《鋼結(jié)構(gòu)》串講資料

1、第一章概述一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (1)強(qiáng)度高，自重??； (2)齷性、韌性好； (3)材魘均勻，工作可靠性高； (4)工業(yè)化生產(chǎn)程度高、施工速度快； (5)密閉性好； (6)有利于保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源；(7)耐熱佳能好，但耐火性能差； (8)耐腐蝕性差。 二、合理應(yīng)用范圍況讀時注意具體應(yīng)用范圍，是利用鋼結(jié)構(gòu)的哪些憂點(diǎn)。 (1)重型工業(yè)廠房； (2)大跨度結(jié)構(gòu)； (3)高聳結(jié)構(gòu)及高層建筑； (4)受動力荷載作用的結(jié)構(gòu)等。第二章結(jié)構(gòu)鋼材及其性能 一、結(jié)構(gòu)鋼材的力學(xué)性能 1抗拉強(qiáng)度是鋼材破壞前能夠承受的最犬應(yīng)力，反映了與鋼材內(nèi)部組織有關(guān)的極限抗拉能力，大可增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度儲備。 2.屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)） 作為鋼

2、材強(qiáng)度的標(biāo)淮值，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以達(dá)到的最大應(yīng)力。引入材料分項(xiàng)系數(shù)后，即得到鋼材抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 3伸長率（或）它是反映鋼材承受靜力及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 4冷彎性能 此項(xiàng)指標(biāo)是衡量鋼材塑性變形能力及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 5沖擊韌性 此項(xiàng)指標(biāo)是衡量鋼材承受沖擊荷載作用時抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)。對于在低溫環(huán)境下承受動載的結(jié)構(gòu)，要提出內(nèi)環(huán)境溫度相應(yīng)的沖擊韌性保證要求。6鋼材在多軸應(yīng)力作用下的工作性能鋼材在多軸應(yīng)辦作用下的工作性能可用折算應(yīng)力衡量。 鋼材處于同號應(yīng)力場時，直到破壞也會有明顯的塑性變形，此時的破壞形式為脆性破壞，因此，同號應(yīng)力場是脆性破壞的力學(xué)原因；相反，鋼材處于異號應(yīng)力場，

3、或同號但應(yīng)力差較大時，鋼材較容易進(jìn)入塑性狀態(tài)，最后破壞形式為塑性破壞。 二、影響鋼材性能的因素1化學(xué)成分的影響 (1)碳元素含量提高，則強(qiáng)度提高；但塑性、韌性、冷彎性能：可焊性及抗銹蝕能為降低。(2)糍(Mn)、硅(Si)、釩(V)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、鋁(A1)、鉻(Cr)：鎳(Ni)基本上屬于有益元素，一般都有提高鋼材強(qiáng)度、塑性和韌性的效能。但錳或硅的含量過高。則可導(dǎo)致可焊性降低。 (3)硫(s)、磷(P)、氧(0)和氮(N)基本上屬于有害元素，一般都使鋼材的韌性降低。硫和氧易導(dǎo)致熱脆，磷和氮贈易導(dǎo)致冷脆。 2成材過程的影響 冶煉過程決定了鋼的化學(xué)成分和金相組織結(jié)構(gòu)，因而確定了鋼種和鋼

4、材牌號。 (1)冶煉過程中產(chǎn)生的冶金缺陷（如偏析、非金屬夾雜、氣孔及裂紋等）將嚴(yán)重降低鋼材韻冷彎、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能，使鋼材抗脆性斷裂的能力降低。因此，鎮(zhèn)靜鋼的性能優(yōu)于沸騰鋼。(2)鋼材熱軋可消除冶煉過程中的部分缺陷，提高鋼材的力學(xué)性能。因此，軋制壓縮比次的鋼材性能優(yōu)于壓縮比小的鋼材。軋制進(jìn)程在使鋼材晶粒變細(xì)和改善鋼材性能的同時，亦使其產(chǎn)生明顯的各向異性。 3影響鋼材性能的其他因素 (1)鋼材的硬化。鋼材的硬化有冷作硬化（應(yīng)變硬化）和時效硬化兩種。鋼材的硬化使鋼材塑性減小，脆性增加。 冷加工（常溫下的冷拉、冷彎。沖孔、機(jī)械剪切等加工）通常使鋼材產(chǎn)生應(yīng)變硬化。隨著時間推移鋼材轉(zhuǎn)脆的現(xiàn)象

5、，稱為時效硬化。而應(yīng)變硬化和時效硬化的綜合效應(yīng)，稱為應(yīng)變時效。人為避如速時效硬化的過程，稱為人工時效。 (2)溫度溫度變化對鋼材性能的影響很大。溫度在200以下時，鋼材的強(qiáng)度：彈性模量變化不大，隨溫度升高，鋼材的屈服強(qiáng)度降低，塑性增大，達(dá)600時，屈服強(qiáng)度接近于零，幾乎喪失承載力，因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范一規(guī)定，鋼結(jié)構(gòu)表面長期受150以上的輻射熱時，應(yīng)采取隔熱防護(hù)措施。；當(dāng)溫度下降到負(fù)溫某一區(qū)域時，其中擊韌性急劇下隆，出現(xiàn)低溫脆斷。因此，在負(fù)溫工作的結(jié)構(gòu)，鋼材還應(yīng)具有溫（-20或薯-40）沖擊韌性的合格保證，以提高抗低溫脆斷的能力。 (3)應(yīng)力集中 在鋼構(gòu)件中一般常存在孔洞、缺口，凹角、以及截面的

6、厚度或?qū)挾茸兓龋捎诮孛娴耐蝗桓淖?，致使?yīng)力線曲折、密集，故在孔洞邊緣或缺口尖端等處，將出現(xiàn)集中應(yīng)力，在應(yīng)力集中處構(gòu)件常處于同號的雙向或三向應(yīng)力場的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了鋼材塑性變形的發(fā)展，促使鋼材轉(zhuǎn)入脆性狀態(tài)，造成脆性破壞。由于應(yīng)力集中主要決定于構(gòu)件的構(gòu)造狀況，因此，在設(shè)計(jì)、制造和施工時，應(yīng)盡量避免截面突變一應(yīng)采用圓滑過渡，盡可能防止對構(gòu)件造成刻槽等缺陷。三、鋼材的塑性破壞、脆性破壞、循環(huán)加載效應(yīng)和疲勞破壞 1塑性破壞和脆性破壞 1破壞前產(chǎn)生較大變形的破壞，稱為塑性破壞-反之稱為脆性破壞（非塑性破壞）。所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)當(dāng)力求在結(jié)構(gòu)破壞時呈塑性破壞，以避免產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞后果。塑性和韌性好的材

