建筑课件-27钢结构简介

重点内容回顾

1已知焊接Q345级钢材，要采用E50型焊条；焊接Q390级钢材，要采用E55型焊条，若两块钢板分别为Q345和Q390，应该采用什么焊条将二者焊在一起？E50重点内容回顾

2判断：摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓是两种不同的螺栓×二者所采用的螺栓相同，只是计算模式不同重点内容回顾

3钢结构吊车梁中应采用哪种螺栓连接？C级普通螺栓A级普通螺栓承压型高强螺栓摩擦型高强螺栓D重点内容回顾

4轴心受压构件的三种屈曲形式是什么？弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲轴心受压构件：柱头构造

5第9章钢结构简介为了放梁，柱顶设一块顶板保证轴心受压，梁端突缘应压在柱顶板中部防止顶板挠度过大，应提高顶板抗弯刚度，不应采取提高顶板厚度的办法，应在顶板上设垫板，在顶板下设加劲肋撑住顶板轴心受压构件：柱头传力路径

6第9章钢结构简介传力路径：轴力N（垫板顶部承压）→垫板（垫板低部承压）→顶板（加劲肋顶面传压或水平角焊缝①）→加劲肋（竖向角焊缝②）→柱身轴心受压构件：柱脚构造

7第9章钢结构简介混凝土的抗压强度低，在柱下设面积较大的底板把荷载分布到较大面积的混凝土上柱身和底板之间用构造焊缝相连设锚栓固定底板传力路径：柱身→焊缝→底板→基础轴心受压构件：柱脚构造

8第9章钢结构简介柱轴力较大时，需要很大的底板，柱周围的底部是悬臂构件，受力不利，设置靴梁加强底板（加劲肋）靴梁和柱子之间通过角焊缝连接（只考虑外侧四条）靴梁和底板之间通过构造角焊缝连接传力路径：柱身→焊缝→靴梁→焊缝→底板→基础轴心受压构件：柱脚构造

9第9章钢结构简介靴梁：传力+肋肋板：肋当轴力较大时，在柱的两个方向上同时设置靴梁当轴力较小时，在柱的两个方向上同时设置肋板一般情况下，在柱的一个方向上采用靴梁，另一个方向上设置肋板③轴心受压构件：柱脚构造

10第9章钢结构简介加肋板靴梁+肋板轴心受压构件：柱脚构造

11第9章钢结构简介钢管+螺栓槽钢+肋板+螺栓双肋板+顶板+螺栓靴梁中部设连接件轴心受压构件：柱脚构造

12第9章钢结构简介判断哪个是靴梁，哪个是肋板轴心受压构件：柱脚构造

13第9章钢结构简介定位不准导致肋板截断轴心受压构件：柱脚构造

14第9章钢结构简介定位不准导致扩孔轴心受压构件：柱脚构造

15第9章钢结构简介受弯构件：梁的截面形式

16第9章钢结构简介受弯构件：应力发展阶段

17第9章钢结构简介Ⅰ弹性阶段：开始受荷时，截面边缘应力σ<fy，截面承担的弯矩M<屈服弯矩Me继续加载，截面边缘应力σ=fy，截面承担的弯矩M=屈服弯矩Me达到屈服临界状态受弯构件：应力发展阶段

18第9章钢结构简介Ⅱ弹塑性阶段：荷载继续增加，塑性区域由边缘向中部发展，中部弹性区域，边缘塑性区域截面边缘应力σ

=fy，截面承担的弯矩满足Me＜M

＜MPMP—塑性弯矩，是设计时所考虑的截面所能承担的最大弯矩受弯构件：应力发展阶段

19第9章钢结构简介Ⅲ塑性阶段：全截面进入塑性截面边缘应力σ=fy，截面承担的弯矩达到最大值，即M=MPⅣ强化阶段：钢材进入到强化阶段截面边缘应力σ＞

fy，虽然M＞MP，但变形过大，安全储备低，不能采用受弯构件：屈服弯矩和塑性弯矩

20第9章钢结构简介引入比值ρ=MP/

Me

可以证明ρ仅与截面的几何性质有关，而与材料强度无关，故称ρ为形状系数受弯构件：设计方法

21第9章钢结构简介弹性设计：仅边缘屈服，材料的强度性能未充分发挥（重要构件、需要计算疲劳的梁）弹塑性设计：即允许截面有一定的塑性发展（一般构件，规范常用的设计方法）塑性设计：出现塑性铰，导致变形过大（次要超静定构件：固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的两层以下框架结构）按塑性设计时，一根梁只允许形成一个塑性铰确保结构不变成机构受弯构件：塑性铰数量

