建筑结构_高职6.0

1、6.1 6.1 钢结构的材料钢结构的材料6.2 6.2 钢结构的连接钢结构的连接6.3 6.3 轻钢屋盖轻钢屋盖 钢结构钢结构是由钢板、型钢等钢材通过有效是由钢板、型钢等钢材通过有效连接方式所形成的结构，广泛应用于工业建连接方式所形成的结构，广泛应用于工业建筑及高层建筑结构中。筑及高层建筑结构中。 钢结构的钢结构的优点优点是强度高、结构自重轻、是强度高、结构自重轻、材质均匀，可靠性好、施工简单、工期短、材质均匀，可靠性好、施工简单、工期短、具有良好的抗震性能。具有良好的抗震性能。缺点缺点是易腐蚀、耐火是易腐蚀、耐火性差、工程造价和维护费用高。性差、工程造价和维护费用高。6.1 钢结构的材料钢结

2、构的材料一、钢材的钢种和钢号一、钢材的钢种和钢号 （一）结构用钢的种类（一）结构用钢的种类1、按冶炼时脱氧程度分类、按冶炼时脱氧程度分类 （1）沸腾钢）沸腾钢 （2）镇静钢）镇静钢 （3）半镇静钢）半镇静钢 （4）特殊镇静钢）特殊镇静钢 2、按化学成分分类、按化学成分分类 （1）碳素钢）碳素钢 低碳钢低碳钢 中碳钢中碳钢 高碳钢高碳钢 （2）合金钢）合金钢 低合金钢低合金钢 中合金钢中合金钢 高合金钢高合金钢3、按有害杂质含量分类、按有害杂质含量分类 （1）普通钢）普通钢 （2）优质钢）优质钢 （3）高级优质钢）高级优质钢 （4）特级优质钢）特级优质钢4、按用途分类、按用途分类 （1）结构钢）

3、结构钢 （2）工具钢）工具钢 （3）特殊钢）特殊钢二、结构用钢的牌号二、结构用钢的牌号 1、碳素结构钢、碳素结构钢（1）碳素结构钢）碳素结构钢 表示方法：表示方法：Q数字质量等级符号脱氧方数字质量等级符号脱氧方法符号，字母法符号，字母Q表示钢材的屈服点表示钢材的屈服点，其后的数字表，其后的数字表示屈服点的数值。示屈服点的数值。（2）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢 用钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，如平用钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，如平均碳含量为均碳含量为0.45的钢，钢号为的钢，钢号为“45”，它不是顺序，它不是顺序号，所以不能读成号，所以不能读成45号钢。号钢。（3）碳素工具钢）碳素

4、工具钢 钢号冠以钢号冠以“T”，后面的数字表示碳含量，如，后面的数字表示碳含量，如“T8”表示平均碳含量为表示平均碳含量为0.8。 2、低合金高强度结构钢、低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢，但在牌号中没有表示脱氧方法的符和特殊镇静钢，但在牌号中没有表示脱氧方法的符号 。 按 国 家 标 准号 。 按 国 家 标 准 低 合 金 高 强 度 结 构 钢低 合 金 高 强 度 结 构 钢 GB/T159-2008生产的钢材共有生产的钢材共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和和Q690等等

5、8种牌号。种牌号。 （1）通用低合金高强度结构钢的牌号）通用低合金高强度结构钢的牌号 （2）专用低合金高强度结构钢的牌号）专用低合金高强度结构钢的牌号二、钢材的品种及规格二、钢材的品种及规格 钢结构所用钢材主要为热轧成型的钢板和型钢结构所用钢材主要为热轧成型的钢板和型钢，以及冷加工成型的冷轧薄钢板和冷弯薄壁型钢，以及冷加工成型的冷轧薄钢板和冷弯薄壁型钢等。钢等。（一）钢板（一）钢板 钢结构施工图中，钢板的表示方法为在符号钢结构施工图中，钢板的表示方法为在符号“”后加后加“宽度宽度厚度厚度”，如：，如：20020等。等。（二）热轧型钢（二）热轧型钢 角钢角钢分为不等边和等边两种，不等边角钢的表示

