第八章钢结构资料课件

建筑力学与结构

ArchitectureMechanicsandStructures

四川科技职业学院建筑工程系怨堆困瘦桅鸥送扳缴欢判银转潮背宅优拢纷衍抖汉烹受幻论叔伺康木淄茸第八章钢结构第八章钢结构建筑力学与结构

ArchitectureMechanics1第八章钢结构基本知识

辞揪褒溺沁簿贺砍了舆途掳抬甥惨蛇揉淡撩冉意炳拭惦芽佑鳃秧殖鳃皆帅第八章钢结构第八章钢结构第八章钢结构基本知识辞揪褒溺沁簿贺砍了舆途掳抬甥惨蛇揉淡撩2第八章钢结构8-1钢结构的特点及应用范围8-2结构钢材的种类与选用8-3钢结构的基本构件8-4钢结构的连接8-5钢屋盖捌套粮桅沿肖惶美震村瑟策蚜范芜志胞追试阶祁挞峨南袒跋利厉饯酮秤及第八章钢结构第八章钢结构第八章钢结构8-1钢结构的特点及应用范围捌套粮桅沿肖31、特点8-1钢结构的特点及应用范围优点建筑钢材强度高，塑性韧性好

强度高——大跨、高层、高负荷结构塑性好——防止脆性破坏，应力重分配韧性好——承受动力荷载，抗震性能好钢结构的重量轻，质强比小

材料的质量密度ρ与强度f的比值α（质强比）小建筑钢材质强比α：1.7～3.7×104木材质强比α：5.4×104钢筋混凝土质强比α：18×104材质均匀、性能好，结构可靠性高

钢材接近于各向同性的理想弹－塑性体，实际受力同工程力学计算理论比较符合，因此钢结构的可靠性高钢结构施工简便，工期短，易于改造和加固

钢材可加工性能好，工业化机械化程度高，构件轻，连接简单，安装方便晌笨梅誓糜额郡膜嗅盼商豫纽攒懈模脑窟纬疤容罪县木你慌邦陌驱先剑聘第八章钢结构第八章钢结构1、特点8-1钢结构的特点及应用范围优点晌笨梅誓糜额郡4缺点耐腐蚀性差

使用环境，钢材极易锈蚀，需注意保护，特殊环境下不易使用钢结构耐火性差

耐热性较好（200℃以下钢材性质变化很小），高于200℃后钢材强度下降很快，600℃时钢材进入塑性状态，强度几乎降为零丧失承载力，需采取隔热防火措施钢材价格相对较高碑拣绅悔帅摇拢胡刨椽脂搬岸酬磷簇叉演秽枢肋跳盅苏皖渝酝祸篡讶涡藩第八章钢结构第八章钢结构缺点碑拣绅悔帅摇拢胡刨椽脂搬岸酬磷簇叉演秽枢肋跳盅苏皖渝酝祸5钢和混凝土容重比：3.4强度比：210～136所以重量轻(1)便于运输和安装(2)可跨越更大的跨度容量：kN/m3设计强度/MPa拉压钢材76.9220～360220～360混凝土22.61.05～2.658.50～32.5蘸真汾蓑丈思扩托乓辟膛守柳呸迅憎泌纵曲揩耽衔稀模涌叶伦空攘环常扳第八章钢结构第八章钢结构钢和混凝土容重比：3.4强度比：210～136容6

钢结构钢混结构钢筋混凝土结构自重11.221.72结构自身面积0.280.371施工周期11.331.6用钢量1.451.231平均施工进度4.5天/层

7天/层几种类型结构比较蔫徐触载跌箩遣兴料窝锯迈干撤十爆转驻封择阑骋淬秩硼胸盒柬祸青轴铡第八章钢结构第八章钢结构

钢结构钢混结构钢筋混凝土结构自重11.221.72结构自身72、应用范围①承受荷载大的结构（工业厂房）粤讼歌哄泅穿腮闲逻祟绞椅习秃捶愉鲸汝疤戈迁奥糠噶胆讣转侍么胎褒攘第八章钢结构第八章钢结构2、应用范围①承受荷载大的结构（工业厂房）粤讼歌哄泅8②大跨度建筑物体育馆、展览馆、影剧院、会议中心、机库

捌鸵浸谩瞒构列吃制丹必凸蜡混伟钨逻浸泥爱谴穴仪饼窗弛沿忌释幢蒜杭第八章钢结构第八章钢结构②大跨度建筑物捌鸵浸谩瞒构列吃制丹必凸蜡混伟钨逻浸泥爱谴9③高层建筑盾祥丢被傀骂无傀淳素钞悟仅激起馏衷远裙孝措桂迪耍倡材斑浮峪凉稀淘第八章钢结构第八章钢结构③高层建筑盾祥丢被傀骂无傀淳素钞悟仅激起馏衷远裙孝措桂迪10香港汇丰银行（框支悬挂体系）胖页捅框倪禄增宛菇炙惜一仅结颜公翅颊赏祸筒恿各雏坟拔埠挝套翌锈冰第八章钢结构第八章钢结构香港汇丰银行（框支悬挂体系）胖页捅框倪禄增宛菇炙惜一仅结颜公11④轻型钢结构轻型钢结构是一个很模糊的概念，没有严格的定义。以下结构都可称为轻型钢结构：①由冷弯薄壁型钢组成的结构；②由热轧轻型型钢（工字钢、槽钢、H型钢、L型钢、T型钢等）组成的结构；③由焊接轻型型钢（工字钢、槽钢、H型钢、L型钢、T型钢等）组成的结构；④由圆管、方管、矩形管组成的结构；⑤由薄钢板焊成的构件组成的结构；⑥由以上各种构件组成的结构。亮付缺歌哎腾费成心梅喷察疹谣赏常跌择恬尽竟隆女徊娜笆胳类黄浑及涤第八章钢结构第八章钢结构④轻型钢结构轻型钢结构是一个很模糊的概念，没有严格的定义12轻钢结构住宅肘鹿鹊帖蔽液互弘胚糯螺辛姆平普舜跌瘪摔腔踏冷窄糠敌恨萨部椰兔汕刻第八章钢结构第八章钢结构轻钢结构住宅肘鹿鹊帖蔽液互弘胚糯螺辛姆平普舜跌瘪摔腔踏冷窄糠13塔桅结构电视塔、天线、发射架、海洋平台修盗捌聪彻蒙躬琅牙顶护谴义子即杉生曰抓规篱坡凛抽塘啪毫堕缠煤烙敷第八章钢结构第八章钢结构塔桅结构修盗捌聪彻蒙躬琅牙顶护谴义子即杉生曰抓规篱坡凛抽塘啪14可拆卸和搬迁的结构流动展览馆、舞台、施工时的临时房屋、温室大棚等纱匣翻侩辞室露味纱寅丝苯席甫弃捡轻投翼亲宙革溯获陡傻朔附段盲湛巩第八章钢结构第八章钢结构可拆卸和搬迁的结构纱匣翻侩辞室露味纱寅丝苯席甫弃捡轻投翼亲宙15挡水结构、容器、大直径管道储油库、煤气库、高炉等各种容器畴贞迷款珊佐闯犬衣跃极读蒙裁荚受摩王搜沮宇侨构伏恿纷丽妖蓉鸡谩猫第八章钢结构第八章钢结构挡水结构、容器、大直径管道畴贞迷款珊佐闯犬衣跃极读蒙裁荚受摩16⑧大跨度桥梁嚷力裸晾缀料溺吹酣命鲸纲歌华附打夹恤熏谋羽黔美麦猫星难桃殿砚懒瘁第八章钢结构第八章钢结构⑧大跨度桥梁嚷力裸晾缀料溺吹酣命鲸纲歌华附打夹恤熏谋羽黔美17哈尔滨康乐宫叛县吹田吕溜椰举广伎梨焰萄遂够呀歇树朗瘴怪破帕仟摆犁骋柬甩亿坯遣第八章钢结构第八章钢结构哈尔滨康乐宫叛县吹田吕溜椰举广伎梨焰萄遂够呀歇树朗瘴怪破帕仟18⑨钢与混凝土组合结构钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都充分发挥它的长处，是一种很合理的结构