22第9章钢结构简介简支梁形成一个塑性铰后成为机构一端固支一端简支的梁，是一次超静定，需要形成两个塑性铰后变成机构两端固支梁需要形成三个塑性铰比超静定次数多一个塑性铰即形成机构受弯构件：承载力

23第9章钢结构简介利用塑性可以获得较大的经济效益考虑塑性要适度，否则变形过大规范规定可以考虑的塑性发展，深度是截面高度的1/8~1/4Wnx—对x轴的净截面抵抗矩γx—截面塑性发展系数，查表得到γx一般取值1.05，1.15，1.2需要计算疲劳的梁，不考虑塑性发展，即γx=1受弯构件：承载力

24第9章钢结构简介若梁受压翼缘的自由外伸部分b1/t满足取γx=1小于13，可以考虑塑性大于15，受压翼缘可能会发生局部失稳破坏

为钢种换算参数受弯构件：整体稳定

25第9章钢结构简介当梁的两个主轴方向惯性矩相差较大，跨中又没有侧向支撑（或侧向支撑间距较大），在竖直平面内的荷载作用下，梁可能产生侧向位移和扭转，导致梁丧失承载能力，这种现象叫做梁侧扭屈曲或整体失稳受弯构件：整体稳定

26第9章钢结构简介强度计算时，只考虑弯曲稳定计算时，考虑弯曲和扭转MyzMxMzM强度—弯曲失稳—弯曲+扭转受弯构件：整体稳定

27第9章钢结构简介受弯构件：整体稳定

28第9章钢结构简介强度计算稳定计算强度按净截面计算，稳定按毛截面计算强度考虑部分塑性，稳定按弹性计算（很多情况下梁是在弹性阶段整体失稳的）通过梁的整体稳定系数φb来综合考虑稳定问题偏心受压构件:

承载力计算02规范29第6章混凝土结构长细比对偏心受压柱柱承载力的影响短柱：N-Nei为线性关系，不考虑二阶效应长柱：

N-Nei为非线性关系，考虑二阶效应细长柱：失稳破坏，材料未被充分利用和Nu-Mu相关曲线有交点为材料破坏NuMu受弯构件：影响整体稳定的因素

30第9章钢结构简介影响整体稳定系数φb的因素：截面形式及其尺寸比值：受压端平面外刚度较大时有利，抗扭刚度较大时有利受弯构件：影响整体稳定的因素

31第9章钢结构简介荷载类型及作用点位置：弯矩图面积越大越不利，作用在上翼缘比下翼缘更不利受弯构件：影响整体稳定的因素

32第9章钢结构简介跨中有无侧向支撑梁端部的约束情况初始缺陷（初弯矩、初扭矩、焊接残余应力等）钢材性能及截面塑性发展情况受弯构件：提高整体稳定的措施

33第9章钢结构简介设刚性铺板，设支撑受弯构件：提高整体稳定的措施

34第9章钢结构简介受弯构件：局部稳定

35第9章钢结构简介梁在强度破坏或丧失整体稳定之前，梁的组成板件会偏离原来的平面位置而发生波形鼓曲，这种现象称为梁丧失局部稳定受弯构件：局部稳定

36第9章钢结构简介梁腹板受到弯曲正应力、剪应力和局部压应力的作用，容易发生局部失稳弯曲正应力作用

剪应力作用局部压应力作用如何避免局部失稳？受弯构件：提高局部稳定的措施

37第9章钢结构简介①加厚腹板；②设加劲肋横向加劲肋：防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布置在受压区；短加劲肋：防止局部压应力引起的失稳，布置在受压区同时设有横向和纵向加劲肋时，断纵不断横受弯构件：提高局部稳定的措施

