05%磷（磷（P））：：冷脆性冷脆性抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低 不得超过不得超过0.045%Page   25第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响锰（锰（Mn）：合金元素合金元素弱脱氧剂弱脱氧剂与S形成形成MnS，熔点为，熔点为 1600℃℃，可以消除一部分，可以消除一部分S的有害作用的有害作用硅（硅（Si）：合金元素合金元素强脱氧剂强脱氧剂氧（氧（O））：有害杂质，效果同：有害杂质，效果同S氮（氮（N））：有害杂质，效果同：有害杂质，效果同PPage   26第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响二、冶金缺陷二、冶金缺陷常见的常见的冶金缺陷冶金缺陷有有偏析偏析、、非金属夹杂非金属夹杂、、气孔气孔、、裂纹裂纹等。

等偏析偏析——化学成分分布的不均匀程度化学成分分布的不均匀程度三、加荷速度三、加荷速度 1．材性试验要求．材性试验要求缓慢加载缓慢加载 2．要考虑．要考虑动荷载动荷载对结构的对结构的不利影响不利影响加荷速度高加荷速度高，钢材屈服点提高，呈，钢材屈服点提高，呈脆性脆性因此，Page   27第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响四、钢材硬化四、钢材硬化冷作硬化冷作硬化—当加载超过材料当加载超过材料比例极限比例极限卸载后，出现卸载后，出现残余变形残余变形，再，再次加载则次加载则屈服点提高，塑性和韧性降低屈服点提高，塑性和韧性降低的现象，也称的现象，也称“应变硬化应变硬化”应变时效应变时效——钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易析出即钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易析出即冷作硬化的同时可以加速时效硬化冷作硬化的同时可以加速时效硬化，因此也称，因此也称“人工时效人工时效” 时效硬化时效硬化——随时间的增长随时间的增长，，碳和氮的化合物碳和氮的化合物从晶体中析出，使从晶体中析出，使材料硬化的现象材料硬化的现象Page   28第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响五、温度的影响五、温度的影响1. 正温范围正温范围 100℃℃以内以内 对钢材性能对钢材性能无影响无影响；； 100℃℃以上以上 随温度升高，总的趋势是随温度升高，总的趋势是强度、弹性模量降低强度、弹性模量降低，， 塑性增大塑性增大 250℃℃左右左右 抗拉强度略有提高，塑性和韧性降低，脆性增抗拉强度略有提高，塑性和韧性降低，脆性增 加加——蓝脆现象蓝脆现象。

该温度区段称为该温度区段称为“蓝脆区蓝脆区” 260～～320℃℃ 在应力不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续在应力不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续 变形变形——徐变现象徐变现象 600℃℃左右左右 弹性模量趋于零弹性模量趋于零 ，承载能力几乎完全丧失承载能力几乎完全丧失Page   29第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响2. 负温范围负温范围Ø 当温度当温度低于常温低于常温时，钢材的时，钢材的脆脆 性倾向随温度降低而增加性倾向随温度降低而增加ØT1～～ T2 之间之间温度转变脆性区温度转变脆性区，冲，冲击功急剧下降而且不同的钢材其击功急剧下降而且不同的钢材其脆性转变区温度不同，必须通过试脆性转变区温度不同，必须通过试验确定使用验确定使用温度必须高于温度必须高于T1 ，，但不一定高于但不一定高于T2Page   30第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响六、应力集中的影响六、应力集中的影响构造缺陷构造缺陷：构件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变等：构件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变等应力集中应力集中：由于构造缺陷，应力不均匀，力线变曲折，：由于构造缺陷，应力不均匀，力线变曲折，缺陷处缺陷处 有高峰应力有高峰应力。

应力集中的危害：塑性降低，脆性增加应力集中的危害：塑性降低，脆性增加 构造设计时应构造设计时应避免截面突变和尖锐角避免截面突变和尖锐角的情况的情况七、厚度的影响七、厚度的影响随着厚度的增加，钢材的随着厚度的增加，钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降均下降Page   31第二章 钢结构的材料2.5 复杂应力作用下钢材的屈服条件2.5 复杂应力作用下钢材的屈服条件复杂应力作用下钢材的屈服条件假定：假定：1. 材料由弹性转入塑性的强度指标用变形时单位体积材料由弹性转入塑性的强度指标用变形时单位体积 中积聚的能量来表达；中积聚的能量来表达； 2. 当复杂应力状态下变形能等于单轴受力时的变形能当复杂应力状态下变形能等于单轴受力时的变形能 时，钢材即由弹性转入塑性时，钢材即由弹性转入塑性弹性状态弹性状态塑性状态塑性状态平面应力平面应力状态状态梁的应力梁的应力状态状态纯剪应力纯剪应力状态状态Page   32第二章 钢结构的材料2.6 钢材的疲劳2.6 钢材的疲劳钢材的疲劳一、钢材疲劳破坏的特征一、钢材疲劳破坏的特征1. 概念概念Ø 钢材的疲劳钢材的疲劳——钢材在钢材在连续循环荷载连续循环荷载作用下，当作用下，当循环次数循环次数达达 到到某一值某一值n时钢材的破坏时钢材的破坏Ø 循环荷载循环荷载——结构或构件承受的结构或构件承受的随时间变化随时间变化的荷载的荷载Ø 应力循环次数应力循环次数n——结构或构件破坏时所经历的应力变化次数结构或构件破坏时所经历的应力变化次数Ø 应力幅应力幅 ——在在循环荷载循环荷载作用下，应力从最大到最小重复作用下，应力从最大到最小重复 一次为一次循环，一次为一次循环，最大应力与最小应力之差最大应力与最小应力之差 为应力幅。

为应力幅直接直接承受承受动力荷载动力荷载重复作用重复作用的钢结构构件及其的钢结构构件及其连接，当应力变化的连接，当应力变化的循环次数循环次数n≥5×104时，时，应进行疲劳计算应进行疲劳计算Page   33第二章 钢结构的材料2.6 钢材的疲劳 同号应力循环同号应力循环: 应力比应力比 Ø应力循环的形式应力循环的形式 异号应力循环异号应力循环: 应力比应力比 （拉应力取正号，压应力取负号）（拉应力取正号，压应力取负号）Ø 常幅疲劳荷载常幅疲劳荷载——所有应力循环中，应力幅保持常量所有应力循环中，应力幅保持常量Ø 变幅疲劳荷载变幅疲劳荷载——在应力循环过程中，应力幅是变量在应力循环过程中，应力幅是变量Page   34第二章 钢结构的材料2.6 钢材的疲劳2. 疲劳破坏的特点疲劳破坏的特点（（1）疲劳破坏时，应力）疲劳破坏时，应力小于小于材料材料静力强度静力强度；； （（2）疲劳破坏属于）疲劳破坏属于突然突然的的脆性破坏脆性破坏。

3. 疲劳破坏的过程疲劳破坏的过程缺陷缺陷 微观裂纹微观裂纹 宏观裂纹宏观裂纹 断裂断裂4. 影响疲劳强度的主要因素影响疲劳强度的主要因素（（1））应力幅应力幅（（2））应力循环次数应力循环次数 n 材料内部缺陷材料内部缺陷（（3））缺陷缺陷 构造缺陷（应力集中）构造缺陷（应力集中） 残余应力残余应力Page   35第二章 钢结构的材料2.6 钢材的疲劳二、常幅疲劳计算二、常幅疲劳计算Page   36第二章 钢结构的材料2.6 钢材的疲劳三、变幅疲劳计算三、变幅疲劳计算重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的疲劳可作的疲劳可作为为常幅疲劳常幅疲劳，按下式计算：，按下式计算：吊车类别重级工作制硬钩吊车（如均热炉车间夹钳吊车）1.0重级工作制软钩吊车0.8中级工作制吊车0.5吊车梁和吊车桁架欠载效应的等效系数Page   37第二章 钢结构的材料2.6 钢材的疲劳Ø 疲劳计算时应注意的问题疲劳计算时应注意的问题1. 直接直接承受承受动力荷载动力荷载重复作用重复作用的钢结构构件及其连接，当应的钢结构构件及其连接，当应 力变化的力变化的循环次数循环次数n≥5×104时，应进行疲劳计算。

时，应进行疲劳计算2. 疲劳计算采用疲劳计算采用容许应力幅法，容许应力幅法，荷载采用荷载采用标准值标准值 3. 由于来源于试验，已考虑动力效应，计算时由于来源于试验，已考虑动力效应，计算时不不再考虑再考虑动力系数动力系数4. 在应力循环中在应力循环中不出现拉应力不出现拉应力的部位可不计算疲劳的部位可不计算疲劳 Page   38第二章 钢结构的材料2.7 钢的种类和钢材规格2.7 钢的种类和钢材规格钢的种类和钢材规格一、一、钢的种类钢的种类1. 化学成分化学成分普通碳素钢普通碳素钢 Q235普通低合金钢普通低合金钢 Q345、、Q390、、Q420平炉平炉 成本高，质量好（成本高，质量好（6小时小时100t左右）左右）氧气顶吹转炉氧气顶吹转炉 成本低，质量也可（成本低，质量也可（15分钟分钟150t））2. 炉种炉种3. 脱氧程度脱氧程度沸腾钢（沸腾钢（F）） 脱氧较差脱氧较差镇静钢（镇静钢（Z）） 脱氧充分脱氧充分半镇静钢（半镇静钢（b）） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间特殊镇静钢（特殊镇静钢（TZ））Page   39第二章 钢结构的材料2.7 钢的种类和钢材规格4. 质量等级质量等级A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量B、、C、、D级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击 韧性（分别为韧性（分别为20℃℃、、0 ℃℃、、-20℃℃）及碳、硅、）及碳、硅、 锰、硫、磷含量锰、硫、磷含量E级：级： 除满足除满足D级的要求外，还要求级的要求外，还要求-40℃℃时的冲击韧性时的冲击韧性5. 钢材编号钢材编号碳素钢：碳素钢： Q×××质量等级（质量等级（A～～D）脱氧程度（）脱氧程度（F，，b））低合金钢：低合金钢： Q×××质量等级（质量等级（A～～E））如如Q235-A·F、、Q345-CPage   40第二章 钢结构的材料2.7 钢的种类和钢材规格6. 钢材的选择钢材的选择（（1）结构或构件的重要性；）结构或构件的重要性；（（2）荷载的种类（静荷载或动荷载）；）荷载的种类（静荷载或动荷载）；（（3）连接方法（焊接或非焊接）；）连接方法（焊接或非焊接）；（（4）工作条件（温度，腐蚀等））工作条件（温度，腐蚀等）《钢结构设计规范》（《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：）规定：承重结构承重结构的钢材应具有的钢材应具有抗拉强度抗拉强度、、伸长率伸长率、、屈服强度屈服强度和和硫、磷硫、磷含量含量的合格保证，对的合格保证，对焊接结构焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。

尚应具有碳含量的合格保证焊焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材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还应具有冷冷弯试验弯试验的合格保证需要验算的合格保证需要验算疲劳疲劳的的焊接结构焊接结构的钢材，应具有的钢材，应具有常温或负温常温或负温冲击韧性冲击韧性的合格保证对需要验算的合格保证对需要验算疲劳疲劳的的非焊接结非焊接结构构的钢材应具有的钢材应具有常温常温冲击韧性冲击韧性的合格保证的合格保证Page   41第二章 钢结构的材料2.7 钢的种类和钢材规格二、钢材的规格二、钢材的规格1. 热轧钢板热轧钢板（（1）工字钢）工字钢 普通工字钢普通工字钢 ⅠⅠ20a H型钢型钢 HW300×300×10×15 T型钢型钢 TW150×300×10×15（（2）槽钢）槽钢 [ 32b（（3）角钢）角钢 L125×10 L125×80×10（（4）钢管）钢管 φ400×62. 热轧型钢热轧型钢（（P321，附录，附录7 型钢表）型钢表）Page   423. 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢壁厚壁厚1.5～～5mm第二章 钢结构的材料2.7 钢的种类和钢材规格Page   43 钢结构设计原理第三章.钢结构的连接3.1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式3.3 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算3.4 对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算3.5 焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形3.6 螺栓连接的构造螺栓连接的构造3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算Page   44第三章 钢结构的连接3.1 钢结构的连接方法3.1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法焊缝连接焊缝连接铆钉连接铆钉连接螺栓连接螺栓连接Ø 焊接连接焊接连接 应用最广泛应用最广泛 优点：优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大，密闭性好；不削弱截面，方便施工，连接刚度大，密闭性好；缺点：缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感，疲劳性能差。

材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感，疲劳性能差Ø 螺栓连接螺栓连接 应用较广泛应用较广泛优点：优点：装拆方便，高强螺栓摩擦型连接的动力、疲劳性能较好装拆方便，高强螺栓摩擦型连接的动力、疲劳性能较好缺点：缺点：削弱了截面削弱了截面Ø 铆钉连接铆钉连接 已基本淘汰已基本淘汰优点：优点：传力可靠，塑性、韧性好，动力性能好传力可靠，塑性、韧性好，动力性能好缺点：缺点：施工不便，费工费料施工不便，费工费料Page   45第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式Ø电弧焊电弧焊一、焊接方法一、焊接方法电弧焊、电阻焊、气焊电弧焊、电阻焊、气焊1.手工电弧焊手工电弧焊 优点：方便，特别在高空和野外作业；优点：方便，特别在高空和野外作业；缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低焊条：焊条：E43型型——适用于适用于Q235钢钢 E50型型——适用于适用于Q345钢钢 (P307，附表，附表1.2）） E55型型——适用于适用于Q390钢，钢，Q420钢钢其中其中43，，50，，55——熔敷金属的最小抗拉强度，单位熔敷金属的最小抗拉强度，单位不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条Page   46 焊机焊机导线导线熔池熔池焊条焊条焊钳焊钳保护气体保护气体焊件焊件电弧电弧Page   47第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式2. 自动（半自动）埋弧电弧焊自动（半自动）埋弧电弧焊优点：质量好，效率高；优点：质量好，效率高；缺点：需要专用设备。