6、分为不等边和等边两种，不等边角钢的表示方法是在符号方法是在符号“L”后加后加“长边宽长边宽短边宽短边宽厚度厚度”，如如L125808，等边角钢是在符号，等边角钢是在符号“L”后加后加“边长边长厚度厚度”，如，如L1258 。 普通普通工字钢工字钢的型号用符号的型号用符号“I”后加截面高度的厘后加截面高度的厘米数和腹板厚度等级米数和腹板厚度等级“a、b、c”来表示，如来表示，如I20a表示表示高度为高度为200mm，腹板厚度为，腹板厚度为a类的工字钢。类的工字钢。 H型钢型钢和和T型钢型钢的型号分别为代号后加的型号分别为代号后加“高度高度H宽度宽度B腹板厚度腹板厚度t1翼缘厚度翼缘厚度t2”。

7、槽钢槽钢的型号用符号的型号用符号“” 后加截面高度的厘米数后加截面高度的厘米数来表示，如来表示，如32a表示截面高度表示截面高度320mm的槽钢。的槽钢。 钢管钢管分为无缝钢管和焊接钢管两种，型号用代号分为无缝钢管和焊接钢管两种，型号用代号“D”后加后加“直径直径壁厚壁厚”表示，如表示，如D1808等。等。6.2 钢结构的连接钢结构的连接铆钉连接铆钉连接 螺栓连接螺栓连接 焊接连接焊接连接 一、钢结构的连接方法一、钢结构的连接方法 钢结构的连接方法有钢结构的连接方法有焊接连接、螺栓连焊接连接、螺栓连接接和和铆钉连接铆钉连接三种。三种。 铆钉连接铆钉连接 铆钉连接是将一端带有预制钉铆钉连接是将一

8、端带有预制钉头的铆钉，经加热后插入连接构件头的铆钉，经加热后插入连接构件的钉孔中，用铆钉枪或压铆机将另的钉孔中，用铆钉枪或压铆机将另一端压成封闭钉头而成。一端压成封闭钉头而成。优点：优点：传力可靠，塑性、韧性均较好，传力可靠，塑性、韧性均较好，质量易于检查和保证，可用于重质量易于检查和保证，可用于重型和直接承受动力荷载的结构型和直接承受动力荷载的结构。缺点：缺点：铆接工艺复杂、费工费料，且劳铆接工艺复杂、费工费料，且劳动强度高，已基本被焊接和高强动强度高，已基本被焊接和高强度螺栓连接所取代度螺栓连接所取代。二、焊接连接二、焊接连接（一）焊接连接的特点（一）焊接连接的特点 通过电弧产生的热量使焊

9、条和焊件局部熔化，经通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成为一体。冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成为一体。优点：优点：构造简单，节约钢材，操作方便，构造简单，节约钢材，操作方便，不削弱截面，易于采用自动化作不削弱截面，易于采用自动化作业等。业等。缺点：缺点：焊缝附近因焊接高温作用形成的焊缝附近因焊接高温作用形成的热影响区的材质变脆，对裂纹敏热影响区的材质变脆，对裂纹敏感，在加热和冷却过程中产生的感，在加热和冷却过程中产生的残余应力和残余变形，对结构有残余应力和残余变形，对结构有不利影响。不利影响。焊接方法焊接方法 钢结构中常用的焊接方法是钢结构中常用的焊接方

10、法是电弧焊电弧焊，包括，包括手工电弧焊、自动或半自动电弧焊手工电弧焊、自动或半自动电弧焊以及以及气体保气体保护焊护焊等。等。手工电弧焊手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法，其设备是钢结构中最常用的焊接方法，其设备简单，操作灵活方便。但劳动条件差，生产效率比简单，操作灵活方便。但劳动条件差，生产效率比自动或半自动焊低，焊缝质量的变异性大，在一定自动或半自动焊低，焊缝质量的变异性大，在一定程度上取决于焊工的技术水平。手工电弧焊常用的程度上取决于焊工的技术水平。手工电弧焊常用的焊条有焊条有碳钢焊条碳钢焊条和和低合金钢焊条低合金钢焊条，牌号有，牌号有E43型、型、E50型和型和E55型。其中型。其中E

