鋼結(jié)構(gòu)(工管)

1、第三篇第三篇 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第第1 1章章 概述概述（1學(xué)時）第第2 2章章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料（1學(xué)時）第第3 3章章 構(gòu)件的截面承載能力構(gòu)件的截面承載能力強(qiáng)度強(qiáng)度（0.5學(xué)時）第第4 4章章 單個構(gòu)件的承載能力單個構(gòu)件的承載能力穩(wěn)定性穩(wěn)定性（0.5學(xué)時）第第7 7章章 鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造（2學(xué)時）鋼結(jié)構(gòu)識圖鋼結(jié)構(gòu)識圖（1學(xué)時） 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性韌性好 強(qiáng)度高大跨、高層、高負(fù)荷結(jié)構(gòu) 塑性好防止超載引起的脆性破壞 韌性好承受動力荷載，抗震性能好 鋼結(jié)構(gòu)的重量輕，質(zhì)強(qiáng)比小 質(zhì)強(qiáng)比：材料的質(zhì)量密度與強(qiáng)度的比值 建筑鋼材質(zhì)強(qiáng)比：1.73.7104 木材質(zhì)強(qiáng)

2、比：5.4104 鋼筋混凝土質(zhì)強(qiáng)比：18104 材質(zhì)均勻、性能好，結(jié)構(gòu)可靠性高 鋼材接近于各向同性的理想彈塑性體，實(shí)際受力同工程力學(xué)計(jì)算理論比較符合，因此鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高 鋼結(jié)構(gòu)施工簡便，工期短，易于改造和加固 鋼材可加工性能好，工業(yè)化機(jī)械化程度高，構(gòu)件輕，連接簡單，安裝方便鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼混結(jié)構(gòu)鋼混結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重自重11.221.72結(jié)構(gòu)自身面積結(jié)構(gòu)自身面積0.280.371施工周期施工周期11.331.6用鋼量用鋼量1.451.231平均施工進(jìn)度平均施工進(jìn)度4.5天天/層層7天天/層層幾種類型結(jié)構(gòu)比較幾種類型結(jié)構(gòu)比較 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 耐腐蝕性差 使用環(huán)境，鋼材極易銹蝕，需注意

3、保護(hù)，特殊環(huán)境下不易使用鋼結(jié)構(gòu) 耐火性差 耐熱性較好（200以下鋼材性質(zhì)變化很?。?，高于200 后鋼材強(qiáng)度下降很快，600 時鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)，強(qiáng)度幾乎降為零喪失承載力，需采取隔熱防火措施 鋼材價格相對較高 結(jié)構(gòu)跨度越大，自重在荷載中所占的比例就越大。因此鋼結(jié)構(gòu)在大跨結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。有空間桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索（包括斜拉體系）、實(shí)腹或格構(gòu)式拱架和框架等。 吊車起重量較大或者其工作較繁重的車間的主要承重骨架多采用鋼結(jié)構(gòu)。 隨著門式剛架或排架、網(wǎng)架屋蓋，壓型鋼板屋面板的應(yīng)用，輕鋼結(jié)構(gòu)廠房得到了迅速的發(fā)展。 由于鋼材韌性良好，有動力作用的廠房、對抗震要求高的結(jié)構(gòu)，采用鋼結(jié)構(gòu)也是比較適宜的。東

4、方明珠電視塔東方明珠電視塔巴黎鐵塔巴黎鐵塔l 高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)大連西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62鋼球罐鋼球罐海上石油平臺海上石油平臺 容器和其他特種結(jié)構(gòu)容器和其他特種結(jié)構(gòu) 由于密封性好、耐高由于密封性好、耐高壓，用于油罐、煤氣罐、壓，用于油罐、煤氣罐、高爐、熱風(fēng)爐等。此外，高爐、熱風(fēng)爐等。此外，支架等構(gòu)筑物和海上采油支架等構(gòu)筑物和海上采油平臺也大都采用鋼結(jié)構(gòu)。平臺也大都采用鋼結(jié)構(gòu)。 可拆卸、活動結(jié)構(gòu)可拆卸、活動結(jié)構(gòu)活動車庫活動車庫活動橋活動橋 鋼結(jié)構(gòu)的綜合效益指標(biāo)優(yōu)良，在多、高層民用建筑中也得到了廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)形式主要有多層框架、框架支撐結(jié)構(gòu)、框筒、懸掛、巨型框架等上海環(huán)球金

5、融大廈上海環(huán)球金融大廈492492米米 當(dāng)屋面活荷載特別輕時，小跨結(jié)構(gòu)的自重也成為一個重要因素。輕鋼結(jié)構(gòu)有實(shí)腹變截面門式剛架、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)（包括金屬拱形波紋屋蓋）以及鋼管結(jié)構(gòu)等。 冷彎薄壁型鋼屋架在一定條件下的用鋼量可比鋼筋混凝土屋架的用鋼量還少。門式剛架結(jié)構(gòu)門式剛架結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件形式有鋼與混凝土組合梁和鋼管混凝土柱等。 區(qū)別：區(qū)別：鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)的材料分項(xiàng)系數(shù)材料分項(xiàng)系數(shù) 取值：取值： Q235鋼：鋼：s1.087 Q345、Q390、Q420鋼：鋼： s 1.111 較高的抗拉強(qiáng)度fu和屈服點(diǎn)fy 較高的塑性和韌性 良好的加工性能 在一定特殊情況下，適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕行環(huán)境的能力涉及：

6、強(qiáng)度、塑性、韌性、可焊性、冷彎性、耐久性等。試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件常溫、靜載、標(biāo)準(zhǔn)試件、一次拉伸 鋼材的主要強(qiáng)度指標(biāo)和變形性能都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試件一次拉伸試驗(yàn)確定的。比例極限比例極限 應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變圖中直線段的最大應(yīng)力值。應(yīng)變圖中直線段的最大應(yīng)力值。屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) 應(yīng)力不變而應(yīng)變持續(xù)發(fā)展。應(yīng)力不變而應(yīng)變持續(xù)發(fā)展?？估瓘?qiáng)度抗拉強(qiáng)度 最高點(diǎn)應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度最高點(diǎn)應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度 。伸長率伸長率 代表材料斷裂前具有的代表材料斷裂前具有的塑性變形塑性變形的能力。的能力。 pyu 指鋼材在冷彎產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂紋和分層的抵抗能力。 是判定鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 沖擊韌性是鋼材在塑性變形和斷裂過