7、料亦可發(fā)生非塑性破壞。 2循環(huán)荷載效應(yīng)和疲勞破壞 循環(huán)荷載常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂。鋼材在連續(xù)循環(huán)荷載作罔下，當(dāng)應(yīng)力低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，甚至還低于屈服點(diǎn)時，也會發(fā)生破壞，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞現(xiàn)象或疲勞破壞。 在循環(huán)荷載作用下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在低于抗拉強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力狀態(tài)斷裂，稱為疲勞斷裂。疲勞斷裂常呈脆性破壞。疲勞斷裂本質(zhì)上是微裂紋緩慢擴(kuò)展和最后迅速斷裂的過程。鋼結(jié)構(gòu)中除原材料的缺陷是斷裂源之外，焊接缺陷經(jīng)常是主要的斷裂源。 影響鋼材疲勞破壞的因素主要有以下幾個方商： (1)應(yīng)力集中 鋼材中恒存在著的構(gòu)造缺陷或殘余應(yīng)力，在其截面中引起應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致疲勞破壞產(chǎn)生。 (2)應(yīng)力循環(huán)特征應(yīng)

8、力幅 鋼材在反復(fù)荷載作用下的應(yīng)力循環(huán)用應(yīng)力幅=表示。 (3)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n 在應(yīng)力循環(huán)的形式一定時（對焊接構(gòu)件為，對非焊接結(jié)構(gòu)為最大應(yīng)力），鋼材的疲勞破壞與應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)有關(guān)。應(yīng)力輻越小，各類構(gòu)件或連接產(chǎn)生疲勞破壞的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越多。當(dāng)應(yīng)力幅小于一定數(shù)值時，即使應(yīng)力循環(huán)多次，也不致產(chǎn)生疲勞破壞，即達(dá)到通常的疲勞極限(最低疲勞壽命要求)?，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范根據(jù)我國的情況、確定疲勞壽命n=5×，即應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n5×時，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算。 四、鋼材的種類適合于鋼結(jié)構(gòu)采用的鋼材只是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼。 1碳素結(jié)構(gòu)鋼(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼按脫氧程度分為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼和

9、沸騰鋼。(2)碳素結(jié)構(gòu)鋼的質(zhì)量等級分為A、B、C、D四級。由A到D，表示質(zhì)量由低到高。質(zhì)量高低主要是以沖擊韌性（夏比V型缺口試驗(yàn)）區(qū)分。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量鐐緞符號、脫氯方法符號等四個部分按順序組成，所采用的符號分別用下列字母表示：Q鋼材屈服點(diǎn)“屈”字漢語拼音首位字母；A、B、C、D分別為質(zhì)量等級；F沸騰鋼“沸”字漢語拼音首位字母； b半鎮(zhèn)靜鋼“半”字漢語拼音首位字母；Z鎮(zhèn)靜鋼“鎮(zhèn)”字漢語拼音首位字母； TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼“特鎮(zhèn)”兩字漢語拼音首位字母。 在牌號組成表示方法中，“Z”與“TZ”符號可以省略。根據(jù)上述牌號表示方法，如Q235-AF表示屈服點(diǎn)為235 N

10、f/mmz、質(zhì)量等級為A級的沸騰鋼；Q235-B表示屈服點(diǎn)為235 N/mm2、質(zhì)量等級為B級的鎮(zhèn)靜鋼。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號是按強(qiáng)度由低到高排列的。鋼材強(qiáng)度主要由其中碳元素含量的多少決定。 2低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 按力學(xué)性能和化學(xué)成分是分為5種，即Q295、Q345，Q390，Q420，Q460；質(zhì)量等級分為A、B、C、D、E五級，其中E級質(zhì)量最好。牌號按屈服點(diǎn)符號、屈服點(diǎn)值和質(zhì)量等級排列，符號的含義和碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號的含義相同。 五、鋼材的選用 根據(jù)規(guī)范，選用鋼材時，要遵照下列規(guī)定： (1)承重結(jié)構(gòu)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，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證（合

11、稱三項(xiàng)保證）。 (2)焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證(合稱四項(xiàng)保證)。 (3)對于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證（合稱五項(xiàng)保證）。(4)非焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂的危險性比焊接結(jié)構(gòu)小些，對材質(zhì)的要求可比焊接結(jié)構(gòu)適當(dāng)放寬，但需要驗(yàn)算疲勞的鋼材仍應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。六、鋼材的規(guī)格1. 鋼板 其規(guī)格用符號“一”和厚度×寬度×長度的毫米數(shù)表示。 2角鋼 角鋼由兩個互相垂直的肢組成，若兩肢長度相等，稱為等邊角鋼，若不等則為不等邊角鋼。等邊角鋼的型號用符號“”和肢寬×肢厚的毫米數(shù)表示。 3普通工字鋼以截面高度（c

12、m）編號，符號分別用“I”表示，按照腹板厚度不同分為a、b兩類或a、b、c三類。4槽鋼型號用符“”及號數(shù)表示，號數(shù)代表截面高度的厘米數(shù)，按照腹橡厚度不同分為a、b、c三類。5熱軋H型鋼熱軋H型鋼分為三類：寬翼緣H型鋼(HW)、中翼緣H型鋼(HM)和窄翼緣H型鋼(HN)。 6熱軋剖分T型鋼 由對應(yīng)的H型鋼沿腹板中部對等剖分而成。其代號與H型鋼相應(yīng)采用TW、TM、TN分別表示寬翼緣T型鋼、中翼緣T型鋼和窄翼緣T型鋼。 7冷彎薄壁型鋼 特點(diǎn)是壁薄，截面幾何形狀開展，是一種高效經(jīng)濟(jì)的截面，多用于跨度小、荷載輕的輕型鋼結(jié)構(gòu)。第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接 一、鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 1焊接連接 (1)手工焊焊條的選擇 選

13、擇手工電弧焊焊條型號首先應(yīng)按與主體金屬強(qiáng)度相適應(yīng)確定焊條系列，即兩者強(qiáng)度應(yīng)相等。例如Q23s鋼焊件用F43系列型焊條，Q345鋼焊件用E50系列型焊條，Q390和Q420鋼焊件用E55系列型焊條。當(dāng)不同強(qiáng)度的鋼材連接時，采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條系列，即可滿足強(qiáng)度等方面的要求并H較經(jīng)濟(jì)。手工電弧焊常用的焊條有碳鋼焊條和低合金鋼焊條，其牌號有E43型、E50型和E55型等。字母E表示焊條，其后兩位數(shù)字用以表示焊條系列。數(shù)字由熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值決定，單位為kgf/mm2。 (2)焊接方位的要求 按施焊時焊縫與焊件之間的相對空間位置，焊縫連接可分為平焊、橫焊、立焊和仰焊四種。平焊也稱為俯焊，

14、施焊方便，質(zhì)量易保證；橫焊、立焊施焊較難，質(zhì)量和效率均低于平焊；仰焊是操作最困難的，施焊位覆最差，焊縫質(zhì)量不易保證。故設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件詳細(xì)考慮每條焊縫的方位，特別是工地施焊的焊縫，由于焊件不易翻轉(zhuǎn)，更應(yīng)注意使主要焊縫大多數(shù)處于平焊位置，盡量避免仰焊。 (3)焊縫符號及標(biāo)注 焊縫符號主要由引出線和表示焊縫截面形狀的基本符號組成，必要時還可以加上輔助符號、補(bǔ)充符號和焊縫尺寸符號。 引出線由帶箭頭的指引線（簡稱箭頭線）和兩條基準(zhǔn)線（一條為細(xì)實(shí)線，另一條為細(xì)虛線）兩部分組成。基準(zhǔn)線的虛線可以畫在實(shí)線的上側(cè)，也可以畫在實(shí)線的下側(cè)。基本符號用以表示焊縫的基本截面形式，符號的線條宜粗于引出線?；痉?/p>