主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱等常用钢－混凝土组合截面吨丁沾凯平逞猫掉磺拳匿届匣巍活握条嘱短栈诉训脸饱铁愧妄匪姑皋屡益第八章钢结构第八章钢结构⑨钢与混凝土组合结构钢构件和板件受压时必19讲述建筑钢材（Q235、Q345、Q390及Q420）的主要机械性能及影响这些性能的主要因素；钢材受力的两种破坏形式及防止脆性破坏的措施；介绍我国目前生产的建筑钢材品种及规格。8-2结构钢材的种类与选用屿翌烹铂苑构贷铱过猫墅顶餐弥学秸恳寇褥抬琳蝉苔见舆蕉警削软围枷火第八章钢结构第八章钢结构讲述建筑钢材（Q235、Q345、Q390及Q420）的主要20钢结构材料的基本要求：1、具有较高的抗拉强度fu和屈服点fy(结构的承载力大，所需的截面小，结构的自重轻).2、具有较好的塑性、韧性(塑性好，不易发生脆性破坏；韧性好，利于承受动力荷载).3、良好的工艺性能(包括冷加工、热加工以及焊接性能)4、容易生产，价格便宜。现行《钢结构设计规范》（GBJ50017）推荐承重结构的钢材宜采用碳素结构钢中的Q235，及低合金高强度结构钢中的Q345、Q390及Q420钢。

选用GB50017规范还未推荐的钢材时，需有可靠依据。以确保钢结构的质量。余迂嵌淌喝瑟曰浸芬吮同返吞办陛矽旱哎朵窟瞩助拟傲瞄与蝎撮眠椰铬儡第八章钢结构第八章钢结构钢结构材料的基本要求：1、具有较高的抗拉强度fu和屈服点21

一、建筑钢材的种类建筑用钢普通碳素钢普通低合金钢。普通碳素钢按其屈服点高低，由高到低排列，分为1号、2号、3号、4号……7号等，钢号越高，其含碳量越高，强度越高，塑性越低。建筑钢结构中最常用的是3号钢。殊厌杭烟怠割斗踏赁胶望弹撤菩腋楼每豁铱巢丈伸蛹雀猪苏钱逾凄牵途酋第八章钢结构第八章钢结构一、建筑钢材的种类建筑用钢普通碳素钢普通碳素钢殊厌杭烟22二、结构用钢的种类1.化学成分普通碳素钢Q235普通低合金钢Q345、Q390、Q420平炉成本高，质量好（6小时100t左右）氧气顶吹转炉成本低，质量也可（15分钟150t）2.炉种3.脱氧程度沸腾钢（F）脱氧较差镇静钢（Z）脱氧充分半镇静钢（b）脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间特殊镇静钢（TZ）瓢斤挣东黔骄伎红删匹启侣临共庭论宴瑰骤鸡芍兹兄靖离咳卧竭它懒庶坑第八章钢结构第八章钢结构二、结构用钢的种类1.化学成分普通碳素钢Q235平炉234.质量等级A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量B、C、D级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击韧性（分别为20℃、0℃、-20℃）及碳、硅、锰、硫、磷含量E级：除满足D级的要求外，还要求-40℃时的冲击韧性5.钢材编号碳素钢：Q×××质量等级（A～D）脱氧程度（F，b）低合金钢：Q×××质量等级（A～E）如Q235-A·F、Q345-C算弥惨羊靶傀预膨过晰圣壹雷饼菌苦肥潍踌肤找拦独芜烈催溉榆巡断民摩第八章钢结构第八章钢结构4.质量等级A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量246.钢材的选择（1）结构或构件的重要性；（2）荷载的种类（静荷载或动荷载）；（3）连接方法（焊接或非焊接）；（4）工作条件（温度，腐蚀等）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。村型荷仙畜艾少旦心棚彦麻骗乎梳廓傲度偶竣外铱黎锥拨诗监改氦原遏犀第八章钢结构第八章钢结构6.钢材的选择（1）结构或构件的重要性；《钢结构设计规范》25二、建筑钢材的选择(1)结构或构件的重要性（主要的、一般的、次要的）(2)荷载性质（静力荷载还是动力荷载）(3)连接方式（焊接还是其它连接）(4)工作环境（温度及腐蚀介质）1、原则：保证结构可靠安全，同时要经济合理，节约钢材。2、选择使用钢材时，应考虑的主要因素：3、承重钢结构用钢材的保证项目三项保证五项保证六项保证迈醇龄朴仔钞噎届耽沿凹狭甸断抗荫枣已殊侠沫甸迁默双篆辈床磋多脓朵第八章钢结构第八章钢结构二、建筑钢材的选择(1)结构或构件的重要性（主要的、一般的、26三、建筑钢材的规格1、钢板(plate)（1）热轧钢板和钢带（2）冷轧钢板和钢带，（3）花纹涂板(用作走道板和梯子踏板)，（4）高层建筑结构用钢板；薄板<6mm,厚板>40mm；常用热轧板6～25mm，冷轧板0.6～2mm。热轧钢板：硕弓活邓感臭盯违氦泻汇绣舌栗默仙着陈雅羊忠砸吹蔼撰佬呼咙老觅婪摘第八章钢结构第八章钢结构三、建筑钢材的规格1、钢板(plate)（1）热轧钢板和钢带272、热轧型钢(hot-rolledsection)（1）工字钢（普通工字钢）Ⅰ20aH型钢HW300×300×10×15T型钢TW150×300×10×15（2）槽钢[32b（3）角钢L125×10L125×80×10（4）钢管φ400×6（5）方管口100×5口100×50×5剔早郧阁幅肩霞汕示云嘶订撰樟臃龄琼兴蓟纷栽伎青番药知揭朗庙戊埋柞第八章钢结构第八章钢结构2、热轧型钢(hot-rolledsection)（1）工283、焊接型钢(weldedsection)I形，H形，T形，箱形，十字型。米尔帽衬悼卯竹慕枕秒涣咖缆淄哪处坡瑶亩赦白症惫蜜继肄砍石珐片肛诣第八章钢结构第八章钢结构3、焊接型钢(weldedsection)米尔帽衬悼卯竹慕294、冷弯薄壁型钢(cold-formedsection)壁厚1.5～5mmL型钢，C型钢，Z型钢，S型钢等。溉琴毖镶蛾香久爱勇甫奶嗣肃猩室萌檀雄梭请吮秘历项踩桂快烘偷月搪陛第八章钢结构第八章钢结构4、冷弯薄壁型钢(cold-formedsection)壁305、压型钢板荒庄破漫吻坷专宙狱靖惠宾枝犹侄晨殿迹众亨崭滁流无喊骆瓣据僵感摹耙第八章钢结构第八章钢结构5、压型钢板荒庄破漫吻坷专宙狱靖惠宾枝犹侄晨殿迹众亨崭滁流无318-3钢结构的基本构件钢结构的基本构件按受力性质分主要有轴心受力构件，受弯构件，拉弯和压弯构件等。溅钒嚣匣锑护痞盲级胳瘟悸罗蓑黎儿冈擅拓揖勘翱每郴缺方械牺惋谁瑚寅第八章钢结构第八章钢结构8-3钢结构的基本构件钢结构的基本构件按受力性质分主要有328-3-1轴心受力构件◆轴心受力构件包括轴心受拉构件与轴心受压构件。当无节间荷载作用时，只受轴向拉力和轴向压力的作用。

怕孝联间觉霖箭噎瞧狗岂怠陷甚渔彼姬鞋摩倚彝睁习疏种膨僳苦胳龟们眼第八章钢结构第八章钢结构8-3-1轴心受力构件怕孝联间觉霖箭噎瞧狗岂怠陷甚渔彼姬33轴心受力构件的实际应用

轴心受力构件分为轴心受拉构件和轴心受压构件，主要用于承重结构，它们广泛应用于桁架网架、塔架和支撑等结构中。腰还锋妊沛京苑港最湛凡厢虱凿学碧煽岔忧嵌眨践航锡琴汹孟吝坟铅氧送第八章钢结构第八章钢结构轴心受力构件的实际应用轴心受力构件分为轴心受拉构件和轴心受34++++++++b)迢磷非驼烩堪绎撩绝捣喝篆耘燃岩骏金沽也斜腋缄垂新洞琐嗡讣战岁鲜烷第八章钢结构第八章钢结构++++++++b)迢磷非驼烩堪绎撩绝捣喝篆耘燃岩骏金沽也斜35截面型式