7、程中吸收能量的能力，是衡量鋼材抗脆斷的性能指標(biāo)。 鋼材強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。 小結(jié) 鋼材的五項(xiàng)主要機(jī)械性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 fu衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的指標(biāo)衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的指標(biāo)鋼材的強(qiáng)度極限，僅作為安全儲備。鋼材的強(qiáng)度極限，僅作為安全儲備。伸長率伸長率5冷彎性能冷彎性能 沖擊韌性沖擊韌性 衡量鋼材塑性變形能力的重要指標(biāo)。衡量鋼材塑性變形能力的重要指標(biāo)。 衡量鋼材塑性性能和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。衡量鋼材塑性性能和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 衡量鋼材在動荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)衡量鋼材在動荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) fy 可焊性可焊性

8、指采用一般焊接工藝就可完成合格的（無裂紋的）焊縫的性能。 鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。 碳含量在0.120.20%范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好。碳含量再高可使焊縫和熱影響區(qū)變脆。如：Q235B Q235A的碳含量略高于B級，通常不能用于焊接構(gòu)件。 對下列情況的鋼材，應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣復(fù)檢。對下列情況的鋼材，應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣復(fù)檢。1 1）國家進(jìn)口鋼材；）國家進(jìn)口鋼材；2 2）鋼材混批；）鋼材混批；3 3）厚度）厚度4040，且有，且有Z向性能要求的厚板；向性能要求的厚板；4 4）一級建筑，大跨度建筑中的主要受力構(gòu)件；）一級建筑，大跨度建筑中的主要受力構(gòu)件；5 5）設(shè)計(jì)由復(fù)檢

9、要求；）設(shè)計(jì)由復(fù)檢要求；6 6）對鋼材質(zhì)量有異議。）對鋼材質(zhì)量有異議。 鋼材質(zhì)量的抽樣檢驗(yàn)，應(yīng)由相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行。鋼材質(zhì)量的抽樣檢驗(yàn)，應(yīng)由相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行。鐵：鋼的基本元素 ，普通碳素鋼中占99%碳：碳含量增加，鋼材強(qiáng)度提高，降低塑性、韌性、耐腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、冷彎性能、可焊性硅、錳：脫氧劑，提高鋼材強(qiáng)度釩、鈦：提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性 硫、磷：降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度，分別加劇熱脆和冷脆，磷能提高強(qiáng)度和抗銹性氧、氮：分別加劇熱脆和冷脆銅：降低可焊性，提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性1 1、冶煉、冶煉 平爐煉鋼質(zhì)量好，但效率低（已停產(chǎn)）； 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼質(zhì)量好，效率高（主要的煉鋼方法）

10、 堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼質(zhì)量差（禁用）； 電爐煉鋼質(zhì)量好，但成本高（不用）； 冶金過程形成不同化學(xué)成分、含量、組織結(jié)構(gòu)、質(zhì)量，從而冶金過程形成不同化學(xué)成分、含量、組織結(jié)構(gòu)、質(zhì)量，從而確定不同的鋼種、鋼號及其相應(yīng)的力學(xué)性能。確定不同的鋼種、鋼號及其相應(yīng)的力學(xué)性能。2 2、澆鑄、澆鑄方法：方法：、澆入鑄模做成鋼錠；（傳統(tǒng)）、澆入鑄模做成鋼錠；（傳統(tǒng)） 、澆入連續(xù)澆鑄機(jī)做成鋼坯；、澆入連續(xù)澆鑄機(jī)做成鋼坯；（現(xiàn)代）（現(xiàn)代）沸騰鋼沸騰鋼加弱脫氧劑（錳），脫氧不充分，澆鑄時有大量氣加弱脫氧劑（錳），脫氧不充分，澆鑄時有大量氣體逸出，引起鋼液劇烈沸騰，冷卻快，晶粒粗，缺陷較嚴(yán)重；體逸出，引起鋼液劇烈沸騰，冷卻快，

11、晶粒粗，缺陷較嚴(yán)重；鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼加強(qiáng)脫氧劑（硅、鋁或鈦），保溫時間長，氧氣雜加強(qiáng)脫氧劑（硅、鋁或鈦），保溫時間長，氧氣雜質(zhì)少且晶粒較細(xì)，偏析等缺陷不嚴(yán)重，所以鋼材性能比較好。質(zhì)少且晶粒較細(xì)，偏析等缺陷不嚴(yán)重，所以鋼材性能比較好。冶金缺陷：冶金缺陷：偏析偏析指金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不勻；指金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不勻；非金屬夾雜非金屬夾雜指鋼中含有如硫化物等雜質(zhì)；指鋼中含有如硫化物等雜質(zhì)；氣泡氣泡指澆鑄時由指澆鑄時由FeO與與C作用所生成的作用所生成的CO氣不能充分逸出氣不能充分逸出 而留在鋼錠內(nèi)形成的微小空洞。而留在鋼錠內(nèi)形成的微小空洞。3 3、軋制、軋制 鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細(xì)，也能使氣

12、泡、裂紋等鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細(xì)，也能使氣泡、裂紋等焊合，因而改善了鋼材的力學(xué)性能。薄板因輥軋次數(shù)多，其焊合，因而改善了鋼材的力學(xué)性能。薄板因輥軋次數(shù)多，其強(qiáng)度比厚板略高。強(qiáng)度比厚板略高。4 4、熱處理、熱處理 目的：取得高強(qiáng)度的同時，保持良好的塑性好韌性。目的：取得高強(qiáng)度的同時，保持良好的塑性好韌性。 正火正火 回火回火 淬火加回火淬火加回火 鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材主要有兩個種類，即鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材主要有兩個種類，即碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼和和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號 (簡稱鋼號簡稱鋼號)有有Q195、Q215A及及B，Q235A、B、C及及D，Q25

13、5A及及B以及以及Q275。A、B、C或或D表示按質(zhì)量劃分的級別。表示按質(zhì)量劃分的級別。脫氧方法的符號脫氧方法的符號如如“F”、 “Z” 、“TZ”、 “b” 等。等。鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的符號可省略。鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的符號可省略。建筑結(jié)構(gòu)在碳素結(jié)構(gòu)鋼這一鋼種中主要應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)在碳素結(jié)構(gòu)鋼這一鋼種中主要應(yīng)用Q235235這一鋼號。這一鋼號。 鋼號中質(zhì)量分級鋼號中質(zhì)量分級由由A到到D，表示質(zhì)量的，表示質(zhì)量的由低到高由低到高。A級鋼級鋼沖擊韌性不作為要求條件，冷彎試驗(yàn)只在需方要求時進(jìn)行；沖擊韌性不作為要求條件，冷彎試驗(yàn)只在需方要求時進(jìn)行；B級鋼級鋼要求常溫（要求常溫（205 ）沖擊值）沖擊值A(chǔ)KV