11、表示焊条，后两位数字表示表示焊条，后两位数字表示焊条熔敷金属的最低抗拉强度。焊条熔敷金属的最低抗拉强度。自动焊自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性及冲击韧性较好，适合于焊接较长的直线焊缝。性及冲击韧性较好，适合于焊接较长的直线焊缝。半自动焊半自动焊因人工操作，适用于焊曲线或任意形状因人工操作，适用于焊曲线或任意形状的焊缝。自动和半自动焊应采用与主体金属相适的焊缝。自动和半自动焊应采用与主体金属相适应的焊丝和焊剂，焊丝应符合国家标准的规定，应的焊丝和焊剂，焊丝应符合国家标准的规定，焊剂应根据焊接工艺要求确定。焊剂应根据焊接工艺要求确定。 （二）焊缝连接

12、形式及焊缝形式（二）焊缝连接形式及焊缝形式1、焊缝连接形式、焊缝连接形式 焊缝连接根据被连接构件的相对位置可分为焊缝连接根据被连接构件的相对位置可分为平接、搭接、平接、搭接、T形连接形连接和和角接角接四种形式。四种形式。 对接连接对接连接 用拼接盖板的对接连接用拼接盖板的对接连接 搭接连接搭接连接 T形连接形连接 T形连接形连接 角部连接角部连接 角部连接角部连接 2、焊缝形式、焊缝形式 对接焊缝按所受力的方向分为正对接焊缝、对接焊缝按所受力的方向分为正对接焊缝、斜对接焊缝和角焊缝。其中角焊缝又可分为正面斜对接焊缝和角焊缝。其中角焊缝又可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。角焊缝、侧面角焊缝和

13、斜焊缝。正对接焊缝正对接焊缝 斜对接焊缝斜对接焊缝 角焊缝角焊缝 焊缝根据焊工的焊缝根据焊工的施焊位置施焊位置分为俯焊（平焊）、分为俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊四种。立焊、横焊和仰焊四种。 平焊平焊的施焊方便，质量容易保证，效率高；的施焊方便，质量容易保证，效率高；立焊和横焊立焊和横焊对焊工的操作水平要求较高，生产效对焊工的操作水平要求较高，生产效率和焊接质量比俯焊差；率和焊接质量比俯焊差；仰焊仰焊的操作条件最差，的操作条件最差，焊缝质量不易保证，应尽量避免采用。焊缝质量不易保证，应尽量避免采用。俯焊俯焊横焊横焊 立焊立焊 仰焊仰焊 角焊缝的形式角焊缝的形式 角焊缝角焊缝按其长度方向与外力作

14、用方向的不同按其长度方向与外力作用方向的不同，可分为平行于外力作用方向的侧面角焊缝；垂直于可分为平行于外力作用方向的侧面角焊缝；垂直于外力作用方向的正面角焊缝；斜交于外力作用方向外力作用方向的正面角焊缝；斜交于外力作用方向的斜向角焊缝。角焊缝的斜向角焊缝。角焊缝按截面形式的不同按截面形式的不同分为普通分为普通式、平坡式和深熔式，截面中的直角边长度式、平坡式和深熔式，截面中的直角边长度hf 称为称为焊脚尺寸焊脚尺寸， he称为焊缝的有效厚度。称为焊缝的有效厚度。普通式普通式 平坡式平坡式 深熔式深熔式（三）焊缝代号（三）焊缝代号 焊缝的表示方法焊缝的表示方法（四）焊缝连接构造要求（四）焊缝连接构

15、造要求 1、对接焊缝、对接焊缝 的构造要求的构造要求 对接焊缝在施焊前常需将被连接件加工成坡口，对接焊缝在施焊前常需将被连接件加工成坡口，故又称故又称坡口焊缝坡口焊缝。坡口的形式和尺寸应根据焊件厚度。坡口的形式和尺寸应根据焊件厚度和施焊条件来确定，以确保焊条运转的必要空间以及和施焊条件来确定，以确保焊条运转的必要空间以及焊缝内部有足够的熔透深度。坡口基本形式可分为焊缝内部有足够的熔透深度。坡口基本形式可分为I形、形、单边单边V形、形、V形、形、X形、形、U形和形和K形等。形等。 直边缝直边缝 单边单边V形坡口形坡口 V形坡口形坡口 U形坡口形坡口 K形坡口形坡口 X形坡口形坡口 当对接焊缝拼接