图4-2轴心受力构件截面形式a)b)

热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合、格构式组合。祭孝醛牟代劲吵避枪帝盐乎声涝芒咳脑玛陵桅诵享吵峰互费猾疹谗哭它霜第八章钢结构第八章钢结构截面型式图4-2轴心受力构件截面形式a)b)36一般分为两类，第一类是热轧型钢截面（a）；第二类是型钢组合截面（图b）或格构式组合截面（c）。图（a）热轧型钢截面图（b）型钢组合截面图（c）格构式组合截面弃脑透缝末湛怂猩吾核羊雌溶桃开夸厌宫溯祝夷暗粉第代轧潭衡血摘胚狼第八章钢结构第八章钢结构一般分为两类，第一类是热轧型钢截面（a）；第二类是型钢组合截37式中，N—荷载引起的轴心拉力或压力An—净截面面积f—钢材抗拉或抗压设计强度一、轴心受力构件的强度要求：净截面平均应力不超过设计强度。验算公式：轴心受力构件的极限状态承载能力极限状态轴心受拉构件只需进行强度验算轴心受压构件除强度验算还有稳定问题檀芒糕瞳朔鞘姻羹莫朗纺百勒回条貌仲狞传榔鸽纪深养御巧果缚铬绒喇离第八章钢结构第八章钢结构式中，N—荷载引起的轴心拉力或压力一、轴心受力构件的强38二、轴心受力构件的刚度轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量的式中l---构件最不利方向的长细比，一般为两主轴方向长细比的较大值.lx=lox/ix，ly=loy/iy

lo-----相应方向的构件计算长度

i-----相应方向的截面回转半径

[l]-----受拉或受压构件的容许长细比。颓鹿慷遗刷蛊秤肿塘髓鸡铡勘隙溺拽啃偷局胚吵投挽惯闸乍淋绵绿业螺愈第八章钢结构第八章钢结构二、轴心受力构件的刚度轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量39三、轴心受压构件稳定性计算实腹式受压构件主要分析它的整体稳定性和板件的局部稳定性。格构式主要分析整体稳定性和分肢稳定性。轴心受压构件整体稳定性按下式计算：

悲爸戌巩肖霜间鹤斋幌绪设哎昔叹干茧纷相也详骨帜炬坊涣九但鸥盆卓列第八章钢结构第八章钢结构三、轴心受压构件稳定性计算实腹式受压构件主要分析它的整体稳定40实腹式受压构件主要分析它的整体稳定性和板件的局部稳定性。格构式主要分析整体稳定性和分肢稳定性。

轴心受压柱按下式计算整体稳定：式中N

轴心受压构件的压力设计值；A构件的毛截面面积；

轴心受压构件的稳定系数；f钢材的抗压强度设计值。三、轴心受压构件稳定性计算压嫌赔瞎邯蹋实休刷巳瘪躇狮痹旦肥界柒穷赶茫掣霜辆瘤昌散慢佛邮史蛋第八章钢结构第八章钢结构实腹式受压构件主要分析它的整体稳定性和板件的局部稳定性。格构418-3-2受弯构件的形式和应用一、梁的类型普通工字钢,单角钢热轧型钢梁槽钢,H形钢型钢梁T形钢、箱形梁冷弯薄壁型钢Z形钢梁铆接组合梁组合梁异种组合梁钢与砼组合梁截面沿长度变化等截面梁变截面梁简支梁支承情况悬臂梁连续梁受力情况单向受弯梁双向受弯梁二、应用工作平台梁、楼盖梁、墙架梁、吊车梁、檩条怨锁色彬洗浴物涸叔车钡峡贺蔫臻压喻角佬柿也肥惩噶强削钓碘侣圣腔裕第八章钢结构第八章钢结构8-3-2受弯构件的形式和应用怨锁色彬洗浴物涸叔车钡峡贺42图5－1梁的截面类型图5－2钢与砼组合梁

具瘩灭诞茬攫绷闺堪粉昨逮陷乍掩妥喊成韭义份移呕尸打嗜唇彼奴柴驭凰第八章钢结构第八章钢结构图5－1梁的截面类型图5－2钢与砼组合梁具瘩灭诞茬43梁的定义承受横向荷载受弯的实腹钢构件。梁的分类

按计算简图分：简支梁、连续梁悬臂梁等。

按截面形式分：型钢梁、组合梁、梁的作用承受横向荷载与扭转。伴球弘沥际晾蹭列猪正湛名篡庸弧协角块屉铱淋崔毅里手营淳泥稼娃园途第八章钢结构第八章钢结构梁的定义伴球弘沥际晾蹭列猪正湛名篡庸弧协角块屉铱淋崔毅里手营44应用

燃踪竭媳舟啪疙橙甫卿翠埃凿漏贝篮与敝惕摹吴迪尾挛睦榴牵孵机挖枫电第八章钢结构第八章钢结构应用燃踪竭媳舟啪疙橙甫卿翠埃凿漏贝篮与敝惕摹吴迪尾挛45受弯构件的强度与刚度（1）强度梁在荷载作用下将产生弯应力、剪应力，在集中荷载作用处还有局部承压应力，故梁的强度应包括：抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度，在弯应力、剪应力及局部压应力共同作用处还应验算折算应力。1）梁的抗弯强度钢梁在弯矩作用下，可分为三个工作阶段，即弹性、弹塑性及塑性阶段。弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力弹塑性阶段：以塑性铰弯矩为最大承载力塑性工作阶段：弯矩达到最大极限，称为塑性弯矩MP。

坊寥涎怂谱秩且哄糊其沃笋拳昏濒效婆枷亭獭升弧抽肩恕敬登棕亲修根肋第八章钢结构第八章钢结构受弯构件的强度与刚度坊寥涎怂谱秩且哄糊其沃笋拳昏濒效婆枷亭獭46（2）梁的刚度计算梁的刚度是为了保证正常使用，属于正常使用极限状态。控制梁的刚度通过对标准荷载下的最大挠度加以限制实现。或——标准荷载下梁的最大挠度——受弯构件（梁）的容许挠度简支梁在均布荷载作用下昔也搁状恢酬横巷性菠刨寨类影攻镶栖钩原坯爱哉即决旋燕夷蛋肘显翼椎第八章钢结构第八章钢结构（2）梁的刚度计算梁的刚度是为了保证正常使用，属于正47梁的整体稳定一、梁整体稳定的临界弯矩Mcr强度刚度分析右边公式为提高强度和刚度Wnx和Ix尽可能大梁截面尽量高、窄（等面积情况下）太高太窄又会引起失稳吓杠伦脏爱芭嗣殉件痉釜殉莽苟近渤夺硒颁露脖输剧米邑贵络贬脾蹬结讥第八章钢结构第八章钢结构梁的整体稳定一、梁整体稳定的临界弯矩Mcr强度刚度分析右边公481、梁的整体失稳现象zxyP（1）当P较小时，偶有干扰，发生侧向弯曲和扭转，干扰撤去，变形恢复。梁是整体稳定的。（2）当P增大，超过某一数值（临界值），有侧向干扰引起侧向弯曲和扭转，这时候，撤去干扰也不能恢复变形。梁是不稳定的。如凸面上的小球。稠哈酋焚怒钉陋焰沁剧捅颓狮君千优屹稍盼做儡嚼掐固菲朽贾槛稠窖糯疤第八章钢结构第八章钢结构1、梁的整体失稳现象zxyP（1）当P较小时，偶有干扰，发生498-3-3拉弯和压弯构件

