鋼結構考前輔導HTTP://DLS.ZZU.EDU.CN鄭州大學遠程教育學院第一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五學習的目的和要求：了解鋼結構的特點和適用范圍、掌握鋼結構設計規范中采用的設計方法，了解鋼結構的發展狀況。 重點要求：掌握鋼結構的特點和設計方法。第一章緒論第二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五與混凝土結構相比結構重量輕：(1)便于運輸和安裝； (2)可跨越更大的跨度和高度1、結構重量輕第一節鋼結構的特點

2、塑性、韌性好（1）對動荷載的適應性較強；（2）不會因偶然超載發生突然斷裂；（3）抗震性能好3、勻質性好第一章緒論

4、便于工業化生產 （1）施工周期短；（2）易于拆卸，加固和改造第三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五5、密封性好 適合于大型油庫，高壓容器、管道等結構。6、易腐蝕（1）增加成本；（2）增加維護工作量8、在一定條件下材料會變脆

一般建筑材料均有類似問題。7、耐熱不耐火

鋼材一般在100℃左右的溫度下，材料的力學性能變化不大。鋼材在溫度達到600℃時，鋼材就進入軟化狀態。第二節鋼結構的應用（略）

第四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三節鋼結構的設計方法1、結構設計目標一、概述

（1）承受各種作用，滿足功能要求；

（2）技術先進，經濟合理，安全適用，確保質量。2、結構的功能要求（1）安全性；（2）適用性；（3）耐久性二、極限狀態設計法極限狀態，作用與抗力（1）承載能力極限狀態；（2）正常使用極限狀態第五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五2、極限狀態的數學表達式結構的極限狀態方程Z=g(x1,x2……xn)=0

；這里

Z為功能函數3、結構可靠度和失效概率 在規定的時間內（設計基準期－分5、25、50以及100年），規定的條件（正常設計、施工、使用、維護）完成預定功能的概率。稱為結構可靠度。（1）、結構可靠度（2）、失效概率：結構不能完成預定功能的概率 結構安全等級與可靠度指標β和失效概率Pf存在一定關系第六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五三、設計表達式（1）由可變荷載效應控制的組合：1、承載能力極限狀態（2）由永久荷載效應控制的組合：當永久荷載的效應對結構不利時取gG=1.35

（3）框架、排架結構由可變荷載效應控制時的簡化應力計算式：2、正常使用極限狀態設計表達式一般表達式：簡化計算式第七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五注意：（1）計算構件強度、連接強度以及構件穩定性時，應采用荷載設計值（荷載標準值乘以荷載分項系數）；（2）計算疲勞和變形時，應采用荷載標準值（不考慮荷載分項系數）；（3）對于直接承受動力荷載的結構：在計算強度和穩定性時，動力荷載設計值應乘以動力系數，在計算疲勞和變形時，動力荷載設計值不乘以動力系數。第八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第二章鋼結構的材料 學習的目的和要求：了解鋼材的物理性能，了解鋼材疲勞的特點和影響鋼材疲勞的主要因素；了解常用鋼材的種類、建筑鋼材的規格及其表示方法，能合理地選用鋼材，并能對所選鋼材提出必要的保證項目。 重點掌握：鋼材的主要性能，各種因素對鋼材主要性能的影響，鋼的種類和鋼材規格。第九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第二章鋼結構的材料第一節、鋼結構對材料的要求(1)較高的抗拉強度fu和屈服強度fy；(2)較高的塑性和韌性；

(3)良好的工藝性能(包括冷加工、熱加工和可焊性等)。特殊的性能要求，如耐腐蝕性，耐火性等

鋼結構設計規范具體規定:承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證；對焊接結構尚應有含碳量的合格保證。焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證。(1)塑性破壞:塑性變形大超過應變能力，破壞時應力大于fy;(2)脆性破壞:塑性變形很小，甚至沒有，破壞時應力小于fy

