钢结构课件9999

null 钢 结 构 钢 结 构第一章 概述 第二章 建筑钢材 第三章 钢结构的连接 第四章 轴心受力构件 第五章 梁（受弯构件） 第六章 拉弯与压弯构件 第一章 概述第一章 概述第一节 钢结构的特点及应用 第二节 钢结构的方法 第三节 钢结构的设计要求 第四节 钢结构的发展方向 第五节 本课程的主要、特点和学习方法第一节 钢结构的特点及应用第一节 钢结构的特点及应用一、钢结构的特点 1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。null二、钢结构的应用 1、重型结构及大跨度建筑结构。null二、钢结构的应用 2、多层、高层及超高层建筑结构。null二、钢结构的应用 3、塔桅等高耸结构。null二、钢结构的应用 4、钢－混凝土组合结构。第二节 钢结构的设计方法第二节 钢结构的设计方法极限状态设计法承载能力极 限状态正常使用极限状态经济、安全、适用、耐久颠覆强度破坏疲劳破坏丧失稳定变为可变体系 第二章 钢结构的材料 第二章 钢结构的材料第一节 钢结构对钢材性能的要求 第二节 结构钢材的主要力学性能 第三节 影响结构钢材力学性能的主要因素 第四节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件 第五节 钢材的破坏形式 第六节 结构钢材的种类、规格及其应用 第七节 钢结构的连接材料 第一节 钢结构对钢材性能的要求 第一节 钢结构对钢材性能的要求钢材性能要求较高的强度足够的变形能力（较好的塑性和韧性）良好的加工性能 第三节 钢材的主要力学性能 钢 材 的 主 要 力 学 性 能 强度塑性冲击韧性冷弯性能可焊性Z向收缩率屈服强度fy 为设计依据 抗拉强度fu为安全储备伸长率δ、断面收缩率Ψ衡量钢材承受动力荷载的能力是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标 第三节 钢材的主要力学性能 null一、钢结构的特点 1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。三、钢结构的设计方法（极限状态设计法） 1、承载能力极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计法 四、钢材的主要力学性能 强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、可焊性、Z向性能二、钢结构的应用 重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、 高耸结构、组合结构 第五节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件第五节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件只有正应力只有剪应力既有正应力又有剪应力 第六节 钢材的破坏形式 第六节 钢材的破坏形式 塑性破坏脆性破坏疲劳破坏破坏时有很大的塑性变形破坏突然、几乎不出现塑性变形没有明显变形的突然破坏原因：1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载null一、二、钢材的破坏形式塑性破坏脆性破坏三、发生脆性破坏的原因 1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载null钢材疲劳破坏的影响因素应力循环形式应力循环次数应力集中程度及残余应力反复荷载引起的应力种类（拉、压应力、剪应力等）应力幅（即最大应力和最小应力的差值）疲劳计算的条件直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接， 且当应力变化循环次数超过5万次。null疲劳计算1、常幅疲劳计算例题：某承受轴心拉力的钢板（两侧为半自动切割） 钢板承受重复荷载作用，预期循环次数n=5×105，其 容许应力幅为多少？2、变幅疲劳计算第七节 结构钢材的种类、规格及其选用第七节 结构钢材的种类、规格及其选用一、结构钢材的种类 Q235A.b1、Q：表示“屈”字拼音首位字母，意为“屈服强度”；2、质量等级：分A~E五级（字序越高质量越好）；3、脱氧方法：F－沸腾钢；b－半镇静钢； Z－镇静钢（一般省 略）； TZ－特殊镇静钢。注：1、炭素结构钢（Q235)分：A、B、C、D 四级，含 所 有脱氧方法； 2、低合金结构钢(Q345\Q390\Q420)分： A、 B、C、D、E五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。二、结构钢材选材原则二、结构钢材选材原则2、荷载性质1、结构或构件的重要性4、应力特征3、连接方法5、结构的工作温度6、钢材厚度null1、为什么要求结构用钢有较高的屈服强度和抗拉强度？ 2、结构用钢的力学性能有哪些？ 3、什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？ 