16、处的焊件宽度不同或厚度相当对接焊缝拼接处的焊件宽度不同或厚度相差差4mm以上时，为了减小应力集中的不利影响，以上时，为了减小应力集中的不利影响，应将较宽或较厚的板件加工成坡度不大于应将较宽或较厚的板件加工成坡度不大于 1 : 2.5 的斜坡。的斜坡。1:2.51:2.51:2.5（a）改变宽度）改变宽度 （b）改变厚度）改变厚度钢板拼接钢板拼接4）侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝沿长度方侧面角焊缝沿长度方向的剪应力分布很不均匀，两端大中间小，且差向的剪应力分布很不均匀，两端大中间小，且差值随焊缝长度与其焊脚尺寸比值的增大而增大。值随焊缝长度与其焊脚尺寸比值的增大而增

17、大。因此，规定侧面角焊缝的计算长度不宜大于因此，规定侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf 。当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受此限制。度不受此限制。5）搭接长度搭接长度 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的较小厚度的5倍，并不得小于倍，并不得小于25mm。6）转角处连续施焊转角处连续施焊 当角焊缝的端部在构件转角处做当角焊缝的端部在构件转角处做长度为长度为2hf 的绕角焊时，以及所有围焊缝的转角处的绕角焊时，以及所

18、有围焊缝的转角处必须连续施焊，不能断弧。必须连续施焊，不能断弧。三、螺栓连接三、螺栓连接 螺栓连接是通过螺栓把连接件连接成为一体，分螺栓连接是通过螺栓把连接件连接成为一体，分为为普通螺栓普通螺栓连接和连接和高强度螺栓高强度螺栓连接。连接。优点：优点：施工工艺简单、安装方便，施工工艺简单、安装方便，便于拆卸便于拆卸。缺点：缺点：对制造的精度要求较高，螺对制造的精度要求较高，螺栓孔使构件截面削弱，被连栓孔使构件截面削弱，被连接件需相互搭接或增设辅助接件需相互搭接或增设辅助连接板等，构造较复杂且增连接板等，构造较复杂且增加用钢量加用钢量。（一）普通螺栓（一）普通螺栓1、螺栓的基本知识、螺栓的基本知识

19、 普通螺栓按加工精度，分为普通螺栓按加工精度，分为A、B、C三级。螺栓三级。螺栓的代号用字母的代号用字母M和公称直径的毫米数表示，如和公称直径的毫米数表示，如 M16、M18等。等。 A、B级螺栓级螺栓（精制螺栓）（精制螺栓） A、B级螺栓加工精度高，与孔壁接触紧密，其连接级螺栓加工精度高，与孔壁接触紧密，其连接变形小，受力性能好，可用于承受较大剪力和拉力的连接。变形小，受力性能好，可用于承受较大剪力和拉力的连接。但因制造和安装费用较高，在钢结构中已很少采用。但因制造和安装费用较高，在钢结构中已很少采用。 C级螺栓级螺栓（粗制螺栓）（粗制螺栓） 加工粗糙，尺寸不够准确，只要求加工粗糙，尺寸不够

20、准确，只要求类孔（螺栓孔在类孔（螺栓孔在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成。一般孔径比螺栓杆单个零件上一次冲成或不用钻模钻成。一般孔径比螺栓杆径大径大12mm）。）。2、普通螺栓连接、普通螺栓连接（1）承受剪力的螺栓连接）承受剪力的螺栓连接（a）单剪）单剪 （b）双剪）双剪a b c d e 受剪螺栓可能出现五种破坏形式受剪螺栓可能出现五种破坏形式a、栓杆直径较小、钢板较厚时，可能发生栓杆直径较小、钢板较厚时，可能发生栓杆受剪栓杆受剪破坏破坏 。b、栓杆直径较大、钢板较薄时，可能发生栓杆直径较大、钢板较薄时，可能发生孔壁挤压孔壁挤压破坏破坏 。c、构件截面被螺栓孔削弱过多时，可能发生构件截面被螺

21、栓孔削弱过多时，可能发生净截面受拉净截面受拉破坏破坏 。d、螺栓孔的端距过小时，可能发生螺栓孔的端距过小时，可能发生构件冲剪构件冲剪破坏破坏 。e、当栓杆过于细长时，可能发生当栓杆过于细长时，可能发生栓杆弯曲变形栓杆弯曲变形破坏破坏 。（2）承受拉力的螺栓连接）承受拉力的螺栓连接 受拉螺栓连接是指在外力作用下，被连接受拉螺栓连接是指在外力作用下，被连接件的接触面有被拉开的趋势，从而使螺栓沿杆件的接触面有被拉开的趋势，从而使螺栓沿杆轴方向受拉。受拉螺栓的破坏通常是轴方向受拉。受拉螺栓的破坏通常是栓杆在螺栓杆在螺纹削弱的截面处被拉断纹削弱的截面处被拉断。（3）同时承受剪力和拉力的螺栓连接）同时承受

