鋼結(jié)構(gòu)（課堂PPT）

1、11鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)Design Principles of Steel Structure2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第1 1章章 緒緒 論論知識點知識點1 1: :鋼結(jié)構(gòu)的特點鋼結(jié)構(gòu)的特點1 1、強度高、強度高、塑性、韌性好塑性、韌性好2 2、材質(zhì)均勻其實際受力和力學(xué)計算假定較符合、材質(zhì)均勻其實際受力和力學(xué)計算假定較符合3 3、重量輕、重量輕4 4、密閉性能好、密閉性能好5 5、鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工周期短、鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工周期短6 6、耐熱但、耐熱但不耐火不耐火7 7、耐腐蝕性差、耐腐蝕性差8 8、低溫冷脆

2、傾向、低溫冷脆傾向3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure1.1.概率極限狀態(tài)設(shè)計法概率極限狀態(tài)設(shè)計法知識點知識點2 2: :鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2.2.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)3.3.承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)4.4.正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)5.5.設(shè)計表達式設(shè)計表達式第第1 1章章 緒緒 論論4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure1.1.較高的抗拉強度和屈服點較高的抗拉強度和屈服點知識點知識點1 1: :建筑用鋼的要求建筑用鋼的要求

3、2.2.較高的塑性和韌性較高的塑性和韌性3.3.良好的工藝性能良好的工藝性能4.4.對環(huán)境良好的適應(yīng)能力對環(huán)境良好的適應(yīng)能力第第2 2章章 材材 料料5鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure知識點知識點2 2: :鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式第第2 2章章 材材 料料1 1、塑性破壞、塑性破壞破壞前有明顯的破壞前有明顯的塑性變形塑性變形，破壞過程長，斷口發(fā)暗，可以采取，破壞過程長，斷口發(fā)暗，可以采取補救措施。補救措施。2 2、脆性破壞、脆性破壞 破壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞時的變形遠比材料應(yīng)有的破壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞

4、時的變形遠比材料應(yīng)有的變形能力小，破壞突然，斷口平直、發(fā)亮呈晶粒狀，無機會補變形能力小，破壞突然，斷口平直、發(fā)亮呈晶粒狀，無機會補救。救。6鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第2 2章章 材材 料料知識點知識點3 3: :鋼材的主要性能鋼材的主要性能1 1、強度：、強度：屈服強度、極限抗拉強度屈服強度、極限抗拉強度2 2、塑性：、塑性：伸長率伸長率 3 3、冷彎性能：、冷彎性能：判定鋼材判定鋼材塑性塑性和和質(zhì)量質(zhì)量的綜合指標(biāo)的綜合指標(biāo)4 4、沖擊韌性、沖擊韌性：判定鋼材：判定鋼材強度強度和和塑性塑性的綜合指標(biāo)的綜合指標(biāo)7鋼結(jié)

5、構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第2 2章章 材材 料料知識點知識點4 4: :影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素1 1、化學(xué)成分：、化學(xué)成分：硫（熱脆）、磷（熱脆）硫（熱脆）、磷（熱脆）2 2、鋼材硬化：、鋼材硬化：強度提高、塑性降低強度提高、塑性降低 3 3、溫度影響：、溫度影響：正溫和負溫影響趨勢正溫和負溫影響趨勢4 4、應(yīng)力集中、應(yīng)力集中：鋼材變脆鋼材變脆5 5、反復(fù)荷載、反復(fù)荷載：疲勞破壞（脆性斷裂）疲勞破壞（脆性斷裂）8鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Struc

6、ture第第2 2章章 材材 料料知識點知識點5 5: :鋼的種類和規(guī)格鋼的種類和規(guī)格1 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼：、碳素結(jié)構(gòu)鋼：代表代表Q235Q2352 2、低合金高強度鋼：、低合金高強度鋼：代表代表Q345Q345、Q390Q390和和Q420Q4203 3、鋼材的牌號：、鋼材的牌號：例如：例如：Q235-AQ235-A、Q235-BQ235-B和和Q235-CQ235-C 有何區(qū)別有何區(qū)別9鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接知識點知識點1 1: :鋼結(jié)構(gòu)連接方法和焊縫形式鋼結(jié)構(gòu)連接方法和焊縫形式1 1、