14、 27J、冷彎合格；、冷彎合格；C級鋼級鋼要求常溫（要求常溫（0 ）沖擊值）沖擊值A(chǔ)KV 27J、冷彎合格；、冷彎合格；D級鋼級鋼要求常溫（要求常溫（20 ）沖擊值）沖擊值A(chǔ)KV 27J、冷彎合格；、冷彎合格； 對對Q235鋼來說，鋼來說，A、B兩級的脫氧方法可以是兩級的脫氧方法可以是Z、b或或F，C級只能是級只能是Z，D級只能是級只能是TZ。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在冶煉過程中添加少量合金元素（總低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在冶煉過程中添加少量合金元素（總量低于量低于5），使鋼的強(qiáng)度明顯提高。），使鋼的強(qiáng)度明顯提高。Q345、Q390和和Q420是鋼是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定采用的鋼種。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定采用

15、的鋼種?？拐鸾Y(jié)構(gòu)只能用抗震結(jié)構(gòu)只能用Q345。質(zhì)量等級：質(zhì)量等級：A級鋼級鋼沖擊韌性不是要求條件，冷彎試驗(yàn)在需方要求時進(jìn)行；沖擊韌性不是要求條件，冷彎試驗(yàn)在需方要求時進(jìn)行；B級鋼級鋼要求常溫（要求常溫（205 ）沖擊值）沖擊值A(chǔ)KV 34J、冷彎合格；、冷彎合格；C級鋼級鋼要求要求0 沖擊值沖擊值A(chǔ)KV 34J、冷彎合格；、冷彎合格；D級鋼級鋼要求負(fù)溫（要求負(fù)溫（20 ）沖擊值）沖擊值A(chǔ)KV 34J、冷彎合格；、冷彎合格；E級鋼級鋼要求負(fù)溫（要求負(fù)溫（40 ）沖擊值）沖擊值A(chǔ)KV 27J、冷彎合格。、冷彎合格。 其中其中A、B級屬于鎮(zhèn)靜鋼，級屬于鎮(zhèn)靜鋼，C、D、E級屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。級屬于特殊鎮(zhèn)

16、靜鋼。 總的原則：總的原則：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理 需考慮因素：需考慮因素： 結(jié)構(gòu)的重要性結(jié)構(gòu)的重要性 荷載情況荷載情況 連接方法連接方法 結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境 鋼材厚度鋼材厚度 承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)保證碳的極限含量 焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證 需要驗(yàn)算疲勞以及主要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有的沖擊韌性合格保證鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要有：熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷軋薄鋼板、冷彎薄壁型鋼熱軋鋼板 符號“”“寬度厚度”厚鋼板：厚度4.560mm，寬度600300

17、0mm，長度412m 用做大型實(shí)腹式梁柱翼緣、腹板薄鋼板：厚度0.354mm，寬度5001500mm，長度0.54m 用于制作冷彎薄壁型鋼扁鋼：厚度460mm，寬度12200mm，長度39m 焊接組合梁柱翼緣板，各種連接板、加勁肋等熱軋型鋼角鋼： 等邊角鋼 不等邊角鋼 等邊（等肢）符號“L”“邊長厚度” 不等邊（不等肢）符號“L”“長邊寬短邊寬厚度” 主要用來制作桁架等格構(gòu)式結(jié)構(gòu)的桿件和支撐等連接桿件工字鋼： 工字鋼工字鋼 H型鋼及剖分型鋼及剖分T型鋼型鋼 工字鋼工字鋼符號符號“I”號數(shù)（截面高號數(shù)（截面高cm）類別（）類別（a、b、c腹板厚度）腹板厚度） H型鋼型鋼符號符號“HW、HM、HN

18、”“高高H寬寬B腹板厚腹板厚t1翼緣厚翼緣厚t2” T型鋼型鋼符號符號“TW、TM、TN”“高高H寬寬B腹板厚腹板厚t1翼緣厚翼緣厚t2”槽鋼： 普通槽鋼普通槽鋼 輕型槽鋼輕型槽鋼 表示方法表示方法符號符號“”號數(shù)（截面高號數(shù)（截面高cm）類別（）類別（a、b、c腹板厚度）腹板厚度） 適于作檁條等雙向受彎的構(gòu)件，也可用其組成組合或格構(gòu)適于作檁條等雙向受彎的構(gòu)件，也可用其組成組合或格構(gòu)式構(gòu)件式構(gòu)件鋼管 無縫鋼管無縫鋼管 焊接鋼管焊接鋼管 表示方法表示方法符號符號“”“外徑外徑厚度厚度” 常用作桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等平面和空間格構(gòu)式結(jié)構(gòu)的桿件；常用作桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等平面和空間格構(gòu)式結(jié)構(gòu)的桿件；在鋼管

19、混凝土柱中也有廣泛的應(yīng)用在鋼管混凝土柱中也有廣泛的應(yīng)用 冷扎薄鋼板冷彎薄壁型鋼： 采用采用0.41.6mm的薄鋼板經(jīng)輥壓成型的壓型鋼板和采用的薄鋼板經(jīng)輥壓成型的壓型鋼板和采用1.56mm厚的鋼板經(jīng)冷彎和輥壓成型的型材，厚的鋼板經(jīng)冷彎和輥壓成型的型材，廣泛地應(yīng)用廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外輕鋼建筑結(jié)構(gòu)中或用作輕型屋面及墻面等構(gòu)件于國內(nèi)外輕鋼建筑結(jié)構(gòu)中或用作輕型屋面及墻面等構(gòu)件 鋼壓型鋼板鋼壓型鋼板 冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼鋼結(jié)構(gòu)的承載能力鋼結(jié)構(gòu)的承載能力分為分為：截面截面承載能力承載能力取決于材料強(qiáng)度、應(yīng)力性質(zhì)及其在截面上的取決于材料強(qiáng)度、應(yīng)力性質(zhì)及其在截面上的 分布；分布；構(gòu)件構(gòu)件承載能力承載能力穩(wěn)定承

20、載能力，和構(gòu)件的整體剛度有關(guān)；穩(wěn)定承載能力，和構(gòu)件的整體剛度有關(guān)；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)承載能力承載能力也由結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力決定。也由結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力決定。 定義定義指力的作用線和桿的形心軸線相互重合的一類受力構(gòu)件。指力的作用線和桿的形心軸線相互重合的一類受力構(gòu)件。應(yīng)用應(yīng)用軸心受力構(gòu)件在實(shí)際工程中的應(yīng)用非常普遍，例如各種支軸心受力構(gòu)件在實(shí)際工程中的應(yīng)用非常普遍，例如各種支撐、桁架、塔架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼中的桿件基本都是軸心受力撐、桁架、塔架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼中的桿件基本都是軸心受力構(gòu)件。構(gòu)件。 柱通常由柱頭、柱身和柱腳三部分組成柱 身柱 腳柱 頭l1（ 虛 軸 ）（ 實(shí) 軸 ）(b)格 構(gòu) 式 柱 （ 綴 板 式 ）柱