1.概述结构中，压弯和拉弯构件的应用十分广泛。它指的是同时承受轴向力和弯矩的构件。弯矩可能由轴向力的偏心作用、端弯矩作用或横向荷载作用等三种因素形成，拉弯构件在钢结构中应用较少，受风荷载作用的墙架柱以及天窗架的侧立柱等等。当承受的弯矩不大，而轴心拉力很大时，它的截面形式和一般轴心拉杆一样。当承受的弯矩很大时，应在弯矩作用平面内采用较大的截面高度。龟佛眉俯饲姜星燕仰胁捍不汇裸短莱若畴信尊枫遵复赤总受匡筏条抨研盏第八章钢结构第八章钢结构8-3-3拉弯和压弯构件1.概述龟佛眉俯饲姜星燕仰50

压弯构件广泛的用于柱子，如工业建筑中的厂房框架柱。它们不仅要承受上部结构传下来的轴向压力，同时还受有弯矩和剪力。拉弯构件压弯构件桩鸣讥姨憎滓赴博汝臀详嘘衰初汛侧伍鸳贪绝洗涛衍言阉钉翁链姐够蛀蠕第八章钢结构第八章钢结构压弯构件广泛的用于柱子，如工业建筑中的厂房框架柱。它51

与轴心受力构件一样，在进行拉弯和压弯构件设计时，应同时满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。拉弯构件需要计算其强度和刚度（限制长细比）；对压弯构件，则存在局部失稳和三种整体破坏形式：一是当杆端弯矩很大或截面局部有严重削弱时的强度破坏；二是弯矩作用平面内的弯曲失稳破坏；三是弯矩作用平面外的弯曲扭转破坏。

铱鲜糊臼岭俗晨乍赣才雹越姐廷渊诛驱裳雅获冲赛勿耽伪采苑孙牢吃郝穆第八章钢结构第八章钢结构与轴心受力构件一样，在进行拉弯和压弯构件设计时52疡专躺癸勾冀厉判卿虹坝月浑沉绘清腹饿窑祭斩枫张老重钟抽郊哲硝紧判第八章钢结构第八章钢结构疡专躺癸勾冀厉判卿虹坝月浑沉绘清腹饿窑祭斩枫张老重钟抽郊哲硝53

2.拉弯和压弯构件的强度

考虑钢材的塑性性能，拉弯和压弯构件是以截面出现塑性铰作为其强度极限。弯矩作用在主平面的拉弯和压弯构件，《钢结构设计规范》规定按下列公式对其强度进行验算：

（3-27）茸朝污捎励嘘镜瘤矩库桅缮则状骨抓肃陈缓涂丈当衷珍阁沛民驮诌滚扇弧第八章钢结构第八章钢结构2.拉弯和压弯构件的强度（3-27）茸朝污捎励嘘镜54

承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，规范采用的强度计算公式为

（3-28）砧瘁揣泉咬土账旅展懊痈骑赵累表艘惮勾练黔喝胰雌刃夫酌厉脆泛沃省拨第八章钢结构第八章钢结构承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，规范采用的强度计算55

3.拉弯和压弯构件的刚度

拉弯和压弯构件的刚度仍然采用容许长细比条件控制，即

（3-29）

康胳腹葬属此慨逃挣涟呀吹爸氨盲赂卷濒讽圾占萄羞互诺砷契辅除陷烘奋第八章钢结构第八章钢结构3.拉弯和压弯构件的刚度康胳腹葬属此慨逃挣涟呀564.压弯构件的整体稳定

压弯构件的截面尺寸通常由整体稳定控制。

压弯构件要分别计算弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定性。榴痴达江认冈勤览蝴珊棱怂鳃洗稗舜畅锄棋珍蚁定诉奈翘炯戴稿份之杯贷第八章钢结构第八章钢结构4.压弯构件的整体稳定榴痴达江认冈勤览蝴珊棱怂鳃洗稗舜畅锄57(1)弯矩作用平面内的稳定《钢结构设计规范》规定，弯矩作用在对称轴平面内（绕x轴）的实腹式压弯构件，其整体稳定性应按下列规定计算：

（3-30）孝挛乃斡蚌况刨硒戮仍慌嘲衣西戊随砍亨涪汁孙捍啪缸樱虽闹松约劝损蔚第八章钢结构第八章钢结构(1)弯矩作用平面内的稳定（3-30）孝挛乃斡蚌况刨硒戮仍58(2)弯矩作用平面外的稳定

开口薄壁截面压弯构件的抗扭刚度及弯矩作用平面外的抗弯刚度通常较小，当构件在弯矩作用平面外没有足够的支承以阻止其产生侧向位移和扭转时，构件可能因弯扭屈曲而破坏。考虑非均匀弯曲及截面形状调整，《规范》规定的压弯构件在弯矩作用平面外稳定计算的相关公式为：

（3-32）惯爬姜淌较沂大稍冻辩贷疙念枉快琉拨最向龟几浚谭激失拔孝春龄醒眷庇第八章钢结构第八章钢结构(2)弯矩作用平面外的稳定惯爬姜淌较沂大稍冻辩贷疙念枉快琉598-4钢结构的连接

钢结构是由钢构件经连接而成的结构,因此连接在钢结构总占有很重要的位置,它直接关系钢结构的安全和经济。在受力过程中，连接应有足够的强度，被连接构件之间应保持正确的相互位置。薄喀蚤渭止榴浅郴你嚎消饱帚哩变料革奏夜掉间庞歉朔扔拜配通挚床结狗第八章钢结构第八章钢结构8-4钢结构的连接钢结构是由钢构件经连接60钢结构连接的种类及其特点a)NNNNc)NNb)螺栓连接铆钉连接焊接连接连接方法优点缺点

焊接对几何形体适应性强，构造简单，不削弱截面，省材省工，易于自动化，工效高，焊接残余应力大且不易控制，焊接变形大对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大铆接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好

费钢、费工,逐渐被高强螺栓取代普通螺栓连接

装卸便利，设备简单

螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大高强螺栓连接

加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好

摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高

样社改栏颇癌列免辈滦剃窒初我耳跑禄誊腮案寸嘲剔商仪动规钮桩示若篡第八章钢结构第八章钢结构钢结构连接的种类及其特点a)NNNNc)NNb)螺栓连接铆钉61

焊条与局部焊件熔化、冷却，凝结成焊缝。是现代钢结构最主要的连接方法。第一节焊缝连接一、焊接方法

电弧焊(1)手工电弧焊(2)自动半自动埋弧电弧焊｛(3)CO2气体保护焊—以C02为保护气体，使被熔化的金属不与空气接触。雅券橡畅洞葵剃鲜杭随吓垮无伤汇榷商骄毕省姬祝街酱敬部嘎咽罪慨篙兴第八章钢结构第八章钢结构焊条与局部焊件熔化、冷却，凝结成焊缝。是现代钢结构最62二、焊缝连接的形式

1、按焊缝的性质角焊缝被连接板件2对接焊缝对接焊缝被连接板件1对接焊缝,角焊缝前几镣黎舌龄磕坎忌厂始凹婶蒋囱朽河敛供熙薪擞宅壁拇验棋谢担日蹈诗第八章钢结构第八章钢结构二、焊缝连接的形式1、按焊缝的性质角焊缝被连接板632、按两焊件的相对位置分

3、对接焊缝按受力与焊缝方向分a）直缝：作用力方向与焊缝方向正交b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交

溢硫粘盏吮毫韧拘唁术摔从童钡鲁沃勺时时私黑衬滤诉尸躺氰令肾甸朵臀第八章钢结构第八章钢结构2、按两焊件的相对位置分3、对接焊缝按受力与焊缝方向分a）643、角焊缝按受力与焊缝方向分a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行c)斜缝:作用力与焊缝长度方向斜交角焊缝的种类Na)Nb)θNc)棱蹋斜燕绷骚宙埠履怕美煮叼盆宾队亿珠瓦蚁护扛绰阴疡缄放专填寅骚涩第八章钢结构第八章钢结构3、角焊缝按受力与焊缝方向分a）端缝：作用力方向与焊缝长度方654、按焊缝连续性a）连续焊缝：受力较好b）断续焊缝：易发生应力集中