缺点：需要专用设备3. 气体保护焊气体保护焊优点：质量好；优点：质量好；缺点：对环境要求高缺点：对环境要求高Page   48第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式二、焊缝连接形式及焊缝形式二、焊缝连接形式及焊缝形式1. 焊缝连接形式焊缝连接形式对接连接（用盖板的对接）、搭接连接、对接连接（用盖板的对接）、搭接连接、T形连接、角部连接形连接、角部连接Page   49附附5 5 ：：对对接接Page   50附附6 6 ：：搭搭接接Page   51附附7 7 ：： T T 型型连连接接Page   52第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式2. 焊缝形式焊缝形式焊缝：对接焊缝、角焊缝焊缝：对接焊缝、角焊缝 正正对接焊缝：焊缝对接焊缝：焊缝垂直垂直于力线于力线 对接焊缝对接焊缝 斜斜对接焊缝：焊缝对接焊缝：焊缝倾斜倾斜于力线于力线 正面正面角焊缝：焊缝角焊缝：焊缝垂直垂直于力线于力线 角焊缝角焊缝 侧面侧面角焊缝：焊缝角焊缝：焊缝平行平行于力线于力线 斜斜角焊缝角焊缝: 焊缝焊缝倾斜倾斜于力线于力线按按受受力力方方向向划划分分Page   53第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式按沿长度方向的布置划分按沿长度方向的布置划分角焊缝：连续角焊缝、间断角焊缝角焊缝：连续角焊缝、间断角焊缝按施焊位置划分按施焊位置划分平焊、横焊、立焊、仰焊平焊、横焊、立焊、仰焊平焊平焊立焊立焊横焊横焊仰焊仰焊Page   54第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式三、焊缝缺陷和焊缝质量检验三、焊缝缺陷和焊缝质量检验1. 焊缝缺陷焊缝缺陷裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、气孔等等2. 焊缝质量检验焊缝质量检验一级：外观检查、超声波检验、一级：外观检查、超声波检验、X射线检查射线检查二级：二级：外观检查、超声波检验外观检查、超声波检验三级：外观检查三级：外观检查Page   55Page   56第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊缝连接形式四、焊缝的标注方法四、焊缝的标注方法Page   57第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算一、角焊缝的形式和强度一、角焊缝的形式和强度3.3 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算按截面形式划分按截面形式划分 直角角焊缝直角角焊缝角焊缝角焊缝 斜角角焊缝斜角角焊缝——角焊缝的角焊缝的焊脚尺寸焊脚尺寸——角焊缝的角焊缝的计算厚度（有效厚度）计算厚度（有效厚度），，角焊缝一般用直角角焊缝。

夹角角焊缝一般用直角角焊缝夹角 的斜角的斜角角焊缝，角焊缝，不宜不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）用作受力焊缝（钢管结构除外）Page   58第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算按受力方向划分按受力方向划分1.正面角焊缝正面角焊缝：焊缝轴线：焊缝轴线垂直于垂直于力线力线2.1）应力状态复杂，存在正应力和剪应力，应力分布很不均匀）应力状态复杂，存在正应力和剪应力，应力分布很不均匀3.2）三种破坏情况，）三种破坏情况，ab面剪断、面剪断、ac面拉断、面拉断、ao面开裂面开裂4.3）破坏强度高，塑性差）破坏强度高，塑性差Page   59B. B. 正面角焊缝的破坏形式正面角焊缝的破坏形式Page   60第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算2. 侧面角焊缝侧面角焊缝：：焊缝轴线焊缝轴线平行于平行于力线力线1）主要受剪，剪应力分布不均匀，两端大，中间小，焊缝越长）主要受剪，剪应力分布不均匀，两端大，中间小，焊缝越长 剪应力分布越不均匀剪应力分布越不均匀2）剪断面常在）剪断面常在45o斜截面斜截面上上3）强度低，但塑性好）强度低，但塑性好正面角焊缝的强度是侧面角焊缝正面角焊缝的强度是侧面角焊缝强度的强度的1.35～～1.55倍倍 3. 斜角角焊缝斜角角焊缝：：焊缝轴线焊缝轴线倾斜于倾斜于力线力线Page   61第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算二、角焊缝的构造要求二、角焊缝的构造要求1. 最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸注：对注：对埋弧自动焊埋弧自动焊，最小焊脚尺寸可，最小焊脚尺寸可减小减小1mm；对；对T形连接的形连接的单面角焊缝单面角焊缝，应，应增加增加1mm。

当当焊件厚度焊件厚度≤4mm时，最小焊脚尺时，最小焊脚尺寸应寸应与焊件厚度相同与焊件厚度相同焊脚尺寸过小，会在焊缝金属中由于冷却速度快而产生焊脚尺寸过小，会在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织淬硬组织2. 最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸焊脚尺寸过大，易使母材形成焊脚尺寸过大，易使母材形成“过烧过烧”现象，使构件产生翘曲、现象，使构件产生翘曲、变形和较大的焊接应力变形和较大的焊接应力Page   62第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算对于贴边焊对于贴边焊 3. 角焊缝的最小计算长度角焊缝的最小计算长度焊缝焊脚尺寸大而长度较小时，焊件局部加热严重且起落弧的焊缝焊脚尺寸大而长度较小时，焊件局部加热严重且起落弧的弧坑相距太近，以及可能产生的缺陷，使焊缝不够可靠此外，弧坑相距太近，以及可能产生的缺陷，使焊缝不够可靠此外，焊缝集中在一很短距离，焊件的应力集中也较大焊缝集中在一很短距离，焊件的应力集中也较大Page   63第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算4. 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沿长度方向受力不均匀，两端大中间小，所以一般侧面角焊缝沿长度方向受力不均匀，两端大中间小，所以一般均规定其最大计算长度。

均规定其最大计算长度注：若内力沿角焊缝注：若内力沿角焊缝全长分布全长分布，则计算长度，则计算长度不不受此限受此限注意注意：焊脚尺寸和焊缝计算长度：焊脚尺寸和焊缝计算长度取取mm的整数，小数点以后的整数，小数点以后都进为都进为1Page   64第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算5. 搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求为了避免应力传递的过分弯折为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力不均匀而使构件中应力不均匀1)仅有两条侧面角焊缝时仅有两条侧面角焊缝时为了避免焊缝横向收缩时引起为了避免焊缝横向收缩时引起板件的拱曲太大板件的拱曲太大Page   65第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算2）仅有正面角焊缝时）仅有正面角焊缝时为了减少收缩应力以及因偏心在钢板为了减少收缩应力以及因偏心在钢板与连接件中产生的次应力与连接件中产生的次应力3）围焊的）围焊的转角处转角处必须必须连续施焊连续施焊 非围焊时，可在构件转角处作非围焊时，可在构件转角处作 长度为长度为 的的绕角焊绕角焊Page   66第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算焊缝实际长度焊缝实际长度 取为取为5mm的倍数，如的倍数，如192mm取为取为195mm，，196mm取为取为200mm。

Page   67第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算三、直角角焊缝强度计算的基本公式三、直角角焊缝强度计算的基本公式Ø 有效截面有效截面：：Ø 作用在焊缝有效截面上的应力：作用在焊缝有效截面上的应力：Ø 角焊缝的角焊缝的通用计算公式通用计算公式Page   68第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Ø 角焊缝的角焊缝的基本计算公式基本计算公式——角焊缝的基本计算公式角焊缝的基本计算公式Page   69第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Ø 计算步骤计算步骤（（4））区分区分正面角焊缝正面角焊缝受力和受力和侧面角焊缝侧面角焊缝受力，视受力，视荷荷 载种类载种类(静荷或动荷）代入角焊缝的基本计算公静荷或动荷）代入角焊缝的基本计算公 式进行计算式进行计算1）求出）求出同一平面同一平面焊缝群的焊缝群的形心形心（（2）将荷载向）将荷载向形心形心简化，找出简化，找出最不利位置最不利位置（（3）分别求出）分别求出各荷载分量各荷载分量在最不利位置产生的在最不利位置产生的应力应力Page   70第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算四、各种受力状态下直角角焊缝连接的计算四、各种受力状态下直角角焊缝连接的计算1. 承受轴心力作用承受轴心力作用(1) 用盖板的对接连接用盖板的对接连接Page   71第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算例例3-1 双盖板对接连接的角焊缝计算双盖板对接连接的角焊缝计算条件：已知钢板截面为－条件：已知钢板截面为－250×14，盖板截面为，盖板截面为2—190×10，，承受承受轴心静力荷载设计值轴心静力荷载设计值700kN，钢材为，钢材为Q235，焊条为，焊条为E43型，型，手工焊。

手工焊要求：设计此盖板要求：设计此盖板解：确定角焊缝的焊脚尺寸解：确定角焊缝的焊脚尺寸190252510Page   72第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算1）采用侧面角焊缝）采用侧面角焊缝190252510用双盖板，接头一侧共有四条角焊缝，用双盖板，接头一侧共有四条角焊缝，每条焊缝所需的计算长度为：每条焊缝所需的计算长度为：Page   73第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算2）采用三面围焊）采用三面围焊正面角焊缝所能承受的内力为：正面角焊缝所能承受的内力为：190252510Page   74第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算(2) 承受承受斜向斜向轴心力轴心力Page   75第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算(3) 承受轴心力的承受轴心力的角钢角焊缝角钢角焊缝计算计算1）） 三面围焊三面围焊Page   76第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算 2）两面侧焊）两面侧焊:Page   77第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算 3））L形围焊形围焊:Page   78附附8 8：角钢与节点板的连接：角钢与节点板的连接 Page   79140第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算 例例3.2 如图所示，双角钢如图所示，双角钢2L140×90×10和节点板用直角角焊缝连和节点板用直角角焊缝连接，钢材为接，钢材为Q345钢，焊条钢，焊条E50型，手工焊，采用两面侧焊缝连型，手工焊，采用两面侧焊缝连接，肢背、肢尖的焊缝长度接，肢背、肢尖的焊缝长度 均为均为300mm，焊脚尺寸，焊脚尺寸 为为8mm，，试问在轴心力设计值试问在轴心力设计值N = 1200KN作用下，此连接焊缝是否能满足作用下，此连接焊缝是否能满足强度要求？若不能则应采用什么措施，且如何验算？强度要求？若不能则应采用什么措施，且如何验算？Page   80Page   81第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   82第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   83第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   84第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算2. 承受弯矩、轴心力和剪力联合作用的角焊缝连接计算承受弯矩、轴心力和剪力联合作用的角焊缝连接计算ABPage   85第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算ABPage   86第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算150150100Page   87第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算150150100Page   88第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   89第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算3. 围焊缝承受剪力和扭矩作用时的计算围焊缝承受剪力和扭矩作用时的计算假定假定：（：（1）构件是完全刚性的，角焊缝处于弹性状态；）构件是完全刚性的，角焊缝处于弹性状态； （（2）角焊缝群上任意一点的应力方向垂直于该点与形心）角焊缝群上任意一点的应力方向垂直于该点与形心 的连线，且应力大小与连线长度的连线，且应力大小与连线长度r成正比。

成正比Page   90第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   91第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   92第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算Page   93第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算40080－200×20－100×2010Ø 截面特性计算截面特性计算截面积截面积：：上、下翼缘及腹板截面积之和上、下翼缘及腹板截面积之和中和轴（形心）位置中和轴（形心）位置：：按全截面对某轴的面积按全截面对某轴的面积矩等于各块板分别对该轴的面积矩之和求得矩等于各块板分别对该轴的面积矩之和求得惯性矩惯性矩：：各板块自身惯性矩再加上各板块面积乘以板块中心至各板块自身惯性矩再加上各板块面积乘以板块中心至中和轴距离的平方中和轴距离的平方Page   94第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算40080－200×20－100×2010各点抵抗矩各点抵抗矩：：惯性矩除以该点至中和轴的距离惯性矩除以该点至中和轴的距离各点面积矩各点面积矩：：该点以上（或以下）的截面积对中和轴的面积矩该点以上（或以下）的截面积对中和轴的面积矩。

如按如按b b点以下面积矩计算，点以下面积矩计算，中和轴以上部分取负值，以下部分取正值中和轴以上部分取负值，以下部分取正值Page   95第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算3002002005.63005.65.6200Page   96第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算3002002005.63005.65.6200Page   97第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算3002002005.63005.65.6200Page   98第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝的构造与计算问题：问题：图图1中应验算中应验算 点的角焊缝强度？点的角焊缝强度？图图2中应验算中应验算 点的角焊缝强度？点的角焊缝强度？Page   99第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算3.4 对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算一、对接焊缝的构造一、对接焊缝的构造用引弧板焊接用引弧板焊接对接焊缝的坡口形式对接焊缝的坡口形式钢板的拼接钢板的拼接>4mmPage   100附附1010：带引弧板的对接焊缝连接：带引弧板的对接焊缝连接Page   101第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算二、焊透的对接焊缝的计算二、焊透的对接焊缝的计算对接焊缝是焊件截面的组成部分，焊缝中的应力分布情况与对接焊缝是焊件截面的组成部分，焊缝中的应力分布情况与焊件的情况相同，其计算方法与构件的强度计算一样。