4、塑性破坏和脆性破坏的特点是什么？什么时候容易发生脆性破坏？ 5、导致构件发生脆性破坏的原因有哪些？ 6、影响疲劳破坏的因素有哪些？ 7、什么情况下构件需要验算其疲劳强度？ 8、钢材中碳的含量与钢材的各项力学性能之间有什么关系？ 9、什么情况下会发生应力集中现象？它对构件有什么影响？ 第三章 钢结构的连接 第三章 钢结构的连接第一节 连接分类及特点 第二节 对接焊缝连接设计 第三节 角焊缝连接设计 第四节 焊接残余应力和焊接残余应变 第五节 普通螺栓连接设计 第六节 高强度螺栓连接设计null第一节 连接分类及特点一、连接概述连 接焊缝连接紧固件连接null二、焊缝连接焊接优点用料经济不削弱截面连接密封性好、整体性好焊接缺点焊接部位附近材质变脆产生残余应力及残余应变null焊缝连接形式和种类按被连接钢材的相对位置分按施焊的方位分按受力特点分角焊缝对接焊缝null三、铆钉、螺栓连接铆钉连接普通螺栓连接高强度螺栓连接承压型摩擦型通过摩擦力抗剪通过孔壁与螺栓杆相互挤压抗剪null第二节 对接焊缝连接设计一、对接焊缝的构造焊接材料与构件钢材匹配Q235用E43 Q345用E50对接焊缝的坡口形式见P54图3.9厚度不等的两钢板的对接关于用引弧板焊接的问题null二、对接焊缝的计算1、轴向受力的对接焊缝例题：试验算左图所示钢板的对接焊缝的强度。图中a=540mm，t=22mm，轴心拉力的设计值N=2150KN。钢材为Q235BF，手工焊，焊条为E43型，三级焊缝，施焊时使用引弧板。null2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用null一、焊缝连接的 优缺点优点：用料经济、不削弱截面、连接密封性好、整体性好。缺点：焊接部位附近材质变脆，产生残余应力及残余应变。二、焊缝连接形式和种类1、按被连接钢材的相对位置分：对接、搭接、T行连接、角接2、按施焊的方位分：平焊、立焊、横焊、仰焊3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）四、对接焊缝的计算1、轴向受力的对接焊缝2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用null第三节 角焊缝连接设计一、角焊缝形式正面角焊缝侧面角焊缝斜角焊缝二、角焊缝截面形状直角角焊缝斜角角焊缝null三、角焊缝的尺寸要求最小焊角尺寸最大焊角尺寸侧面角焊缝的最小计算长度侧面角焊缝的最大计算长度null四、直角角焊缝的强度验算null四、直角角焊缝的强度验算正面角焊缝的验算侧面角焊缝的验算rnull1、承受轴心力作用时角焊缝连接计算例题1：两钢板A、B通过上下两块拼接板连接在一起。已 知l1=500mm，l2=300mm，角焊缝采用E43型的手工 焊（采用引弧板），焊角高度hf=7mm，求该角焊缝所能 承担的最大拉力N。 null例题2：钢板A通过两条角焊缝固定在H型钢柱上，已知作用 在钢板A上的拉力N=500KN，L=600mm，焊条采用E43手 工焊（采用引弧板），焊角高hf=8mm，θ等于30度。试验 算焊缝的强度。 钢板AH型钢柱null一、角焊缝的形式正面角焊缝侧面角焊缝斜角焊缝（焊缝长度方向∥受力方向）（焊缝长度方向⊥受力方向）一、角焊缝的尺寸要求1、最小焊角尺寸2、最大焊角尺寸3、侧面角焊缝的最小计算长度4、侧面角焊缝的最大计算长度null例题3：如下图所示，两等边角钢2∟125×10通过角焊缝与一厚度为8mm的节点板连接，不采用引弧板，已知N=300KN，焊角高度hf=8mm，求焊缝的最小长度l1和l2.null2、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算例题1：钢板A通过两条角焊缝固定在H型钢柱上，已知作用 在钢板A上的拉力N=500KN，L=600mm，偏心距e=100mm 焊条采用E43手工焊（采用引弧板）， θ等于30度， 焊角高hf=8mm，试验算焊缝的强度。 钢板AH型钢柱null例题2：试验算图3.43（a）所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。 钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。荷载设计值N=365KN， 偏心距e=350mm，焊角尺寸hf1=8mm，hf2=6mm。 图3.43（b）为焊缝有效截面。 null第四节 焊接残余应力和焊接残余变形一、焊接残余应力产生的原因二、焊接残余应力对结构性能的影响1、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。2、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承载能力。3、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆性破坏。