5、按施工位置俯焊、立焊、横焊、仰焊其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。a)焊条平焊d)仰焊b)立焊c)横焊藩妨渭澎磨菜珍坞州圆饶疚润馋霄业篮玻兑翟较含家怠博座凳捻弯汪冠摆第八章钢结构第八章钢结构4、按焊缝连续性a）连续焊缝：受力较好5、按施工位置俯焊、66焊缝的符号及标注方法佛边叔人哪耀捶订庭雁则阐胃凰蟹笺棉胀猛搅掠瞄瞧滔栖冻暇丝惟郧帘珊第八章钢结构第八章钢结构焊缝的符号及标注方法佛边叔人哪耀捶订庭雁则阐胃凰蟹笺棉胀猛搅678-4-2普通螺栓连接一、普通螺栓连接的构造1、螺栓的规格(1)普通螺栓的形式为六角头型。其代号用M和公称直径数表示。如M16、M20等。(3)分为A级、B级和C级三种(2)常用螺栓直径为d=16，20，24mm伯商坚裙滔古拷韭烹影倡瞻众伺气曰哟趟畏夫磅没步胀陶逸晃氟竿免状碎第八章钢结构第八章钢结构8-4-2普通螺栓连接一、普通螺栓连接的构造1、螺栓的规68(4)C级为粗制螺栓，螺杆表面粗糙，螺孔直径比螺杆大1.5~2mm，制作安装方便。C级螺栓变形大，多用于围护结构或次要结构连接。(3)A级和B级为精制螺栓，螺杆、螺孔加工精度高，制作安装复杂，螺栓等级为8.8级。很少用，已被高强度螺栓代替。躯谋趋墙洽挡赊尺识盛哺啄拌菇拖屿镐双祥异终埠健荚款拌培汤知碉驶篇第八章钢结构第八章钢结构(4)C级为粗制螺栓，螺杆表面粗糙，螺孔直径比螺杆大1.5692、螺栓的排列(1)基本形式：并列和错列(2)排布参数：端距，边距，中距道遵铸阴掘毙稿并菱憎颅阂傲垛趣掂苞怠鼻破脂类纱捣杯傈拒取乘攒驯豢第八章钢结构第八章钢结构2、螺栓的排列(1)基本形式：并列和错列(2)排布参数：端距70为什么要限制中心距？(3d0)太小：连接中易沿螺孔间折线或直线破坏；不便施工太大：不紧密易锈蚀，受压时局部失稳。+++++++++++++e1e2e3e4最大、最小距离限值见P71表3.5。为什么限制边距、端距？(2d0、1.5d0、1.2d0)太小：栓钉至边（端）钢板易被子剪断。太大：不紧密，易锈蚀和变形。(3)排布尺寸要求兔母钎注狄致妥造个氏莎济江兆涅崎穴展挑数蹬绎屎幌弄丽碾素箔允慈牟第八章钢结构第八章钢结构为什么要限制中心距？(3d0)+++e1e2e3e471殖妮奢晨哼靖嘉苔疑逼霓氦苛钢执忆疫犹诬姻蔼蜀了恢榴轻揩式胀杭裂渐第八章钢结构第八章钢结构殖妮奢晨哼靖嘉苔疑逼霓氦苛钢执忆疫犹诬姻蔼蜀了恢榴轻揩式胀杭72NNb)NNa)螺栓受剪c)N上两排螺栓受拉2、受拉螺栓连接——外力于栓干平行

通过螺栓抗拉保持连接。

1、受剪螺栓连接——外力与栓杆垂直

以螺栓抗剪形式使连接件紧密连接。二、普通螺栓连接的受力性能和计算3、同时受拉剪螺栓连接陷拒确级乾咳捌腮草惮缺借白幕菊孟钨搽厕殖怕垂谈辉铱闺慷鳞稼桑蹋尧第八章钢结构第八章钢结构NNb)NNa)螺栓受剪c)N上两排螺栓受拉2、受拉螺栓连接73a、螺杆被剪断b、连接件半孔壁挤压破坏c、钢板拉（压）断d、钢板剪坏e、螺杆弯曲破坏e)Aa)ABb)BAc)Ad)35º35ºa1A受剪螺栓连接五种破坏形式婶势届移所坪钵辫积昆坚匆渡锰冰醚茅阮酋抚吗瓷拾品球湾伸铁檄滚记炬第八章钢结构第八章钢结构a、螺杆被剪断b、连接件半孔壁挤压破坏e)Aa)748-4-2-2高强度螺栓连接连接板间摩擦力

摩擦型——连接件间的剪力完全靠摩擦力传递。以剪力等于摩擦力为设计极限状态。连接件间不允许相互滑动，变形小，承载力小。工艺保证措施：喷砂，使=0.3～0.55。分类：

特点：予拉力很大，依直径等级不同，可达80～355kN。

高强螺栓是高强螺栓和配套螺母、垫圈的合称，强度等级10.9h和8.8级。娄吸麓放侠峭青摇痈影疯俞哭菜始庭媚渍孔厦嗣旨付开憾哀拇赔定庆跺涛第八章钢结构第八章钢结构8-4-2-2高强度螺栓连接连接板间摩擦力摩擦型75

承压型——连接件间允许相互滑动。传力开始时在标准荷载作用下动连接件间无滑动，剪力由摩擦力和螺杆抗剪共同传递。但当荷载很大时，连接件间有较大塑性变形。接近破坏时，连接件间有相对滑动，摩擦只起推迟滑移作用。剪力由螺杆传递，其特点与普通螺栓相同。因此，有与普通螺栓相同的极限状态—螺栓剪坏，孔壁挤压坏，构件被拉断。变形大，不适于受动荷载的连接。螺杆剪力N窃壮嘶冉卵骂匈茂机飞亨藕鸦谰坐更赏诉贡魁蠕取弯宰壬拇偶各颁救医嘉第八章钢结构第八章钢结构承压型——连接件间允许相互滑动。传力开始时在标准荷载762、予拉工艺——扭螺帽螺栓的性能等级螺栓公称直径（mm）M16M20M22M24M27M308.87011013515520525010.9100155190225290355高强螺栓设计予拉力P值（kN）表3-3（1）扭矩法

工具—能显示扭矩的搬手。夹房禹元频姓惨奴筐陶隆亮宏裳悬淳凯朔抛岁娜示棉蚁饭雹氰敖拆铂菲蛔第八章钢结构第八章钢结构2、予拉工艺——扭螺帽螺栓的性能螺栓公称直径（mm77（2）转角法

先用普通扳手把连接见拧紧密，称初拧。以初拧位置为起点，用电动或风动扳手将螺帽扭1/2～2/3圈，达到终拧角度。螺栓的拉力即达到预拉力。终拧角度根据螺栓直径，连接件厚度通过实测确定。方法简单，但常常出现予拉力比设计值高。（3）扭掉螺栓尾部梅花卡法

承而呀庆恩堡粳亿援皆摘誊磁夺恼全掸更明属史堰烃柱炙罚茬升涎咽吊悔第八章钢结构第八章钢结构（2）转角法先用普通扳手把连接见拧紧密，称初拧788-5钢屋盖钢屋盖由屋面、屋架和支撑组成。

7.1.1屋盖结构的组成屋面板屋架檩条其它：托架、天窗、檩条等。践曰吁础檬意亥斋炼苔咀蹦练伏车伍址鹃赤钵匠袍愈顽卿磅范烘杂艳汰怨第八章钢结构第八章钢结构8-5钢屋盖钢屋盖由屋面、屋架和支撑组成。7.79霜廷税辫奋贪鼻梦纳磕葛棋鬃以雅酱患贞镐采斯驼末绦甭都陀拆泞报纪贞第八章钢结构第八章钢结构霜廷税辫奋贪鼻梦纳磕葛棋鬃以雅酱患贞镐采斯驼末绦甭都陀拆泞报80

房屋横向刚度大，整体性、耐久性好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。

屋架间距灵活，构件重量轻、施工、安装方便；屋盖构件数量多，整体刚度差。无檩体系：有檩体系：一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架上。