;第二節、鋼材的破壞形式第十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三節鋼材的主要性能一、碳素結構鋼在單向拉伸下的工作性能--標準材性試驗主要力學指標：彈性模量E；屈服強度fy；抗拉強度fu，常用屈強比；伸長率d。二、冷彎試驗：檢驗鋼材的塑性和材料質量三．沖擊試驗：是鋼材塑性與強度的綜合指標。用沖擊功表示四、可焊性要求五．其它—耐久性、耐火性、耐腐蝕性等。第十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第四節對鋼材性能影響的主要因素1、碳，2、錳，3、硅，4、釩（V）5、硫，6、磷，7、氮，8、氧一、化學成份二、冶煉缺陷1、偏析；2、非金屬夾雜；3、裂紋；4、起層三、鋼材硬化時效硬化、冷作硬化（或應變硬化、冷硬）。四、溫度影響1、在正溫范圍——蘭脆現象，軟化溫度。2、在負溫范圍——低溫冷脆第十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五五、應力集中六、防止脆性破壞的措施鋼材或鋼結構的脆性斷裂是指低于名義應力（低于鋼材抗拉強度或屈服強度）情況下發生突然斷裂的破壞。1、影響脆性斷裂的因素(1)鋼材質量差；(2)結構構件構造不當；(3)制造安裝質量差；(4)結構受有較大動力荷載，或在較低環境溫度下工作等。2、脆性斷裂的防止(1)合理設計和選用鋼材；(2)合理制造和安裝；(3)正確使用：建立必要的使用維修規定和措施；第十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五一、復雜應力狀態下的屈服條件第五節在復雜應力下鋼材的屈服條件折算應力red為：或三、復雜應力的設計公式平面應力狀態：第十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第六節鋼材的疲勞1、疲勞現象在連續反復（循環）荷載作用下，當應力低于抗拉強度甚至低于屈服強度便發生突然脆性斷裂。這種現象稱鋼材疲勞破壞。2、疲勞破壞機理（1）初始微裂紋（應力集中）；（2）反復荷載下微裂紋發展成宏觀裂紋；（3）宏觀裂紋發展，斷面削弱，脆性斷裂。3、影響疲勞破壞的主要因素 鋼材的質量、構件的幾何尺寸和缺陷、反復循環應力的特征（應力譜：應力比=min/max、應力幅=max-min）和循環次數。第十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五一、常幅疲勞計算=max-min≤[]直接承受動力荷載重復作用的鋼結構構件及其連接，當應力變化的循環次數n≥5×104次時，應進行疲勞計算。應力幅為：=max-k

min二、變幅疲勞計算關于疲勞計算的應當注意的問題：（1）疲勞計算采用的是容許應力法；（2）疲勞強度與材料的靜力強度無關；（3）對于全部為受壓的構件部位不需要進行疲勞計算；（4）目前的疲勞計算未考慮環境等因素。第十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第七節鋼材的種類和規格一、結構鋼材種類1、碳素結構鋼（1）牌號與符號；（2）鋼材分組；（3）鋼材等級；（4）化學成分2、低合金鋼（類似)

1.選用原則——結構重要性，荷載特征，結構形式，應力狀態，連接方法，工作溫度，鋼板厚度。二、鋼材的選用

2.選用要求——承重結構應當具有fu，fy，δ，及控制S，P含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量合格保證。對于焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應當具有冷彎試驗合格保證。對于需要驗算疲勞的焊接結構，應當有沖擊韌性保證（20℃，0℃，-20℃，-40℃）。第十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五三、鋼材的規格1、鋼板的表示2、熱軋型鋼的表示：角鋼、工字鋼、H型鋼、槽鋼、鋼管第十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三章鋼結構的連接 第一節鋼結構的連接方法和特點對連接的要求：傳力好，強度夠，省鋼材，便施工。二、主要連接方法1、焊接連接方法特點：2、螺栓連接方法特點：

普通螺栓連接、高強螺栓連接（摩擦型、承壓型）。 第二節、焊縫和焊縫連接形式

1、焊縫連接形式

2、焊縫的型式（1）對接焊縫；（2）角焊縫3、焊接方位 第三節焊接缺陷及焊縫質量檢驗焊縫質量檢驗；焊縫代號第十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三章鋼結構的連接 學習的目的和要求：要求掌握鋼結構三種連接方法；了解焊縫連接的方法、焊縫的質量檢驗，掌握焊縫連接的形式、焊縫符號及標注方法；掌握角焊縫、對接焊縫的連接的形式、主要構造要求及各種受力情況下焊縫的計算；了解普通螺栓的構造要求，了解普通螺栓的受力特點破壞形式，掌握其設計方法；了解高強度螺栓連接的基本構造要求，了解高強度螺栓的受力特點破壞形式，掌握摩擦型高強度螺栓的設計方法。