焊件的情况相同，其计算方法与构件的强度计算一样1、轴心受力的对接焊缝计算、轴心受力的对接焊缝计算（（1）正对接焊缝）正对接焊缝通过一、二级检验的对接焊缝的强度可以认为与母材等强度，通过一、二级检验的对接焊缝的强度可以认为与母材等强度，连接不必验算连接不必验算 Page   102第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算（（2）斜对接焊缝）斜对接焊缝如果用正对接焊缝不能满足强度要求，如果用正对接焊缝不能满足强度要求，可采用斜对接焊缝可采用斜对接焊缝Page   103第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算2. 承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝分别验算分别验算最大正应力最大正应力和和最大剪应力最大剪应力，对于同时受有较大正应力和，对于同时受有较大正应力和较大剪应力处，还应验算较大剪应力处，还应验算折算应力折算应力Page   104第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算Page   105第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算Page   106第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算Page   107第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算Page   108第三章 钢结构的连接3.4 对接焊缝的构造与计算问题：问题：图图1图图2 图图1、图、图2所示的对接焊缝截面，强度验算应分别验算哪些点？所示的对接焊缝截面，强度验算应分别验算哪些点？最大正应力验算：图最大正应力验算：图1 点，点， 图图2 点。

点最大剪应力验算：图最大剪应力验算：图1 点，点， 图图2 点折算应力验算：折算应力验算： 图图1 点，点， 图图2 点Page   109第三章 钢结构的连接3.5 焊接应力和焊接变形3.5 焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形2. 特点：特点：焊接应力是焊接应力是自相平衡自相平衡的一、焊接应力产生的原因和特点一、焊接应力产生的原因和特点1. 原因：原因：2.焊接过程中存在焊接过程中存在不均匀不均匀的温度场和局部高温，焊缝和的温度场和局部高温，焊缝和3.焊缝附近的钢材焊缝附近的钢材不能自由地膨胀和收缩不能自由地膨胀和收缩，受到约束而，受到约束而4.产生焊接应力产生焊接应力Page   110第三章 钢结构的连接3.5 焊接应力和焊接变形2. 降低构件的刚度降低构件的刚度二、焊接应力对结构性能的影响二、焊接应力对结构性能的影响1.对强度无影响：对强度无影响：+--Page   111第三章 钢结构的连接3.5 焊接应力和焊接变形4. 降低构件的疲劳强度降低构件的疲劳强度3. 降低构件的稳定承载力降低构件的稳定承载力5. 加剧低温冷脆加剧低温冷脆1．构件不平整，安装困难．构件不平整，安装困难2．变轴心受力构件为偏心受力构件．变轴心受力构件为偏心受力构件三、焊接变形对构件工作性能的影响三、焊接变形对构件工作性能的影响Page   112第三章 钢结构的连接3.5 焊接应力和焊接变形1．设计方面．设计方面四、减少焊接应力和焊接变形的措施四、减少焊接应力和焊接变形的措施（（1）对称布置焊缝，减小变形）对称布置焊缝，减小变形 （（2）焊缝不宜过于集中，）焊缝不宜过于集中，不要出现三向交叉焊缝不要出现三向交叉焊缝 （（3）注意施焊方便，以保证焊接质量）注意施焊方便，以保证焊接质量 2．制造方面．制造方面（（1）焊前预热）焊前预热（（2）焊后热处理）焊后热处理 （（3）焊后机械校正）焊后机械校正（（4）合理施焊顺序）合理施焊顺序（（5）焊前反变形）焊前反变形Page   113第三章 钢结构的连接3.6 螺栓连接的构造3.6 螺栓连接的构造螺栓连接的构造3. 施工要求施工要求：螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装：螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装 2. 构造要求构造要求：螺栓间距不能太大，避免压不紧潮气进入导致腐蚀：螺栓间距不能太大，避免压不紧潮气进入导致腐蚀1. 受力要求受力要求螺栓或铆钉的螺栓或铆钉的最大、最小容许距离最大、最小容许距离见见P52，表，表3.4~3.7螺栓及其孔眼图例见螺栓及其孔眼图例见P29，表，表3.3Page   114第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算Ø 普通螺栓按加工精度可分为：普通螺栓按加工精度可分为：1. 粗制螺栓（粗制螺栓（C级）级）优点优点：安装简单，便于拆装：安装简单，便于拆装缺点缺点：螺杆与钢板孔壁不够紧密，传递剪力时，连接变形较大。

螺杆与钢板孔壁不够紧密，传递剪力时，连接变形较大宜用于宜用于承受拉力承受拉力的连接中，或用于的连接中，或用于次要结构次要结构和和可拆卸结构可拆卸结构的受剪的受剪连接及安装时的连接及安装时的临时固定临时固定2. 精制螺栓（精制螺栓（ A、、B级）级）优点优点：受力性能好：受力性能好缺点缺点：安装费时费工，且费用较高安装费时费工，且费用较高目前建筑结构中已较少使用目前建筑结构中已较少使用Page   115第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算 剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓杆剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓杆垂直于垂直于力线力线Ø按受力情况分为按受力情况分为 拉力螺栓（抗拉螺栓）：拉力螺栓（抗拉螺栓）： 螺栓杆螺栓杆平行于平行于力线力线 既受剪又受拉的螺栓既受剪又受拉的螺栓抗剪连接抗剪连接——板件之间有板件之间有相互错动相互错动的趋势的趋势抗拉连接抗拉连接——板件之间有板件之间有相互脱开相互脱开的趋势的趋势Page   116第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算一、一、 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接（（1）单个螺栓的受剪工作性能）单个螺栓的受剪工作性能 4））弹塑性阶段弹塑性阶段（（3～～ 4）：）： 连接的剪切变形迅速增大，直至破坏。

连接的剪切变形迅速增大，直至破坏 1. 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能1））弹性阶段弹性阶段（（0～～1）：）： 板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力；板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力；2））滑移阶段滑移阶段（（1～～2）：）： 摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓杆与孔壁相接触，摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓杆与孔壁相接触， 滑移量取决于栓杆与孔的间距；滑移量取决于栓杆与孔的间距；3））栓杆直接传力的弹性阶段栓杆直接传力的弹性阶段（（2～～3）：）： 螺栓杆既受剪又受弯，孔壁受到挤压；螺栓杆既受剪又受弯，孔壁受到挤压；Page   117第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算（（2）受剪螺栓的破坏形式）受剪螺栓的破坏形式 1）栓杆被剪断）栓杆被剪断 2）钢板被挤压破坏（螺栓承压破坏））钢板被挤压破坏（螺栓承压破坏） 3）钢板被拉断）钢板被拉断 4）钢板被剪坏）钢板被剪坏 5）杆身弯曲破坏）杆身弯曲破坏 Page   118第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算（（3）针对以上破坏形式，应采取以下措施）针对以上破坏形式，应采取以下措施 1）通过计算保证螺栓抗剪）通过计算保证螺栓抗剪 2）通过计算保证螺栓抗挤压）通过计算保证螺栓抗挤压 3）通过计算保证板件有足够的拉压强度）通过计算保证板件有足够的拉压强度 4）螺栓端距）螺栓端距≥ ——避免钢板被拉豁避免钢板被拉豁Page   119第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2. 抗剪连接的计算抗剪连接的计算（（1）单个普通螺栓的抗剪承载力）单个普通螺栓的抗剪承载力在普通螺栓受剪的连接中，单个普通螺栓的承载力设计值应在普通螺栓受剪的连接中，单个普通螺栓的承载力设计值应取抗剪承载力和承压承载力设计值中的取抗剪承载力和承压承载力设计值中的较小值。

较小值单个普通螺栓的单个普通螺栓的抗剪抗剪承载力设计值承载力设计值单个普通螺栓的单个普通螺栓的承压承压承载力设计值承载力设计值Page   120第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算（（2）普通螺栓群的抗剪连接计算）普通螺栓群的抗剪连接计算1）普通螺栓群）普通螺栓群轴心受剪轴心受剪Page   121第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Ø 普普通通螺螺栓栓群群轴轴心心受受剪剪的的计计算算流流程程Page   122第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算340Page   123第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算120 120 5050340Page   124第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2）普通螺栓群）普通螺栓群偏心受剪偏心受剪Page   125第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Page   126第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Page   127第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Page   128第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Ø 普普通通螺螺栓栓群群偏偏心心受受剪剪的的计计算算流流程程Page   129第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算5050100100Page   130第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算5050100100Page   131第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Page   132第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算二、普通螺栓的抗拉连接二、普通螺栓的抗拉连接1.抗拉连接的工作性能抗拉连接的工作性能Ø 抗拉螺栓的工作特点抗拉螺栓的工作特点杠杆效应杠杆效应——由于被连接件的刚度不够，在螺栓中产生附加应力。

由于被连接件的刚度不够，在螺栓中产生附加应力规范中考虑杠杆效应，降低了螺栓的抗拉强度，同时要求设计规范中考虑杠杆效应，降低了螺栓的抗拉强度，同时要求设计中应采取构造措施以减少不利影响中应采取构造措施以减少不利影响 抗拉螺栓连接中，外力使被连接件的抗拉螺栓连接中，外力使被连接件的接触面互相脱离而使螺栓受拉，最后接触面互相脱离而使螺栓受拉，最后螺栓杆被拉断而破坏螺栓杆被拉断而破坏Page   133第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2. 抗拉连接的计算抗拉连接的计算（（1）单个普通螺栓的抗拉承载力）单个普通螺栓的抗拉承载力Page   134第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算（（2）普通螺栓群的抗拉连接计算）普通螺栓群的抗拉连接计算1）普通螺栓群）普通螺栓群轴心受拉轴心受拉Page   135第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算假定：假定：①①在弯矩作用下，板件绕在弯矩作用下，板件绕最边缘最边缘的螺栓旋转的螺栓旋转 ；； ②②每个螺栓受力大小与其到旋转中心的距离成正比每个螺栓受力大小与其到旋转中心的距离成正比。

2）普通螺栓群）普通螺栓群弯矩受拉弯矩受拉Page   136第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算3）普通螺栓群）普通螺栓群偏心受拉偏心受拉Page   137第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算Page   138第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算三、既受剪又受拉的普通螺栓连接三、既受剪又受拉的普通螺栓连接Page   139第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2001001001001005050Page   140第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2001001001001005050Page   141第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2001001001001005050Page   142第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算2001001001001005050Page   143第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算5×80=400Page   144第三章 钢结构的连接3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算5×80=400Page   145第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算一、高强螺栓的构造一、高强螺栓的构造 优质碳素钢：优质碳素钢：8.8级级 8.8S材料材料 合金结构钢：合金结构钢：10.9级（韧性差，只用一次）级（韧性差，只用一次）10.9S 在摩擦阻力被克服后继续靠栓杆承受荷载，承载力高，连接变形在摩擦阻力被克服后继续靠栓杆承受荷载，承载力高，连接变形比摩擦型的大。

比摩擦型的大仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接 采用高强度钢材制作的螺栓称为高强螺栓采用高强度钢材制作的螺栓称为高强螺栓Ø高强度螺栓的高强度螺栓的连接形式连接形式分为两种：分为两种：只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力，只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力， 摩擦阻力被克服即为破坏摩擦阻力被克服即为破坏1. 摩擦型连接摩擦型连接2. 承压型连接承压型连接Page   146第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算Ø高强螺栓的设计准则：高强螺栓的设计准则： 以荷载设计值引起的剪力不超以荷载设计值引起的剪力不超 过摩擦阻力为设计准则过摩擦阻力为设计准则 1. 高强度螺栓高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接（（0~1）） 以连接达到破坏的极限状态为以连接达到破坏的极限状态为 设计准则设计准则 2. 高强度螺栓高强度螺栓承压型连接承压型连接（（0~4）） 高强度螺栓高强度螺栓承压型连接承压型连接的的预拉力的的预拉力P P 和连接处构件接触面的和连接处构件接触面的处理方法应与高强度螺栓处理方法应与高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接相同。