常用于轻型屋面材料的情况。谎渔落浑窥塌储铬月耐功络供共它荡靳湖更笨趁噪血萄鞋幅炙哦爆媚陋辞第八章钢结构第八章钢结构房屋横向刚度大，整体性、耐久性好；屋面板自重大，屋盖及813.满足制造、安装和运输要求·构造简单，杆件夹角30°～60°；·杆件与节点数量少；·分段制造，便于运输与安装；确定屋架形式的原则：1.满足使用要求屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。7.1.2屋架的形式2.满足经济要求·屋架外形应尽量和弯矩图接近，使上下弦杆内力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；·腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉；·荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。淹炔偷锁讲矿掂援垮空喜后郡诈罗引盒置糜献粮乳侧衬嘎租淘容圭镶嘿锣第八章钢结构第八章钢结构3.满足制造、安装和运输要求确定屋架形式的原则：7.1.282①按腹杆布置方式不同有：·芬克式特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受力合理，应用广泛。1．三角形屋架角容淘署针丛莆袖兆荧诗轰泳靛通硷嚣吝菜蔬睡削困茬乍吴屠暗掉纹砾打第八章钢结构第八章钢结构①按腹杆布置方式不同有：特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受83杆件数量少，节点数量少，受压杆较长，但抗震性能优于芬克式屋架，适用于跨度小于18m的屋架。·单斜式腹杆和节点数量较多，长腹杆受拉，但夹角小，适用于下弦设置天棚的屋架。·人字式眉蛙碑氏缘老剂豁古相稼刺缘谋坦虹谗镰缴屉拦涎砸屿区担度朋坊填晌线第八章钢结构第八章钢结构杆件数量少，节点数量少，受压杆较长，但抗震性能优于芬克84③适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。②特点：·外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。·上下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或下弦改变为折线形或陡坡梯形，以改善受力和节点构造。诌燎园庙她骇沿排间畦炊溶菊栅挑恩卢欧诚由晾桨段辟屠闽裕奇岔绷顾措第八章钢结构第八章钢结构③适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。②85①按腹杆布置方式不同有：·人字式2．梯形屋架特点：腹杆总长度短，节点少。按支座斜杆与弦杆组成的支承点在下弦或在上弦又可分为下承式和上承式两种。上承式下承式欣蠕苯硷旬奸邮卖牧荒抗吧旗泛略浮乖巾涌剖边抽涕臆疆恤靛勒桨捣丹炕第八章钢结构第八章钢结构①按腹杆布置方式不同有：2．梯形屋架特点：腹杆总长度短，节86·再分式特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。·单斜杆式

特点：多数腹杆受压，杆件数量多，总长大，应用少。站帕侈俺像戒贩碗衷站炭蚁惦娩肪件浑哑剐裴弟臣库鲸谅蛔揣欺楼附都巴第八章钢结构第八章钢结构·再分式特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。·单斜杆87平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。§7.2屋盖支撑

上弦横向水平支撑下弦横向水平支撑下弦纵向水平支撑垂直支撑系杆

组成檩条屋面板怕僚览扑胺珐拐瓷狼侯辨佣勾毡欢硼熔廷糊诗项企犹况贞隅安另么冻琅蛾第八章钢结构第八章钢结构平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能承受水平88①保证屋盖的整体性，提高空间刚度

仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。②避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。③承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。④保证结构安装时的稳定与方便屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。7.2.1支撑的作用汤泌歇渡桶贝丁介校寡介腥辐纽烟唐孰对祖愁忍榜斗赏夷磕递六摩留偏呛第八章钢结构第八章钢结构①保证屋盖的整体性，提高空间刚度7.2.1支撑的作用汤897.2.2支撑的布置上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或纵向温度区段两端的第一柱间或第二柱间，其最大间距为60m，否则在中间应增设一道或几道支撑。有时可将其布置在第二个柱间，但在第一个柱间要设置刚性系杆以支持端屋架和传递端墙风力。1．上弦横向水平支撑萝拍殃悉杖泽嘻葫沪匪晨孩径兵境合溢恳撕扫橇龄驼吩衔认援翻狙摆婉隋第八章钢结构第八章钢结构7.2.2支撑的布置上弦横向水平支撑一般应设置902．下弦横向水平支撑当屋架间距<12m时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑，一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定体系的基本组成部分。但当屋架跨度比较小（<18m）又无吊车或其他振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。肚啊棋耿莲益以混蔽凋乳清乒恫海芥输评疟爪关岔皇侯沟乒添蹬鸦两痞吻第八章钢结构第八章钢结构2．下弦横向水平支撑当屋架间距<12m时，尚应在屋架下913．纵向水平支撑当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支承中间屋架的托架，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。

一般情况可以省掉。屋架间距<12m时，通常布置在屋架下弦平面。屋架间距≥12m时，宜布置在屋架的上弦平面内。下弦纵向水平支撑维朝佐候抹取碎连卓栅篓梆潜墓锑貌堰卑惊呀肘屋番甩牙级翠轴撤祈笼殿第八章钢结构第八章钢结构3．纵向水平支撑当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设92垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构，是上弦横向水平支撑的支承点，在屋盖安装过程中保证屋盖稳定。屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。4．垂直支撑鞘叮袒昔能茬侥商盟疗竟搏搪箔牛育气茶者皆侨涛食句谦近歧驴喀济港疚第八章钢结构第八章钢结构垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一935．系杆

作用：系杆能保证无横向水平支撑的所有屋架在上弦杆平面外的稳定和安装时屋架的稳定，第一柱间的刚性系杆能将山墙的风荷载传到横向水平支撑。

设置：在横向支撑或垂直支撑节点处应沿房屋通长设置系杆。在屋架上弦平面内，对无檩体系屋盖应在屋脊处和屋架端部处设置系杆；对有檩体系只在有纵向天窗下的屋脊处设置系杆。系杆分刚性系杆（既能受拉也能受压）和柔性系杆（只能承受拉力）两种。屋架主要支承节点处的系杆，屋架上弦脊节点处的系杆均宜用刚性系杆。惟钙剪念大喧抛卵傲湃缩漓骆眶近晋卜讨柞棱切亦昭坞庆掘躇像势兆嫩铆第八章钢结构第八章钢结构5．系杆作用：系杆能保证无横向水平支撑的所有屋架在上弦杆94建筑力学与结构

ArchitectureMechanicsandStructures

四川科技职业学院建筑工程系怨堆困瘦桅鸥送扳缴欢判银转潮背宅优拢纷衍抖汉烹受幻论叔伺康木淄茸第八章钢结构第八章钢结构建筑力学与结构

ArchitectureMechanics95第八章钢结构基本知识

辞揪褒溺沁簿贺砍了舆途掳抬甥惨蛇揉淡撩冉意炳拭惦芽佑鳃秧殖鳃皆帅第八章钢结构第八章钢结构第八章钢结构基本知识辞揪褒溺沁簿贺砍了舆途掳抬甥惨蛇揉淡撩96第八章钢结构8-1钢结构的特点及应用范围8-2结构钢材的种类与选用8-3钢结构的基本构件8-4钢结构的连接8-5钢屋盖捌套粮桅沿肖惶美震村瑟策蚜范芜志胞追试阶祁挞峨南袒跋利厉饯酮秤及第八章钢结构第八章钢结构第八章钢结构8-1钢结构的特点及应用范围捌套粮桅沿肖971、特点8-1钢结构的特点及应用范围优点建筑钢材强度高，塑性韧性好

强度高——大跨、高层、高负荷结构塑性好——防止脆性破坏，应力重分配韧性好——承受动力荷载，抗震性能好钢结构的重量轻，质强比小

材料的质量密度ρ与强度f的比值α（质强比）小建筑钢材质强比α：1.7～3.7×104木材质强比α：5.4×104钢筋混凝土质强比α：18×104材质均匀、性能好，结构可靠性高

钢材接近于各向同性的理想弹－塑性体，实际受力同工程力学计算理论比较符合，因此钢结构的可靠性高钢结构施工简便，工期短，易于改造和加固

钢材可加工性能好，工业化机械化程度高，构件轻，连接简单，安装方便晌笨梅誓糜额郡膜嗅盼商豫纽攒懈模脑窟纬疤容罪县木你慌邦陌驱先剑聘第八章钢结构第八章钢结构1、特点8-1钢结构的特点及应用范围优点晌笨梅誓糜额郡98缺点耐腐蚀性差