重點掌握：掌握焊接連接和螺栓聯接的受力性能，掌握角焊縫和對接焊縫的連接計算，普通螺栓和高強度螺栓連接的計算。第二十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三節角焊縫的構造與計算一、角焊縫的形式和強度（1）角焊縫截面型式按兩焊腳邊的夾角分：直角焊縫、斜角焊縫1、角焊縫特征側面角焊縫:作用力與焊縫平行，受剪應力為主；應力單一不均。正面角焊縫:作用力與焊縫垂直，應力復雜；應力復雜，均勻。斜向角焊縫:作用力與焊縫斜交，應力復雜。（2）角焊縫截面型式 直角焊縫（普通型、平坡型、內凹型）角焊縫的重要幾何參數：焊腳（縫）高度hf，焊縫有效高度he（3）角焊縫的應力特點第二十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五二、角焊縫的構造要求第二十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五三、直角角焊縫強度計算的基本公式1、力通過焊縫形心直角角焊縫強度計算基本公式 力通過焊縫的形心受力狀態下直角角焊縫連接的計算(1)側面角焊縫：(2)正面角焊縫：(3)斜向面角焊縫：(4)一般公式：注意：∑lw=計算中要扣除弧坑第二十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五2、用蓋板頂接連接的焊縫計算三面圍焊縫，hf相同（1）正面角焊縫所能承擔的力（端面）則，側面角焊縫需承擔N-N’（2）所以對于側面角焊縫的計算為應注意這里的焊縫長度lw應當加上2hf。第二十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五3、承受軸力的角鋼連接焊縫計算（1）兩側邊焊Ne2e1N1N2bk1—角鋼肢背焊縫軸力分配系數k2—角鋼肢尖焊縫軸力分配系數角鋼背焊縫傳力大近似計算：等邊角鋼k1=0.7，k2=0.3不等邊角鋼長肢焊k1=0.65，k2=0.35不等邊角鋼短肢焊k1=0.75，k2=0.25k1=0.7k2=0.3k1=0.65k2=0.35k1=0.75k2=0.25第二十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五（2）三邊圍焊Ne2e1N1N2bN3

lw1

lw2有了內力N1和N2就可進行焊縫計算，如計算所需的焊縫長度角鋼背焊縫傳力：N1=k1N-N3/2角鋼尖焊縫傳力：N2=k2N-N3/2第二十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五4、同時承受彎矩、軸力和剪力作用的角焊縫連接計算形心M=PeNPo1he=0.7hflw形心o1σfNσfMτfP在1點處，有垂直于焊縫長度方向的最大應力，且而當受靜荷載與間接動荷載作用第二十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五5、承受扭矩或扭矩與剪力聯合作用的角焊縫連接計算（1）三面圍焊角焊縫受偏心剪力作用yAxe1e2eTVVA’ryrxoy垂直于焊縫軸線的總應力為A=AV