15、標(biāo)注在基準(zhǔn)線上，其相對位置規(guī)定如下：如果焊縫在接頭的箭頭側(cè)，則應(yīng)將基本符號標(biāo)注在基準(zhǔn)線實(shí)線側(cè)：如果焊縫在接頭的非箭頭側(cè)，則應(yīng)將基本符號標(biāo)注在基準(zhǔn)線虛線側(cè)，如果為雙面對稱焊縫，基準(zhǔn)線可以不加虛線。箭頭線相對于焊縫位置一般無特別要求，對有坡口的焊縫，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口的一側(cè)。焊縫尺寸標(biāo)注在基準(zhǔn)線上。這里應(yīng)注意的是，不論箭頭線方向如何，有關(guān)焊縫橫截面的尺寸(如角焊縫的焊角尺寸) 則一律標(biāo)在焊縫基本符號的左邊，有關(guān)焊縫長度方向的尺寸（如焊縫長度）則一律標(biāo)在焊縫基本符號的右邊。此外對接焊縫中有關(guān)坡口的尺寸應(yīng)標(biāo)在焊縫基本符號的上側(cè)或下側(cè)。輔助符號用以表示焊縫表面形狀的特征，如對接焊縫表面凸出部分應(yīng)加工使

16、之與焊件表面齊平，則需在基本符號上加一短線，此短線即為輔助符號。補(bǔ)充符號是為了補(bǔ)充說明焊縫的某些特征而采用的符號，如三面圍焊、周邊焊縫、在工地現(xiàn)場施焊的焊縫和焊縫底部有墊板等。焊縫的基本符號、輔助符號、補(bǔ)充符號均用粗實(shí)線表示，并與基準(zhǔn)線相交或相切。尾部符號用細(xì)實(shí)線表示，并且在基準(zhǔn)線的尾端。 (4)焊縫缺陷及質(zhì)量檢驗(yàn)等級 裂紋是焊接連接中最危險的缺陷。焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)等級分為一、二、三級，其中三級質(zhì)量要求最低。 2螺栓連接 螺栓連接可分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩種。 (1)普通螺栓連接 普通螺栓又分為C級螺栓和A級、B級螺栓兩種。C級螺栓表面不加工，尺寸不太準(zhǔn)確，只要求類孔。成本低，栓桿直徑與

17、栓孔直徑之差，設(shè)計(jì)規(guī)范未作規(guī)定，通常多取1.52Omm。A級和B級蠓栓表面須經(jīng)車床加工，故尺寸準(zhǔn)確，精度較高，要求配用I類孔。 (2)高強(qiáng)度螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓連接受剪力時，按其傳力方式可分為摩擦型和承壓型兩種。 摩擦型連接在受剪設(shè)計(jì)時，以外力達(dá)到板件接觸面間的最大摩擦南為極限狀態(tài)，即保證連接在整個使用期間外力不超過其最大摩擦力為準(zhǔn)則這樣，板件間不會發(fā)生相對滑移，被連接板件彈性整體受力。由于摩擦型螺栓所具有的連接緊密、受力可靠、耐疲勞、可拆換、安裝簡單以及動力荷載作用下不易松動等優(yōu)點(diǎn)，目前在橋梁、工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。尤其在栓焊桁架橋、重級工作制廠房的吊車。梁系統(tǒng)和重要建筑物的支撐

18、連接中已被證明具有明顯的優(yōu)越性。 而承壓型連接起初由摩擦傳力，在被連接件間的摩擦力被克服后則依靠栓桿抗剪和孔壁承壓傳力，以桿身剪切或孔壁承壓破壞，即達(dá)到連接的最大承載力作為連接受剪的極限狀態(tài)。因此，其后期受力性能同普通螺栓。承壓型高強(qiáng)度螺栓連接，由于摩擦力被克服產(chǎn)生相對滑移后可以繼續(xù)承載，所以其設(shè)計(jì)承載力高于摩擦型，因而可節(jié)省螺栓用量，也具有連接緊密，可拆換，安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但與摩擦型相比，整體性和剛度較差，變形大，動力性能差，其實(shí)際強(qiáng)度儲備小，只限用于承受靜力或間接動力荷載結(jié)構(gòu)中允許發(fā)生一定滑移變形的連接。 二、對接焊縫連接構(gòu)造 對接焊縫又稱坡口焊縫，因?yàn)樵谑┖笗r，焊件間須具有適合于焊條運(yùn)轉(zhuǎn)

19、的空間，因此一般均將焊件邊緣開成坡口。 在對接焊縫的起弧落弧處，常出現(xiàn)弧坑缺陷，以致引起應(yīng)力集中并易產(chǎn)生裂紋，這對承受動力荷載的結(jié)構(gòu)尤為不利。為了消除焊口的缺陷，應(yīng)在焊縫的兩端設(shè)置引弧板，這樣，起弧落弧均在引弧板上發(fā)生。對某些特殊情況無法采用引弧板時，則應(yīng)在計(jì)算中將每條焊縫的長度減去2t（此處t為較薄焊件厚度）。 當(dāng)對接焊縫拼接的鋼板寬度不同或厚度相差4mm以上時，應(yīng)在寬度或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1:2.5的斜坡，以使截面平緩過渡，減少應(yīng)力集中。當(dāng)厚度相差不大于4 mm時，可不做斜坡，因焊縫表面形成的斜度即可滿足平緩過渡的要求。 三、對接焊縫的計(jì)算1軸心力（拉力或壓力）作用時對接焊

20、縫的計(jì)算 當(dāng)外力作用于對接焊縫的垂直方向，其合力通過焊縫的重心時，按下式計(jì)算焊縫的強(qiáng)度：或(3-1)式中：N軸心拉力或軸心壓力設(shè)計(jì)值；焊縫的計(jì)算長度，當(dāng)采用引弧板時取焊縫的實(shí)際長度；當(dāng)未采用引弧板時，每條焊縫取實(shí)際長度減去2t(引弧、滅弧端各t)；t一一在對接接頭中是連接板件中的較小厚度；在T形連，接中為腹板厚度；對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 注意：對接焊縫只在三級焊縫且受拉力作用或無法采用引弧板時才需要按式上進(jìn)行計(jì)算。 2彎矩和剪力共同作用時的對接焊縫計(jì)算 (1)矩形截面對接焊縫同時承受彎矩和剪力時，因?yàn)樽畲笳龖?yīng)力與最大剪應(yīng)力不在同一點(diǎn)，故應(yīng)分別計(jì)算正應(yīng)力和剪應(yīng)力。即最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力應(yīng)