null第五节 普通螺栓连接设计一、普通螺栓的连接构造1、螺栓的规格与表示钢结构一般选用C级（粗制）六角螺母螺栓，标识用M和螺栓直径（mm）表示，例如M16、M20等。主要用于受拉连接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。2、螺栓的排列应考虑以下因素受力要求构造要求施工要求null二、普通螺栓的抗剪连接计算普通螺栓连接按受力分类受剪受拉剪拉共同作用null1、受剪连接的破坏形式破坏形式螺栓受剪破坏孔壁挤压破坏连接板净截面破坏螺栓受弯破坏连接板冲剪破坏连接计算保证验算钢板的强度保证构造要求保证null2、抗剪连接的工作性能0-1 摩擦传力的弹性阶段1-2 滑移阶段2-3栓杆直接传力的弹性阶段3-4栓杆直接传力的弹塑性阶段null3、单个普通螺栓的抗剪承载力计算螺栓受剪破坏孔壁挤压破坏例题1：两截面为-14×400mm的钢板，采用双盖板（厚度为7mm）和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢板为Q235，求每个螺栓所能承担的最大剪力。 null4、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算例题2：两截面为-14×400mm的钢板，采用双盖板(厚度为7mm）和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢材Q235，试计算该连接所能承担的最大拉力N。null普通螺栓连接按受力分类受剪受拉剪拉共同作用1、受剪连接的五种破坏形式螺栓杆受剪破坏孔壁挤压破坏2、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算null5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm）通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm，孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。null三、普通螺栓的抗拉连接计算普通螺栓抗拉强度设计值取螺栓钢材抗拉强度设计值的0.8倍用以考虑撬力的不利影响。1、普通螺栓群的轴心受拉承载力计算例题3：一H型钢柱与一T型板通过10个M22的普通C级螺栓连接，已知轴向拉力设计值N为250KN，验算该连接的强度。null2、普通螺栓群的偏心受拉承载力计算=++=小偏心受拉例题4：一H型钢柱与一T型板通过10个M22的普通C级螺栓连接，已知拉力设计值N为250KN，偏心距e=100mm，螺栓间沿y轴方向的间距为100mm，验算该连接的强度。null抗剪抗拉偏心抗剪轴心抗剪偏心抗拉轴心抗拉大偏心抗拉小偏心抗拉+=null例题5：一H型钢柱与一T型板通过10个M22的普通C级螺栓连接，已知拉力设计值N为250KN，偏心距e=150mm，螺栓间沿y轴方向的间距为100mm，验算该连接的强度。null3、普通螺栓受剪力和拉力联合作用的连接计算螺栓杆受剪、拉破坏孔壁承压破坏破坏形式例题6：一H型钢柱(翼缘厚16mm）与一T型板（翼缘厚14mm）通过8个M22的普通C级螺栓连接，钢材为Q345，已知F=200KN，偏心距e=100mm，螺栓间竖向的间距为100mm，验算该连接的强度。null抗剪抗拉偏心抗剪轴心抗剪偏心抗拉轴心抗拉大偏心抗拉小偏心抗拉剪、拉null第六节 高强度螺栓连接设计一、概述1、按受力特性分：摩擦型与承压型2、抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极限状态；承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时两者无区别。3、受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距≥1.5d0外其它同普通螺栓。4、高强螺栓按强度等级分10.9与8.8级。5、高强螺栓的预拉力（P99表3.6）null二、摩擦型高强螺栓连接计算1、单个螺栓抗剪承载力2、单个螺栓抗拉承载力3、拉、剪共同作用连接计算例题7、图示摩擦型高强螺栓连接Q235构件，M20，10.9级，喷砂生赤锈，验算连接强度。已知：M=106k.m； N=384kN；V=450kN。null三、承压型高强螺栓连接1、单个螺栓抗剪承载力2、单个螺栓抗拉承载力3、拉、剪共同作用连接计算null 1：一H型钢柱与一T型板通过10个M24的普通C级螺栓连接，已知拉力设计值N为300KN，偏心距e=100mm，螺栓间沿y轴方向的间距为 120mm，验算该连接的强度。 2、H型钢柱(翼缘厚16mm）与T型板（翼缘厚12mm）通过8个M24的普通C级螺栓连接，钢材为Q345，已知F=220KN，偏心距e=120mm，螺栓间竖向的间距为100mm，验算该连接的强度。3、图示摩擦型高强螺栓连接Q345构件，M22，10.9级，螺栓竖向间距为100mm，喷砂处理，验算连接强度。 已知：M=106k.m； N=384kN；V=450kN。 