38第9章钢结构简介受弯构件：提高局部稳定的措施

39第9章钢结构简介横肋两端内侧切角，避免焊缝交汇在一起吊车梁，横肋与上翼缘的连接同上，下端留缝，不与受拉翼缘焊接，以改善疲劳强度有时，为提高抗扭刚度，设短角钢抵紧不焊受弯构件：提高局部稳定的措施

40第9章钢结构简介混凝土吊车梁改为钢吊车梁41第9章钢结构简介42第9章钢结构简介受弯构件：梁的连接

43第9章钢结构简介铰接连接：①叠接：次梁叠放在主梁上部铰接：传递剪力，不传递弯矩刚接：传递弯矩和剪力梁梁连接建筑高度较大当次梁传来的力较大时，设横肋，和考虑腹板局部稳定的横向加劲肋统一布置受弯构件：梁的连接

44第9章钢结构简介受弯构件：梁的连接

45第9章钢结构简介铰接连接：②平接：次梁在主梁高度范围内次梁梁端截面有较大削弱时，应验算抗剪强度通过加劲肋传力通过连接板传力受弯构件：梁的连接

46第9章钢结构简介铰接连接：②平接：次梁在主梁高度范围内当次梁传来的力较大时，在主梁上设承托一部分剪力通过连接板传给主梁的腹板主要的剪力通过承托传给主梁的腹板下部和下翼缘受弯构件：梁的连接

47第9章钢结构简介刚接连接：上、下翼缘和腹板均有可靠连接剪力经承托传给主梁：焊缝传力或承压传力弯矩通过上、下翼缘的轴力所形成的拉压力偶来传递上翼缘设盖板，连接主、次梁；下翼缘与承托顶板可靠连接受弯构件：梁的拼接

48第9章钢结构简介由于钢材的限制，必须将钢材接长或拼大应该在什么位置进行拼接应该在弯矩和剪力均比较小的位置进行拼接，如反弯点受弯构件：梁的拼接

49第9章钢结构简介型钢梁的拼接对接焊缝：受拉翼缘采用Ⅲ级焊缝时，用斜缝采用拼接盖板：采用等强度原则设置拼接盖板翼缘盖板主要承担弯矩，腹板盖板主要承担剪力受弯构件：梁的拼接

50第9章钢结构简介组合梁的拼接工厂拼接：采用对接焊缝，为了避免形成薄弱点，焊缝要错开腹板焊缝离加劲肋要有一定距离受弯构件：梁的拼接

51第9章钢结构简介组合梁的拼接工地拼接：对接后再焊，注意施焊顺序受弯构件：梁的拼接

52第9章钢结构简介下列情况下宜采用高强螺栓进行拼接：①现场施工条件较差；②重要构件；③承受动力荷载的大型组合梁受弯构件：梁柱节点-柔性连接

53第9章钢结构简介柔性连接：只能传递很小的弯矩，简化为简支通过角钢连于腹板通过角钢连于翼缘受弯构件：梁柱节点-柔性连接

54第9章钢结构简介通过端板连于翼缘通过承托板和角钢连于腹板受弯构件：梁柱节点-柔性连接

55第9章钢结构简介局部设置小牛退进行承托，上端用角钢固定受弯构件：梁柱节点-柔性连接

56第9章钢结构简介受弯构件：梁柱节点-半刚性连接

57第9章钢结构简介半刚接：竖向荷载下可看作梁简支于柱，水平荷载下起刚性节点作用适于层数不多或水平力不大的建筑半刚性连接必须有抵抗弯矩的能力，但无需像刚性连接那么大通过端板（一般伸出梁高范围）连于翼缘必要时可设加劲肋受弯构件：梁柱节点-半刚性连接

58第9章钢结构简介通过端板和角钢连于翼缘角钢传递弯矩，腹板传递剪力受弯构件：梁柱节点-刚性连接

59第9章钢结构简介刚接：竖向和水平荷载作用下都能可靠传递弯矩焊接翼缘对