21、分別符合下列公式的要求： (3-2)(3-3)式中：M焊縫計(jì)算截面的彎矩；焊縫截面抵抗矩；焊縫截面計(jì)算剪應(yīng)力處的以上部分對中和軸的面積矩；焊縫截面對中和軸的慣性矩；對接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 (2)工字形截面對接焊縫除了按照公式(3-2)、(3-3)計(jì)算最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力應(yīng)外，在同時受有較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力的梁腹板橫向?qū)雍缚p受拉區(qū)的端部“1”點(diǎn)，還應(yīng)按下式計(jì)算折算應(yīng)力：(3-4)式中：腹板對接焊縫端部處的正應(yīng)力，按下式計(jì)算：腹板對接焊縫端部處的正應(yīng)力，按下式計(jì)算：工字形截面受拉翼緣對截面中和軸的面積矩；工字形截面的腹板厚度。1.1考慮最大折算應(yīng)力只發(fā)生在焊縫的局部，而焊縫強(qiáng)度最低值與最不利應(yīng)力

22、同時存在幾率較小，故將其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高10%。(3)彎矩、剪力和軸力共同作用下的工字形截面對接焊縫的連接。焊縫的最大正應(yīng)力最大剪應(yīng)力不在同一點(diǎn)上，應(yīng)分別按下式驗(yàn)算工字形截面最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力和折算應(yīng)力： (3-5)(3-6)(3-7)(3-8)式中：一一焊縫計(jì)算截面的面積。 四、角焊縫連接構(gòu)造要求 角焊縫按其長度方向和外力作用方向的關(guān)系可分為與力作用方向平行的側(cè)面角焊縫，與力作用方向垂直的正面角焊縫（端焊縫）和與力作用方向成斜角的斜向角焊縫。直角角焊縫的計(jì)算厚度。1焊腳尺寸的限制(1)最小焊腳尺寸，此處為較厚焊件的厚度(mm)。 (2)最大焊腳尺寸，此處為較薄焊件的厚度(mm)。(3)對位

23、于焊件邊緣（厚度為)的角焊縫，為防止施焊時產(chǎn)生“貼邊焊”，尚應(yīng)符合下列要求：當(dāng)時，當(dāng)6mm時，。2焊縫計(jì)算長度限制(1)最小計(jì)算長度無論是正面角焊縫還是僦面角焊縫，其最小計(jì)算長度不得小于，且不小于40mm。(2)最大計(jì)算長度側(cè)面角焊縫的計(jì)算長度不宜大于。 (3)在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，并不得小于25mm。 (4)當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，為避免起落弧的缺陷發(fā)生，在此應(yīng)力集中較大部位，宜作長度為的繞角焊。五、角焊縫連接計(jì)算1軸心力作用時的角焊縫計(jì)算(1)當(dāng)作用力平行于焊縫長度方向時(3-9)(2)當(dāng)作用力垂直于焊縫長度方向時(3-10)(3)當(dāng)兩方向力綜合作用時應(yīng)分

24、別計(jì)算該條角焊縫在兩方向力作用下的和，然后按式(3-11)計(jì)算其強(qiáng)度：(8-11)注意，考慮到每條焊縫兩端起弧和落弧的缺陷，在上列各式中每條角焊縫的計(jì)算長度為實(shí)際長度每端各減去1個焊腳尺寸，即共減去。2角鋼連接的角焊縫計(jì)算(1)用兩側(cè)縫連接時由于角鋼截面重心軸線到肢背和肢尖的距離不相等，靠近重心軸線的肢背焊縫承受較大的內(nèi)力。設(shè)分別為角鋼肢背和肢尖焊縫承受的內(nèi)力，由平衡條件可得：(3-12)(3-13)式中：角鋼肢背與角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)，實(shí)際設(shè)計(jì)時，可按教材中表的近似值采用。算得后，根據(jù)構(gòu)造要求確定肢背和肢尖的焊腳尺寸和，然后分別計(jì)算角鋼肢背和肢尖焊縫所需的計(jì)算長度：(3-14)(3-1

25、5)(2)采用三面圍焊時根據(jù)構(gòu)造要求，首先選取端縫的焊腳尺寸，并計(jì)算其所能承受的內(nèi)力。 由平衡條件可得：(3-16)(3-17)(3-18)3在彎矩、剪力和軸力同作用下的T形連接角焊縫計(jì)算” 由軸力N產(chǎn)生的垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力為：(3-19)由剪力V產(chǎn)生的平行于焊縫長度方向的應(yīng)力為：(3-20)由彎矩M引起的垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力為：(321)將垂直于焊縫方向的應(yīng)力和相加(3-22)式中：一一角焊縫的計(jì)算截面面積；角焊縫的計(jì)算截面抵抗矩。 4在扭矩和剪力共一罔作用下的搭接連接角焊縫的計(jì)算 角焊縫在扭矩作用下，以焊縫的形心O為扭矩中心發(fā)生扭轉(zhuǎn)，焊縫群上各點(diǎn)剪應(yīng)力的方向均垂直于該點(diǎn)與形心的連

26、線，大小則與該點(diǎn)至形心的距離r成正比。所以焊縫的最危險點(diǎn)在r最大處，該點(diǎn)的應(yīng)力按下武計(jì)算：(3-23)式中角焊縫計(jì)算截面的極慣性矩。分別為角焊縫計(jì)算截面對z軸和y軸的慣性矩。把由扭矩T引起的剪應(yīng)力分解成垂直于焊縫方向的應(yīng)力分量和平行于焊方向的應(yīng)力分量，則(3-24)(3-25)式中：一一分別為r在z軸、j，轆方向的投影長度。 由剪力引起的應(yīng)力均勻分布，對應(yīng)力最大點(diǎn)垂直與焊縫長度方向，屬正面角焊縫(3-26)則該點(diǎn)焊縫強(qiáng)度的計(jì)算公式為：(3-27) 六、焊接應(yīng)力和焊接變形 在施焊時，焊件上產(chǎn)生不均勻的溫度場，焊縫及附近溫度最高，達(dá)1600以上，其鄰近區(qū)域則溫度急居下降。不均勻的溫度場要求產(chǎn)生不均

27、勻的膨脹和收縮。而高溫處鋼材的膨脹積收縮要受到兩側(cè)溫度較低、脹縮較小盼鋼材的限制，從而使焊件內(nèi)部聲生殘存應(yīng)力并引起變形，即通稱的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。l. 焊接殘余應(yīng)辦對結(jié)構(gòu)衛(wèi)作，的影響在靜荷載作用下，焊接殘余應(yīng)力是不會影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但會降低它的剛度。有焊接殘余應(yīng)力的軸心壓桿，剛度的降低必定影響構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力。另外，焊接結(jié)構(gòu)中常有兩向或三向焊接拉力場，另外，焊接結(jié)構(gòu)中常有兩向或三向焊接拉應(yīng)力場，使材料的塑性變形不能開展，材質(zhì)變脆，裂縫易發(fā)生和發(fā)展，降低疲勞強(qiáng)度。如果在低溫下工作，則容易加速構(gòu)件的脆性破壞。 2焊接殘余變形的影響 焊接殘余變形使結(jié)構(gòu)件不能保持正確的設(shè)計(jì)尺寸和位置，影響結(jié)構(gòu)正

