《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造》PPT課件.ppt

第五章 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造,第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求的重要性及一般要求 第二節(jié) 連接構(gòu)造 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造 第四節(jié) 剛架主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 第五節(jié) 桁架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,本章小結(jié),本章講述了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求的重要性；鋼結(jié)構(gòu)連接的構(gòu)造要求；各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造要求；剛架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求；屋架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求。通過本章的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)熟悉鋼結(jié)構(gòu)連接的構(gòu)造要求；掌握各種構(gòu)件之間的連接方法、構(gòu)造要求；熟悉剛架節(jié)點(diǎn)及屋架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造。,本章重點(diǎn),1.鋼結(jié)構(gòu)連接的構(gòu)造要求； 2.各種構(gòu)件之間的連接方法、構(gòu)造要求； 3.剛架節(jié)點(diǎn)及屋架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造。,第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求的重要性及一般要求,1.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求的重要性 鋼結(jié)構(gòu)是由若干構(gòu)件組合而成的。連接的作用就是通過一 定的手段將板材或型鋼組合成構(gòu)件，或?qū)⑷舾蓸?gòu)件組合成整體 結(jié)構(gòu)，以保證其共同作用。因此，連接方式和構(gòu)造及其結(jié)構(gòu)構(gòu) 件的構(gòu)造質(zhì)量優(yōu)劣直接影響鋼結(jié)構(gòu)的工作性能。,2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造的一般要求 (1）鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造應(yīng)便于制作、運(yùn)輸、安裝、維護(hù)并使結(jié)構(gòu)受力 簡單明確，減少應(yīng)力集中，避免材料三向受拉。以受風(fēng)荷載為主的空 腹結(jié)構(gòu)，還應(yīng)力求減少受風(fēng)面積。 （2）在鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件及其連接中，不宜采用：厚度小于4mm的 鋼板；壁厚小于3mm的鋼管；截面小于454或56364的角鋼 （對焊接結(jié)構(gòu)）或截面小于505的角鋼（對螺栓連接或鉚釘連接結(jié) 構(gòu)）。,（3）焊接結(jié)構(gòu)是否需要采用焊前預(yù)熱或焊后熱處理等特殊措施，應(yīng) 根據(jù)材質(zhì)、焊件厚度、焊接工藝、施焊時氣溫以及結(jié)構(gòu)的性能要求等綜 合因素來確定。 （4）為了保證結(jié)構(gòu)的空間工作，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度，承擔(dān)和傳 遞水平力，防止桿件產(chǎn)生過大的振動，避免壓桿的側(cè)向失穩(wěn)，以及保證 結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)及其荷載的不同情況設(shè)置可靠的支撐系 統(tǒng)。在建筑物每一個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置獨(dú)立的 空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)。 （5）單層房屋和露天結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長度（伸縮縫的間距），當(dāng) 不超過教材表4-1的數(shù)值時，可不考慮溫度應(yīng)力和溫度變形的影響。