相同Page   147第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算二、预拉力的建立二、预拉力的建立1.转角法转角法：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需角度，在：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需角度，在2. 实际工程中采用固定转角，不精确实际工程中采用固定转角，不精确 2. 扭矩法扭矩法：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需扭矩，制：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需扭矩，制 做特殊扳手，如机械扳手，光电扳手等做特殊扳手，如机械扳手，光电扳手等 3. 扭剪型高强螺栓扭剪型高强螺栓：一种特制螺栓，用特殊扳手，拧断为止：一种特制螺栓，用特殊扳手，拧断为止 ——预拉力建立完成预拉力建立完成Page   148附附1111：扭剪型高强度螺栓：扭剪型高强度螺栓Page   149第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算三、高强度螺栓的计算三、高强度螺栓的计算1.高强度螺栓的抗剪计算高强度螺栓的抗剪计算（（1）高强度螺栓）高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接Page   150第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算（（2）高强度螺栓）高强度螺栓承压型连接承压型连接Page   151第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算2. 高强度螺栓的抗拉计算高强度螺栓的抗拉计算（（1）高强度螺栓）高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接（（2）高强度螺栓）高强度螺栓承压型连接承压型连接Page   152第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算3. 同时承受剪力和拉力的高强度螺栓计算同时承受剪力和拉力的高强度螺栓计算（（1）高强度螺栓）高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接（（2）高强度螺栓）高强度螺栓承压型连接承压型连接Page   153第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算1. 高强螺栓群在弯矩作用下的计算高强螺栓群在弯矩作用下的计算2. 高强螺栓群偏心受拉的计算高强螺栓群偏心受拉的计算四、高强螺栓群的计算四、高强螺栓群的计算Page   154第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算3. 高强螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用下的计算高强螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用下的计算（（1）高强度螺栓）高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接（（2）高强度螺栓）高强度螺栓承压型连接承压型连接Page   155第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算5050100100Page   156第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算5050100100Page   157第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算Page   158第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算80808080Page   159第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算80808080Page   160第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算80808080Page   161第三章 钢结构的连接3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算80808080作业：作业：P69~70，习题，习题3.1、、3.2、、3.5、、3.6、、3.7、、3.8、、3.9Page   162第4章 轴心受力构件4.轴心受力构件4.1 概述概述4.2 轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度和刚度4.3 轴心受压构件的稳定轴心受压构件的稳定4.4 轴心受压柱的设计轴心受压柱的设计4.5 柱头和柱脚柱头和柱脚Page   163第4章 轴心受力构件4.1 概述4.1 概述概述 轴心受拉构件轴心受拉构件：桁架拉杆、网架、塔架：桁架拉杆、网架、塔架 轴心受压构件轴心受压构件：桁架压杆、工作平台柱、各种结构柱：桁架压杆、工作平台柱、各种结构柱承载能力极限状态：承载能力极限状态： 强度、稳定强度、稳定正常使用极限状态：刚度正常使用极限状态：刚度一、轴心受力构件的特点一、轴心受力构件的特点轴心受拉构件轴心受拉构件：强度：强度、刚度、刚度控制控制轴心受压构件轴心受压构件：强度：强度、刚度、刚度、稳定必须同时满足、稳定必须同时满足轴心受力构件应满足两个极限状态：轴心受力构件应满足两个极限状态：Page   164第4章 轴心受力构件4.1 概述实腹式构件实腹式构件：单个型钢截面：单个型钢截面 焊接组合截面焊接组合截面 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢二、轴心受力构件的截面形式二、轴心受力构件的截面形式格构式构件格构式构件三、柱的组成三、柱的组成Page   165Page   166Page   167Page   168第4章 轴心受力构件4.2 轴心受力构件的强度和刚度4.2 轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度和刚度一、强度计算一、强度计算 Page   169第4章 轴心受力构件4.2 轴心受力构件的强度和刚度Ø 关于净截面面积关于净截面面积Page   170第4章 轴心受力构件4.2 轴心受力构件的强度和刚度Ø 用摩擦型连接高强度螺栓连接的构件的强度计算用摩擦型连接高强度螺栓连接的构件的强度计算 构件净截面上所受的力应扣去已传走的力构件净截面上所受的力应扣去已传走的力同时还应验算构件截面无削弱处的强度：同时还应验算构件截面无削弱处的强度：孔前传力孔前传力————由于摩擦型连接高强度螺栓是靠摩擦力传力的，由于摩擦型连接高强度螺栓是靠摩擦力传力的， 每个螺栓所传的力已由摩擦力在螺栓孔前传走。

每个螺栓所传的力已由摩擦力在螺栓孔前传走用摩擦型连接高强度螺栓连接的构件，存在用摩擦型连接高强度螺栓连接的构件，存在孔前传力孔前传力Page   171第4章 轴心受力构件4.2 轴心受力构件的强度和刚度ⅠⅠⅡⅡPage   172第4章 轴心受力构件4.2 轴心受力构件的强度和刚度ⅠⅠⅡⅡPage   173第4章 轴心受力构件4.2 轴心受力构件的强度和刚度二、刚度计算二、刚度计算 受拉和受压构件的刚度是以保证其长细比限值受拉和受压构件的刚度是以保证其长细比限值 来实现的来实现的Page   174第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定4.3 轴心受压构件的稳定轴心受压构件的稳定第二类稳定第二类稳定——由于初始缺陷，压杆一开始就是偏心受力，没由于初始缺陷，压杆一开始就是偏心受力，没 有平衡分枝现象，变形从小到大，直到失稳破有平衡分枝现象，变形从小到大，直到失稳破 坏为止 计算方法：极限平衡法计算方法：极限平衡法稳定问题分为两类：稳定问题分为两类：第一类稳定第一类稳定——由直杆平衡转为微微弯曲的平衡，即发生平衡由直杆平衡转为微微弯曲的平衡，即发生平衡 形式的转移，变形从无到有，称为平衡分枝现形式的转移，变形从无到有，称为平衡分枝现 象，这种失稳通常称为屈曲。

象，这种失稳通常称为屈曲 计算方法：欧拉临界力计算方法：欧拉临界力Page   175第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定两端铰接两端铰接的等截面轴心压杆的屈曲临界力为：的等截面轴心压杆的屈曲临界力为：对于其它支承情况：对于其它支承情况：欧拉临界应力欧拉临界应力Ø 欧拉（欧拉（Euler）临界力）临界力——理想轴心压杆弯曲屈曲临界力理想轴心压杆弯曲屈曲临界力理想轴心压杆的稳定曲线Page   176第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定一、轴心受压构件的整体稳定一、轴心受压构件的整体稳定1. 理想轴心受压构件理想轴心受压构件理想的轴心压杆理想的轴心压杆——等截面、无初始变形、无初偏心、无残余等截面、无初始变形、无初偏心、无残余 应力、材质均匀的轴心压杆应力、材质均匀的轴心压杆由于截面形式不同，轴心受压构件丧失整体稳定的形式有三种由于截面形式不同，轴心受压构件丧失整体稳定的形式有三种:弯曲屈曲弯曲屈曲：双轴对称截面（工字钢）：双轴对称截面（工字钢）弯扭屈曲弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）扭转屈曲扭转屈曲：十字形：十字形理想轴心压杆的稳定属于第一类稳定问题理想轴心压杆的稳定属于第一类稳定问题Page   177第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定2. 实际轴心受压构件实际轴心受压构件实际轴心受压构件存在初始缺陷，这些初始缺陷包括：实际轴心受压构件存在初始缺陷，这些初始缺陷包括：初弯曲、初偏心、残余应力初弯曲、初偏心、残余应力由于存在初始缺陷，实际轴心压杆的失稳属于第二类稳定问题由于存在初始缺陷，实际轴心压杆的失稳属于第二类稳定问题Page   178第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定Ø 初始缺陷对轴心压杆稳定极限承载力的影响：初始缺陷对轴心压杆稳定极限承载力的影响：1））初弯曲初弯曲和和初偏心初偏心的影响的影响初弯曲（初偏心）越大，则变形越大，承载力越小。

初弯曲（初偏心）越大，则变形越大，承载力越小无论初弯曲（初偏心）多么小，无论初弯曲（初偏心）多么小，压力一开始就产生挠曲，并随荷载增大而增大压力一开始就产生挠曲，并随荷载增大而增大Page   179第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定2））残余应力残余应力的影响的影响按有效截面的惯性矩按有效截面的惯性矩 近似计算两端铰接的近似计算两端铰接的等截面轴压构件的临界力和临界应力：等截面轴压构件的临界力和临界应力：由于由于k<1k<1，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴严重得多严重得多Page   180第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定3. 轴心受压构件整体稳定的计算轴心受压构件整体稳定的计算对于具有截面削弱的构件，在满足对于具有截面削弱的构件，在满足 之后，之后，还需验算还需验算轴心受压构件的应力应不大于构件整体稳定的临界应力：轴心受压构件的应力应不大于构件整体稳定的临界应力：Page   181第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定Ø 构件长细比的确定：构件长细比的确定：（（1）截面为双轴对称或极对称的构件：）截面为双轴对称或极对称的构件：（（2）截面为单轴对称的构件：）截面为单轴对称的构件：截面剪心和形心不重合的构件，沿形心纵轴截面剪心和形心不重合的构件，沿形心纵轴受压时必须考虑绕受压时必须考虑绕对称轴（对称轴（y轴）轴）发生发生弯扭屈曲弯扭屈曲的可能性。

的可能性构件绕构件绕非对称轴（非对称轴（x轴）轴）仍然发生仍然发生弯曲屈曲弯曲屈曲Page   182第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定把按弹性稳定理论算得的弯扭屈曲临界力换算成为长细比较大的把按弹性稳定理论算得的弯扭屈曲临界力换算成为长细比较大的弯曲屈曲杆件，再按弯曲屈曲杆件，再按换算长细比换算长细比从规范中查得相应的稳定系数从规范中查得相应的稳定系数轴压弯扭屈曲的实用计算方法是：轴压弯扭屈曲的实用计算方法是：Page   183第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定Page   184第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定Page   185第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定b1>b2b2Page   186第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定2b2bttPage   187第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定200020002000Page   188第4章 轴心受力构件5.3 轴心受压构件的稳定Page   189第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定Page   190第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定二、轴心受压构件的局部稳定二、轴心受压构件的局部稳定1. 局部稳定性局部稳定性轴心受压构件的截面大多由若干矩形平面薄板所组成，这些组轴心受压构件的截面大多由若干矩形平面薄板所组成，这些组成板件分别受到沿纵向作用于板件中面的均匀压力。

当压力大成板件分别受到沿纵向作用于板件中面的均匀压力当压力大到一定程度时，在构件尚未丧失整体稳定性之前，个别板件可到一定程度时，在构件尚未丧失整体稳定性之前，个别板件可能先不能保持其平面平衡状态而发生波形凸曲，丧失了稳定性能先不能保持其平面平衡状态而发生波形凸曲，丧失了稳定性这种现象称作构件失去这种现象称作构件失去局部稳定性局部稳定性Page   191第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定二、轴心受压构件的局部稳定二、轴心受压构件的局部稳定2. 均匀受压板件的临界应力均匀受压板件的临界应力在单向压应力作用下，板件的临界应力为：在单向压应力作用下，板件的临界应力为：Page   192第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定3. 轴心压杆的局部稳定轴心压杆的局部稳定轴心压杆局部稳定计算采用等稳定准则，即保证板件的局部轴心压杆局部稳定计算采用等稳定准则，即保证板件的局部失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界应力失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界应力以工字形截面的轴压构件为例：（以工字形截面的轴压构件为例：（P125，表，表5.5））（（1）翼缘板）翼缘板——三边简支，一边自由的均匀受压板三边简支，一边自由的均匀受压板Page   193第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定（（2）腹板）腹板——两边简支，两边弹性嵌固的均匀受压板两边简支，两边弹性嵌固的均匀受压板Page   194第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定6000—460×16—500×22Page   195第4章 轴心受力构件4.3 轴心受压构件的稳定6000—460×16—500×22Page   196第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计4.4 轴心受压柱的设计轴心受压柱的设计对于一个轴心受压构件，有三种可能出现的问题对于一个轴心受压构件，有三种可能出现的问题:①① 已知荷载、截面，验算截面。

已知荷载、截面，验算截面②② 已知截面求承载力已知截面求承载力③③ 已知荷载设计截面已知荷载设计截面 一、实腹柱设计一、实腹柱设计1.截面形式截面形式实腹式轴心受压柱一般采用双轴对称截面，应考虑以下几个原则：实腹式轴心受压柱一般采用双轴对称截面，应考虑以下几个原则：①① 面积的分布应尽量开展面积的分布应尽量开展②② 使两个主轴方向等稳定性使两个主轴方向等稳定性③③ 便于与其他构件进行连接便于与其他构件进行连接④④ 尽可能构造简单，制造省工，取材方便尽可能构造简单，制造省工，取材方便2. 截面设计截面设计Page   197第五章 轴心受力构件5.4 轴心受压柱的设计对对于于第第①①②②种种情情况况的的计计算算框框图图Page   198第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计对对于于第第③③种种情情况况的的计计算算框框图图调整截面Page   199第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Ø 构造要求：构造要求：Page   200第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计4000200020001 11-1Page   201第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   202第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   203第五章 轴心受力构件5.4 轴心受压柱的设计屋架上弦杆屋架上弦杆AB（（l=5m）轴心受压，）轴心受压，在屋架平面内的计算长度？在屋架平面内的计算长度？在屋架平面外的计算长度？在屋架平面外的计算长度？Page   204第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计1. 格构柱的截面形式格构柱的截面形式格构柱由缀材和柱肢组成，穿过柱肢板的轴为格构柱由缀材和柱肢组成，穿过柱肢板的轴为实轴实轴，穿，穿过缀材平面的轴为过缀材平面的轴为虚轴虚轴。

缀条式缀条式格构柱格构柱根据缀材的不同，格构柱分为根据缀材的不同，格构柱分为 缀板式缀板式格构柱格构柱二、格构柱设计二、格构柱设计Page   205第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计2. 格构柱绕虚轴的换算长细比格构柱绕虚轴的换算长细比格构柱绕实轴的整体稳定计算与实腹柱相同，格构柱绕实轴的整体稳定计算与实腹柱相同，绕虚轴的整体稳定应采用绕虚轴的整体稳定应采用换算长细比换算长细比进行计算进行计算1) 双肢格构柱的换算长细比双肢格构柱的换算长细比Page   206第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Ø采用以上公式计算双肢格构柱的换算长细比时应保证：采用以上公式计算双肢格构柱的换算长细比时应保证：①① 斜缀条与柱轴线间斜缀条与柱轴线间的夹角的夹角 应在应在400～～700之间；之间；Page   207第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计②② 缀板线刚度之和缀板线刚度之和应大于应大于6倍倍的的分肢线刚度分肢线刚度。