21、 身柱 腳(a) 實(shí) 腹 式 柱xyyxxyyx柱 頭綴板l01（ 虛 軸 ）（ 實(shí) 軸 ）(c) 格 構(gòu) 式 柱 （ 綴 條 式 ）yxyxl01=l1綴條2 2、軸心受力構(gòu)件的截面形式、軸心受力構(gòu)件的截面形式截面形式可分為：截面形式可分為：實(shí)腹式實(shí)腹式 和和 格構(gòu)式格構(gòu)式 兩大類。兩大類。1）實(shí)腹式截面）實(shí)腹式截面2）格構(gòu)式截面）格構(gòu)式截面截面由兩個或多個型鋼肢件通過綴材連接而成。截面由兩個或多個型鋼肢件通過綴材連接而成。3 3、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度強(qiáng)度 （承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀

22、態(tài)）剛度剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）強(qiáng)度強(qiáng)度剛度剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）穩(wěn)定穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）保證構(gòu)件剛度保證構(gòu)件剛度通過限制其長細(xì)比，通過限制其長細(xì)比，保證構(gòu)件在運(yùn)輸、安保證構(gòu)件在運(yùn)輸、安 裝、使用時不會產(chǎn)生過大變形。裝、使用時不會產(chǎn)生過大變形。 軸心受力構(gòu)件強(qiáng)度承載力以截面軸心受力構(gòu)件強(qiáng)度承載力以截面平均應(yīng)力平均應(yīng)力達(dá)到鋼達(dá)到鋼材材屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力為極限為極限對有削弱的截面，雖然存在對有削弱的截面，雖然存在應(yīng)力集中應(yīng)力集中現(xiàn)象，但應(yīng)現(xiàn)象，但應(yīng)力高峰區(qū)會率先屈服使力高峰區(qū)會率先屈服使應(yīng)力塑性重分布應(yīng)力塑性重分布，最終達(dá)，最終達(dá)到到均勻分布

23、均勻分布應(yīng)力塑性重分布塔架塔架桁架桁架網(wǎng)架網(wǎng)架 梁主要是用作承受橫向荷載的構(gòu)件，主要內(nèi)力為梁主要是用作承受橫向荷載的構(gòu)件，主要內(nèi)力為彎矩與剪力。彎矩與剪力。一、梁的類型一、梁的類型 樓蓋梁樓蓋梁 平臺梁平臺梁按功能分按功能分 吊車梁吊車梁 檁條檁條 墻架梁等墻架梁等3.2.1 3.2.1 梁的類型梁的類型按受力不同分為按受力不同分為：單向彎曲梁和雙向彎曲梁單向彎曲梁和雙向彎曲梁按制作方法分：按制作方法分：型鋼梁型鋼梁 和和 組合梁組合梁熱軋型鋼梁熱軋型鋼梁焊接組合梁焊接組合梁冷彎薄壁型鋼梁冷彎薄壁型鋼梁蜂窩梁蜂窩梁鋼鋼砼組合梁砼組合梁二、梁的計(jì)算內(nèi)容二、梁的計(jì)算內(nèi)容正常使用極限狀態(tài)正常使用極限

24、狀態(tài)剛度剛度承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度 局部壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力 折算應(yīng)力折算應(yīng)力整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定 彈性階段：彈性階段：正應(yīng)力為直線分布，梁最外緣正應(yīng)力不超過屈服點(diǎn) 彈塑性階段：彈塑性階段：梁邊緣區(qū)域應(yīng)力屈服，而中和軸附近仍處于彈性 塑性階段：塑性階段：梁全截面應(yīng)力等于屈服點(diǎn)，形成塑性鉸達(dá)到承載極限fvf拉彎構(gòu)件同時承受軸線拉力和彎矩的構(gòu)件；壓彎構(gòu)件同時承受軸線壓力和彎矩的構(gòu)件；應(yīng)用框架柱、剛架柱、海洋平臺的立柱、有非節(jié)間荷載下的桁架弦桿等。 一般工業(yè)廠房和多層房屋的框架柱均為一般工業(yè)廠房和多層房屋的框架柱均為拉彎和壓彎拉彎和壓彎構(gòu)

25、件。構(gòu)件。NMNe2 2、截面形式、截面形式a)b)多為單軸對稱的實(shí)腹式截面或格構(gòu)式截面。3、計(jì)算內(nèi)容、計(jì)算內(nèi)容l 拉彎構(gòu)件：拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度強(qiáng)度 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：剛度剛度l 壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件（見下頁）（見下頁）取值同軸壓構(gòu)件。,maxmaxyx強(qiáng)度強(qiáng)度穩(wěn)定穩(wěn)定實(shí)腹式實(shí)腹式* 格構(gòu)式格構(gòu)式 彎矩作用在實(shí)軸上彎矩作用在實(shí)軸上 彎矩作用在虛軸上彎矩作用在虛軸上 (分肢穩(wěn)定分肢穩(wěn)定)整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定承承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)正正常常使使用用極極限限狀狀態(tài)態(tài) 取取值值同同軸軸壓壓構(gòu)構(gòu)件件。 ,maxmax yx剛度剛度 平面

26、內(nèi)穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定* 平面外穩(wěn)定平面外穩(wěn)定*拉彎構(gòu)件的容許長細(xì)比和軸心拉桿相同；拉彎構(gòu)件的容許長細(xì)比和軸心拉桿相同；壓彎構(gòu)件的容許長細(xì)比和軸心壓桿相同。壓彎構(gòu)件的容許長細(xì)比和軸心壓桿相同。亦稱為第一類穩(wěn)定問題第一類穩(wěn)定問題。在臨界狀態(tài)時，結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）從初始的平衡狀態(tài)突變到與其臨近的另一平衡狀態(tài)。又分為： 穩(wěn)定分岔屈曲分岔屈曲后，結(jié)構(gòu)還可承受荷載增量。 不穩(wěn)定分岔屈曲分岔屈曲后，結(jié)構(gòu)只能在比臨界荷載低 的荷載下才能保持平衡狀態(tài)。 例如：有初彎曲的軸壓桿。隨荷載增加到一定程度時，截面的塑性區(qū)域不斷發(fā)展，內(nèi)外力不能繼續(xù)保持穩(wěn)定的平衡。結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）從受力開始到破壞沒有平衡狀態(tài)分岔，臨界狀態(tài)表現(xiàn)為不能再承