,第二節(jié) 連接構(gòu)造,1.焊縫連接構(gòu)造 (1）焊縫金屬宜與主體金屬相適應(yīng) ,當(dāng)不同強(qiáng)度的鋼材連 接時，可采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊接材料。根據(jù)實(shí)驗(yàn)， Q235鋼和Q345鋼鋼材焊接時，若用E50 焊條，焊縫強(qiáng)度比 用E43焊條提高不多，此外，從連接的韌性和經(jīng)濟(jì)性方面 考慮，因此設(shè)計(jì)時可采用E43焊條。,(2）在設(shè)計(jì)中不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和 在一處集中大量焊縫，同時焊縫的布置應(yīng)盡可能對稱于構(gòu)件 形心軸。 為防止施焊時鋼板產(chǎn)生層狀撕裂，對焊件厚度大于20mm 的角接接頭焊縫，應(yīng)采用收縮時不宜引起層狀撕裂的構(gòu)造。 對大面積的板材（如實(shí)腹梁的腹板）拼接中，常會遇到 縱橫交叉的拼接焊縫。當(dāng)采用對接焊縫時，縱橫兩方向的對 接焊縫，可采用十字形交叉或形交叉；當(dāng)為形交叉時， 交叉點(diǎn)的間距不得小于200mm。,(3）對接焊縫的坡口形式，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手工電弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸和 埋弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸的要求選用。,(4）對接焊縫按是否焊透可分為焊透的和部分焊透的。 焊透的對接焊縫強(qiáng)度高，受力性能好，故一般采用焊透的對 接焊縫。只有板件較厚而內(nèi)力較小或甚至不受力時，才可采 用部分焊透的對接焊縫，以省工省料和減小焊接變形。但由 于未焊透，應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力嚴(yán)重，故規(guī)范規(guī)定在直接承 受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用部分 焊透的對接焊縫。 當(dāng)采用部分焊透的對接焊縫時，應(yīng)注明坡口的形式和尺 寸，其計(jì)算厚度he不得小于1.5 ，t為焊件的較大厚度 ()。,2.螺栓連接構(gòu)造 (1）每一桿件在節(jié)點(diǎn)上以及拼接接頭的一端，永久性 的螺栓（或鉚釘）數(shù)不宜少于2個。對組合構(gòu)件的綴條，其 端部連接可采用1個螺栓（或鉚釘）。 (2）高強(qiáng)度螺栓孔應(yīng)采用鉆成孔。高強(qiáng)度螺栓摩擦型 連接的孔徑比螺栓公稱直徑d大1.52.0mm；高強(qiáng)度螺栓承 壓型連接的孔徑比螺栓公稱直徑d大1.01.5mm。,(3）在高強(qiáng)度螺栓連接范圍內(nèi)，構(gòu)件接觸面的處理方法 應(yīng)在施工圖中說明。 (4）螺栓或鉚釘?shù)木嚯x應(yīng)符合教材表2-5的要求。 (5）c級螺栓與孔壁間有較大空隙，不宜用于較重要的 連接，宜用于沿其桿軸方向受拉的連接。,(6）對直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接應(yīng)采用雙 螺帽或其他能防止螺帽松動的有效措施，如：彈簧墊圈、螺 桿和螺帽焊死等方法。 (7）當(dāng)型鋼構(gòu)件的拼接采用高強(qiáng)度螺栓連接時，其拼接 件宜采用鋼板。 (8）沉頭和半沉頭鉚釘不得用于沿其桿軸方向受拉的連 接。 (9）沿桿軸方向受拉的螺栓（或鉚釘）連接中的端板 （法蘭板），應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)其剛度（如加設(shè)加勁肋），以減少 撬力對螺栓（或鉚釘）抗拉承載力的不利影響。,第三節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造,1.柱及主要節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造 (1）綴條柱在綴材面的抗剪剛度和抗彎剛度比綴板柱好，故剪力較大 或?qū)挾容^大的格構(gòu)式柱，宜采用綴條柱。但綴板柱構(gòu)造簡單，常用于軸心 受壓柱。綴板柱中，同一截面處綴板（或型鋼橫桿）的線剛度之和不得小 于柱較大分肢線剛度的6倍。 (2）當(dāng)實(shí)腹式柱的腹板計(jì)算高度h0與厚度tw之比h0/tw80時，應(yīng)采用 橫向加勁肋加強(qiáng)，其間距不得大于3h0。 橫向加勁肋的尺寸和構(gòu)造應(yīng)按局部穩(wěn)定的有關(guān)規(guī)定采用。