22、剪力和拉力的螺栓连接 对重要连接一般在牛腿下设置支托，对重要连接一般在牛腿下设置支托，以承受剪力。对次要连接，若牛腿下不设以承受剪力。对次要连接，若牛腿下不设支托，则连接螺栓同时承受剪力和沿杆轴支托，则连接螺栓同时承受剪力和沿杆轴方向拉力的作用。方向拉力的作用。 并列式并列式 错列式错列式3、螺栓的排列、螺栓的排列 螺栓的排列原则：简单、统一而紧凑、能螺栓的排列原则：简单、统一而紧凑、能满足受力要求、构造合理、便于安装。螺栓的基满足受力要求、构造合理、便于安装。螺栓的基本排列形式有本排列形式有并列式并列式和和错列式错列式两种，并列式较简两种，并列式较简单，错列式较紧凑。单，错列式较紧凑。（1）

23、受力要求受力要求 从受力的角度考虑，螺栓的间距及从受力的角度考虑，螺栓的间距及螺栓至构件边缘的距离不宜过大或过小。螺栓至构件边缘的距离不宜过大或过小。（2）构造要求构造要求 螺栓间距过大时，连接件表面不易螺栓间距过大时，连接件表面不易紧密接触，潮气容易侵入缝隙引起钢板锈蚀。紧密接触，潮气容易侵入缝隙引起钢板锈蚀。（3）施工要求施工要求 螺栓间距过小时，不利于转动扳手，螺栓间距过小时，不利于转动扳手，拧紧螺母。拧紧螺母。 根据以上要求，根据以上要求，钢结构设计规范钢结构设计规范规规定了螺栓排列的最大、最小容许距离，排列螺定了螺栓排列的最大、最小容许距离，排列螺栓时宜按最小容许距离取用，且宜取栓时

24、宜按最小容许距离取用，且宜取5mm的的倍数，并按等距离布置，以缩小连接件的尺寸。倍数，并按等距离布置，以缩小连接件的尺寸。螺栓的排列要求螺栓的排列要求（二）高强度螺栓（二）高强度螺栓 安装高强度螺栓时，通过使用特制的扳手拧安装高强度螺栓时，通过使用特制的扳手拧紧螺帽，对连接件施加预定的压力，可使紧螺帽，对连接件施加预定的压力，可使连接件连接件的接触面产生较大的摩擦力的接触面产生较大的摩擦力。高强度螺栓连接按。高强度螺栓连接按其受力状态分为其受力状态分为摩擦型摩擦型和和承压型承压型两种。两种。 摩擦型摩擦型连接在承受剪力作用时，剪力超过板件之连接在承受剪力作用时，剪力超过板件之间可能产生的最大摩

25、擦阻力，板件间发生相对滑间可能产生的最大摩擦阻力，板件间发生相对滑移时，即认为连接已失效而破坏。移时，即认为连接已失效而破坏。承压型承压型连接在承受剪力作用时，允许板件间摩擦连接在承受剪力作用时，允许板件间摩擦力被克服并发生相对滑移，此后外力继续增加，力被克服并发生相对滑移，此后外力继续增加，以发生螺杆剪切破坏或孔壁挤压破坏为其极限状以发生螺杆剪切破坏或孔壁挤压破坏为其极限状态。态。普通螺栓连接与高强度螺栓连接的比较普通螺栓连接与高强度螺栓连接的比较 普通螺栓连接普通螺栓连接中拧紧螺母对连接件产中拧紧螺母对连接件产生的预压力很小，完全依靠螺杆承压和抗生的预压力很小，完全依靠螺杆承压和抗剪来传递

26、剪力。剪来传递剪力。 高强度螺栓连接高强度螺栓连接主要依靠拧紧螺母后，主要依靠拧紧螺母后，对连接件产生的预压力夹紧构件，由接触对连接件产生的预压力夹紧构件，由接触面产生的摩擦力来传递剪力。面产生的摩擦力来传递剪力。（三）螺栓图例（三）螺栓图例补充补充 钢结构构件钢结构构件 一、轴心受力构件一、轴心受力构件 轴心受力构件是指轴心受力构件是指承受承受通过截面形心通过截面形心的的轴向作用力轴向作用力的构件，分为轴心受拉构件的构件，分为轴心受拉构件和轴心受压构件。广泛应用于柱、桁架、和轴心受压构件。广泛应用于柱、桁架、网架、塔架和支撑等结构中网架、塔架和支撑等结构中。 1、轴心受拉构件、轴心受拉构件