27、受荷載增量，桿件只能在卸桿件只能在卸載下才能保持平衡，這類穩(wěn)定問題也稱為載下才能保持平衡，這類穩(wěn)定問題也稱為第二類穩(wěn)定問題第二類穩(wěn)定問題。結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）以大幅度的變形從一個平衡狀態(tài)跳到另一個平衡狀態(tài)。 -整體穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)構(gòu)件截面類型和長細(xì)比 查表確定。 面積的分布應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離軸線，以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑。在保證局部穩(wěn)定的條件下，提高柱的整體穩(wěn)定性和剛度 兩個主軸方向的長細(xì)比應(yīng)盡量接近，即 ，比較經(jīng)濟(jì)； 便于與其他構(gòu)件連接 構(gòu)造簡便，制造省工 選用能夠供應(yīng)的鋼材規(guī)格等 截面圖形、名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 省工、價廉 ix ，iy 相差很大，當(dāng) l0 x ，l0y 接近時很不經(jīng)濟(jì) 省工，雙向 ix ，

28、 iy 接近，經(jīng)濟(jì)性好 規(guī)格有限制 實(shí)腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點(diǎn) 雙向雙向 ix ， iy 接近，接近，經(jīng)濟(jì)性好，截面組經(jīng)濟(jì)性好，截面組合靈活，便于自動合靈活，便于自動焊焊 增加加工焊接工增加加工焊接工作量作量 加工量較少，材料加工量較少，材料單價較低單價較低 用材增多，截面用材增多，截面形式、尺寸均受形式、尺寸均受限制，連接復(fù)雜限制，連接復(fù)雜 ix 和和 iy 相同或接近相同或接近（矩形管），回轉(zhuǎn)（矩形管），回轉(zhuǎn)半徑大，抗壓穩(wěn)定半徑大，抗壓穩(wěn)定性好，用材省，抗性好，用材省，抗扭剛度大扭剛度大 圓管單價較高，圓管單價較高，與其它構(gòu)件連接與其它構(gòu)件連接時相

29、對較繁時相對較繁 實(shí)腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點(diǎn) 一般采用雙軸對稱截面，分肢通常采用槽鋼和工字鋼， 有時也采用四個角鋼或三個圓管作為肢件。 a、b、c截面：截面：x為虛軸為虛軸y為實(shí)軸為實(shí)軸d、e截面：截面：x、 y 均為虛軸均為虛軸 綴條式格構(gòu)柱常采用角鋼作為綴條綴條式格構(gòu)柱常采用角鋼作為綴條 綴條可布置成不帶橫桿或帶橫桿的三角形體系綴條可布置成不帶橫桿或帶橫桿的三角形體系 綴板式格構(gòu)柱常采用鋼板作為綴板綴板式格構(gòu)柱常采用鋼板作為綴板 鋼結(jié)構(gòu)連接原則：鋼結(jié)構(gòu)連接原則： 安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便、節(jié)約鋼材安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便

30、、節(jié)約鋼材 連接方法連接方法 焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接a-焊縫連接；焊縫連接； b-鉚釘連接；鉚釘連接； c-螺栓連接螺栓連接; （最主要的連接方法）（最主要的連接方法）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連；構(gòu)造簡單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連； 用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面；用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面； 制作加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動化操作；制作加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動化操作； 連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆；致局部材質(zhì)

31、變脆； 焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低； 對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，低溫冷脆問題較為突出低溫冷脆問題較為突出 很少采用）很少采用）缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)鋼費(fèi)工；構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)鋼費(fèi)工；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查。塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查。 在重型和直接承受動載的結(jié)構(gòu)中，有時采用。在重型和直接承受動載的結(jié)構(gòu)中，有時采用。 普通螺栓連接；高強(qiáng)螺栓連接普通螺栓連接；高強(qiáng)螺栓連接1、普通螺栓連接、普通螺栓連接分為分為A、B、C三個等級三個

32、等級類別類別加工精度加工精度抗剪抗剪 性能性能成本成本特點(diǎn)特點(diǎn)精制精制 (A、B)級級 高，栓徑與孔高，栓徑與孔徑之差為徑之差為0.50.8mm，I I類孔類孔 高高 高高 抗剪性能好，變形小；抗剪性能好，變形??；制造安裝復(fù)雜；制造安裝復(fù)雜；用于構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)；用于構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)；粗制粗制 (C級級)較低，栓徑與較低，栓徑與孔徑之差為孔徑之差為11.5mm, 1.5mm, 類孔類孔較低較低 低低 傳遞剪力有滑移；傳遞剪力有滑移；抗拉性較好；抗拉性較好；廣泛應(yīng)用承受拉力的連接。廣泛應(yīng)用承受拉力的連接。 A級、級、B級螺栓材料性能為級螺栓材料性能為8.8級級 表示螺栓的抗拉強(qiáng)度下限值為表示

33、螺栓的抗拉強(qiáng)度下限值為800N/mm2，屈強(qiáng)比為，屈強(qiáng)比為0.8 C級螺栓材料性能為級螺栓材料性能為4.6級或級或4.8級級 表示螺栓的抗拉強(qiáng)度下限值為表示螺栓的抗拉強(qiáng)度下限值為400N/mm2，屈強(qiáng)比為，屈強(qiáng)比為0.6或或0.82、高強(qiáng)螺栓連接、高強(qiáng)螺栓連接l 高強(qiáng)度螺栓分為大六角頭型和扭剪型兩種高強(qiáng)度螺栓分為大六角頭型和扭剪型兩種摩擦型高強(qiáng)螺栓摩擦型高強(qiáng)螺栓 靠摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)靠摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則則 螺桿與螺孔之差螺桿與螺孔之差1.52.0mm 剪切變形小，彈性性能好，施工較簡單，剪切變形小，彈性性能好，施工較簡單，可拆卸

34、，可拆卸，耐疲勞、耐疲勞、抗動力荷載性能好，承載力較承壓型低抗動力荷載性能好，承載力較承壓型低 特別適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)特別適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)承壓型高強(qiáng)螺栓承壓型高強(qiáng)螺栓 允許接觸面滑移，以連接達(dá)到破壞極限承載力為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。允許接觸面滑移，以連接達(dá)到破壞極限承載力為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。螺桿與螺孔之差螺桿與螺孔之差1.01.5mm 承載力高，連接緊湊，但抗剪變形大，承載力高，連接緊湊，但抗剪變形大，不能重復(fù)使用不能重復(fù)使用 一般僅用于承受靜載和間接承受動載結(jié)構(gòu)中的連接一般僅用于承受靜載和間接承受動載結(jié)構(gòu)中的連接按傳力機(jī)理分兩種：按傳力機(jī)理分兩種：電弧焊電弧焊（最常用）（最常用）手工電弧焊：手工電