Page   208第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计3 格构式轴心受压构件的分肢稳定格构式轴心受压构件的分肢稳定分肢稳定承载力不小于整体稳定承载力分肢稳定承载力不小于整体稳定承载力Page   209第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计4. 缀材设计缀材设计(1) 轴心受压格构柱的横向剪力轴心受压格构柱的横向剪力(2) 缀条的设计缀条的设计缀条式格构柱可看作桁架体系，柱肢是桁架弦杆，缀条是腹杆缀条式格构柱可看作桁架体系，柱肢是桁架弦杆，缀条是腹杆Page   210第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计按按轴心压杆轴心压杆选择缀条截面选择缀条截面缀条一般采用缀条一般采用单角钢单角钢，考虑到偏心受力和受压时的弯扭，按轴心，考虑到偏心受力和受压时的弯扭，按轴心受力构件设计时，强度设计值应乘以折减系数受力构件设计时，强度设计值应乘以折减系数 : :Page   211第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计缀板式格构柱可看作多层框架，柱肢是框架柱，缀板是横梁缀板式格构柱可看作多层框架，柱肢是框架柱，缀板是横梁3) 缀板的设计缀板的设计Page   212第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计5. 柱的横隔柱的横隔横隔一般用钢板或交叉角钢做成。

横隔一般用钢板或交叉角钢做成横隔间距横隔间距≤截面较大宽度的截面较大宽度的9倍或倍或8m每个运输单元的端部都应设置横隔每个运输单元的端部都应设置横隔Page   213第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计压压柱柱计计算算框框图图格格构构式式轴轴心心受受Page   214第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计400020002000Page   215第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   216第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   217第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   218第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   219第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计Page   220第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计L45×4Page   221第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计864Page   222第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计864Page   223第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计864Page   224第4章 轴心受力构件4.4 轴心受压柱的设计864焊缝计算截面焊缝计算截面Page   225第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚5.5 柱头和柱脚柱头和柱脚一、梁和柱的连接一、梁和柱的连接加劲肋10-2021突缘填板（（1）梁支承在柱顶）梁支承在柱顶1 梁和柱的铰接连接梁和柱的铰接连接Page   226第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚承托梁端突缘填板（（2）梁和柱的侧面连接）梁和柱的侧面连接Page   227第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚2 梁和柱的刚接连接梁和柱的刚接连接Page   228第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚Page   229第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚1 铰接柱脚铰接柱脚二、柱脚二、柱脚Page   230第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚Page   231第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚Page   232第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚2 刚接柱脚刚接柱脚Page   233第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚（（1）底板的计算）底板的计算1 1）底板的面积）底板的面积底板的面积决定于基础材料的抗压能力底板的面积决定于基础材料的抗压能力Page   234第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚2 2）底板的厚度）底板的厚度底板的厚度由板的抗弯强度决定，将底板分为不同的区格底板的厚度由板的抗弯强度决定，将底板分为不同的区格Page   235第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚Page   236第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚Page   237第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚（（2）） 靴梁的计算靴梁的计算（（3）隔板与肋板的计算）隔板与肋板的计算靴梁可作为承受底面焊缝传来的均布力靴梁可作为承受底面焊缝传来的均布力并并支承于柱边的双悬臂简支梁支承于柱边的双悬臂简支梁计算。

计算靴梁的高度由其与柱边连接所需的焊缝靴梁的高度由其与柱边连接所需的焊缝长度确定靴梁的厚度比柱翼缘厚度略小长度确定靴梁的厚度比柱翼缘厚度略小隔板可作为隔板可作为支承于靴梁上的简支梁支承于靴梁上的简支梁，荷载，荷载按图中阴影面积的底板反力计算按图中阴影面积的底板反力计算隔板的厚度不得小于其宽度的隔板的厚度不得小于其宽度的1/50，与靴梁，与靴梁等厚或略薄，高度比靴梁略小等厚或略薄，高度比靴梁略小肋板可按悬臂梁计算，荷载为图中阴影部分肋板可按悬臂梁计算，荷载为图中阴影部分的底板反力的底板反力Page   238第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚（（4）） 焊缝的计算焊缝的计算焊缝承受柱的内力，采用角焊缝计算时，焊缝分成两部分：焊缝承受柱的内力，采用角焊缝计算时，焊缝分成两部分：一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝，按柱的轴心压力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝，按柱的轴心压力N计算另一部分是靴梁与底板连接的水平焊缝，也按柱的轴心压力另一部分是靴梁与底板连接的水平焊缝，也按柱的轴心压力N计算柱与底板直接连接的焊缝，因质量不能保证，柱端与底板可能柱与底板直接连接的焊缝，因质量不能保证，柱端与底板可能有较大的缝隙，可偏安全地不考虑受力。

有较大的缝隙，可偏安全地不考虑受力Page   239第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚Page   240第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚78783201212140140320①①②②③③Page   241第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚78783201212140140320①①②②③③Page   242第五章 轴心受力构件5.5 柱头和柱脚78783201212140140320①①②②③③Page   243第六章 受弯构件6.受弯构件6.1 受弯构件的形式和应用受弯构件的形式和应用6.2 梁的强度和刚度梁的强度和刚度6.3 梁的整体稳定梁的整体稳定6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计梁的局部稳定和腹板加劲肋设计6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计考虑腹板屈曲后强度的梁设计6.6 型钢梁的设计型钢梁的设计6.7 组合梁的设计组合梁的设计6.8 梁的拼接、连接和支座梁的拼接、连接和支座Page   244第六章 受弯构件6.1 受弯构件的形式和应用6.1 受弯构件的形式和应用受弯构件的形式和应用梁梁——承受承受横向荷载横向荷载的实腹式受弯构件。

的实腹式受弯构件桁架桁架——承受承受横向荷载横向荷载的格构式受弯构件的格构式受弯构件按按功能功能分为：楼盖梁、平台梁、吊车梁、檩条、墙架梁分为：楼盖梁、平台梁、吊车梁、檩条、墙架梁按按制作方法制作方法分为：型钢梁、组合梁分为：型钢梁、组合梁Page   245第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度6.2 梁的强度和刚度梁的强度和刚度一、梁的强度一、梁的强度1. 梁的抗弯强度梁的抗弯强度实腹梁的截面正应力发展过程分为实腹梁的截面正应力发展过程分为弹性弹性、、弹塑性弹塑性和和塑性塑性三个阶段三个阶段ttwhyσ≤f bf ydcf yyf dyf yσ≤f Page   246第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度（（1）） 弹性设计（需要验算疲劳的梁）弹性设计（需要验算疲劳的梁）（（2）） 塑性设计塑性设计允许截面允许截面部分发展塑性部分发展塑性，塑性发展区高度，塑性发展区高度Page   247第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度ttwhb为了避免梁受压翼缘的为了避免梁受压翼缘的局部失稳局部失稳出现在出现在强度破坏强度破坏之前：之前：Page   248第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度2. 梁的抗剪强度梁的抗剪强度在主平面内受弯的梁，其抗剪强度应按下式计算在主平面内受弯的梁，其抗剪强度应按下式计算：：Page   249第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度3. 梁的局部承压强度梁的局部承压强度h 0twahyRaFhy当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算：的局部承压强度应按下式计算：Page   250第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度4. 梁在复杂应力作用下的强度计算梁在复杂应力作用下的强度计算在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力时，按下式验和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力时，按下式验算折算应力：算折算应力：Page   251第六章 受弯构件6.2 梁的强度和刚度梁的刚度用荷载作用下的挠度大小来衡量。

梁的刚度用荷载作用下的挠度大小来衡量二、梁的刚度二、梁的刚度Page   252第5章 受弯构件5.2 梁的强度和刚度－14×250－8×1000－14×250－12×300－12×300截面截面ⅠⅠ截面截面ⅡⅡxx－8×1000xxPage   253第5章 受弯构件5.2 梁的强度和刚度－14×250－8×1000－14×250－12×300－12×300截面截面ⅠⅠ截面截面ⅡⅡxx－8×1000xxPage   254第5章 受弯构件5.2 梁的强度和刚度6m6m6mPage   255第5章 受弯构件5.2 梁的强度和刚度6m6m6mPage   256第5章 受弯构件5.2 梁的强度和刚度6m6m6mPage   257第5章 受弯构件5.2 梁的强度和刚度Page   258第5章 受弯构件5.3 梁的整体稳定5.3 梁的整体稳定梁的整体稳定一、梁整体稳定的概念一、梁整体稳定的概念双轴对称工字形截面简支梁纯弯，支座为夹支座（只能绕双轴对称工字形截面简支梁纯弯，支座为夹支座（只能绕x x轴，轴，y y轴转动，不能绕轴转动，不能绕z z轴转动，只能自由挠曲，不能扭转）。

轴转动，只能自由挠曲，不能扭转）Ø 梁整体失稳的现象梁整体失稳的现象：： 侧向弯曲，伴随扭转侧向弯曲，伴随扭转——出平面的弯扭屈曲出平面的弯扭屈曲Page   259Page   260第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Ø 双轴对称工字形截面简支梁纯弯曲时的双轴对称工字形截面简支梁纯弯曲时的临界弯矩临界弯矩Page   261第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定二、梁整体稳定的保证二、梁整体稳定的保证规范规定，当符合下列情况之一时，不必计算梁的整体稳定：规范规定，当符合下列情况之一时，不必计算梁的整体稳定：1.有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘并与其牢固连接，能阻止梁有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向侧移时；受压翼缘的侧向侧移时；2. 工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度 与其宽度与其宽度 之比不之比不超过超过P152，表，表6.2所规定的数值时；所规定的数值时；3. 箱形截面简支梁，其截面尺寸满足箱形截面简支梁，其截面尺寸满足 时。

时Page   262第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定三、梁整体稳定的计算方法三、梁整体稳定的计算方法Page   263第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Ø 梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 的计算的计算（见（见P316，附录，附录3））1.1.焊接工字形等截面简支梁和扎制焊接工字形等截面简支梁和扎制H H型钢简支梁型钢简支梁Page   264第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定2. 2. 轧制普通工字钢简支梁轧制普通工字钢简支梁4. 4. 双轴对称工字形等截面（含双轴对称工字形等截面（含H H型钢）悬臂梁型钢）悬臂梁3. 3. 轧制槽钢简支梁轧制槽钢简支梁Page   265第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Ø 影响梁整体稳定承载力的因素影响梁整体稳定承载力的因素<1. 荷载的类型荷载的类型2. 荷载作用位置荷载作用位置3. 梁的截面形式梁的截面形式4. 梁受压翼缘侧向支承点间的距离梁受压翼缘侧向支承点间的距离5. 端部支承条件端部支承条件6. 初始缺陷初始缺陷7. 钢材强度钢材强度Page   266第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定6m6m6mPage   267第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定6m6m6mPage   268第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Page   269第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Page   270第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Page   271第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Page   272第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Page   273第5章 受弯构件5.3 梁整体稳定Page   274第六章 受弯构件6.3 梁整体稳定－200×10－250×6－200×10xxPage   275第六章 受弯构件6.3 梁整体稳定－200×10－250×6－200×10xxPage   276第六章 受弯构件6.3 梁整体稳定－200×10－250×6－200×10xxPage   277第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计梁的局部稳定和腹板加劲肋设计一、受压翼缘的局部稳定一、受压翼缘的局部稳定Page   278第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计梁受压翼缘板的局部稳定计算采用强度准则，即保证受压翼缘的梁受压翼缘板的局部稳定计算采用强度准则，即保证受压翼缘的局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度。

局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度1. 工字形截面梁的受压翼缘工字形截面梁的受压翼缘 三边简支，一边自由的均匀受压板三边简支，一边自由的均匀受压板Page   279第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计2. 箱形截面梁的受压翼缘箱形截面梁的受压翼缘 受压翼缘的局部稳定不满足，受压翼缘的局部稳定不满足，可加大翼缘板的厚度可加大翼缘板的厚度四边简支的均匀受压板四边简支的均匀受压板Page   280第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计二、二、 腹板的局部稳定腹板的局部稳定梁腹板受到梁腹板受到弯曲正应力弯曲正应力、、剪应力和局部剪应力和局部压应力压应力的作用，在这些应力的作用下，的作用，在这些应力的作用下，梁腹板的失稳形式如图所示梁腹板的失稳形式如图所示Page   281第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计1. 腹板加劲肋的配置腹板加劲肋的配置横向加劲肋横向加劲肋：防止由：防止由剪应力剪应力和和局部压应力局部压应力引起的腹板失稳；引起的腹板失稳；纵向加劲肋纵向加劲肋：防止由：防止由弯曲压应力弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布置引起的腹板失稳，通常布置 在受压区；在受压区；短加劲肋短加劲肋：： 防止防止局部压应力局部压应力引起的失稳，布置在受压区。

引起的失稳，布置在受压区同时布置有横向加劲肋和纵向加劲肋时，同时布置有横向加劲肋和纵向加劲肋时，断纵不断横断纵不断横提高梁腹板局部稳定可采取以下措施：提高梁腹板局部稳定可采取以下措施：①① 加大腹板厚度加大腹板厚度——不经济不经济②② 设置加劲肋设置加劲肋——经济有效经济有效Page   282第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计2. 保证腹板局部稳定的条件保证腹板局部稳定的条件梁腹板的局部稳定计算采用强度准则，即保证腹板的局部失稳梁腹板的局部稳定计算采用强度准则，即保证腹板的局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度临界应力不低于钢材的屈服强度Page   283第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计Page   284第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计Page   285第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计根据以上分析，可得到以下结论：根据以上分析，可得到以下结论：Page   286第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计考虑到几种应力同时作用的情况，并考虑工程设计经验，规范对考虑到几种应力同时作用的情况，并考虑工程设计经验，规范对在梁腹板上配置加劲肋作了以下规定：在梁腹板上配置加劲肋作了以下规定：Page   287第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计3. 腹板局部稳定计算腹板局部稳定计算加劲肋有三种布置情况，分别进行腹板局部稳定验算。