28、常工作。嚴(yán)重時還可使各個構(gòu)件無法安裝就位。3消除和減少焊接殘余應(yīng)力及殘余變形的方法 (1)采用合理的施焊次序。 (2)盡可能的采用對稱焊縫，避免厚度過大。 (3)施焊前給構(gòu)一件和焊接變形相反的預(yù)變形。(4)焊前預(yù)熱，焊后緩冷等。 七、普通螺栓連接1普通螺栓連接的構(gòu)造螺栓的排列有并列和錯列兩種基本形式。螺栓在構(gòu)件上的排列，應(yīng)保證螺栓間距及螺栓至構(gòu)件邊緣的距離不應(yīng)太小，否則螺栓之間的鋼板以及邊緣處螺栓孔前的鋼板可能沿作用力方向被剪斷；同時，螺栓間距及邊距在遺憾，也不利于扳手操作。另一方面，螺栓的間距及邊距也不應(yīng)太大，否則連接鋼板不易夾緊，潮氣容易侵入縫隙引起鋼板銹蝕。對于受壓構(gòu)件，距過大還容易引起

29、鋼板鼓曲。2.普通螺栓連接的形式普通螺栓連結(jié)按其傳力分為：外力與螺栓桿垂直的受剪螺栓連接；外力與螺栓桿平行的受拉螺栓連接；以及同時受拉的拉剪螺栓連接。3. 抗剪螺栓的破壞形式(1)當(dāng)螺栓的直徑較小而板件較厚時，螺栓桿可能被剪壞。(2)當(dāng)螺栓桿直徑較大，構(gòu)件相對較薄時，連接將由孔壁被擠壓而產(chǎn)生破壞。(3)構(gòu)件本身由于截面開孔削弱過多而被拉斷。(4)由于板件端部螺栓孔端距太小而被剪壞。(5)由于連接板疊太厚，螺栓桿太長，桿身可能發(fā)生過大的彎曲而破壞。上述五種破壞形式中，后兩種可通過構(gòu)造措施加以防止，使端距（栓孔直徑）就可避免板端被剪壞，使板疊地厚度5d（栓桿直徑）就可避免螺栓桿發(fā)生過大彎曲而破壞。

30、前三種則須通過計(jì)算加以防止，其中板件被拉的計(jì)算屬于構(gòu)件的計(jì)算，桿身被 剪 斷和孔壁被壓壞則屬于連接的計(jì)算。一個受剪螺栓的設(shè)計(jì)承載力按下列兩式計(jì)算：受剪承載力設(shè)計(jì)值：(3-28)承壓承載力設(shè)計(jì)值：(3-29)式中：螺栓受剪面數(shù)，單剪，雙剪，四剪等；在同一受力方向wJ承壓構(gòu)件的較小總厚度； D螺栓桿直徑；分別為螺栓的抗剪和承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。單個受剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)取和中的較小值為保證連接能正常工作，每個螺栓在外力作用下所受實(shí)際剪力不得超過其承載力設(shè)計(jì)值，即4普通螺栓受剪遵接計(jì)算 受剪螺栓連接承受軸心力作精時的評算連接所需螺栓數(shù)目(3-30)當(dāng)拼接一側(cè)所排一列螺栓的數(shù)目過多，致使首尾兩螺栓之間距離

31、過大時，各螺栓實(shí)際受力會嚴(yán)重不均勻，兩端的螺栓受力將大于中間的螺栓，可能首先達(dá)到極限承載力而破壞，然后依次向內(nèi)逐個破壞。故規(guī)范規(guī)定，當(dāng)時，各螺栓受力仍可按均勻分布計(jì)算，但螺栓承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系給予降低（高強(qiáng)螺栓連接也同樣如此），即(3-31)5受拉螺栓連接的計(jì)算 (1)受拉螺栓連接受軸心力作用時的計(jì)算 當(dāng)外力通過螺栓群中心鍵臻橙贊拉時，可以假定各舉臻欄肼受撾叨鈿等，婀所需!lS栓數(shù)為： (3-32)單個螺栓的受拉承載力設(shè)計(jì)值，按 (2)受拉螺栓連接受彎鏈依用肘的計(jì)算， 設(shè)計(jì)時要求受力最太的最棗f吲E攝栓Fli受垃由不超過一個螺栓的承載力設(shè)計(jì)值，即 w(3-33)式中：M彎矩設(shè)計(jì)值；分男m

32、為最外排螺栓機(jī)噸f排螺栓到 轉(zhuǎn)動軸的距離。轉(zhuǎn)動軸通常取在彎 矩指嘲一側(cè)最外排螺栓處； m-螺栓的縱向列數(shù)。(3)受拉螺栓連接受偏心拉力作用的計(jì)算小偏心受拉情況 當(dāng)偏心距e較小時，彎矩MFe不大，連接以承受軸心拉力N為主。這時螺栓群中所有螺栓均受拉，計(jì)算M作用下的螺栓內(nèi)力時，取螺栓群的轉(zhuǎn)動軸在螺栓群中心位置O處。最頂排螺拴所受拉力為：(3-34) 在軸心拉力N-F作用下，各螺栓均勻1受力0其拉力值為： (3-35)因此，螺栓群中螺栓所受最大拉力（彎矩背向一側(cè)最外排螺栓）及最小拉力（彎矩指向一側(cè)最外排螺栓）應(yīng)符合下列條件：(3-36)(3-37)式中：Nr犏心j力城汁蠛； E偏心拉力至囅捻群中心的

33、距離； N螺栓數(shù)；最外排螺栓到螺栓群中心的距離；第i排螺栓到螺栓群中心的距離；M螺栓的縱向列數(shù)。大偏心受拉情況 當(dāng)偏心距e較大，端板底部將出現(xiàn)受壓區(qū)，螺栓群轉(zhuǎn)動軸位置下移。為便于計(jì)算，偏安全地近似取轉(zhuǎn)動軸在彎矩指向一側(cè)最外排螺栓處。則：(3-38)式中：F偏心拉力設(shè)計(jì)值；偏心拉力到轉(zhuǎn)動軸的距離；最外排螺栓到轉(zhuǎn)動軸的距離；第i排螺栓到轉(zhuǎn)動軸的距離；M螺栓的縱向列數(shù)。(4)普通螺栓連接的拉剪工作性能及計(jì)算(3-39)(3-40)式中：分別為單個螺柃的抗剪、承壓和抗拉承載力設(shè)計(jì)值。 八、高強(qiáng)螺栓連接 1. 高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)造 高強(qiáng)度螺栓連接由摩擦型和承壓型兩種。摩擦型高強(qiáng)度螺栓在抗剪連接中，設(shè)計(jì)時以剪