7、焊接連接：、焊接連接：手工電弧焊、焊條與鋼材適應(yīng)手工電弧焊、焊條與鋼材適應(yīng)2 2、普通螺栓連接：、普通螺栓連接：精制螺栓、粗制螺栓精制螺栓、粗制螺栓3 3、高強螺栓連接：、高強螺栓連接：摩擦型、承壓型摩擦型、承壓型4 4、焊縫形式、焊縫形式：對接焊縫、角焊縫對接焊縫、角焊縫5 5、焊縫等級、焊縫等級：一級、二級和三級焊縫一級、二級和三級焊縫10鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接知識點知識點2 2: :角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造1 1、最大焊腳尺寸：、最大焊腳尺寸：減小殘余應(yīng)力和殘余變形減小殘余應(yīng)力和殘余

8、變形2 2、最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸：避免產(chǎn)生淬硬組織導(dǎo)致母材開裂避免產(chǎn)生淬硬組織導(dǎo)致母材開裂3 3、側(cè)面角焊縫最大計算長度：、側(cè)面角焊縫最大計算長度：60h60hf(f(靜）、靜）、40h40hf(f(動）動）4 4、側(cè)面角焊縫最大計算長度：、側(cè)面角焊縫最大計算長度： 不小于不小于8h8hf f和和40mm40mm5 5、搭接連接要求：、搭接連接要求：參見教材參見教材2020頁頁3.3.2.63.3.2.611鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接知識點知識點3 3: :角焊縫連接計算角焊縫連接計算1

9、1、軸心力作用下、軸心力作用下（參考例（參考例3.33.3）Ne1e2bN1N2xxN3l lw1w1l lw2w2)213(2)203(2322311 NNkNNNkN)193(33 wffefbhN 12鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接知識點知識點3 3: :角焊縫連接計算角焊縫連接計算Ne1e2bN1N2xxN3l lw1w1l lw2w2)153()143(222111 wfewfwfewffhlNfhlN 對于校核問題對于校核問題: :1 1、軸心力作用下、軸心力作用下（參考例（參考例3.

10、33.3）13鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接知識點知識點3 3: :角焊縫連接計算角焊縫連接計算2 2、N N、M M、V V共同作用共同作用NeNx xNy y2wl2wlMANxNxM MNyNy 2,6weewxAflhMhlN ewyAfhlN , wfAffAff 2,2, h he eh he et t14鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure知識點知識點4 4: :焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形1 1、焊接應(yīng)力產(chǎn)生

11、原因：、焊接應(yīng)力產(chǎn)生原因：不均勻加熱與冷卻不均勻加熱與冷卻2 2、對結(jié)構(gòu)性能的影響：、對結(jié)構(gòu)性能的影響： 靜力強度：靜力強度：無影響無影響 結(jié)構(gòu)剛度：結(jié)構(gòu)剛度：降低降低 穩(wěn)定承載力：穩(wěn)定承載力：降低降低 低溫工作：低溫工作：變脆變脆 疲勞強度：疲勞強度：降低降低第第3 3章章 連連 接接15鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure知識點知識點5 5: :螺栓連接的構(gòu)造要求螺栓連接的構(gòu)造要求第第3 3章章 連連 接接1 1、螺栓排列：、螺栓排列：并列、錯列并列、錯列2 2、螺栓排列：、螺栓排列：需要考慮受力、構(gòu)造和施工要求需要考慮受力