27、强度要求强度要求：按承载力极限状态的要求，轴心受拉构：按承载力极限状态的要求，轴心受拉构件净截面的平均应力不应超过钢材的屈服强度；件净截面的平均应力不应超过钢材的屈服强度； 刚度要求刚度要求：按正常使用极限状态的要求，构件应具：按正常使用极限状态的要求，构件应具有必要的刚度，否则在制造、运输和安装过程中容有必要的刚度，否则在制造、运输和安装过程中容易弯扭变形，在自重的作用下会产生较大挠度，在易弯扭变形，在自重的作用下会产生较大挠度，在承受动力荷载时会引起较大的振动等。轴心受拉构承受动力荷载时会引起较大的振动等。轴心受拉构件的刚度是以它的长细比来控制的。件的刚度是以它的长细比来控制的。2、轴心受

28、压构件、轴心受压构件 一般情况下，轴心受压构件的承载能力是由稳一般情况下，轴心受压构件的承载能力是由稳定性条件决定的。在设计时除满足定性条件决定的。在设计时除满足强度强度和和刚度刚度的要的要求外，还应满足求外，还应满足整体稳定性整体稳定性和和局部稳定性局部稳定性的要求。的要求。二、受弯构件二、受弯构件（一）受弯构件（梁）的类型（一）受弯构件（梁）的类型 承受横向荷载的实腹式受弯构件通常称承受横向荷载的实腹式受弯构件通常称为梁。如工业建筑中的楼盖梁、工作平台梁、为梁。如工业建筑中的楼盖梁、工作平台梁、吊车梁、檩条等。吊车梁、檩条等。 钢梁按截面的形式分为钢梁按截面的形式分为型钢梁型钢梁和和组合梁

29、组合梁两大类。两大类。型钢梁的截面形式型钢梁的截面形式 组合梁的截面形式组合梁的截面形式（二）受弯构件（梁）的稳定性（二）受弯构件（梁）的稳定性1、梁的整体稳定、梁的整体稳定 在工程结构中，由于荷载不可能准确作用于梁的在工程结构中，由于荷载不可能准确作用于梁的垂直对称轴平面垂直对称轴平面，当荷载增大到某一数值后，梁在向，当荷载增大到某一数值后，梁在向下弯曲的同时，会发生下弯曲的同时，会发生侧向弯曲和扭转变形破侧向弯曲和扭转变形破坏，这种现象称为梁的坏，这种现象称为梁的整体失稳。在设计钢梁整体失稳。在设计钢梁时不仅要满足强度和刚时不仅要满足强度和刚度要求，还应保证梁的度要求，还应保证梁的整体稳定

30、性。整体稳定性。2、梁的局部稳定、梁的局部稳定 组合梁一般由翼缘和腹板等板件组成，组合梁一般由翼缘和腹板等板件组成，如果将这些板件不适当地减薄加宽，板中压应如果将这些板件不适当地减薄加宽，板中压应力或剪应力达到某一数值后，受压翼缘或腹板力或剪应力达到某一数值后，受压翼缘或腹板有可能偏离其平面位置出现波形鼓曲，这种现有可能偏离其平面位置出现波形鼓曲，这种现象称为失去局部稳定或象称为失去局部稳定或局部失稳局部失稳。6.3 钢屋盖钢屋盖 钢屋盖结构主要由钢屋盖结构主要由屋面、屋架屋面、屋架和和支撑支撑三三部分组成，有的还设有托架和天窗架等构件。部分组成，有的还设有托架和天窗架等构件。根据屋面材料和屋