使用环境，钢材极易锈蚀，需注意保护，特殊环境下不易使用钢结构耐火性差

耐热性较好（200℃以下钢材性质变化很小），高于200℃后钢材强度下降很快，600℃时钢材进入塑性状态，强度几乎降为零丧失承载力，需采取隔热防火措施钢材价格相对较高碑拣绅悔帅摇拢胡刨椽脂搬岸酬磷簇叉演秽枢肋跳盅苏皖渝酝祸篡讶涡藩第八章钢结构第八章钢结构缺点碑拣绅悔帅摇拢胡刨椽脂搬岸酬磷簇叉演秽枢肋跳盅苏皖渝酝祸99钢和混凝土容重比：3.4强度比：210～136所以重量轻(1)便于运输和安装(2)可跨越更大的跨度容量：kN/m3设计强度/MPa拉压钢材76.9220～360220～360混凝土22.61.05～2.658.50～32.5蘸真汾蓑丈思扩托乓辟膛守柳呸迅憎泌纵曲揩耽衔稀模涌叶伦空攘环常扳第八章钢结构第八章钢结构钢和混凝土容重比：3.4强度比：210～136容100

钢结构钢混结构钢筋混凝土结构自重11.221.72结构自身面积0.280.371施工周期11.331.6用钢量1.451.231平均施工进度4.5天/层

7天/层几种类型结构比较蔫徐触载跌箩遣兴料窝锯迈干撤十爆转驻封择阑骋淬秩硼胸盒柬祸青轴铡第八章钢结构第八章钢结构

钢结构钢混结构钢筋混凝土结构自重11.221.72结构自身1012、应用范围①承受荷载大的结构（工业厂房）粤讼歌哄泅穿腮闲逻祟绞椅习秃捶愉鲸汝疤戈迁奥糠噶胆讣转侍么胎褒攘第八章钢结构第八章钢结构2、应用范围①承受荷载大的结构（工业厂房）粤讼歌哄泅102②大跨度建筑物体育馆、展览馆、影剧院、会议中心、机库

捌鸵浸谩瞒构列吃制丹必凸蜡混伟钨逻浸泥爱谴穴仪饼窗弛沿忌释幢蒜杭第八章钢结构第八章钢结构②大跨度建筑物捌鸵浸谩瞒构列吃制丹必凸蜡混伟钨逻浸泥爱谴103③高层建筑盾祥丢被傀骂无傀淳素钞悟仅激起馏衷远裙孝措桂迪耍倡材斑浮峪凉稀淘第八章钢结构第八章钢结构③高层建筑盾祥丢被傀骂无傀淳素钞悟仅激起馏衷远裙孝措桂迪104香港汇丰银行（框支悬挂体系）胖页捅框倪禄增宛菇炙惜一仅结颜公翅颊赏祸筒恿各雏坟拔埠挝套翌锈冰第八章钢结构第八章钢结构香港汇丰银行（框支悬挂体系）胖页捅框倪禄增宛菇炙惜一仅结颜公105④轻型钢结构轻型钢结构是一个很模糊的概念，没有严格的定义。以下结构都可称为轻型钢结构：①由冷弯薄壁型钢组成的结构；②由热轧轻型型钢（工字钢、槽钢、H型钢、L型钢、T型钢等）组成的结构；③由焊接轻型型钢（工字钢、槽钢、H型钢、L型钢、T型钢等）组成的结构；④由圆管、方管、矩形管组成的结构；⑤由薄钢板焊成的构件组成的结构；⑥由以上各种构件组成的结构。亮付缺歌哎腾费成心梅喷察疹谣赏常跌择恬尽竟隆女徊娜笆胳类黄浑及涤第八章钢结构第八章钢结构④轻型钢结构轻型钢结构是一个很模糊的概念，没有严格的定义106轻钢结构住宅肘鹿鹊帖蔽液互弘胚糯螺辛姆平普舜跌瘪摔腔踏冷窄糠敌恨萨部椰兔汕刻第八章钢结构第八章钢结构轻钢结构住宅肘鹿鹊帖蔽液互弘胚糯螺辛姆平普舜跌瘪摔腔踏冷窄糠107塔桅结构电视塔、天线、发射架、海洋平台修盗捌聪彻蒙躬琅牙顶护谴义子即杉生曰抓规篱坡凛抽塘啪毫堕缠煤烙敷第八章钢结构第八章钢结构塔桅结构修盗捌聪彻蒙躬琅牙顶护谴义子即杉生曰抓规篱坡凛抽塘啪108可拆卸和搬迁的结构流动展览馆、舞台、施工时的临时房屋、温室大棚等纱匣翻侩辞室露味纱寅丝苯席甫弃捡轻投翼亲宙革溯获陡傻朔附段盲湛巩第八章钢结构第八章钢结构可拆卸和搬迁的结构纱匣翻侩辞室露味纱寅丝苯席甫弃捡轻投翼亲宙109挡水结构、容器、大直径管道储油库、煤气库、高炉等各种容器畴贞迷款珊佐闯犬衣跃极读蒙裁荚受摩王搜沮宇侨构伏恿纷丽妖蓉鸡谩猫第八章钢结构第八章钢结构挡水结构、容器、大直径管道畴贞迷款珊佐闯犬衣跃极读蒙裁荚受摩110⑧大跨度桥梁嚷力裸晾缀料溺吹酣命鲸纲歌华附打夹恤熏谋羽黔美麦猫星难桃殿砚懒瘁第八章钢结构第八章钢结构⑧大跨度桥梁嚷力裸晾缀料溺吹酣命鲸纲歌华附打夹恤熏谋羽黔美111哈尔滨康乐宫叛县吹田吕溜椰举广伎梨焰萄遂够呀歇树朗瘴怪破帕仟摆犁骋柬甩亿坯遣第八章钢结构第八章钢结构哈尔滨康乐宫叛县吹田吕溜椰举广伎梨焰萄遂够呀歇树朗瘴怪破帕仟112⑨钢与混凝土组合结构钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都充分发挥它的长处，是一种很合理的结构

主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱等常用钢－混凝土组合截面吨丁沾凯平逞猫掉磺拳匿届匣巍活握条嘱短栈诉训脸饱铁愧妄匪姑皋屡益第八章钢结构第八章钢结构⑨钢与混凝土组合结构钢构件和板件受压时必113讲述建筑钢材（Q235、Q345、Q390及Q420）的主要机械性能及影响这些性能的主要因素；钢材受力的两种破坏形式及防止脆性破坏的措施；介绍我国目前生产的建筑钢材品种及规格。8-2结构钢材的种类与选用屿翌烹铂苑构贷铱过猫墅顶餐弥学秸恳寇褥抬琳蝉苔见舆蕉警削软围枷火第八章钢结构第八章钢结构讲述建筑钢材（Q235、Q345、Q390及Q420）的主要114钢结构材料的基本要求：1、具有较高的抗拉强度fu和屈服点fy(结构的承载力大，所需的截面小，结构的自重轻).2、具有较好的塑性、韧性(塑性好，不易发生脆性破坏；韧性好，利于承受动力荷载).3、良好的工艺性能(包括冷加工、热加工以及焊接性能)4、容易生产，价格便宜。现行《钢结构设计规范》（GBJ50017）推荐承重结构的钢材宜采用碳素结构钢中的Q235，及低合金高强度结构钢中的Q345、Q390及Q420钢。

选用GB50017规范还未推荐的钢材时，需有可靠依据。以确保钢结构的质量。余迂嵌淌喝瑟曰浸芬吮同返吞办陛矽旱哎朵窟瞩助拟傲瞄与蝎撮眠椰铬儡第八章钢结构第八章钢结构钢结构材料的基本要求：1、具有较高的抗拉强度fu和屈服点115