第四章 轴心受力构件 第四章 轴心受力构件第一节 概 述 第二节 轴心受拉构件 第三节 实腹式轴心受压构件 第四节 格构式轴心受压构件 第五节 柱头和柱脚设计 null第一节 概 述1、轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一种受力构件，就应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。2、正常使用极限状态的要求构件有足够的刚度；承载能力极限状态包括强度、整体稳定、局部稳定三方面的要求。3、轴心受拉构件主要是由强度控制，轴心受压构件主要是由稳定控制。4、轴心受力构件截面组合截面型钢截面格构式组合截面实腹式组合截面null第二节 轴心受拉构件一、轴心受拉构件的强度以净截面的平均应力强度为准则：即二、轴心受拉构件的刚度以构件的长细比来控制，即承载能力极限状态正常使用极限状态强度刚度null例题1：已知一工字型轴心受拉杆件，沿着X轴的计算长度lx=6m，沿着Y轴的计算长度ly=3m，承受轴心拉力设计值N=1500KN。钢材为Q235，容许长细比 【λ】=250截面尺寸为：t1=10mm，t2=8mm，L=500mm，B=200mm，试验算杆件的截面。null第三节 实腹式轴心受压构件承载能力极限状态正常使用极限状态强度、整体稳定、局部稳定刚度（控制长细比）一、轴心受压构件的强度null二、实腹式轴心受压构件的整体稳定1、关于稳定的概述N较小时：N增加到Ncr时：N大于Ncr时：欧拉临界力微弯可恢复微弯不可恢复产生很大的弯曲变形 随即破坏null一、轴心受拉构件的验算承载能力极限状态正常使用极限状态强度验算刚度验算二、轴心受压构件的验算承载能力极限状态正常使用极限状态强度、整体稳定、局部稳定验算刚度验算三、欧拉临界力null欧拉临界应力影响临界应力的因素截面残余应力长细比λ初始偏心初始弯曲2、轴心受压构件的整体稳定验算：稳定系数思考题：工字形截面更容易沿着哪个轴发生失稳破坏？提高轴心受压构件的稳定承载能力的措施有哪些？null例2：一焊接工字形钢柱，翼缘为焰切边，截面尺寸如图所示， 该柱承受轴心压力设计值N=1200KN，柱的计算长度为 Lx=7m，Ly=3.5m，钢材为Q345，试验算该柱的整体稳定性。null三、实腹式轴心受压构件的局部稳定板件越宽越薄板件越容易失稳局部失稳促使构件整体破坏保证局部失稳不先于整体失稳null控制板件局部失稳的方法限制宽厚比b/tnull处理H、工字形腹板局部失稳的方法1、增加板件厚度3、任其腹板局部失稳2、增加纵、横向加劲肋轧制的型钢构件一般都满足局部 稳定要求，无需进行局部稳定验 算。null四、轴心受压构件的刚度以构件的长细比来控制，即轴心受压构件的验算限制宽厚比b/t验算强度验算整体稳定性验算局部稳定性验算刚度null例3：图示轴心受压构件，Q235钢，截面无消弱， 翼缘为轧制边。试验算该截面是否满足要求。null五、实腹式轴心受压构件的截面设计1、设计原则肢宽壁薄等稳定性构造简单P125：例题4.3null第四节 格构式轴心受压构件一、格构式轴心受压构件的组成强度、整体稳定、分肢稳定刚度承载能力极限状态正常使用极限状态null二、格构式轴心受压构件的整体稳定性绕实轴（Y-Y）的稳定性绕虚轴（X-X）的稳定性（和实腹式构件相同）不同于实 腹式构件长细比增大系数null换算长细比的计算双肢缀条柱双肢缀板柱例题4：一格构式轴心受压柱截面如图(4.21)所示，承受轴心压力设计值N=1500KN，虚轴方向的计算长度为6m，实轴方向的计算长度为3m，钢材为Q345，试验算其强度及整体稳定性。null三、分肢的稳定性缀条柱缀板柱例题5：一格构式轴心受压柱截面如图(4.21)所示，承受轴心压力设计值N=1500KN，虚轴方向的计算长度为6m，实轴方向的计算长度为3m，钢材为Q345，试验算其分肢的稳定性。四、刚度验算以构件的长细比来控制，即null格构式 轴心受压构件的验算验算强度验算整体稳定性双肢稳定验算刚度虚轴实轴缀条缀板缀条缀板null第五节 柱头和柱脚的设计一.柱头的定义及作用 柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用是将梁等上部结构的荷载传到柱身。  二、柱头的连接方式 （1）将梁连于柱侧面的侧面连接 （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接 null（1）将梁连于柱侧面的侧面连接 nullN 垫板 顶板 加劲肋 腹板 （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接 nullN 垫板 顶板 加劲肋 柱端缀板 柱身null三.柱脚的定义及作用 柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所受的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。 