,大型實(shí)腹式柱或格構(gòu)式柱，除在受有較大水平力處設(shè)置橫隔外，還應(yīng)在運(yùn)輸單元的端部應(yīng)設(shè)置橫隔（即加寬的橫向加勁肋），橫隔的間距不得大于柱截面較大寬度的9倍和8m。橫隔可用鋼板或交叉角鋼做成。,圖4-2 柱的橫隔,(3）梁與柱的連接形式和構(gòu)造,1)梁與柱的鉸接連接 2)梁與柱的剛性連接,圖4-3 梁支承于柱頂?shù)你q接連接,圖4-4 梁支承于柱側(cè)的鉸接連接,鉸接柱腳只傳遞軸心壓力和剪力。剪力通常由底板與基礎(chǔ)表面的摩擦力傳遞。當(dāng)此摩擦力不足以承受水平剪力時，應(yīng)在柱腳底板下設(shè)置抗剪鍵如教材圖4-7所示，抗剪鍵可用方鋼、短形鋼或H型鋼做成。,2.梁與梁的連接構(gòu)造,(1）梁的拼接 梁的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。,圖4-12 組合梁的工廠拼接,圖4-13 組合梁的工地拼接,由于現(xiàn)場施焊條件較差，焊縫質(zhì)量難以保證，所以較重要或受動力荷載的大型梁，其工地拼接宜采用高強(qiáng)螺栓如圖4-14所示。,圖4-14 采用高強(qiáng)度螺栓的工地拼接,(2）次梁與主梁的連接,圖4-15 次梁與主梁的疊接,次梁與主梁的連接形式有疊接和平接兩種,圖4-16 次梁與主梁的平接,（3）梁與梁連接的其他構(gòu)造要求,1）鉚接（或高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接）梁的翼緣板不宜超過三層，翼緣角鋼面積不宜少于整個翼緣面積的30，當(dāng)采用最大型號的角鋼仍不能符合此要求時，可加設(shè)腋板。此時角鋼與腋板面積之和不應(yīng)少于翼緣總面積的30。當(dāng)翼緣板不沿梁通長設(shè)置時，理論截?cái)帱c(diǎn)處外伸長度內(nèi)的鉚釘（或高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接）數(shù)目，應(yīng)按該板1/2凈截面面積的抗拉、抗壓承載力進(jìn)行計(jì)算。,2）為避免三向焊縫交叉，焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板相接處應(yīng)切角，當(dāng)切成斜角時，其寬約bs/3（但不大于40mm），高約bs/2（但不大于60mm），如教材圖4-18所示，bs為加勁肋的寬度。,3）梁的端部支承加勁肋的下端，按端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算時，應(yīng)刨平頂緊，其中突緣加勁板如圖4-19 b所示的伸出長度不得大于其厚度的2倍。,圖4-19 梁的支座 a）平板支座 b）突緣支座,(4）柱腳的形式與構(gòu)造,柱腳的作用是把柱下端固定并將其內(nèi)力傳給基礎(chǔ)。 1)鉸接柱腳,2)剛接柱腳,(5）柱腳錨栓,1)柱腳錨栓不得用以承受柱腳底部的水平反力，此水平反 力應(yīng)由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力或設(shè)置抗剪鍵承受。 2)柱腳錨栓埋置在基礎(chǔ)中的深度，應(yīng)使錨栓的內(nèi)力通過其 和混凝土之間的粘結(jié)力傳遞。當(dāng)埋置深度受到限制時，則錨栓 應(yīng)牢固地固定在錨板或錨梁上，以傳遞錨栓的全部內(nèi)力，此時 錨栓與混凝土之間的粘結(jié)力可不予考慮。,3)錨栓不宜直接連于底板上，因底板剛度不足，不能保證 錨栓受拉的可靠性。錨栓通常支承于焊于靴梁的肋板上，肋板 上同時擱置水平板和墊板（見圖4-8）。,第四節(jié) 剛架主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,梁、柱加腋節(jié)點(diǎn)構(gòu)造是門式剛架常用的重要節(jié)點(diǎn)，其 典型構(gòu)造可如圖4-20所示。,加腋段受壓下翼緣應(yīng)在平面外有支撐點(diǎn)以保證其穩(wěn)定，此支撐點(diǎn)間距l(xiāng)c 應(yīng)不大于兩個檁距如圖4-21所示。,圖4-21 橫梁、柱隅撐構(gòu)造,第五節(jié) 桁架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,桁架節(jié)點(diǎn)是桁架體系的主要受力、傳力部位,其應(yīng)滿足 以下構(gòu)造要求: 1）焊接桁架應(yīng)以桿件形心線為軸線，螺栓（或鉚釘） 連接的桁架可采用靠近桿件形心線的螺栓（或鉚釘）準(zhǔn)線 為軸線，在節(jié)點(diǎn)處各軸線應(yīng)交于一點(diǎn)（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。 當(dāng)桁架弦桿的截面變化時，如軸線變動不超過較大弦桿 截面高度的5%，可不考慮其影響。,3）當(dāng)焊接桁架的桿件用節(jié)點(diǎn)板連接時，弦桿與腹 桿、腹桿與腹桿之間宜留有一定的間隙，間隙不宜小于 20mm。為便于施焊，改善