+τAyT平行于焊縫軸線的總應力為A=AxT按受和共同作用時的角焊縫強度驗算公式，有第二十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第四節對接焊縫的構造與計算一、對接焊縫的構造1、對接焊縫的坡口形式；2、引弧板；3、墊板二、對接焊縫的計算同構件，但要考慮有無引弧板，受拉時，需考慮焊縫質量等級。第五節焊接應力和焊接變形一、焊接殘余應力的分類和產生的原因1、縱向焊接應力；2、橫向焊接應力；3、Z向焊接應力1、結構構件靜力強度無影響2、結構構件剛度有影響；3、結構構件穩定有影響；4、結構構件疲勞有影響；5、結構構件脆性有影響。二、焊接應力的影響第二十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五四、減少焊接應力和變形1、設計措施(1)盡量減少焊縫數量和尺寸；(2)避免焊縫過分集中或多方向焊縫相交于一點；(3)焊縫盡可能對稱，避免應力集中；(4)保證搭接長度5tmin及25mm；(5)易施焊，盡可能避免仰焊。2、焊接工藝措施(1)采用合理的焊接順序和方向；(2)先焊收縮量大和短焊縫；(3)先焊受力大焊縫，后焊受力小焊縫；(4)焊后校直反變形；(5)焊前預熱、焊后熱處理；(6)高溫回火；(7)帶圓頭小錘敲擊；(8)鋼板不易過薄t>4mm；第三十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第七節螺栓連接的構造一、螺栓的排列要求螺栓的排列有并列和錯列兩種螺栓排列主要考慮三方面要求：1、單個螺栓的破壞形態（五種），2種構造，2種螺栓計算，1種構件計算第八節普通螺栓連接的工作性能和計算2、單個螺栓抗剪承載力（1）螺桿剪切破壞（2）孔壁擠壓承載力（3）單個螺栓的受剪最大承載能力第三十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第九節高強度螺栓連接的工作性能和計算高強螺栓強度等級10.9級和8.8級。根據傳力方式不同分為摩擦型連接和承壓型連接一、高強度螺栓連接的工作性能1、預拉力P2、高強度螺栓摩擦面抗滑移系數二、單個螺栓抗剪承載力設計值NVb=0.9nfP1、高強度螺栓摩擦型連接抗剪承載力設計值2、高強度螺栓承壓型連接（與普通螺栓一樣）。但應注意：當受剪面在螺栓的螺紋處，應當按螺栓的有效直徑計算抗剪強度。即第三十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五三、單個螺栓抗拉承載力設計值四、高強度螺栓同時承受拉和剪作用時的設計值②每個高強螺栓承受的外剪力小于等于抗剪強度設計值。

Nv≤Nvb①每個高強螺栓承受的外拉力Nt小于等于抗拉強度設計值。

Nt≤0.8P1、高強度螺栓摩擦型連接的拉剪承載能力Nvb

=0.9nt(P-1.25Nt)③單個高強螺栓受拉時的抗剪承載力第三十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五2、承壓型高強度螺栓同時受拉和受剪與普通螺栓一樣，采用右式計算但式中Ntb=0.8P，同時應當滿足孔壁的擠壓承載能力的要求。考慮到高強度螺栓在受擠壓的孔壁處應力復雜，在《規范》中進行折減。五、高強度螺栓群計算1、螺栓群受剪力作用（外力通過螺栓群的形心）高強度螺栓摩擦型連接，單個螺栓受剪：Nbmin=NVb=0.9nfP對于承壓型高強度螺栓第三十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五螺栓連接計算的基本公式第三十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五高強度螺栓摩擦型連接受彎、拉、剪時的計算NM=Ve應當滿足這里m為螺栓的列數，n0為受壓區內螺栓的排數。式中n為螺栓總數，求和僅是對于受拉區螺栓數。同時應當滿足對于承壓型高強度螺栓：同時：第三十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第四章軸心受力構件 學習的目的和要求：掌握構件凈截面強度的計算方法；掌握軸壓構件的計算方法；了解格構式軸壓構件的特點，了解實腹柱、格構柱的設計。 重點掌握：掌握桿件凈截面強度計算，軸壓桿的強度、剛度、整體穩定和局部穩定計算。第四十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五截面型式：熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、實腹式組合、格構式組合。第四章軸心受力構件第一節概述

一、軸心受力構件的強度計算軸心受力桿件的強度以凈截面最大應力達到屈服作為破壞條件。

第二節、軸心受力構件的強度與剛度驗算公式NN++++++++++++++++++++++++l1l1（1）凈截面強度計算第四十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五②螺栓為錯列排列時的驗算①當螺栓為并列排列在2-2齒狀截面的凈截面面積為：NN++++++++++++++++（2）采用高強度螺栓連接的凈截面強度驗算第四十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五二、軸心受力構件的剛度計算受拉和受壓桿件的剛度通過控制桿件的長細比來實現(1)定義長細比l

=lo/i，彎曲變形與l成正比，控制l可達到控制變形的目的。(2)構件截面兩主軸回轉半徑為ix,iy，計算長度為lox,loy，長細比：lx

=lox/ix，ly

=loy/iy。(3)要求lx≤[l]，ly≤[l]，[l]為長細比限制值。(4)預應力拉桿可不限制長細比。第四十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三節軸心受壓構件的整體穩定一、理想軸壓桿的失穩形態理想軸壓桿的失穩形式有三種基本形態：