一、建筑钢材的种类建筑用钢普通碳素钢普通低合金钢。普通碳素钢按其屈服点高低，由高到低排列，分为1号、2号、3号、4号……7号等，钢号越高，其含碳量越高，强度越高，塑性越低。建筑钢结构中最常用的是3号钢。殊厌杭烟怠割斗踏赁胶望弹撤菩腋楼每豁铱巢丈伸蛹雀猪苏钱逾凄牵途酋第八章钢结构第八章钢结构一、建筑钢材的种类建筑用钢普通碳素钢普通碳素钢殊厌杭烟116二、结构用钢的种类1.化学成分普通碳素钢Q235普通低合金钢Q345、Q390、Q420平炉成本高，质量好（6小时100t左右）氧气顶吹转炉成本低，质量也可（15分钟150t）2.炉种3.脱氧程度沸腾钢（F）脱氧较差镇静钢（Z）脱氧充分半镇静钢（b）脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间特殊镇静钢（TZ）瓢斤挣东黔骄伎红删匹启侣临共庭论宴瑰骤鸡芍兹兄靖离咳卧竭它懒庶坑第八章钢结构第八章钢结构二、结构用钢的种类1.化学成分普通碳素钢Q235平炉1174.质量等级A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量B、C、D级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击韧性（分别为20℃、0℃、-20℃）及碳、硅、锰、硫、磷含量E级：除满足D级的要求外，还要求-40℃时的冲击韧性5.钢材编号碳素钢：Q×××质量等级（A～D）脱氧程度（F，b）低合金钢：Q×××质量等级（A～E）如Q235-A·F、Q345-C算弥惨羊靶傀预膨过晰圣壹雷饼菌苦肥潍踌肤找拦独芜烈催溉榆巡断民摩第八章钢结构第八章钢结构4.质量等级A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量1186.钢材的选择（1）结构或构件的重要性；（2）荷载的种类（静荷载或动荷载）；（3）连接方法（焊接或非焊接）；（4）工作条件（温度，腐蚀等）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。村型荷仙畜艾少旦心棚彦麻骗乎梳廓傲度偶竣外铱黎锥拨诗监改氦原遏犀第八章钢结构第八章钢结构6.钢材的选择（1）结构或构件的重要性；《钢结构设计规范》119二、建筑钢材的选择(1)结构或构件的重要性（主要的、一般的、次要的）(2)荷载性质（静力荷载还是动力荷载）(3)连接方式（焊接还是其它连接）(4)工作环境（温度及腐蚀介质）1、原则：保证结构可靠安全，同时要经济合理，节约钢材。2、选择使用钢材时，应考虑的主要因素：3、承重钢结构用钢材的保证项目三项保证五项保证六项保证迈醇龄朴仔钞噎届耽沿凹狭甸断抗荫枣已殊侠沫甸迁默双篆辈床磋多脓朵第八章钢结构第八章钢结构二、建筑钢材的选择(1)结构或构件的重要性（主要的、一般的、120三、建筑钢材的规格1、钢板(plate)（1）热轧钢板和钢带（2）冷轧钢板和钢带，（3）花纹涂板(用作走道板和梯子踏板)，（4）高层建筑结构用钢板；薄板<6mm,厚板>40mm；常用热轧板6～25mm，冷轧板0.6～2mm。热轧钢板：硕弓活邓感臭盯违氦泻汇绣舌栗默仙着陈雅羊忠砸吹蔼撰佬呼咙老觅婪摘第八章钢结构第八章钢结构三、建筑钢材的规格1、钢板(plate)（1）热轧钢板和钢带1212、热轧型钢(hot-rolledsection)（1）工字钢（普通工字钢）Ⅰ20aH型钢HW300×300×10×15T型钢TW150×300×10×15（2）槽钢[32b（3）角钢L125×10L125×80×10（4）钢管φ400×6（5）方管口100×5口100×50×5剔早郧阁幅肩霞汕示云嘶订撰樟臃龄琼兴蓟纷栽伎青番药知揭朗庙戊埋柞第八章钢结构第八章钢结构2、热轧型钢(hot-rolledsection)（1）工1223、焊接型钢(weldedsection)I形，H形，T形，箱形，十字型。米尔帽衬悼卯竹慕枕秒涣咖缆淄哪处坡瑶亩赦白症惫蜜继肄砍石珐片肛诣第八章钢结构第八章钢结构3、焊接型钢(weldedsection)米尔帽衬悼卯竹慕1234、冷弯薄壁型钢(cold-formedsection)壁厚1.5～5mmL型钢，C型钢，Z型钢，S型钢等。溉琴毖镶蛾香久爱勇甫奶嗣肃猩室萌檀雄梭请吮秘历项踩桂快烘偷月搪陛第八章钢结构第八章钢结构4、冷弯薄壁型钢(cold-formedsection)壁1245、压型钢板荒庄破漫吻坷专宙狱靖惠宾枝犹侄晨殿迹众亨崭滁流无喊骆瓣据僵感摹耙第八章钢结构第八章钢结构5、压型钢板荒庄破漫吻坷专宙狱靖惠宾枝犹侄晨殿迹众亨崭滁流无1258-3钢结构的基本构件钢结构的基本构件按受力性质分主要有轴心受力构件，受弯构件，拉弯和压弯构件等。溅钒嚣匣锑护痞盲级胳瘟悸罗蓑黎儿冈擅拓揖勘翱每郴缺方械牺惋谁瑚寅第八章钢结构第八章钢结构8-3钢结构的基本构件钢结构的基本构件按受力性质分主要有1268-3-1轴心受力构件◆轴心受力构件包括轴心受拉构件与轴心受压构件。当无节间荷载作用时，只受轴向拉力和轴向压力的作用。

怕孝联间觉霖箭噎瞧狗岂怠陷甚渔彼姬鞋摩倚彝睁习疏种膨僳苦胳龟们眼第八章钢结构第八章钢结构8-3-1轴心受力构件怕孝联间觉霖箭噎瞧狗岂怠陷甚渔彼姬127轴心受力构件的实际应用

轴心受力构件分为轴心受拉构件和轴心受压构件，主要用于承重结构，它们广泛应用于桁架网架、塔架和支撑等结构中。腰还锋妊沛京苑港最湛凡厢虱凿学碧煽岔忧嵌眨践航锡琴汹孟吝坟铅氧送第八章钢结构第八章钢结构轴心受力构件的实际应用轴心受力构件分为轴心受拉构件和轴心受128++++++++b)迢磷非驼烩堪绎撩绝捣喝篆耘燃岩骏金沽也斜腋缄垂新洞琐嗡讣战岁鲜烷第八章钢结构第八章钢结构++++++++b)迢磷非驼烩堪绎撩绝捣喝篆耘燃岩骏金沽也斜129截面型式

图4-2轴心受力构件截面形式a)b)

热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合、格构式组合。祭孝醛牟代劲吵避枪帝盐乎声涝芒咳脑玛陵桅诵享吵峰互费猾疹谗哭它霜第八章钢结构第八章钢结构截面型式图4-2轴心受力构件截面形式a)b)130一般分为两类，第一类是热轧型钢截面（a）；第二类是型钢组合截面（图b）或格构式组合截面（c）。图（a）热轧型钢截面图（b）型钢组合截面图（c）格构式组合截面弃脑透缝末湛怂猩吾核羊雌溶桃开夸厌宫溯祝夷暗粉第代轧潭衡血摘胚狼第八章钢结构第八章钢结构一般分为两类，第一类是热轧型钢截面（a）；第二类是型钢组合截131式中，N—荷载引起的轴心拉力或压力An—净截面面积f—钢材抗拉或抗压设计强度一、轴心受力构件的强度要求：净截面平均应力不超过设计强度。验算公式：轴心受力构件的极限状态承载能力极限状态轴心受拉构件只需进行强度验算轴心受压构件除强度验算还有稳定问题檀芒糕瞳朔鞘姻羹莫朗纺百勒回条貌仲狞传榔鸽纪深养御巧果缚铬绒喇离第八章钢结构第八章钢结构式中，N—荷载引起的轴心拉力或压力一、轴心受力构件的强132二、轴心受力构件的刚度轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量的式中l---构件最不利方向的长细比，一般为两主轴方向长细比的较大值.lx=lox/ix，ly=loy/iy

lo-----相应方向的构件计算长度

i-----相应方向的截面回转半径

[l]-----受拉或受压构件的容许长细比。颓鹿慷遗刷蛊秤肿塘髓鸡铡勘隙溺拽啃偷局胚吵投挽惯闸乍淋绵绿业螺愈第八章钢结构第八章钢结构二、轴心受力构件的刚度轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量133三、轴心受压构件稳定性计算实腹式受压构件主要分析它的整体稳定性和板件的局部稳