34、力達(dá)到板間接觸面間可能發(fā)生的最大摩擦力為極限狀態(tài)。而承壓型在受剪時則允許摩擦力被克服并發(fā)生相對滑移，之后外力可繼續(xù)增加，由栓桿抗剪或孔壁承壓的最終破壞為極限狀態(tài)。在受拉時，兩者沒有區(qū)別。 目前我國常用的高強(qiáng)度螺栓性能等級，按熱處理后的強(qiáng)度分為10.9級和8.8級兩種。其中整數(shù)部分（10和8)表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度不低于和；小數(shù)部分(0.9和0.8)則表示其屈強(qiáng)比為0.9和0.8。2高強(qiáng)度螺檢摩擦型連接承受剪力時的計(jì)算(1) -個摩擦型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值(3-41)式中：螺栓的傳力摩擦面數(shù)； P高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力；摩擦衙的抗滑移系數(shù)。(2)摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接承受剪力時的計(jì)算 受前摩擦型

35、高強(qiáng)度螺栓連接盼受力分析方法與受剪普通螺栓連接一樣，所以，受剪磨擦型。高強(qiáng)度螺栓連接在受軸心力作用或受偏心力作用時的計(jì)算均可利用前述普通剪力螺栓連接的計(jì)算公式，只需將單個普通螺栓的承載力設(shè)計(jì)值改為單個受剪高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的承載力設(shè)計(jì)值即可。3高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接承受拉力時的計(jì)算(1)一個受拉摩擦型高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值(3-42)(2)受拉摩擦型高強(qiáng)度螺栓群連接受軸心力作用時(3-43)(3)受拉摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接受彎矩作用時受拉摩擦高強(qiáng)度螺栓連接受彎矩M作用時，只要確保螺栓所受最大外拉力不超過，被連接件接觸面將始終保持密切貼合。因此，可以認(rèn)為螺栓群在M作用下將繞螺栓群中心軸轉(zhuǎn)動。最外

36、排螺栓所受拉力最大。其值可按下式計(jì)算：(3-44)式中：最外排螺栓群中心的距離；第i排螺栓至螺栓群中心的距離；M螺栓縱向列數(shù)。同時受剪和受拉高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的計(jì)算(3-45)式中：某個高強(qiáng)度螺栓所承受的剪力和拉力； ，單個高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉承載力設(shè)計(jì)值： 5高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的計(jì)算 (1)承壓型高強(qiáng)度螺栓連，攘爨受剪力時的計(jì)算 為了充分利用高強(qiáng)度螺栓的潛力，規(guī)范規(guī)定，每個承壓型高強(qiáng)度螺輇的抗剪承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算方法與普通螺栓相同。(2)承壓型高強(qiáng)度螺栓連接承受拉力時的計(jì)算 受拉高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的計(jì)算方法與普通螺栓相同。 (3)同時受剪和受拉高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的計(jì)算按受剪、受拉分

37、別計(jì)算出，并滿足(3-46)和(3-47)式：(3-46)且(3-43)式中：一一分別為單個高強(qiáng)度螺栓的抗剪、承壓和抗拉承載力設(shè)計(jì)值；某個高強(qiáng)度螺橡Jlrr承受的剪力和拉力： 嫂第四章軸心受力構(gòu)件 一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度1軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度不論是軸心受拉構(gòu)件還是軸心受矸構(gòu)件，其承載力極限狀態(tài)是指截面的平均應(yīng)力這到鋼材的屈服強(qiáng)度，當(dāng)截面局部削弱時，還應(yīng)考慮集中力的影響。規(guī)范規(guī)定凈截面的平均應(yīng)力不應(yīng)超過鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 除高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接處外，應(yīng)按下式計(jì)算：(4-1)式中：N軸心拉力或軸心壓力；一一構(gòu)件的凈截面面積；f鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 對于摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接處的強(qiáng)度，由于計(jì)算截面（

38、最外列螺輇處）的高強(qiáng)度螺栓所承受力的一半已通過摩擦力傳遞，故應(yīng)按下式計(jì)算：(4-2)式中：n在節(jié)點(diǎn)或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目； 所計(jì)算截面（最外列螺栓處）上的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目。按公式（4-2)驗(yàn)算的同時，尚應(yīng)按毛截面（A）驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度：(4-3)2. 軸心受力構(gòu)件的剛度軸心受力構(gòu)件不僅要有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)有足夠的剛度，規(guī)范規(guī)定，構(gòu)件的計(jì)算長細(xì)比不超過允許長細(xì)比，即滿足下式； (4-4)式中：構(gòu)件最不利方向的，長細(xì)比，一般為兩主軸方向的較大值相應(yīng)方向的構(gòu)件計(jì)算長度；i構(gòu)件截面的回轉(zhuǎn)半徑；受拉或受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比。二、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定當(dāng)軸心受壓構(gòu)件截面壓力小于某一限值時，構(gòu)件僅

39、產(chǎn)生壓縮變形；當(dāng)超過時，構(gòu)件將產(chǎn)生不可恢復(fù)的屈曲變形，且喪失承載能力，這現(xiàn)象稱為軸心受拉構(gòu)件喪失穩(wěn)定性，該限值稱為歐拉臨界力，記作，這類整體穩(wěn)定稱為第一類穩(wěn)定性問題。 軸心受壓構(gòu)件喪失穩(wěn)定或稱屈曲，可能有三種情況，第一是彎曲屈曲，桿件縱軸線發(fā)生彎曲變形；第二是扭轉(zhuǎn)屈曲，桿件各截面繞縱軸軸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，第三是彎扭屈曲，既有截面的扭轉(zhuǎn)，又有縱軸的彎曲。普通鋼結(jié)構(gòu)中采用的桿件截面，如字形、H形截面，一般只發(fā)生彎曲屈曲，薄壁型鋼截面彎曲屈曲和彎扭屈曲都有可能發(fā)生，而扭轉(zhuǎn)屈曲只發(fā)生在某些毀特殊截面，如薄壁十字形等。 1歐拉臨界力與故拉臨界應(yīng)歐拉臨界力(4-5)歐拉臨界應(yīng)力力(4-6)2影響軸心受壓構(gòu)件

40、穩(wěn)定承載力的主要因素(1)初偏心和初彎曲；(2)殘余應(yīng)力； (3)桿端約束。 3實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的實(shí)用計(jì)算方法 真正的軸心受壓構(gòu)件實(shí)際上并不存在，實(shí)際構(gòu)件都存在諸如殘余應(yīng)力、構(gòu)件初彎曲、初偏心等缺陷，它們會在一定程度上影響軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載能分，有的影響還很大。規(guī)范考慮了以上因素的不利影響，繪出了軸心受壓構(gòu)件的計(jì)算公式：(4-7) 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)主要與三個因素有關(guān)；鋼材品種，構(gòu)件截面種類和梅件長細(xì)比。 對于構(gòu)件長細(xì)比的計(jì)算，規(guī)范規(guī)定如下： 截面為雙軸對稱或極對稱的構(gòu)件(4-8)式中：一一構(gòu)件對主軸、r和y的計(jì)算長度；構(gòu)件截面對主軸z和y的回轉(zhuǎn)半徑。三、軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定板件寬