31、面结构布置情况可分为根据屋面材料和屋面结构布置情况可分为无无檩屋盖结构体系檩屋盖结构体系和和有檩屋盖结构体系有檩屋盖结构体系。有檩屋盖结构体系有檩屋盖结构体系 在在屋架上设置檩条屋架上设置檩条，檩条上铺设压型钢板、，檩条上铺设压型钢板、石棉瓦、钢丝网水泥槽形板等轻型屋面材料，石棉瓦、钢丝网水泥槽形板等轻型屋面材料，屋面荷载通过檩条传给屋架屋面荷载通过檩条传给屋架。 有檩体系可供选有檩体系可供选用的材料种类较多，用的材料种类较多，屋架间距和屋面布置屋架间距和屋面布置较灵活，自重轻，用较灵活，自重轻，用料省，运输和安装较料省，运输和安装较轻便。但构件的种类轻便。但构件的种类和数量多，构造较复和数量

32、多，构造较复杂，安装效率低。杂，安装效率低。无檩屋盖结构体系无檩屋盖结构体系 仅采用仅采用钢屋架和大型屋面板钢屋架和大型屋面板为承重构件，为承重构件，构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，施工速度快，并施工速度快，并 且屋面刚度大，且屋面刚度大， 整体性好。但屋整体性好。但屋 盖自重大，使屋盖自重大，使屋 架杆件及下部结架杆件及下部结 构的截面增大。构的截面增大。 一、钢屋架一、钢屋架 普通钢屋架通常由两个角钢组成的普通钢屋架通常由两个角钢组成的T形形或十字形截面的杆件，在交汇处用焊缝连或十字形截面的杆件，在交汇处用焊缝连接接 于节点板而成。钢屋于节点

33、板而成。钢屋 架的架的大部分杆件属于大部分杆件属于 轴心受力轴心受力杆件。杆件。 钢屋架钢屋架受力分析受力分析的基本假定：的基本假定： 节点处所有杆件的轴线相交于一点；节点处所有杆件的轴线相交于一点； 荷载作用于节点；荷载作用于节点； 所有节点均为理想的铰接。所有节点均为理想的铰接。（一）常用钢屋架的形式（一）常用钢屋架的形式 普通钢屋架按其外形可分为普通钢屋架按其外形可分为三角形、三角形、梯形、平行弦梯形、平行弦等形式。在确定屋架外形时，等形式。在确定屋架外形时，应综合考虑建筑造型、屋面的排水要求、应综合考虑建筑造型、屋面的排水要求、屋架的跨度、荷载的大小等因素。屋架的跨度、荷载的大小等因素

34、。 一般情况下，屋架的外形应尽量与均一般情况下，屋架的外形应尽量与均布荷载的弯矩图相近，以使布荷载的弯矩图相近，以使弦杆弦杆受力均匀；受力均匀；腹杆腹杆布置应尽量使短杆受压，长杆受拉。布置应尽量使短杆受压，长杆受拉。1、三角形屋架、三角形屋架 三角形屋架三角形屋架适用于屋适用于屋面坡度较大面坡度较大（i 1/3）的有的有檩体系檩体系，由于其外形与均布，由于其外形与均布荷载的弯矩图不相适应，使荷载的弯矩图不相适应，使弦杆的内力沿屋架跨度分布弦杆的内力沿屋架跨度分布不均匀不均匀，当屋面太重或跨度，当屋面太重或跨度很大时则不经济。使用跨度很大时则不经济。使用跨度一般在一般在1824m之间。之间。 2

35、、梯形屋架、梯形屋架 梯形屋架外形较接近梯形屋架外形较接近弯矩图，各节间弯矩图，各节间弦杆受力较弦杆受力较均匀均匀，且腹杆较短。当使用，且腹杆较短。当使用卷材防水屋面时，宜采用这卷材防水屋面时，宜采用这种形式。其坡度一般为种形式。其坡度一般为 i = 1/81/16，跨度可达，跨度可达36m。是目前工业厂房屋盖中最常是目前工业厂房屋盖中最常用的屋架形式。用的屋架形式。3、平行弦屋架、平行弦屋架 平行弦屋架的优点是平行弦屋架的优点是上、下弦和腹杆等同类的杆上、下弦和腹杆等同类的杆件长度一致、规格统一，节件长度一致、规格统一，节点构造类型少，便于制造。点构造类型少，便于制造。由于用作屋架时，由于用