35、弧焊：工地焊接時使用。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，使用方便；缺工地焊接時使用。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，使用方便；缺點(diǎn)：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，效率低。點(diǎn)：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，效率低。埋弧焊：埋弧焊：分自動或半自動埋弧焊，在工廠加工時使用。優(yōu)點(diǎn)：自分自動或半自動埋弧焊，在工廠加工時使用。優(yōu)點(diǎn)：自動化程度高，焊接速度快，勞動強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：設(shè)動化程度高，焊接速度快，勞動強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限等。備投資大，施工位置受限等。 電阻焊：電阻焊：點(diǎn)焊，多用于模壓和冷彎薄壁型鋼等薄板焊接。點(diǎn)焊，多用于模壓和冷彎薄壁型鋼等薄板焊接。電渣焊：電渣焊：一般在立

36、焊位置進(jìn)行。一般在立焊位置進(jìn)行。氣體保護(hù)焊：氣體保護(hù)焊：在工廠加工時使用，多用于厚鋼板的焊接。在工廠加工時使用，多用于厚鋼板的焊接。優(yōu)點(diǎn)：焊接速度快，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：施工條件受限制等。優(yōu)點(diǎn)：焊接速度快，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：施工條件受限制等。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡單，節(jié)約鋼材、加工方便，便于采用構(gòu)造簡單，節(jié)約鋼材、加工方便，便于采用 自動化操作，連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)的剛自動化操作，連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)的剛 度大。度大。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)在焊縫以及焊縫附近的熱影響區(qū)材質(zhì)變脆，焊接會在焊縫以及焊縫附近的熱影響區(qū)材質(zhì)變脆，焊接會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致受壓構(gòu)件的承載力減低，裂紋產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致受壓構(gòu)件的承載力減低，裂紋

37、的擴(kuò)展會發(fā)展到整體。的擴(kuò)展會發(fā)展到整體。 （同前）l焊條與焊件強(qiáng)度相適應(yīng)；不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。焊條的型號有：焊條的型號有：E43E43型、型、 E50E50型、型、 E55E55型型1 1、焊縫的連接形式、焊縫的連接形式對對 接接搭接搭接T T型連接型連接角接角接2 2、焊縫的形式、焊縫的形式l 按構(gòu)件相對位置按構(gòu)件相對位置正對接焊縫正對接焊縫斜對接焊縫斜對接焊縫l 按施焊的相對位置按施焊的相對位置平焊（俯焊）平焊（俯焊）橫焊橫焊立焊立焊仰焊仰焊l三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查（檢查外觀三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查（檢查外觀缺陷和幾何尺寸）；且符合三級

38、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；缺陷和幾何尺寸）；且符合三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；l 一、二級焊縫除外觀檢查外，尚要求一定數(shù)量內(nèi)部一、二級焊縫除外觀檢查外，尚要求一定數(shù)量內(nèi)部無損檢驗(yàn)（超聲波檢驗(yàn)、有時還用無損檢驗(yàn)（超聲波檢驗(yàn)、有時還用X X或或射線拍片），射線拍片），并符合相應(yīng)級別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。并符合相應(yīng)級別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。b.b指引線指引線基準(zhǔn)線基準(zhǔn)線基本符號基本符號為使焊件能焊透，根據(jù)板厚采用不同的坡口形式。為使焊件能焊透，根據(jù)板厚采用不同的坡口形式。b=0.52mm（a）b=23mm（b）b=23mm（C）p p（d）b=34mmp pb=34mmp p（e）b=34mmp p（f）為了消除起弧、落弧點(diǎn)不能焊透引起的焊口，可加

39、引弧板。為了消除起弧、落弧點(diǎn)不能焊透引起的焊口，可加引弧板。l 焊縫的計(jì)算長度取值：焊縫的計(jì)算長度取值：無引弧板時：每條焊縫的計(jì)算長度等于實(shí)際長度減去無引弧板時：每條焊縫的計(jì)算長度等于實(shí)際長度減去2t2t1， t t1較薄焊件厚度較薄焊件厚度采用引弧板時：采用引弧板時：每條焊縫的計(jì)算長度等于實(shí)際長度每條焊縫的計(jì)算長度等于實(shí)際長度12 tlwllwl 3 3、當(dāng)板件厚度或?qū)挾仍谝粋?cè)相差大于、當(dāng)板件厚度或?qū)挾仍谝粋?cè)相差大于4mm4mm時，應(yīng)做坡度不大于時，應(yīng)做坡度不大于 1:2.5(1:2.5(靜載靜載) )或或1:4(1:4(動載動載) )的斜角，以減小應(yīng)力集中。的斜角，以減小應(yīng)力集中。1:2.

40、51:2.5 對接焊縫的應(yīng)力分布基本與焊件相同，對一二級焊縫不對接焊縫的應(yīng)力分布基本與焊件相同，對一二級焊縫不必計(jì)算。只有三級焊縫受拉力作用才需進(jìn)行計(jì)算！必計(jì)算。只有三級焊縫受拉力作用才需進(jìn)行計(jì)算！一、角焊縫的形式和強(qiáng)度一、角焊縫的形式和強(qiáng)度直角角焊縫直角角焊縫斜角角焊縫斜角角焊縫焊腳尺寸焊腳尺寸hf角焊縫按其與作用力的關(guān)系可分為：角焊縫按其與作用力的關(guān)系可分為：焊縫長度方向與作用力平行焊縫長度方向與作用力平行正面角焊縫正面角焊縫側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫焊縫長度方向與作用力垂直焊縫長度方向與作用力垂直Ny 正面焊縫正面焊縫N N側(cè)面焊縫側(cè)面焊縫側(cè)面角焊縫：側(cè)面角焊縫： 應(yīng)力分布不均勻。彈模低強(qiáng)應(yīng)力

41、分布不均勻。彈模低強(qiáng)度低，但塑性較好。度低，但塑性較好。正面角焊縫：正面角焊縫：應(yīng)力集中嚴(yán)應(yīng)力集中嚴(yán)重，易于開裂。破壞強(qiáng)度要重，易于開裂。破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差。高一些，但塑性差。 二、角焊縫的構(gòu)造要求二、角焊縫的構(gòu)造要求1、焊腳尺寸、焊腳尺寸hf不應(yīng)過小。保證焊縫最小承載力，并防止焊縫冷卻過快而產(chǎn)生裂紋；不應(yīng)太大。防止焊縫收縮產(chǎn)生較大的焊接變形，防止熱影響區(qū)擴(kuò)大，而產(chǎn)生裂縫和燒穿。2、焊縫長度、焊縫長度lw焊縫長度過小，焊局部加熱嚴(yán)重，起落弧坑相距太近，焊縫不可靠；焊縫長度太大，焊縫應(yīng)力不均勻，可能焊縫端部達(dá)到極值破壞，中部應(yīng)力還未發(fā)揮承載力。此現(xiàn)象對承受動載尤為不利。3、轉(zhuǎn)角處：、轉(zhuǎn)角