第五章 受弯构件-梁 第五章 受弯构件-梁第一节 概 述 第二节 梁的强度和刚度 第三节 梁的扭转 第四节 梁的整体稳定 第五节 梁的局部稳定和加劲肋设计 第六节 考虑腹板屈曲后强度梁的设计 第七节 钢梁的设计 null第一节 概 述1、梁主要是用作承受横向荷载的实腹式构件，主要内力为弯矩与剪力。2、梁的截面主要分型钢与钢板组合截面。3、梁格形式主要有：简式梁格、普通梁格及复式梁格。4、梁的正常使用极限状态为控制梁的挠曲变形。5、梁的承载能力极限状态包括：强度、整体稳定性及局部稳定性。null梁的验算正常使用极限状态承载能力极限状态强度局部稳定整体稳定刚度（即最大挠度）第二节 梁的强度与刚度第二节 梁的强度与刚度一、梁的抗弯强度弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力塑性阶段：整个截面达到屈服弹塑性阶段：部分截面屈服截面形状系数null塑性发展系数弹性最大弯矩塑性铰弯矩抗弯强度验算null例题1：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345 ，其两端铰支， 集中荷载P=50KN，试验算其抗弯强度。例题2：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345 ，其两端铰支，集中荷载P=50KN，同时承受沿着Y方向的纯弯矩30KN·m，试验算其抗弯强度。null二、梁的抗剪强度例题3：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345 ，其两端铰支， 集中荷载P=50KN ，试验算其抗剪强度。null三、梁的局部承压强度null例题：一截面如图所示的工字形组合钢梁Q345 ，其两端铰支， 集中荷载P=50KN ，垫块的支承长度a=50mm，试验算其局部承压强度。null二、梁的抗剪强度三、梁的局部承压强度一、梁的抗弯强度null四、折算应力五、梁的刚度null二、梁的抗剪强度三、梁的局部承压强度四、折算应力五、梁的刚度一、梁的抗弯强度null例题：某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所示，无削弱。材料为Q345钢。集中荷载设计值为Pk=429kN，为间接动力荷载，均布荷载q=1.35KN/m，试计算该梁的强度。 （Ix=230342cm2,A=146cm2) 第三节 梁的扭转 第三节 梁的扭转一、剪力流和剪切中心1、截面中剪应力的合力作用线与对称轴的交点S，称为剪切中心。2、当横向荷载V通过S，梁只产生弯曲变形，当横向荷载V不通过S，梁产生弯曲并同时伴有扭转变形。null扭转自由扭转约束扭转null二、自由扭转特点：1、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度 保持不变。2、截面上只有剪应力没有正应力。开口薄壁构件null三、约束扭转特点：1、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲 曲线形。2、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正 应力沿杆长度方向发生变化。约束扭转自由扭转翘曲扭转剪应力翘曲正应力和翘曲剪应力=+=+null例题：某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所示，无削弱。材料为Q345钢。集中荷载设计值为Pk=400kN，为间接动力荷载，均布荷载q=1KN/m，试计算该梁的强度。 第四节 梁的整体稳定 第四节 梁的整体稳定临界弯矩的影响因素：梁的截面形状和尺寸荷载的种类和荷载作用位置梁的受压翼缘自由长度纯弯矩作用：null梁的整体稳定计算方法：1、简支组合工字型及轧制H型：2、简支轧制普通工字型：查表5.63、简支轧制槽钢：整体稳定系数双向受弯的整体稳定验算：整体稳定系数的确定：null扭转自由扭转约束扭转1、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度 保持不变。2、截面上只有剪应力没有正应力。1、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲线形。2、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正应力沿杆长度方向发生变化。梁的整体稳定的影响因素：梁的截面形状和尺寸荷载的种类和荷载作用位置梁的受压翼缘自由长度梁的整体稳定计算方法：不进行梁的整体稳定验算的条件：P178null 例题：某工字形截面焊接组合简支梁（Q345钢）， 在跨长三分点处布置次梁，如下图所示。次梁传来的计算集中力 ，不考虑梁自重，试验算该梁的整体稳定性。 第四节 梁的局部稳定和加劲肋设计第四节 梁的局部稳定和加劲肋设计一、概述1、同轴压构件一样，为提高梁的刚度与强度及整体稳定承载力，应遵循“肢宽壁薄”的设计原则，从而引发板件的局部稳定承载力问题。2、翼缘板受力较为简单，仍按限制板件宽厚比的方法来保证局部稳定性。