加劲肋有三种布置情况，分别进行腹板局部稳定验算1 1）仅用横向加劲肋加强的腹板）仅用横向加劲肋加强的腹板Page   288第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计Page   289第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计BAPage   290第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计ABPage   291第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计Page   2926.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   2936.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   2946.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计（（2 2）同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板）同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板应分别计算区格应分别计算区格ⅠⅠ和区格和区格ⅡⅡ的局部稳定性的局部稳定性第六章 受弯构件Page   2956.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   2966.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   2976.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   2986.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   2996.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3006.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3016.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3026.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件（（3 3）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格Page   3036.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3046.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3056.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3066.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作用应力和相应的计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作用应力和相应的临界应力，使其满足稳定条件。

临界应力，使其满足稳定条件Page   3076.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件三、加劲肋的构造和截面尺寸三、加劲肋的构造和截面尺寸Page   3086.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3096.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3106.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件四、支承加劲肋的计算四、支承加劲肋的计算1. 按轴心压杆计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性按轴心压杆计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性2. 支承加劲肋的端面承压强度支承加劲肋的端面承压强度 按下式计算：按下式计算：3. 支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承受全部集中力或支反力支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承受全部集中力或支反力 进行计算，假定应力沿焊缝长度均匀分布进行计算，假定应力沿焊缝长度均匀分布支承加劲肋支承加劲肋——承受固定集中荷载或支座反力的横向加劲肋承受固定集中荷载或支座反力的横向加劲肋Page   3116.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3126.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3136.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3146.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3156.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3166.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3176.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3186.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3196.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3206.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3216.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   322第六章 受弯构件6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计考虑腹板屈曲后强度的梁设计一、薄板的屈曲后强度一、薄板的屈曲后强度屈曲后强度屈曲后强度——板屈曲后还会有很大的承载能力。

板屈曲后还会有很大的承载能力板的屈曲后强度来源于板内横向的板的屈曲后强度来源于板内横向的薄膜张力薄膜张力直接承受动力荷载的构件不应考虑板件屈曲后强度直接承受动力荷载的构件不应考虑板件屈曲后强度Page   323第六章 受弯构件二、梁腹板在剪力作用下屈曲后的抗剪承载力二、梁腹板在剪力作用下屈曲后的抗剪承载力到达极限状态时，梁的到达极限状态时，梁的上下翼缘上下翼缘如同桁架的如同桁架的上下弦上下弦，，横向加劲肋横向加劲肋如同如同受压竖杆受压竖杆，失稳区段内的，失稳区段内的斜向张力带斜向张力带起到起到受拉斜杆受拉斜杆的作用《钢结构设计规范》（《钢结构设计规范》（GB50017-2003）采用简化的计算方法，）采用简化的计算方法， 梁腹板抗剪承载力设计值梁腹板抗剪承载力设计值Vu由下列公式计算：由下列公式计算：6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计Page   324第六章 受弯构件三、梁腹板在弯矩作用下屈曲后的抗弯承载力三、梁腹板在弯矩作用下屈曲后的抗弯承载力受纯弯曲作用下的腹板区段，腹板发生屈曲时的临界应力小于钢材受纯弯曲作用下的腹板区段，腹板发生屈曲时的临界应力小于钢材的屈服强度。

当弯矩继续增加时，由于腹板已经屈曲成波形，部分的屈服强度当弯矩继续增加时，由于腹板已经屈曲成波形，部分截面无力承受增大的压力截面无力承受增大的压力按梁腹板的有效高度计算屈曲后的抗弯承载力设计值按梁腹板的有效高度计算屈曲后的抗弯承载力设计值Meu：：6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计Page   325第六章 受弯构件6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计Page   326第六章 受弯构件四、同时受弯受剪的梁腹板屈曲后的承载强度四、同时受弯受剪的梁腹板屈曲后的承载强度在剪力不超过在剪力不超过0.5Vu时，腹板抗弯屈曲后强度不下降时，腹板抗弯屈曲后强度不下降工字形截面焊接梁屈曲后承载力表达式如下：工字形截面焊接梁屈曲后承载力表达式如下：6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计Page   327第六章 受弯构件四、同时受弯受剪的梁腹板屈曲后的承载强度四、同时受弯受剪的梁腹板屈曲后的承载强度在剪力不超过在剪力不超过0.5Vu时，腹板抗弯屈曲后强度不下降时，腹板抗弯屈曲后强度不下降工字形截面焊接梁屈曲后承载力表达式如下：工字形截面焊接梁屈曲后承载力表达式如下：6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计Page   328第六章 受弯构件五、考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计五、考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计1. 横向加劲肋应在腹板两侧成对设置。

横向加劲肋应在腹板两侧成对设置2. 中间横向加劲肋所受的由斜向张力场引起的轴向压力为：中间横向加劲肋所受的由斜向张力场引起的轴向压力为：6.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计Page   3296.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   3306.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第六章 受弯构件Page   331 6.6 型钢梁的设计第六章 受弯构件6.6 型钢梁的设计型钢梁的设计一、单向弯曲型钢梁一、单向弯曲型钢梁二、双向弯曲型钢梁二、双向弯曲型钢梁型钢梁的剪应力和局部稳定一般不需验算型钢梁的剪应力和局部稳定一般不需验算Page   332 6.6 型钢梁的设计第六章 受弯构件Page   333 6.6 型钢梁的设计第六章 受弯构件Page   334 6.6 型钢梁的设计第六章 受弯构件Page   335 6.6 型钢梁的设计第六章 受弯构件Page   336 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件6.7 组合梁的设计组合梁的设计截面选择步骤为：估算梁的高度，截面选择步骤为：估算梁的高度，决定腹板的厚度和翼缘尺寸。

决定腹板的厚度和翼缘尺寸1. 梁的截面高度梁的截面高度一、试选截面一、试选截面Page   337 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件选择腹板厚度要考虑抗剪强度选择腹板厚度要考虑抗剪强度腹板厚度一般用经验公式进行估算：腹板厚度一般用经验公式进行估算：2. 腹板厚度腹板厚度Page   338 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件3. 翼缘尺寸翼缘尺寸确定翼缘尺寸时，应注意满足局部稳定的要求：确定翼缘尺寸时，应注意满足局部稳定的要求：Page   339 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件4. 截面验算截面验算梁的截面尺寸确定后，要验算截面的强度、刚度、整体稳定和梁的截面尺寸确定后，要验算截面的强度、刚度、整体稳定和局部稳定局部稳定Page   340 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件Page   341 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件Page   342 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件5. 组合梁截面沿长度的改变组合梁截面沿长度的改变梁的弯矩沿长度而变，为了节约钢材可将组合梁截面随弯矩变化梁的弯矩沿长度而变，为了节约钢材可将组合梁截面随弯矩变化而改变。

变截面梁可以改变梁宽，也可改变梁高变截面梁可以改变梁宽，也可改变梁高梁高改变时梁高改变时可使上翼缘保持一平面，支座处的高度应满抗剪强度的要求，可使上翼缘保持一平面，支座处的高度应满抗剪强度的要求，但不宜小于跨中高度的但不宜小于跨中高度的1/2梁宽改变时梁宽改变时，，主要变上下翼缘宽度，较窄翼缘宽度主要变上下翼缘宽度，较窄翼缘宽度b’ 应满足截面开始改变处的弯矩应满足截面开始改变处的弯矩M1下下的强度要求，还应验算该截面的腹板的强度要求，还应验算该截面的腹板与翼缘交接处的折算应力与翼缘交接处的折算应力Page   343 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件对于均布荷载作用下的简支梁，最对于均布荷载作用下的简支梁，最优截面改变处是离支座优截面改变处是离支座1/6跨度处梁截面一般只改变一次，对于跨度梁截面一般只改变一次，对于跨度较小的组合梁，不宜改变截面较小的组合梁，不宜改变截面多层翼缘板的梁，可用切断外层板的多层翼缘板的梁，可用切断外层板的方法来改变梁的截面方法来改变梁的截面Page   344 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件梁弯曲时，翼缘与腹板之间将产生水平剪应力。

梁弯曲时，翼缘与腹板之间将产生水平剪应力6. 焊接组合梁翼缘焊缝的计算焊接组合梁翼缘焊缝的计算Page   345 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件42004200Page   346 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件42004200Page   347 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件Page   348 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件12001240Page   349 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件12001240Page   350 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件Page   351 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件Page   352 6.7 组合梁的设计第六章 受弯构件Page   3536.8 梁的拼接、连接和支座梁的拼接、连接和支座一、梁的拼接一、梁的拼接 1. 型钢梁的拼接型钢梁的拼接第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   3542. 焊接组合梁的拼接焊接组合梁的拼接第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   355第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   356第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   357第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   358第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   359第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座二二 次次梁梁和和主主梁梁的的连连接接Page   360第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   361第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   362第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   363第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   364第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   365第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   366第六章 受弯构件6.8 梁的拼接、连接和支座Page   3676-1. 计算梁的计算梁的 时，应用净截面的几何参数？时，应用净截面的几何参数？ (A) 正应力正应力(B) 剪应力剪应力(C) 整体稳定整体稳定(D) 局部稳定局部稳定6-2. 为了提高梁的整体稳定性，什么方法最经济有效？为了提高梁的整体稳定性，什么方法最经济有效？(A) 增大截面增大截面(B) 增加侧向支撑点增加侧向支撑点(C) 设置横向加劲肋设置横向加劲肋(D) 改变荷载作用位置改变荷载作用位置6-3. 梁的最小高度是由梁的最小高度是由 控制的？控制的？(A) 强度强度(B) 建筑要求建筑要求(C) 刚度刚度(D) 整体稳定整体稳定Page   3686-4. 单向受弯梁失去整体稳定时是单向受弯梁失去整体稳定时是 的失稳？的失稳？ (A) 弯曲弯曲(B) 扭转扭转(C) 弯扭弯扭(D) 双向弯曲双向弯曲6-5. 当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应？当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应？(A) 设置纵向加劲肋设置纵向加劲肋(B) 设置横向加劲肋设置横向加劲肋(C) 减少腹板宽度减少腹板宽度(D) 增加翼缘的厚度增加翼缘的厚度6-6. 焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止 引起的局部引起的局部失稳最为有效，布置纵向加劲肋对防止失稳最为有效，布置纵向加劲肋对防止 引起的局部稳定最引起的局部稳定最有效？有效？(A) 剪应力剪应力(B) 弯曲应力弯曲应力(C) 复合应力复合应力(D) 局部压应力局部压应力Page   3696-7. 梁受固定集中荷载作用，当局部压应力不能满足要求时，梁受固定集中荷载作用，当局部压应力不能满足要求时，采用采用 是较合理的措施？是较合理的措施？ (A) 加厚翼缘加厚翼缘(B) 在集中荷载作用处设置支承加劲肋在集中荷载作用处设置支承加劲肋(C) 增加横向加劲肋的数量增加横向加劲肋的数量 (D) 加厚腹板加厚腹板6-8. 跨中无侧向支承的组合梁，当验算整体稳定不足时，宜采用？跨中无侧向支承的组合梁，当验算整体稳定不足时，宜采用？(A) 加大梁的截面积加大梁的截面积(B) 加大梁的高度加大梁的高度(C) 加大受压翼缘板的宽度加大受压翼缘板的宽度(D) 加大腹板的厚度加大腹板的厚度6-9. 如图所示槽钢檩条，跨中设一道拉条，强度如图所示槽钢檩条，跨中设一道拉条，强度计算的位置是？若不设拉条，强度计算的位置是？计算的位置是？若不设拉条，强度计算的位置是？(A) 1点点(B) 3点点(C) 2点点(D) 4点点Page   3706-10. 当梁整体稳定系数当梁整体稳定系数 时，用时，用 代替代替 主要是因为主要是因为 ？？ (A) 梁的局部稳定有影响梁的局部稳定有影响(B) 梁已进入弹塑性阶段梁已进入弹塑性阶段(C) 梁发生了弯扭变形梁发生了弯扭变形(D) 梁的强度降低了梁的强度降低了6-11. 分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为简化为 ？？(A) 自由边自由边(B) 简支边简支边(C) 固定边固定边(D) 有转动约束的支承边有转动约束的支承边6-12. 双轴对称工字形截面梁，在弯矩和剪力共同作用双轴对称工字形截面梁，在弯矩和剪力共同作用下，关于截面中应力的说法正确的是？下，关于截面中应力的说法正确的是？(A) 弯曲正应力最大的点是弯曲正应力最大的点是3点点(B) 剪应力最大的点是剪应力最大的点是2点点(C) 折算应力最大的点是折算应力最大的点是1点点(D) 折算应力最大的点是折算应力最大的点是2点点Page   3716-13. 一承受固定集中力一承受固定集中力P的等截面焊接梁，截面的等截面焊接梁，截面1-1处需验算折算处需验算折算应力，其验算部位为应力，其验算部位为 ？？(A) ①①(B) ②②(C) ③③(D) ④④6-14. 在梁的整体稳定计算中，在梁的整体稳定计算中， 说明所设计梁说明所设计梁 。