42、處：圍焊需連續(xù)施焊；焊縫端部做繞角焊，避免起落弧焊缺陷發(fā)生在應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角處。4、板件僅用兩側(cè)焊縫連接時：、板件僅用兩側(cè)焊縫連接時：為避免應(yīng)力傳遞過于彎折或應(yīng)力過分不均，焊縫長度和側(cè)焊縫距離應(yīng)滿足一定的要求。5、搭接連接：、搭接連接：不能只用1條正面焊縫傳力，且長度滿足要求。l產(chǎn)生的原因：不均勻的加熱和冷卻產(chǎn)生的原因：不均勻的加熱和冷卻二、焊接殘余應(yīng)力的分類二、焊接殘余應(yīng)力的分類 縱向焊接殘余應(yīng)力縱向焊接殘余應(yīng)力沿焊縫長度方向沿焊縫長度方向; ; 橫向焊接殘余應(yīng)力橫向焊接殘余應(yīng)力垂直于焊縫長度方向垂直于焊縫長度方向; ; 沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力l焊接殘余應(yīng)力是內(nèi)應(yīng)力，

43、在焊件內(nèi)自相平衡。焊接殘余應(yīng)力是內(nèi)應(yīng)力，在焊件內(nèi)自相平衡。l焊縫附近為拉應(yīng)力，焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力。焊縫附近為拉應(yīng)力，焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力。7.5 7.5 焊接熱效應(yīng)焊接熱效應(yīng)一、焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因一、焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因三、焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響三、焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響1 1、對結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響、對結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響因焊接殘余應(yīng)力自相平衡，故：因焊接殘余應(yīng)力自相平衡，故：焊接殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒有影響。對結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒有影響。2 2、對結(jié)構(gòu)剛度的影響、對結(jié)構(gòu)剛度的影響焊接殘余應(yīng)力的存在降低結(jié)構(gòu)的剛度。焊接殘余應(yīng)力的存在降低結(jié)構(gòu)的剛度。3 3、焊接殘余

44、應(yīng)力會降低壓桿的穩(wěn)定承載力、焊接殘余應(yīng)力會降低壓桿的穩(wěn)定承載力 對于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉對于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力，增加了鋼材低溫脆斷傾向。應(yīng)力，增加了鋼材低溫脆斷傾向。4 4、對低溫冷脆的影響、對低溫冷脆的影響5 5、對疲勞強(qiáng)度的影響、對疲勞強(qiáng)度的影響 三向焊接殘余拉應(yīng)力降低材料的塑性，從而疲三向焊接殘余拉應(yīng)力降低材料的塑性，從而疲勞強(qiáng)度降低！勞強(qiáng)度降低！四、焊接殘余變形四、焊接殘余變形五、減小焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的措施五、減小焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的措施1 1、設(shè)計(jì)上的措施；、設(shè)計(jì)上的措施；（1 1）焊接位置的合理安排）焊接位置的合理安排（2 2）焊縫尺

45、寸要適當(dāng)）焊縫尺寸要適當(dāng)（3 3）焊縫數(shù)量要少，且不宜過分集中）焊縫數(shù)量要少，且不宜過分集中（4 4）應(yīng)盡量避免兩條以上的焊縫垂直交叉）應(yīng)盡量避免兩條以上的焊縫垂直交叉（5 5）應(yīng)盡量避免母材在厚度方向的收縮應(yīng)力）應(yīng)盡量避免母材在厚度方向的收縮應(yīng)力2 2、加工工藝上的措施、加工工藝上的措施（1 1）采用合理的施焊順序）采用合理的施焊順序（2 2）采用反變形處理）采用反變形處理（3 3）小尺寸焊件，應(yīng)焊前預(yù)熱或焊后回火處理）小尺寸焊件，應(yīng)焊前預(yù)熱或焊后回火處理 原則原則：簡單、統(tǒng)一、整齊而緊湊。：簡單、統(tǒng)一、整齊而緊湊。 并列和錯列兩種并列和錯列兩種形式：形式： 并列：并列：比較簡單整齊，連接板

46、尺比較簡單整齊，連接板尺寸小，但對構(gòu)件截面削弱較大寸小，但對構(gòu)件截面削弱較大 。 錯列：錯列：可以減小螺栓孔對截面的可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓孔排列不緊湊，連削弱，但螺栓孔排列不緊湊，連接板尺寸較大。接板尺寸較大。 7.5 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造一、一、 螺栓的排列螺栓的排列A A 并列并列栓距栓距線距線距 邊距邊距邊距邊距端距端距B B 錯列錯列螺栓的排列要求螺栓的排列要求受力要求：受力要求： 垂直于受力方向：螺孔中距和邊距限制垂直于受力方向：螺孔中距和邊距限制 順力作用方向：端距限制順力作用方向：端距限制防止孔端鋼板剪斷，防止孔端鋼板剪斷，2d0 ；構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：防止板

47、翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中矩防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中矩最大值；最大值；施工要求：施工要求：為便于擰緊螺栓，留適當(dāng)間距（不同的工具有為便于擰緊螺栓，留適當(dāng)間距（不同的工具有不同要求），最小中距為不同要求），最小中距為3d0； 螺栓或鉚釘?shù)淖畲蟆⒆钚∪菰S距離螺栓或鉚釘?shù)淖畲?、最小容許距離二、普通螺栓的種類二、普通螺栓的種類A A、B B級級 - - 精制螺栓精制螺栓- - 粗制螺栓粗制螺栓C C級級類孔，孔徑類孔，孔徑(d(do o) )比栓桿比栓桿直徑直徑(d)(d)大大0.30.30.5mm0.5mm；性能等級為性能等級為8.88.8級。級。類孔，孔徑類孔，孔徑(d(do