36、作屋架时，弦杆的内弦杆的内力分布不够均匀力分布不够均匀，故常用作，故常用作托架或屋盖结构的一些支撑。托架或屋盖结构的一些支撑。（二）钢屋架的主要尺寸（二）钢屋架的主要尺寸 屋架的主要尺寸是指屋架的屋架的主要尺寸是指屋架的高度高度和和跨度跨度。屋架的屋架的最大高度最大高度取决于建筑高度和运输界限；取决于建筑高度和运输界限；最小最小高度高度取决于刚度要求；取决于刚度要求；经济高度经济高度由杆件总用钢量最由杆件总用钢量最少的条件确定。一般情况下，少的条件确定。一般情况下， 三角形屋架的高度三角形屋架的高度取取(1/61/4) l ;梯形屋架的跨中高度取梯形屋架的跨中高度取(1/101/6) l ，端

37、部高度一般不宜小于端部高度一般不宜小于1/18 l 。l 为屋架的跨度。为屋架的跨度。屋架的屋架的标志跨度标志跨度 l 一般是指柱网轴线的横向间距；一般是指柱网轴线的横向间距；屋架的屋架的计算跨度计算跨度 l0 是指支座反力间的距离。钢屋架是指支座反力间的距离。钢屋架的标志跨度通常以的标志跨度通常以3m为模数，在为模数，在1836m之间之间 。二、钢屋盖支撑二、钢屋盖支撑 钢屋盖支撑体系的作用钢屋盖支撑体系的作用（1）使整个屋盖结构形成一个稳定的空间几）使整个屋盖结构形成一个稳定的空间几何体系，确保屋盖的空间刚度和整体性何体系，确保屋盖的空间刚度和整体性 。（2）承受和传递纵向水平荷载（风荷载

38、、悬）承受和传递纵向水平荷载（风荷载、悬挂吊车的制动力、地震荷载等）。挂吊车的制动力、地震荷载等）。（3）保证屋盖结构在架设和安装过程中的稳）保证屋盖结构在架设和安装过程中的稳定性。定性。1、上弦横向水平支撑、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑位于屋架上弦平面位于屋架上弦平面，横向沿屋架，横向沿屋架全跨布置。纵向一般布置在房屋两端（或每个温度区段全跨布置。纵向一般布置在房屋两端（或每个温度区段两端）的第一个开间，并沿房屋的纵向每隔两端）的第一个开间，并沿房屋的纵向每隔60m左右增左右增设一道。设一道。 上弦横向水平支撑由交叉的斜杆和刚性系杆组成，上弦横向水平支撑由交叉的斜杆和刚

39、性系杆组成，主要作用主要作用是保证屋架上弦平面外的稳定，提高上弦杆的是保证屋架上弦平面外的稳定，提高上弦杆的承载能力。承载能力。2、下弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑位于屋架下弦平面位于屋架下弦平面，一般与上弦，一般与上弦横向水平支撑布置在同一开间，以便组成稳定的空间结横向水平支撑布置在同一开间，以便组成稳定的空间结构体系。它的腹杆也是由交叉的斜杆及刚性系杆组成。构体系。它的腹杆也是由交叉的斜杆及刚性系杆组成。主要作用主要作用是作为山墙抗风柱的支点，承受并传递山墙传是作为山墙抗风柱的支点，承受并传递山墙传来的纵向风荷载以及地震、悬挂吊车等引起的水平力。来的纵向

40、风荷载以及地震、悬挂吊车等引起的水平力。3、下弦纵向水平支撑、下弦纵向水平支撑 下弦纵向水平支撑布置在下弦纵向水平支撑布置在屋架下弦两端节间屋架下弦两端节间处，沿处，沿房屋全长布置，与屋架下弦横向水平支撑共同形成一个房屋全长布置，与屋架下弦横向水平支撑共同形成一个封闭的支撑系统。封闭的支撑系统。主要作用主要作用是保证平面排架结构的空间是保证平面排架结构的空间工作、加强房屋的整体刚度。工作、加强房屋的整体刚度。4、垂直支撑、垂直支撑 垂直支撑垂直支撑布置在设有上、下弦横向水平支撑的布置在设有上、下弦横向水平支撑的开间内开间内。通常跨度小于。通常跨度小于30m的梯形屋架在屋架两端的梯形屋架在屋架两端和跨中各设置一道垂直支撑，当跨度大于和跨中各设置一道垂直支撑，当跨度大于30m时，时，则在两端和跨度则在两端和跨度1/3处分别设置。三角形屋架跨度处分别设置。三角形屋架跨度小于小于18m的只需在跨中设置，大于的只需在跨中设置，大于18m时在时在1/3跨度跨度处分别设置。处分别设