（1）彎曲失穩；常為雙軸對稱截面構件;

（2）扭轉失穩；常為雙軸對稱開口截面構件;

（3）彎扭失穩；常為單軸對稱截面構件對于十字截面當桿件的長細比小于5.07b/t，桿件的失穩將是扭轉失穩。二、軸壓桿整體穩定計算（1）、軸壓桿穩定的計算公式計算表達式這里軸壓桿穩定系數（2）、軸壓桿件的整體穩定系數（柱子曲線） j-l曲線已編制成表格。第四十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五對于構件的長細比有下列規定：（1）截面為雙軸對稱或極對稱截面雙軸對稱十字形截面x或y取值不得小于5.07b/t，避免扭轉失穩。 單軸對稱截面繞對稱軸的失穩是彎扭失穩。將彎扭屈曲按彈性方法用換算長細比（代替ly）等效為彎曲屈曲：（2）截面為單軸對稱的構件 式中z——扭轉屈曲換算長細比

eo——剪心至形心距離

io——對剪心的極回轉半徑

第四十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五對單角鋼和雙角鋼Ｔ形截面給定了yz的近似計算式，需會計算。b/t≤0.54loy/b時如：等邊單角鋼第四節軸壓桿件的局部穩定對于軸壓構件的局部穩定要求板件的臨界應力不低于構件的臨界應力：1、工字截面局部穩定要求翼緣：腹板：λ為構件兩方向長細比的較大值。當λ≤30時，取λ＝30；當λ≥100時，取λ＝100。第四十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五其它（略）當軸壓桿的腹板高厚比不滿足時（1）加厚腹板（2）設置縱向加勁肋（3）考慮屈曲后的強度進行驗算取有效寬度為：第四十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第五節實腹式軸心受壓構件的截面設計一、實腹柱設計設計原則(1)在保證局部穩定的前提下，采用寬而薄的板件（薄壁）(2)使兩個主軸方向等穩定，基本要求jx=jy（lx≈ly）(3)便于連接的節點構造；(4)確定結構體系，截面形式，盡可能構造簡單，便于制造、取材方便第六節格構式軸心受壓柱的截面設計1、格構柱的截面形式軸心受壓格構式柱常采用雙軸對稱截面一、格構式柱繞虛軸的換算長細比（1）雙肢綴條柱（2）雙肢綴板式柱第四十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五2、綴材設計（1）軸心受壓格構柱的橫向剪力（2）綴條格構柱按桁架，單角鋼考慮強度、穩定計算的強度折減。（3）綴板的設計綴板內力按綴板和肢件組成的單跨多層框架體系進行分析。 設計柱頭和柱腳的要求：傳力路徑明確、可靠，構造簡單，便于施工。第七節柱頭和柱腳第四十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第五章受彎構件（梁）

學習的目的和要求：了解型鋼梁、焊接梁的截面選擇、驗算和構造，掌握鋼梁加勁肋不值得要求；掌握梁的強度（包括彎曲正應力、剪應力、局部壓應力和折算應力）計算，梁整體穩定計算，保證梁整體穩定和局部穩定的主要措施。