12、、構(gòu)造和施工要求3 3、端距要求：、端距要求：不應(yīng)小于不應(yīng)小于2d2d0 04 4、中距要求：、中距要求：最小中距最小中距3d3d0 05 5、排列要求、排列要求：參見教材參見教材5252頁頁16鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure知識點知識點5 5: :普通螺栓抗剪連接破壞形式普通螺栓抗剪連接破壞形式第第3 3章章 連連 接接（1 1）螺栓桿被剪斷）螺栓桿被剪斷（2 2）孔壁的擠壓破壞）孔壁的擠壓破壞（3 3）板件被拉斷）板件被拉斷 以上破壞形式予以以上破壞形式予以計算計算解決解決17鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design

13、 Principles of Steel Structure知識點知識點5 5: :普通螺栓抗剪連接破壞形式普通螺栓抗剪連接破壞形式第第3 3章章 連連 接接（4 4）板件端部被剪斷）板件端部被剪斷（拉豁拉豁) )（5 5）栓桿彎曲破壞）栓桿彎曲破壞這這兩兩種種破破壞壞構(gòu)構(gòu)造造解解決決18鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算FeTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F知識點知識點6 6: :普通螺栓抗剪連接計算普通螺栓抗剪連接計算19鋼結(jié)構(gòu)

14、設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算)373(1 nFNF)443()433(11221111122111122111112211 niniiininiiiTyniniiininiiiTxyxxTrxyxrTNyxyTryyxrTN知識點知識點6 6: :普通螺栓抗剪連接計算普通螺栓抗剪連接計算20鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure知識點知識點6 6: :普通螺栓抗剪連接計算普通螺栓

15、抗剪連接計算第第3 3章章 連連 接接普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算 )453(min21121 bFTyTxNNNN )343(minmin bcbvbNNN，)323(42 bvvbvfdnN )333(bcbc ftdN21鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure知識點知識點7 7: :高強螺栓連接計算高強螺栓連接計算第第3 3章章 連連 接接高強螺栓群偏心力作用下抗剪計算高強螺栓群偏心力作用下抗剪計算TxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1FFe22鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design

16、Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接高強螺栓群偏心力作用下抗剪計算高強螺栓群偏心力作用下抗剪計算)373(1 nFNF)443()433(11221111122111122111112211 niniiininiiiTyniniiininiiiTxyxxTrxyxrTNyxyTryyxrTN知識點知識點7 7: :高強螺栓抗剪連接計算高強螺栓抗剪連接計算23鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接高強螺栓群偏心力作用下抗剪計算高強螺栓群偏心力作用下抗剪計算知識

17、點知識點7 7: :高強螺栓抗剪連接計算高強螺栓抗剪連接計算 )803(21121 bvFTyTxNNNN摩摩擦擦型型連連接接： )813(min21121 bFTyTxNNNN承承壓壓型型連連接接：)633(9 . 0 PnNfbv 24鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第4 4章章 軸軸 壓壓 知識點知識點1 1: :軸壓構(gòu)件的屈曲形式及其它軸壓構(gòu)件的屈曲形式及其它1 1、彎曲屈曲：、彎曲屈曲：雙軸對稱工字型截面雙軸對稱工字型截面2 2、扭轉(zhuǎn)屈曲：、扭轉(zhuǎn)屈曲：雙軸對稱十字型截面雙軸對稱十字型截面3 3、彎扭屈曲：、彎扭屈

18、曲：單軸對稱單軸對稱T T型截面型截面4 4、格構(gòu)式柱：換算長細比、格構(gòu)式柱：換算長細比5 5、柱橫隔：設(shè)置原因、柱橫隔：設(shè)置原因25鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第4 4章章 軸軸 壓壓 知識點知識點2 2: :實腹式軸壓構(gòu)件驗算步驟實腹式軸壓構(gòu)件驗算步驟（1）強度驗算）強度驗算nNfA（2 2）剛度驗算）剛度驗算 max0maxil參見例題參見例題4.24.226鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第4 4章章 軸軸 壓壓 知識點知識點2 2: :實