3、腹板受力复杂，而且为满足强度要求，截面高度较大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，会使腹板取值很大，不经济，一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，从而提高局部稳定承载力。图中：1－横向加劲肋 2－纵向加劲肋 3－短加劲肋null二、梁受压翼缘板的局部稳定三、梁腹板的局部稳定按构造配横向加劲肋或不配加劲肋根据计算值配横向加劲肋根据计算值配横向和纵向加劲肋null四、加劲肋的构造1、横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开。2、横向加劲肋的间距a应满足 ，当 且 时，允许3、纵向加劲肋距受压翼缘的距离应在 范 围内。4、加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布 置， 支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置。5、加劲肋必须具备一定刚度，截面尺寸及惯性矩应满足 一定的要求6、横向加劲肋应按右图示切角，避免多向焊缝相交，产生复杂应力场。null7.支承加劲肋的计算  当加劲肋的端部刨平顶紧时,应按下式计算端面承压应力:第七节 钢梁的设计第七节 钢梁的设计一、型钢梁的设计1、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值Mmax；2、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩：3、查型钢表确定型钢截面4、截面验算（1）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力强度）；（2）刚度验算：验算梁的挠跨比（3）整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。（4）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。null二、组合梁的截面设计2、根据受力情况确定所需的截面抵抗矩3、截面高度的确定最小高度：hmin由梁刚度确定；最大高度：hmax由建筑设计要求确定；经济高度：he由最小耗钢量确定；选定高度：hmin≤h≤hmax；hw≈he4、确定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），则有：1、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值Mmax；null5、确定翼缘宽度（1）确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积A1（2）有了A1，只要选定b、t中的其一，就可以确定另一值。6、截面验算（1）强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；（2）刚度验算：验算梁的挠跨比；（3）整体稳定验算；（4）局部稳定验算（翼缘板）（5）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。（6）根据实际情况进行加劲肋计算与布置null7、腹板与翼缘焊缝的计算连接焊缝主要用于承受弯曲剪力，单位长度上剪力为：null1、梁的强度计算有哪些内容？2、局部承压验算梁的什么位置？3、梁整体失稳时发生什么变形？梁的稳定性临界荷载与哪些因素 有关？什么情况下可以不验算梁的局部承压。4、梁的整体稳定系数大于0.6时为什么要用公式5.28修正？5、组合梁腹板横向加劲肋和纵向加劲肋分别置于何处？ 第六章 拉弯和压弯构件 第六章 拉弯和压弯构件第一节 概 述1、拉弯与压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也就是为轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的三种拉、压弯构件如下图所示。2、同其他构件一样，拉、压弯构件也需同时满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求。 承载能力极限状态：需满足强度、整体稳定、局部稳定的要求。3、截面形式：同轴心受力构件，分 实腹式截面与格构式截面正常使用极限状态：满足刚度要求。null第二节 拉弯、压弯构件的强度与刚度计算一、强度验算弹性工作阶段：以边缘屈服为特征点（弹性承载力）弹塑性工作阶段：以塑性铰弯距为特征点（极限承载力）null二、刚度一般情况，刚度由构件的长细比控制，即：null第三节 实腹式压弯构件的整体稳定 实腹式压弯构件在轴力及弯距作用下，即可能发生弯矩作用平面内的弯曲失稳，也可能发生弯矩作用平面外的弯曲扭转失稳（类似梁）。两方面在设计中均应保证。一、弯矩作用平面内的整体稳定null二、弯矩作用平面外的稳定性