考核要求：掌握鋼梁的強度計算，工字型鋼梁的整體穩定計算；了解鋼梁局部穩定的概念以及屈曲后強度的概念。

第五十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第五章受彎構件（梁）第一節概述正常使用極限狀態：控制梁的變形承載能力極限狀態：強度、整體穩定、局部穩定梁的截面：型鋼梁與組合梁梁格布置：簡單梁格、普通梁格、復雜梁格。第二節梁的強度與剛度梁的工作狀態彈性階段－邊緣屈服塑性鉸－全截面屈服考慮部分發展塑性，塑性發展系數不考慮塑性發展的情況－p109（動力荷載、翼緣寬厚比）掌握工字型截面的塑性發展系數（同時考慮翼緣的寬厚比）梁的強度－抗彎、抗剪、局部承壓及折算應力（掌握計算方法－系數的取用、驗算部位）梁的剛度－控制撓跨比第五十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三節梁的整體穩定失穩機理及計算－－重點掌握梁的失穩形式－－彎扭失穩（側向彎扭失穩）提高梁整體穩定的措施梁的支座問題梁的側向支承的受力－梁整體穩定要求整體穩定系數通用公式（一般荷載，單軸對稱或雙軸對稱截面）上式當b>0.6時需進行修正，用b’代替b。第五十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五 梁的整體穩定是通過設置與構造以及計算來保證的。當梁的設置與構造滿足下面要求時，規范規定可以不需要計算梁的整體穩定性。(1)有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能阻止梁受壓翼緣側向位移（截面扭轉）時。（但在施工階段可能剛度不足）(2)工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度l1與其寬度b1之比不超過書表5-3所列數值時。1、梁的整體穩定的保證跨中無側向支點的梁跨中有側向支點的梁，不論荷載作用在何處荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣工字形截面簡支梁不需驗算整體穩定性的最大l1/b1值132016第五十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五應當注意，梁的支承處應當滿足保證端部不發生轉動的支承條件。第四節梁的截面設計梁高度的確定－最小高度、最大高度及經濟高度。一、單向彎曲型鋼梁一般不驗算腹板抗剪，按抗彎強度或整體穩定計算所需的截面模量或二、雙向彎曲型鋼梁按強度計算穩定計算（按經驗）第五十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第五節梁的局部穩定與加勁肋一、翼緣的局部穩定保證原則－等強原則二、腹板加勁肋腹板局部穩定的設計原則限制高厚比允許局部失穩－考慮屈曲后強度用加勁肋減小腹板支承尺寸提高局穩承載力（普鋼）加勁肋的種類及配置要求－橫向、縱向及短加勁肋。第五十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五設置橫向加勁肋主要防止由剪力和局部壓力引起的腹板失穩；設置縱向加勁肋主要防止由彎曲壓應力引起的腹板失穩；設置短向加勁肋主要防止局部壓力引起的腹板屈曲。時，（1）當橫向加勁肋(0.5h0≤a≤2h0)；無局部壓應力的梁，可不配置加勁肋；應按計算配置橫向加勁肋。（2）當（受壓翼緣轉動受約束，如有剛性鋪板、制動板或焊有鋼軌時）（3）當（受壓翼緣扭轉未受到約束時）或按計算需要時，或應在彎曲應力較大的區格的受壓區增設縱向加勁肋局部壓應力很大的梁，必要時宜在受壓區配置短向加勁肋。有局部壓應力（σc≠0）的梁，應按構造配置第五十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五（4）在任何情況下，均應滿足：注意：h0為腹板的計算高度，對于單軸對稱梁，當確定是否要配置縱向加勁肋時，h0應取腹板受壓區高度的2倍。（5）在支座、端部，有固定集中荷載處，主次梁連接處，宜設支承加勁肋。支承加勁肋－加強的橫向肋，除滿足橫向肋的構造要求外，還應滿足受力要求。加勁肋的配置計算p119加勁肋的構造p121考慮腹板屈曲后強度的梁的計算第八節梁的拼接和連接一、梁的拼接梁拼接有：①工廠拼接；②工地拼接（略）第五十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第六章拉彎與壓彎構件 學習的目的和要求：了解實腹柱、格構柱、雙向壓彎構件，柱頭和柱腳設計的基本構造和設計方法。掌握拉彎、壓彎構件的強度計算、剛度計算，壓彎桿件的整體穩定計算，實腹式壓彎桿件的局部穩定計算；理解框架柱計算長度的確定，框架中梁與柱的連接；柱腳的計算。 掌握壓彎構件的強度計算，壓彎構件整體穩定和局部穩定計算；掌握框架柱計算長度的確定，了解壓彎構件柱腳的計算。第五十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第六章拉彎與壓彎構件第一節概述拉彎、壓彎構件實際為軸力構件與受彎的組合三種典型的拉、壓彎構件正常使用極限狀態－控制構件的長細比承載能力極限狀態－強度、整體穩定及局部穩定截面形式－實腹式、格構式（一般選用綴條式）（1）一般情況下拉彎構件①強度計算;②剛度計算（限制長細比）。（2）壓彎構件①強度計算；②剛度計算（限制長細比、限制撓度值）；③整體穩定（彎矩作用平面內與平面外穩定）；④局部穩定計算。拉彎、壓彎構件的計算內容第五十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第二節拉、壓彎構件的強度與剛度理解公式中的±號意義與應用（單對稱截面，彎矩作用在對稱軸平面內，且使較大翼緣受壓）。注意塑性發展系數的取用（同梁）一、強度計算單向拉彎、壓彎構件雙向拉壓彎構件或注意：（1）強度計算用凈截面幾何特性（2）塑性發展系數：γx、γy，同梁；當需要計算疲勞的構件，取為1.0（3）當受壓翼緣的自由外伸寬度與厚度的比值 應取γx=1.0第六十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五二、拉、壓彎構件的剛度對于拉彎和壓彎構件的剛度要求有兩方面的要求：（1）對于桿件的長細比控制，在鋼結構設計規范中，對于拉桿和壓桿的剛度要求，控制長細比不超過規定值。（2）對于柱要求控制水平位移。如：