A) 处于弹性工作状态处于弹性工作状态(B) 不会丧失整体稳定不会丧失整体稳定(C) 梁的局部稳定必定满足要求梁的局部稳定必定满足要求(D) 梁不会发生强度破坏梁不会发生强度破坏6-15. 如图所示钢梁，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支点，其如图所示钢梁，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支点，其位置以位置以 为最佳方案为最佳方案Page   3726-16. 以下图示各简支梁，除截面放置和荷载作用位置有所不同，以下图示各简支梁，除截面放置和荷载作用位置有所不同，其他条件均相同，则以其他条件均相同，则以 的整体稳定性最好，的整体稳定性最好， 的最差6-17. 对同一根梁，当作用不同荷载时，出现下列四种弯矩（对同一根梁，当作用不同荷载时，出现下列四种弯矩（M均均等值），以等值），以 最先出现整体失稳，以最先出现整体失稳，以 最后出现整体失稳最后出现整体失稳Page   3736-19. 如图所示简支梁，采用如图所示简支梁，采用 措施后，整体稳定还可能起控制措施后，整体稳定还可能起控制作用6-20. 当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承受主要承受 。

A) 梁上翼缘未设置侧向支承点，但有刚性铺板并与上翼缘连牢梁上翼缘未设置侧向支承点，但有刚性铺板并与上翼缘连牢(B) 梁上翼缘侧向支承点间距离梁上翼缘侧向支承点间距离6000mm，刚性铺板未与上翼缘连牢，刚性铺板未与上翼缘连牢(C) 梁上翼缘侧向支承点间距离梁上翼缘侧向支承点间距离6000mm，刚性铺板与上翼缘连牢，刚性铺板与上翼缘连牢(D) 梁上翼缘侧向支承点间距离梁上翼缘侧向支承点间距离3000mm，上翼缘没有刚性铺板，上翼缘没有刚性铺板(A) 竖向剪力竖向剪力(B) 竖向剪力与水平剪力联合作用竖向剪力与水平剪力联合作用(C) 水平剪力水平剪力(D) 压力压力Page   3746-21. 单向受弯梁从单向受弯梁从 变形状态转变为变形状态转变为 变形状态时的现象称为变形状态时的现象称为整体失稳整体失稳6-22. 提高梁整体稳定的措施主要有提高梁整体稳定的措施主要有 6-23. 影响梁弯扭屈曲临界弯矩的主要因素有影响梁弯扭屈曲临界弯矩的主要因素有 Page   375第七章 压弯和拉弯构件7.压弯和拉弯构件7.1 概述概述7.2 拉弯和压弯构件的强度拉弯和压弯构件的强度7.3 压弯构件的稳定压弯构件的稳定7.4 压弯构件（框架柱）的设计压弯构件（框架柱）的设计Page   376第七章 拉弯和压弯构件7.1 概述7.1 概述概述压弯（拉弯）构件压弯（拉弯）构件——同时承受轴向力和弯矩的构件同时承受轴向力和弯矩的构件 轴向力的偏心作用轴向力的偏心作用弯矩的产生弯矩的产生 端弯矩作用端弯矩作用 横向荷载作用横向荷载作用压弯构件压弯构件拉弯构件拉弯构件Page   377第七章 拉弯和压弯构件7.1 概述压弯（拉弯）构件设计时应满足压弯（拉弯）构件设计时应满足两个极限状态两个极限状态的要求：的要求： 承载力承载力极限状态极限状态强度强度稳定稳定实腹式构件实腹式构件格构式构件格构式构件整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定平面内稳定平面内稳定平面外稳定平面外稳定弯矩作用在实轴上弯矩作用在实轴上弯矩作用在虚轴上弯矩作用在虚轴上正常使用极限状态：正常使用极限状态：压弯构件的容许长细比与轴心压杆相同，拉弯构件的容许长细比压弯构件的容许长细比与轴心压杆相同，拉弯构件的容许长细比与轴心拉杆相同，查与轴心拉杆相同，查P118，表，表5.1和表和表5.2。

拉弯构件没有稳定问题拉弯构件没有稳定问题. .Page   378第七章 拉弯和压弯构件7.2 拉弯和压弯构件的强度7.2 拉弯和压弯构件的强度拉弯和压弯构件的强度假设轴向力不变而弯矩不断增加，截面应力发展分为四个阶段：假设轴向力不变而弯矩不断增加，截面应力发展分为四个阶段：1.边缘纤维最大应力达屈服点；边缘纤维最大应力达屈服点；2.最大应力一侧部分发展塑性；最大应力一侧部分发展塑性；3.两侧均部分发展塑性；两侧均部分发展塑性；4.全截面进入塑性全截面进入塑性Page   379第七章 拉弯和压弯构件7.2 拉弯和压弯构件的强度单向压弯（拉弯）构件的强度计算公式：单向压弯（拉弯）构件的强度计算公式：双向压弯（拉弯）构件的强度计算公式：双向压弯（拉弯）构件的强度计算公式：Page   380第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定7.3 压弯构件的稳定压弯构件的稳定压弯构件的失稳压弯构件的失稳 弯矩作用平面内的弯曲失稳弯矩作用平面内的弯曲失稳 弯矩作用平面外的弯扭失稳弯矩作用平面外的弯扭失稳一、弯矩作用平面内的稳定一、弯矩作用平面内的稳定弯矩作用弯矩作用平面内平面内的稳定计算公式：的稳定计算公式：Page   381第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定规范对等效弯矩系数规范对等效弯矩系数 的取值作了以下规定：的取值作了以下规定：（（1）无横向荷载但有端弯矩作用时：）无横向荷载但有端弯矩作用时：同向曲率取同向曲率取“＋＋”，反向曲率（有反弯点）取，反向曲率（有反弯点）取“－－” （（2）有端弯矩和横向荷载同时作用时：）有端弯矩和横向荷载同时作用时：（（3）无端弯矩但有横向荷载作用时：）无端弯矩但有横向荷载作用时：2. 悬臂构件悬臂构件1. 框架柱和两端支承的构件框架柱和两端支承的构件Page   382第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定Ø 较大翼缘受压的单轴对称截面压弯构件在弯矩作用平面内的较大翼缘受压的单轴对称截面压弯构件在弯矩作用平面内的 稳定计算公式：稳定计算公式：Page   383第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定二、弯矩作用平面外的稳定二、弯矩作用平面外的稳定弯矩作用弯矩作用平面外平面外的稳定计算公式：的稳定计算公式：Page   384第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定1. 工字形截面（含工字形截面（含H型钢）型钢）：：均匀弯曲梁的整体稳定系数均匀弯曲梁的整体稳定系数 的近似计算公式的近似计算公式2. T形截面形截面：：（（2）弯矩使翼缘受拉时）弯矩使翼缘受拉时3. 箱形截面箱形截面：：注：以上公式已考虑了构件的弹塑性失稳问题，注：以上公式已考虑了构件的弹塑性失稳问题， 时不必换算时不必换算（（1）弯矩使翼缘受压时）弯矩使翼缘受压时Page   385第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定例例7-1 如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼缘为焰切边，轴心如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼缘为焰切边，轴心压力设计值压力设计值N=800kN，两端弯矩设计值，两端弯矩设计值M1＝＝600kNm，，M2＝＝600kNm，绕截面强轴作用，方向如图所示，不计构件自重。

钢，绕截面强轴作用，方向如图所示，不计构件自重钢材为材为Q345钢，截面尺寸及构件支承情况如图所示，验算此压弯钢，截面尺寸及构件支承情况如图所示，验算此压弯构件的强度和整体稳定构件的强度和整体稳定1660030010167m800kN7m800kN600kNm600kNm600kNm600kNmPage   386第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定166003001016600kNm600kNm7m800kN7m800kN600kNm ABCPage   387第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定166003001016600kNm600kNm600kNm7m800kN7m800kN600kNm ABCPage   388第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定600kNm600kNm600kNm7m800kN7m800kN600kNm ABCPage   389第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定例例7-2 如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼缘为焰切边，轴心压如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼缘为焰切边，轴心压力设计值力设计值N=500kN，跨中集中荷载设计值为，跨中集中荷载设计值为P=200kN，不计构件，不计构件自重。

钢材为自重钢材为Q235钢，其侧向支承分为两种情况：钢，其侧向支承分为两种情况：（（1）在构件的三分点处设置侧向支承）在构件的三分点处设置侧向支承，， （（2）在构件的二分点处）在构件的二分点处设置侧向支承设置侧向支承验算此压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳定验算此压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳定4.5m4.5mABC4.5m4.5mABCD14500300814450kNmPage   390第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定14500300814Page   391第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定4.5m4.5mABCD450kNmPage   392第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定450kNm4.5m4.5mABCPage   393第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定例例7-3 如图所示为一双角钢如图所示为一双角钢T形截面压弯构件，由长边相连的两个形截面压弯构件，由长边相连的两个不等边角钢不等边角钢2L80×50×5组成，截面无削弱，节点板厚组成，截面无削弱，节点板厚12mm承受的荷载设计值为：轴心压力的荷载设计值为：轴心压力N=38kN，均布线荷载，均布线荷载q=3kN/m，不计，不计构件自重。

构件两端铰接并有侧向支承，材料构件自重构件两端铰接并有侧向支承，材料Q235钢验算此压钢验算此压弯构件的强度和整体稳定弯构件的强度和整体稳定3mqNN3.38kNm2L80×50×5Page   394第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定3mqNN3.38kNm2L80×50×5Page   395第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定Page   396第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定Page   397第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定三、双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定三、双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定双轴对称的工字形截面（含双轴对称的工字形截面（含H H型钢）和箱形截面压弯构件，弯矩型钢）和箱形截面压弯构件，弯矩作用在两个主平面内的稳定计算公式：作用在两个主平面内的稳定计算公式：Page   398第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定四、压弯构件的局部稳定四、压弯构件的局部稳定限制翼缘和腹板的宽厚比及高厚比来保证压弯构件的局部稳定限制翼缘和腹板的宽厚比及高厚比来保证压弯构件的局部稳定压弯构件的板件宽厚比及高厚比限值见压弯构件的板件宽厚比及高厚比限值见P186P186，表，表7.17.1。

注：注：Page   399第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定例例7-4 如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼缘为焰切边，承受如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼缘为焰切边，承受的荷载设计值为：轴心压力的荷载设计值为：轴心压力N=900kN，端弯矩，端弯矩M1＝＝490kNm，， M2＝＝0，绕截面强轴作用，方向如图所示，不计构件自重钢材，绕截面强轴作用，方向如图所示，不计构件自重钢材为为Q235钢，构件两端铰接，并在三分点处各有一侧向支承，验钢，构件两端铰接，并在三分点处各有一侧向支承，验算此压弯构件平面外的整体稳定和局部稳定算此压弯构件平面外的整体稳定和局部稳定10mABCD490326.7163.3167502501016Page   400第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定167502501016Page   401第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定10mABCD490326.7163.3Page   402第七章 拉弯和压弯构件7.3 压弯构件的稳定10mABCD490326.7163.3167502501016Page   403第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计7.4 压弯构件（框架柱）的设计压弯构件（框架柱）的设计一、框架柱的计算长度一、框架柱的计算长度框架的失稳框架的失稳 有侧移失稳有侧移失稳——无支撑框架：临界力较低无支撑框架：临界力较低无侧移失稳无侧移失稳——有支撑框架：临界力较高有支撑框架：临界力较高Page   404第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计1. 等截面框架柱在框架平面内的计算长度等截面框架柱在框架平面内的计算长度假定：（假定：（1）框架只承受作用于节点的竖向荷载；）框架只承受作用于节点的竖向荷载； （（2）所有框架柱同时丧失稳定；）所有框架柱同时丧失稳定； （（3）失稳时横梁两端的转角相等。

失稳时横梁两端的转角相等2. 框架柱在框架平面外的计算长度框架柱在框架平面外的计算长度框架柱在框架平面外的计算长度取决于支承点间的距离框架柱在框架平面外的计算长度取决于支承点间的距离Page   405第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计Page   406第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计Page   407第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计二、实腹式压弯构件的设计二、实腹式压弯构件的设计1. 强度验算强度验算2. 整体稳定验算整体稳定验算（（1）弯矩作用平面内的整体稳定验算：）弯矩作用平面内的整体稳定验算：较大翼缘受压的单轴对称截面：较大翼缘受压的单轴对称截面：Page   408第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计（（2）弯矩作用平面外的整体稳定验算：）弯矩作用平面外的整体稳定验算：3. 局部稳定验算局部稳定验算组合截面压弯构件翼缘和腹板的宽厚比应满足组合截面压弯构件翼缘和腹板的宽厚比应满足P186，表，表7.1的要求4. 刚度验算刚度验算压弯构件的长细比应不超过压弯构件的长细比应不超过P118，表，表5.2规定的容许长细比限值。

规定的容许长细比限值Page   409第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计格构式压弯构件格构式压弯构件缀条式缀条式缀板式：很少采用缀板式：很少采用三、格构式压弯构件的设计三、格构式压弯构件的设计Page   410第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计1. 弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件（（1 1）弯矩作用平面内的整体稳定计算）弯矩作用平面内的整体稳定计算不考虑截面的塑性发展不考虑截面的塑性发展Page   411第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计（（2 2）分肢的稳定计算）分肢的稳定计算弯矩绕虚轴作用的压弯构件，弯矩绕虚轴作用的压弯构件，在弯矩作用平面外在弯矩作用平面外的整体稳定性由分肢的稳定计算得到保证的整体稳定性由分肢的稳定计算得到保证缀条式压弯构件的分肢按轴心压杆计算：缀条式压弯构件的分肢按轴心压杆计算：分肢计算长度的取值：分肢计算长度的取值：对对1-1轴的计算长度取节间的距离；轴的计算长度取节间的距离；对对y-y轴的计算长度取构件侧向支承点间的距离轴的计算长度取构件侧向支承点间的距离。