41、厚比的限值：(1)工字形、H形截面翼緣(4-9)腹板(4-10)(2)箱形截面翼緣 (4-11)腹板（腹板間無支撐翼緣）(4-12)(4-13) 四、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件 格構(gòu)式構(gòu)件是用綴材將肢體連成一體的一種構(gòu)件，通常以對稱雙肢組合的較多。分肢用槽鋼或工字鋼，綴材分綴條和綴板兩種，故格構(gòu)式構(gòu)件又分為綴條式和綴板式兩種。 綴條常采用單角鋼，一般與構(gòu)件軸線成a=夾角斜放。綴條也可由斜桿和橫桿共同組成，綴板常采用鋼板，一般等距離垂直于構(gòu)件軸線橫放。 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件需分別驗(yàn)算對實(shí)軸和虛軸的整體穩(wěn)定性，其繞實(shí)軸的穩(wěn)定計(jì)算與實(shí)腹式構(gòu)件相同，但繞虛軸的整俺穩(wěn)定性比相同的實(shí)腹式構(gòu)件低。 1換算長細(xì)比 軸心

42、受蕊構(gòu)件整體彎曲后，沿桿長各截面上將產(chǎn)生彎矩和剪力。實(shí)腹式構(gòu)件抗剪剛度大，剪力引起的附加變形小，對整然穩(wěn)定性的影響忽略不計(jì)。對格構(gòu)式柱，當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時，產(chǎn)生的橫向剪力需由綴材承擔(dān)，構(gòu)件的受切型形較大，剪力造成的附加撓曲不能忽略。設(shè)計(jì)時對虛軸失穩(wěn)的汁算，常以加太長細(xì)比的辦法來考慮剪切變形的影響，加大后的長細(xì)比稱為換算長細(xì)比。 規(guī)范規(guī)定。雙肢格構(gòu)武軸心受壓構(gòu)件對虛軸的換算長細(xì)比計(jì)算公式如下：格構(gòu)式綴條：(4-14)格構(gòu)式綴板：(4-15)式中：整個構(gòu)件對z軸的長細(xì)比；A整個構(gòu)件的毛截面面積；構(gòu)件截面中垂直于x軸的各斜綴條毛截面面積之和；分肢對最小剛度軸的長細(xì)比，。計(jì)算長度?。汉附訒r為相鄰兩綴板間的

43、凈距離；螺栓連接時為相鄰兩綴板邊緣螺栓間的距離；分肢對最小剛度軸軸的回轉(zhuǎn)半徑。2. 分肢的穩(wěn)定性一格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的分肢可看作是一個單獨(dú)的實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件，因此應(yīng)保證它不先于構(gòu)件整體失去承載能力。為了保證單肢的穩(wěn)定性不低于構(gòu)件的整體穩(wěn)定性，規(guī)范對規(guī)定如下：格構(gòu)式綴條柱：格構(gòu)式綴板柱：式中：一一柱繞實(shí)軸方向彎曲時的長細(xì)比和繞虛軸方向彎曲時的換算長細(xì)比中的較大者，當(dāng)時，取 3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的橫隔 為了增加構(gòu)件的整體剛度，防止構(gòu)件截面變形，構(gòu)件除在受有較大的水平力處放置橫隔外，尚應(yīng)在運(yùn)輸單元的端部設(shè)置橫隔，橫隔的間距不得大于柱截面較大寬度的9倍或8m。橫隔可用鋼板或角鋼制作。橫隔分隔板和隔材

44、兩種。第五章受彎構(gòu)件 一、梁的強(qiáng)度與剛度 梁的設(shè)計(jì)對承載能力極限狀態(tài)，須作強(qiáng)度和穩(wěn)定性，（包括整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性）的計(jì)算；對正常使用級限狀態(tài)，須作剛度（撓度）計(jì)算，使所選截面符合要求。 梁在承受彎矩作用時，一般還伴隨有剪力作用，故在梁的強(qiáng)度計(jì)算時，須包括抗彎強(qiáng)度；此外對于工字形、箱形截面梁，在集中荷載處還要求腹板邊緣局部壓力應(yīng)不超過強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；最后對于梁內(nèi)有彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力及局部應(yīng)力共同作用處，還應(yīng)驗(yàn)算其折算應(yīng)力。 1.抗彎強(qiáng)度規(guī)范以粱內(nèi)塑性發(fā)展到一定深度（即截面只有部分區(qū)域進(jìn)入塑性區(qū)）作為設(shè)計(jì)極限狀態(tài)。梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式規(guī)定如下； 單向彎曲時(5-1)雙向彎曲時(5-2)式中：M彎矩

45、；截面塑性發(fā)展系婁旺對于工字形截面；對于箱形截面；對其他截面按附錄7選用，此處x為強(qiáng)軸，y為弱軸；f鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 但是對于下由兩種情況，規(guī)范規(guī)定取，即不允許截面有塑性發(fā)展，而以彈性極限彎矩作為設(shè)計(jì)極限彎矩： (1)當(dāng)粱盼受虛羹緣自由外伸寬度與其厚度之比；超過但不超過時，塑性發(fā)展對翼緣局部穩(wěn)定有不利影響，這時應(yīng)取(2)對于需要計(jì)算疲勞的梁，考慮塑性發(fā)展會使鋼材硬化，促使疲勞斷裂提前出現(xiàn)，這時應(yīng)取 2抗剪強(qiáng)度梁的抗剪強(qiáng)度按彈性設(shè)計(jì)，規(guī)范以截面最大剪應(yīng)力達(dá)到所用鋼材剪應(yīng)力屈服點(diǎn)作為抗剪承載力極限狀態(tài)。由此，對于繞強(qiáng)軸（x軸）受彎的梁，抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式如下：(5-3)式中：V計(jì)算截面沿腹板平面

46、作用的剪力；S中和軸以上或以下截面對中和軸的面積矩，按毛截面計(jì)算； I毛截面繞強(qiáng)軸（z軸）的慣性矩；腹板厚度；鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軋制工字鋼和槽鋼因受軋制條件限制，腹板厚度相對較大，當(dāng)無較大的截面削弱（如切割或開孔等）時，一般可不計(jì)算剪應(yīng)力。 3局部承壓強(qiáng)度 當(dāng)梁上翼緣承受腹板平面作用的固定集中荷載（包括支座反力）作用，且該處未設(shè)支承加勁肋時，或承受移動集中荷載（如吊車輪壓）作用時，集中荷載通過翼緣傳給腹板，腹板邊緣中荷載作用處，會有很高的局部橫向壓應(yīng)力。為保證這部分腹板不發(fā)生受壓破壞，必須對集中荷載引起的腹板局部橫向壓應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。規(guī)范規(guī)定腹板計(jì)算高度的邊緣局部橫向壓應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：(5