48、o) )比栓桿直徑比栓桿直徑(d)(d)大大1.51.53mm3mm；性能等級為性能等級為4.64.6或或4.84.8級。級。鋼結(jié)構(gòu)一般選用鋼結(jié)構(gòu)一般選用C C級（粗制）級（粗制）六角螺母螺栓，用六角螺母螺栓，用M M表示，例如表示，例如 M16M16、M20 M20 等。等。 每一桿件在節(jié)點(diǎn)及拼接接頭一端，每一桿件在節(jié)點(diǎn)及拼接接頭一端，不宜不宜少于兩個永久螺栓；少于兩個永久螺栓； 對直接承受動載的普通螺栓連接應(yīng)采取防止螺帽松動措施；對直接承受動載的普通螺栓連接應(yīng)采取防止螺帽松動措施； C級螺栓只宜用于級螺栓只宜用于桿軸方向受拉桿軸方向受拉，或承受，或承受靜載靜載結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的次要次要連接、連接

49、、可拆卸結(jié)構(gòu)可拆卸結(jié)構(gòu)的連接和的連接和臨時固定構(gòu)件臨時固定構(gòu)件的受剪連接；對重要的或的受剪連接；對重要的或受反復(fù)動載作用的連接不得采用受反復(fù)動載作用的連接不得采用C級螺栓。級螺栓。 型鋼拼接采用高強(qiáng)度螺栓連接時，應(yīng)采用鋼板作為拼接件；型鋼拼接采用高強(qiáng)度螺栓連接時，應(yīng)采用鋼板作為拼接件； 在高強(qiáng)度螺栓連接范圍內(nèi)，應(yīng)說明構(gòu)件接觸面的處理方法；在高強(qiáng)度螺栓連接范圍內(nèi)，應(yīng)說明構(gòu)件接觸面的處理方法； 沿桿軸方向受拉的螺栓連接中，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)端板剛度（如加沿桿軸方向受拉的螺栓連接中，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)端板剛度（如加設(shè)加勁肋），以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。設(shè)加勁肋），以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。三

50、、三、 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造（了解）（了解） 按受力情況分按受力情況分： 螺栓只承受剪力螺栓只承受剪力 螺栓只承受拉力螺栓只承受拉力 螺栓承受拉力和剪力共同作用螺栓承受拉力和剪力共同作用7.6 普通螺栓連接的工作性能普通螺栓連接的工作性能（了解）（了解）一、一、 普通螺栓的普通螺栓的抗剪抗剪連接連接1、 抗剪連接的工作性能抗剪連接的工作性能抗剪螺栓的破壞形式：抗剪螺栓的破壞形式：1、螺栓桿被剪斷、螺栓桿被剪斷2、板件被擠壞（孔壁承壓破壞）、板件被擠壞（孔壁承壓破壞）3、板件被拉斷、板件被拉斷4、板件沖剪破壞、板件沖剪破壞5、螺栓桿彎剪破壞、螺栓桿彎剪破壞6、螺栓雙剪破壞、螺栓雙剪破壞板

51、件被拉斷板件被拉斷破壞形式屬于構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；破壞形式屬于構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；只考慮只考慮螺栓桿被剪斷螺栓桿被剪斷和和孔壁承壓破壞孔壁承壓破壞兩種破壞。兩種破壞。端矩不應(yīng)小于端矩不應(yīng)小于2d2dO O栓桿長度不應(yīng)大于栓桿長度不應(yīng)大于5d5d以上以上1、2、3三種破壞形式通過強(qiáng)度計(jì)算避免。三種破壞形式通過強(qiáng)度計(jì)算避免。4 4、5 5、6 6破壞由構(gòu)造解決。破壞由構(gòu)造解決。 普通螺栓受剪承載力主要由普通螺栓受剪承載力主要由栓桿受剪栓桿受剪和和孔壁承壓孔壁承壓兩種兩種破壞模式控制，分別計(jì)算，取其小值進(jìn)行設(shè)計(jì)破壞模式控制，分別計(jì)算，取其小值進(jìn)行設(shè)計(jì) 2、單個普通螺栓的抗剪承載力、單個普通螺栓的抗剪承載力3

52、、普通螺栓群抗剪連接計(jì)算、普通螺栓群抗剪連接計(jì)算a）普通螺栓群）普通螺栓群軸心受剪軸心受剪b）普通螺栓群）普通螺栓群偏心受剪偏心受剪 抗拉螺栓連接破壞形式為抗拉螺栓連接破壞形式為螺栓桿被拉斷螺栓桿被拉斷。 螺栓有效直徑：螺栓有效直徑：抗拉計(jì)算采用抗拉計(jì)算采用有效直徑有效直徑de和和有效面積有效面積Ae計(jì)算。計(jì)算。二、二、 普通螺栓的普通螺栓的抗拉抗拉連接連接1、單個普通螺栓的抗拉承載力、單個普通螺栓的抗拉承載力 連接件剛度對螺栓抗拉承載力的影響：連接件剛度對螺栓抗拉承載力的影響： 翼緣板剛度不是很大，由于翼緣彎曲，翼緣板剛度不是很大，由于翼緣彎曲，螺栓受到撬力的附加作用，桿力增加。螺栓受到撬力

53、的附加作用，桿力增加。 我國規(guī)范將螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值我國規(guī)范將螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值降低降低20%來簡化考慮撬力影響。來簡化考慮撬力影響。 由于垂直于連接板的肋板剛度很大，由于垂直于連接板的肋板剛度很大，通常假定各個螺栓平均受拉。通常假定各個螺栓平均受拉。 2、 普通螺栓群軸心受拉普通螺栓群軸心受拉3、 普通螺栓群彎曲受拉普通螺栓群彎曲受拉 剪力剪力V通過承托板傳遞通過承托板傳遞 彎矩作用下，離中和軸彎矩作用下，離中和軸越遠(yuǎn)的螺栓所受拉力越越遠(yuǎn)的螺栓所受拉力越大，而壓力則由部分受大，而壓力則由部分受壓的端板承受。壓的端板承受。4、 普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉三、普通螺栓受剪力和拉力的聯(lián)合作用三、普通螺栓受剪力和拉力的聯(lián)合作用有兩種可能破壞形式：有兩種可能破壞形式： 螺栓桿受剪受拉破壞；螺栓桿受剪受拉破壞； 孔壁承壓破壞；孔壁承壓破壞；Y 高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓摩擦型摩擦型連接抗剪連接抗剪 不容許接觸面出現(xiàn)滑移，以出現(xiàn)滑動為抗剪承載力極限狀態(tài)不容許接觸面出現(xiàn)滑移，以出現(xiàn)滑動為抗剪承載力極限狀態(tài)1、高強(qiáng)度螺栓、高強(qiáng)度螺栓抗剪抗剪連接的工作性能連接的工作性能Y 高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓承壓型承壓型連接抗剪連接抗剪 容許接觸面出現(xiàn)滑移，以連接達(dá)到破壞為承載力極限狀態(tài)容許接觸面出現(xiàn)滑移，以