19、腹式軸壓構(gòu)件驗算步驟實腹式軸壓構(gòu)件驗算步驟（3 3）整體穩(wěn)定驗算）整體穩(wěn)定驗算fAN（4 4）局部穩(wěn)定驗算）局部穩(wěn)定驗算(100.1 )235 /ybft翼緣翼緣ywfth/235)5 .025(0腹板腹板參見例題參見例題4.24.227鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 彎彎 知識點知識點1 1: :受彎構(gòu)件的驗算步驟總結(jié)受彎構(gòu)件的驗算步驟總結(jié)1.強度驗算：強度驗算：包括包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力驗算，對組合梁還要驗驗算，對組合梁還要驗算翼緣與腹板交界處的算翼緣與腹板交界處的

20、折算應(yīng)力折算應(yīng)力。(1) 正應(yīng)力正應(yīng)力(2) 剪應(yīng)力剪應(yīng)力vxxyftISV(3) 局部壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力cw zFft l(4) 折算應(yīng)力折算應(yīng)力fcc12223ffWMRyxxx 28鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 彎彎 2.剛度驗算：剛度驗算：均布荷載下等均布荷載下等截面簡支梁截面簡支梁xxxxxEIlMEIlMEIql104853845224集中荷載下等集中荷載下等截面簡支梁截面簡支梁xxxEIlMEIPl124823 標(biāo)準(zhǔn)荷載下梁的最大撓度標(biāo)準(zhǔn)荷載下梁的最大撓度 受彎構(gòu)件的撓度限值，按表規(guī)定采用

21、受彎構(gòu)件的撓度限值，按表規(guī)定采用梁的最大撓度可用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。梁的最大撓度可用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。29鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 彎彎 3.整體穩(wěn)定驗算：整體穩(wěn)定驗算：(1) 判斷梁是否需要進行整體穩(wěn)定驗算。判斷梁是否需要進行整體穩(wěn)定驗算。(2) 如需要則按照梁的截面類型選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愎接嬋缧枰獎t按照梁的截面類型選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愎接嬎阏w穩(wěn)定系數(shù)。算整體穩(wěn)定系數(shù)。(3) 不論哪種情況算得的穩(wěn)定系數(shù)大于不論哪種情況算得的穩(wěn)定系數(shù)大于0.60.6，都應(yīng)采用修，都應(yīng)采用修正公式進行

22、修正。正公式進行修正。bxxMfW(4) 采用公式驗算整體穩(wěn)定承載力是否滿足要求。采用公式驗算整體穩(wěn)定承載力是否滿足要求。0 .1282.007.1bb30鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 彎彎 4.局部穩(wěn)定驗算：局部穩(wěn)定驗算：) 對于焊接組合梁，翼緣可以通過限制板件寬厚比保對于焊接組合梁，翼緣可以通過限制板件寬厚比保證其不發(fā)生局部失穩(wěn)。證其不發(fā)生局部失穩(wěn)。) 腹板則較為復(fù)雜，一種方法是通過設(shè)置加勁肋的方腹板則較為復(fù)雜，一種方法是通過設(shè)置加勁肋的方法保證其不發(fā)生局部失穩(wěn)；另一種方法是允許腹板法保證其不發(fā)生

23、局部失穩(wěn)；另一種方法是允許腹板發(fā)生局部失穩(wěn)，利用其屈曲后承載力。發(fā)生局部失穩(wěn)，利用其屈曲后承載力。31鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 彎彎 知識點知識點2 2: :影響受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性的因素影響受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性的因素1 1側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度；側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度；2 2受壓翼緣的自由長度受壓翼緣的自由長度( (受壓翼緣側(cè)向支承點間距受壓翼緣側(cè)向支承點間距););3 3荷載作用種類；荷載作用種類；4 4荷載作用位置；荷載作用位置；5 5梁的支座情況。梁的支座情況。32鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 彎彎 知識點知識點3 3: :受彎構(gòu)件腹板加勁肋布置原則受