47、-4)4. 折算應(yīng)力在組合梁的腹板計(jì)算高度邊緣處若同時受有較大的彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時受有較大的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力如連續(xù)梁中部支座處或粱的翼緣截面改京戲處等）時，應(yīng)按復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)用下式驗(yàn)算該處的折算應(yīng)力：(5-5)式中：腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力。M，V驗(yàn)算截廄的彎矩及剪力；驗(yàn)算截面的凈截面慣性矩；驗(yàn)算點(diǎn)至梁中和軸的距離；S驗(yàn)算點(diǎn)以上截面對中和軸的面積矩；計(jì)算折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)：當(dāng)與異號時，取=1.2；當(dāng)與同號或時，取和以拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值。 5粱的剛度 梁必須具有一定的剛度才能有效地工作，若剛度不足將會出現(xiàn)撓度太大，會引起住者感

48、到不適，或面板開裂；支承吊頂?shù)牧粨隙葧?，引起吊頂抹灰開裂脫落；吊車梁撓度太大，會影響吊車正常運(yùn)行。因此，設(shè)計(jì)鋼梁除應(yīng)保證各項(xiàng)強(qiáng)度要求之外，還應(yīng)滿足剛度要求。梁的剛度按正常使用狀態(tài)下，荷載標(biāo)準(zhǔn)值引起的最大撓度或最大相對撓度來衡最，即應(yīng)符合下式要求：(5-6)(5-7)式中：梁的容許撓度。 對等截面簡支梁在各種荷載作fH T.b9 Wit中最大撓度掣計(jì)算公式如下： 均布荷載：（其標(biāo)準(zhǔn)值為跨中一個集中荷載：（其標(biāo)準(zhǔn)值為 二、梁的整體穩(wěn)定 l、 梁的失穩(wěn)是從穩(wěn)定平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定平衡狀態(tài)，并產(chǎn)生側(cè)向彎扭屈曲。 1影響梁整體穩(wěn)定的主要因素 (1)荷載類型 粱在彈性范圍的整體穩(wěn)定臨界彎矩為：(5-8)

49、純彎情況k值最小，均布荷載情況狀次之，集中荷載情況k值最大。這是因?yàn)榧儚潟r彎矩沿全跨均布，受壓翼緣的壓應(yīng)為沿粱長保特不變，梁易失穩(wěn)；均載時彎矩從跨中向兩端按拋物線形逐漸減小。至支座處彎矩減至為O，受壓翼緣的壓應(yīng)力也隨之降低，因而提高了梁的整體穩(wěn)定性。而集中荷載情況下彎矩從跨中向兩端是按直線形急劇減小，因而較之均載情況更高。(2)荷載的作用位置 荷載作用在梁上翼緣時的k值比作用在下翼緣時要小。因?yàn)榱喊l(fā)生扭轉(zhuǎn)時，作用在上翼緣的荷載，由于截面扭轉(zhuǎn)對截面形心產(chǎn)生的力矩將加劇梁的扭轉(zhuǎn)，有助于梁的屈曲，使降低；作用在下翼緣的荷載由于截面扭轉(zhuǎn)對截面形心產(chǎn)生的力矩會減緩梁的扭轉(zhuǎn)，使提高。(3)梁的側(cè)向剛度提高

50、梁的側(cè)向剛度可以顯著提高梁的臨界彎矩，而增大梁的抗扭剛度，雖然也可以提高，但效果不大，因此加大粱翼緣的寬度比增加翼緣和腹板的厚度更有利。在保證局部穩(wěn)定的前提下，增大受壓翼緣的寬度是提高梁整體穩(wěn)定的有效方法。(4)受壓翼緣的自由長度是指受壓翼緣的側(cè)向自由長度。減少可顯著提高梁的臨界彎矩，這可以通過增設(shè)梁的側(cè)向支承來解決。對跨中無側(cè)向支承點(diǎn)的梁，為其跨度；對跨中有側(cè)向支承點(diǎn)的梁，為受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)的間距。無論跨中有無側(cè)向支承，在支座處均應(yīng)采取構(gòu)造措施以防止梁端截面的扭轉(zhuǎn)。2梁整體穩(wěn)定的計(jì)算 (5-9)式中：繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩；按受壓翼緣確定的梁毛截面抵抗矩；梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。3梁整體穩(wěn)定系數(shù)的

51、計(jì)算焊接工字形等截面及H型鋼簡支梁的整體穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算：（5-10）上述的計(jì)算理論基礎(chǔ)是梁的彈性穩(wěn)定理論。梁失穩(wěn)時材料已進(jìn)入彈塑性工作階段，其臨界應(yīng)力要比按彈性工作的計(jì)算值低。另外，考慮到梁的初彎曲、荷載初偏心及殘余應(yīng)力等缺陷的影響，規(guī)范規(guī)定：按公式( 5-10)算得的值大于0.6時，應(yīng)以代替進(jìn)行修正，的計(jì)算公式為：(5-11)4軋制普通工字鋼簡支梁由于軋制普通工字錒簡支梁的截面尺寸有一定。規(guī)格，規(guī)范將計(jì)算結(jié)果編制成表格，因此它的值可按荷載情況、工字鋼型號及受壓翼緣自由長度直接查得。當(dāng)查得大于0.6時，同樣亦應(yīng)按式( 5-11)換算成 三、組合梁截面高度確定 染的截面高度h應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)容

52、許的最大高度、剛度要求的最小高度和用鋼節(jié)約的經(jīng)濟(jì)高度三方面條件確定。 (1)建筑設(shè)計(jì)容許的最犬高度是括按梗角要求所允許的梁的最大高度。(2)剛度要求的最小高度是指在正常使用時，梁的撓度不超過容許撓度的最小高度 (3)用鋼節(jié)約的經(jīng)濟(jì)高度是指使梁的總用鋼量最小而決定的高度，稱為經(jīng)濟(jì)高度。 由于梁的總用鋼量等于腹板用鋼量、翼緣用鋼量以及腹板加勁肋用鋼量之和。一般來講，梁的高度愈大，腹板用鋼量愈多，而翼緣用鋼量相對減少；梁的高度小，情況則相反。最經(jīng)濟(jì)的梁高應(yīng)該使梁的總用鋼量最小。 四、粱的局部穩(wěn)定和加勁肋設(shè)計(jì) 軋制型鋼梁的規(guī)格和尺寸都已考慮了局部穩(wěn)定的要求，其翼緣和腹扳厚度都較大，因而沒有局部穩(wěn)定問題，不需進(jìn)行驗(yàn)算。 1組合梁翼緣的局部穩(wěn)定 梁的翼緣遠(yuǎn)離截面的形心，強(qiáng)度一般能得到比較充分的利用，同時，翼緣發(fā)生局部屈曲，會很快導(dǎo)致梁喪失繼續(xù)承載的能力。因此，規(guī)范采用對翼緣限制寬厚比的辦法濟(jì)挪用保證必要厚度的熱法淶保證其局部穩(wěn)定性。(1)工字形截面組合梁 按彈性計(jì)算(5-12)式中翼緣自由外伸寬度的取值為：對焊接梁，取腹板邊至翼緣邊緣的距離；對型鋼梁，取內(nèi)圓弧起點(diǎn)至翼緣邊緣的距離。 按部分截面發(fā)展塑性計(jì)算(5-13)(2)箱形截面組合梁(5-14)2腹板局部穩(wěn)定加勁肋