鋼結構設計規范規定：在風荷載標準值作用下，框架柱頂水平位移和層間位移不宜超過下列數值①無橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/150②有橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/400③多層框架的柱頂位移H/500④多層框架的層間相對位移h/400

第六十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五第三節壓彎構件的整體穩定整體穩定包括兩方面－彎矩作用平面內的彎曲失穩及彎矩作用平面外的彎扭失穩。整體穩定的計算（實用公式）βmx，βtx為等效彎矩系數，根據荷載形式確定。jb按等近似計算公式計算，不需考慮當jb>0.6時的修正。第六十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五應力梯度的概念梁：軸力構件：拉、壓彎構件：第四節實腹式壓彎構件的局部穩定翼緣的局部穩定－受力簡單，同梁按等強原則腹板的局部穩定－受力復雜，影響因素多，等強原則。腹板局部穩定的主要影響因素:剪、正應力比：取定值正應力梯度：塑性區發展深度：1、對于工字形截面：當0≤a0≤1.6時，當1.6<a0≤2.0時，第六十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五翼緣的局部穩定－受力簡單，同梁按等強原則腹板的局部穩定－受力復雜，影響因素多，等強原則。腹板局部穩定的主要影響因素:剪、正應力比：取定值正應力梯度：塑性區發展深度：第五節格構式截面壓彎構件一般宜采用綴條式，當彎矩較小時也可以采用綴板式。一般彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實軸作用。彎矩繞實軸作用時，整體穩定計算同實腹式截面，但平面外穩定計算時，穩定系數應按換算長細比λ0x計算，梁彎穩定系數φb＝1.0。第六十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五彎矩繞實軸作用時：彎矩作用平面內的整體穩定－－不考慮塑性發展彎矩作用平面外的整體穩定－－不需驗算，但需保證單肢的兩向穩定性。單肢穩定－－分肢相同時驗算較大分肢；分肢不同時應分別驗算兩單肢。綴材設計－－按實際剪力及中較大值。局部穩定：兩肢件應按軸壓構件控制局部穩定。第六十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五

第六節壓彎構件的計算長度對于框架結構的穩定設計有兩種方法，一種是傳統的一階分析方法，另一種是二階分析方法。所謂二階分析方法，就是在計算中考慮結構的實際位移計算結構的穩定。框架柱的計算長度一般根據彈性穩定理論得到，采用基本假定：（1）框架只承受作用于節點的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產生的梁端彎矩影響；（本假定僅用于確定計算長度）（2）所有框架柱同時喪失穩定，即所有框架柱同時達到臨界荷載；（3）失穩時橫梁、柱兩端的轉角相等H0=μH②應當分別考慮有側移、無側移①計算長度與柱頂、柱底，梁柱線剛度比有關③應當分別考慮柱腳剛接、鉸接第六十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期五當按一階彈性分析計算內力時，計算長度系數μ，用有側移框架柱的表查得；①強支撐框架——支撐結構的側移剛度滿足式中Sb——產生單位側傾角的水平力；ΣNbi，ΣN0i——層間所有柱用無側移框架柱和有側移框架柱計算長度算得的軸壓桿穩定承載力之和。當支撐結構的剛度Sb不滿足上式時為弱支撐框架。（1）無支撐純框架（2）有支撐框架②弱支撐框架（當Sb不滿足上式時），此時柱的穩定系數為式中