分肢2分肢1Page   412第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计（（3 3）缀材的计算）缀材的计算计算方法同格构式轴心受压构件，剪力取实际剪力和计算方法同格构式轴心受压构件，剪力取实际剪力和中的较大值中的较大值2. 弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件弯矩作用平面内和平面外的整体稳定计算与实弯矩作用平面内和平面外的整体稳定计算与实腹式压弯构件相同腹式压弯构件相同计算弯矩平面外的整体稳定时，长细比取换算计算弯矩平面外的整体稳定时，长细比取换算长细比，整体稳定系数取长细比，整体稳定系数取Page   413第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计220Page   414第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计220Page   415第七章 拉弯和压弯构件7.4 压弯构件（框架柱）的设计220Page   416(A) 截面塑性发展对承载力的影响截面塑性发展对承载力的影响(B) 残余应力的影响残余应力的影响(C) 初偏心的影响初偏心的影响(D) 初弯矩的影响初弯矩的影响7-2. 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行 和缀和缀材的计算。

材的计算A) 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性、单肢稳定性定性、单肢稳定性(B) 弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性(C) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性(D) 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性7-1. 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的中的 主要是考虑？主要是考虑？Page   4177-3. 钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算内容为？钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算内容为？(A) 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形(B) 弯矩作用平面内稳定性、局部稳定、变形弯矩作用平面内稳定性、局部稳定、变形(C) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形变形(D) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比长细比(A) 可能在拉、压侧都出现塑性可能在拉、压侧都出现塑性(B) 只在受压侧出现塑性只在受压侧出现塑性(C) 只在受拉侧出现塑性只在受拉侧出现塑性(D) 拉、压侧都不会出现塑性拉、压侧都不会出现塑性7-4. 单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布？且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布？Page   418(A) 强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳 7-6. 两根几何尺寸完全相同的压弯构件，一根端弯矩使之产生两根几何尺寸完全相同的压弯构件，一根端弯矩使之产生反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定性比后者？反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定性比后者？(A) 好好 (B) 差差(C) 无法确定无法确定(D) 相同相同7-5. 压弯构件整体破坏形式有哪些？压弯构件整体破坏形式有哪些？ (B) 强度破坏、弯曲失稳、扭转失稳强度破坏、弯曲失稳、扭转失稳(C) 弯曲失稳、弯扭失稳、翼缘板屈曲弯曲失稳、弯扭失稳、翼缘板屈曲(D) 弯曲失稳、弯扭失稳、扭转屈曲弯曲失稳、弯扭失稳、扭转屈曲7-7. 某无侧移等截面框架柱，上端与横梁刚接，横梁线刚度为某无侧移等截面框架柱，上端与横梁刚接，横梁线刚度为∞，，下端与基础刚接，其计算长度系数为？下端与基础刚接，其计算长度系数为？(A) 2.0 (B) 1.0(C) 0.699(D) 0.549Page   419(A) 框架柱的支承条件框架柱的支承条件 7-9. 某有侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，某有侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，其计算长度系数为？其计算长度系数为？ (A) 1.0 (B) 2.0(C) 0.699(D) ∞7-8. 等截面框架柱的计算长度系数与等截面框架柱的计算长度系数与 无关？无关？ (B) 柱上端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值柱上端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值(C) 柱下端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值柱下端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值(D) 所采用的钢号所采用的钢号7-10. 某无侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，某无侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，其计算长度系数为？其计算长度系数为？ (A) 1.0 (B) 2.0(C) 0.699(D) ∞Page   420(A) 取相邻侧向支承点之间的距离取相邻侧向支承点之间的距离 7-12. 计算格构式压弯构件的缀件时，剪力应取？计算格构式压弯构件的缀件时，剪力应取？ 7-11. 确定框架柱平面外的计算长度时，下列哪种说法正确？确定框架柱平面外的计算长度时，下列哪种说法正确？ (B) 与梁、柱的连接情况有关与梁、柱的连接情况有关(C) 与梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值有关与梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值有关(D) 与框架柱平面内有无侧移有关与框架柱平面内有无侧移有关(A) 构件实际剪力设计值构件实际剪力设计值 (C) (A)和和(B)中的较大值中的较大值(D) (A)和和(B)中的较小值中的较小值(B) 由公式由公式 计算的剪力计算的剪力Page   421(A) 截面上边缘截面上边缘“1”点点 7-14. 图示图示T形截面压弯构件强度计算的最不利点为？形截面压弯构件强度计算的最不利点为？7-13. 图示图示T形截面拉弯构件强度计算的最不利点为？形截面拉弯构件强度计算的最不利点为？ (B) 截面下边缘截面下边缘“2”点点 (C) 截面中和轴处截面中和轴处“3”点点(D) 可能是可能是“1”点，也可能是点，也可能是“2”点点(A) 截面上边缘截面上边缘“1”点点 (B) 截面下边缘截面下边缘“2”点点 (C) 截面中和轴处截面中和轴处“3”点点(D) 可能是可能是“1”点，也可能是点，也可能是“2”点点Page   422(A) 截面上边缘截面上边缘“1”点点 7-15. 图示图示T形截面压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算的形截面压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算的最不利点为？最不利点为？ (B) 截面下边缘截面下边缘“2”点点 (C) 截面中和轴处截面中和轴处“3”点点(D) 可能是可能是“1”点，也可能是点，也可能是“2”点点7-16. 工字形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据工字形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据 确定的。

确定的A) 介于轴压杆介于轴压杆 腹板和梁腹板高厚比之间腹板和梁腹板高厚比之间(C) 腹板的应力梯度腹板的应力梯度(D) 构件的长细比构件的长细比(B)Page   4237-17. 工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，计算应力梯度工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，计算应力梯度(A) 构件在弯矩作用平面内的长细比，取值介于构件在弯矩作用平面内的长细比，取值介于30和和100之间之间(C) 构件两个方向长细比的较大值，取值介于构件两个方向长细比的较大值，取值介于30和和100之间之间(D) 构件两个方向长细比的较小值，取值介于构件两个方向长细比的较小值，取值介于30和和100之间之间(A) 考虑构件的稳定系数考虑构件的稳定系数 (B) 考虑构件的截面塑性发展系数考虑构件的截面塑性发展系数(C) (D) 不考虑构件的截面塑性发展系数不考虑构件的截面塑性发展系数(B) 构件在弯矩作用平面外的长细比，取值介于构件在弯矩作用平面外的长细比，取值介于30和和100之间之间7-18. 工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中的工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中的 值是？值是？Page   4247-20. 图示单轴对称的压弯构件，当验算其在弯矩作用平面内的图示单轴对称的压弯构件，当验算其在弯矩作用平面内的整体稳定时，在公式整体稳定时，在公式 (A) 弯矩作用于对称轴平面内且使较大的翼缘受压时弯矩作用于对称轴平面内且使较大的翼缘受压时 (B) 弯矩作用于对称轴平面内且使较小的翼缘受压时弯矩作用于对称轴平面内且使较小的翼缘受压时 (C) 弯矩作用于非对称轴平面内且使较大的翼缘受压时弯矩作用于非对称轴平面内且使较大的翼缘受压时 (D) 弯矩作用于非对称轴平面内且使较小的翼缘受压时弯矩作用于非对称轴平面内且使较小的翼缘受压时 7-19. 单轴对称截面压弯构件须用公式单轴对称截面压弯构件须用公式进行验算的情况是哪一种？进行验算的情况是哪一种？(A) (B)(C)(D)Page   4257-21. 工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，应力梯度工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，应力梯度分别代表下列应力图形分别代表下列应力图形 和和 的情况。

在最大应力相等且其它情况均相同的的情况在最大应力相等且其它情况均相同的情况下，图形情况下，图形 的局部稳定临界应力最低的局部稳定临界应力最低A) (C)(B)(D)7-22. 如图所示两端铰接构件受轴心压力和双向横向荷载作用，如图所示两端铰接构件受轴心压力和双向横向荷载作用，进行强度验算时，应验算截面上的哪一点？进行强度验算时，应验算截面上的哪一点？(A) 截面上边缘截面上边缘“1”点点 (B) 截面上边缘截面上边缘“2”点点 (C) 截面下边缘截面下边缘“3”点点 (D) 截面下边缘截面下边缘“4”点点Page   426一、填空一、填空钢结构测验（二）钢结构测验（二）——受弯构件和压弯构件受弯构件和压弯构件1. 实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩 的稳定和弯的稳定和弯矩矩 的稳定2. 保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其 3. 格构式压弯构件绕虚轴弯曲时，除了计算平面内整体稳定外，格构式压弯构件绕虚轴弯曲时，除了计算平面内整体稳定外，还要对缀条式压弯构件的单肢按还要对缀条式压弯构件的单肢按 计算稳定性。

单肢在缀条计算稳定性单肢在缀条平面内的计算长度取平面内的计算长度取 ，在缀条平面外的计算长度取，在缀条平面外的计算长度取 4. 引入等效弯矩系数的原因，是将引入等效弯矩系数的原因，是将 5. 格构式压弯构件绕虚轴受弯时，以截面格构式压弯构件绕虚轴受弯时，以截面 屈服为设计准则屈服为设计准则Page   4271656830012164m2380kN4m2380kN525kNm420kNm二、计算二、计算10m36kN/m—14×200—14×200—10×6001. 如图如图1所示所示Q345钢焊接工字形截面简钢焊接工字形截面简支梁，静力荷载设计值（不包括构件自重）支梁，静力荷载设计值（不包括构件自重）为为q=25kN/m，验算构件的整体稳定和局，验算构件的整体稳定和局部稳定，说明需要设置何种加劲肋部稳定，说明需要设置何种加劲肋2. 图图2示为示为Q345钢焊接工字形截面压弯构件，翼钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为焰切边，轴心压力设计值缘为焰切边，轴心压力设计值N=2380kN，两端，两端弯矩设计值弯矩设计值M1＝＝525kNm，，M2＝＝420kNm，绕截，绕截面强轴作用，不计构件自重。

构件两端铰接，并面强轴作用，不计构件自重构件两端铰接，并在跨中有一侧向支承点验算构件的整体稳定和在跨中有一侧向支承点验算构件的整体稳定和局部稳定局部稳定图图1图图2Page   428一、填空一、填空钢结构测验（二）答案钢结构测验（二）答案1. 实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩作用平面内作用平面内的稳定的稳定和弯矩和弯矩 作用平面外作用平面外 的稳定2. 保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其 长细比长细比 3. 格构式压弯构件绕虚轴弯曲时，除了计算平面内整体稳定外，格构式压弯构件绕虚轴弯曲时，除了计算平面内整体稳定外，还要对缀条式压弯构件的单肢按还要对缀条式压弯构件的单肢按 轴心受压构件轴心受压构件 计算稳定性单肢在计算稳定性单肢在缀条平面内的计算长度取缀条平面内的计算长度取 节间距离节间距离，在缀条平面外的计算长度取，在缀条平面外的计算长度取 侧侧向支承点间的距离向支承点间的距离 4. 引入等效弯矩系数的原因，是将引入等效弯矩系数的原因，是将 非均匀分布的弯矩等效为均匀分布的弯矩非均匀分布的弯矩等效为均匀分布的弯矩 。

5. 格构式压弯构件绕虚轴受弯时，以截面格构式压弯构件绕虚轴受弯时，以截面 边缘边缘 屈服为设计准则屈服为设计准则Page   429二、计算二、计算10m36kN/m—14×200—14×200—10×6001. 如图如图1所示所示Q345钢焊接工字形截面简钢焊接工字形截面简支梁，静力荷载设计值（不包括构件自重）支梁，静力荷载设计值（不包括构件自重）为为q=25kN/m，验算构件的整体稳定和局，验算构件的整体稳定和局部稳定，说明需要设置何种加劲肋部稳定，说明需要设置何种加劲肋图图1Page   43010m36kN/m—14×200—14×200—10×600图图1Page   43110m36kN/m—14×200—14×200—10×600图图1Page   4321656830012164m2380kN4m2380kN525kNm420kNm2. 图图2示为示为Q345钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为焰切边，轴心钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为焰切边，轴心压力设计值压力设计值N=2380kN，两端弯矩设计值，两端弯矩设计值M1＝＝525kNm，，M2＝＝420kNm，绕截面强轴作用，不计构件自重。

构件两端铰接，并在，绕截面强轴作用，不计构件自重构件两端铰接，并在跨中有一侧向支承点验算构件的整体稳定和局部稳定跨中有一侧向支承点验算构件的整体稳定和局部稳定图图2525kNm420kNm52.5kNmPage   4331656830012162. 图图2示为示为Q345钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为焰切边，轴心钢焊接工字形截面压弯构件，翼缘为焰切边，轴心压力设计值压力设计值N=2380kN，两端弯矩设计值，两端弯矩设计值M1＝＝525kNm，，M2＝＝420kNm，绕截面强轴作用，不计构件自重构件两端铰接，并在，绕截面强轴作用，不计构件自重构件两端铰接，并在跨中有一侧向支承点验算构件的整体稳定和局部稳定跨中有一侧向支承点验算构件的整体稳定和局部稳定4m2380kN4m2380kN525kNm420kNmPage   4341656830012164m2380kN4m2380kN525kNm420kNm525kNm420kNm52.5kNmPage   4351656830012164m2380kN4m2380kN525kNm420kNm525kNm420kNm52.5kNmPage   436165683001216Page   437第六章 受弯构件6.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计。