第二章-钢结构基本构--件计算建筑资料.pptx

大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算v强度1、抗弯强度计算：承受静力荷载或间接承受动力荷载时单向弯曲受弯构件正应力计算公式：双向弯曲受弯构件正应力计算公式：大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算 x、y为截面塑性发展系数，对工字形截面，x=1.05,y=1.20；对箱形截面，x=y=1.05。直接承受动力荷载时，仍取x=y=1.0。显见，=1.0时，即为弹性设计，也就是说，对于直接承受动力荷载以及受压翼缘尺寸接近局部稳定限值时，不应考虑塑性发展。大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算2、抗剪强度计算：在主平面内受弯的实腹构件，其抗剪强度按下式计算：3、局部承压强度计算当梁的上翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载而未设支承加劲肋，或受有移动集中荷载作用时，应验算腹板计算高度边缘的局部承压强度。在集中荷载作用下，翼缘类似支承于腹板的弹性地基梁。梁的局部承压强度可按下式计算：大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算 腹板计算高度h0规定如下：对轧制型钢梁，为腹板与上、下翼缘相接处两内弧起点间的距离(可查型钢表计算)；对焊接组合梁即为腹板高度；对铆接(或高强螺栓连接)组合梁，为上、下翼缘与腹板连接的铆钉(或高强度螺栓)线间最近距离。腹板计算高度 大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算v整体稳定性 在梁的最大刚度平面内，受有垂直荷载作用时，梁的上部受压，而下部受拉，如果梁的侧面没有支承点或支承点很少时，当荷载增加到某一数值后，梁的弯矩最大处就会出现很大的侧向弯曲和扭转，而失去了继续承担荷载的能力，只要外荷载再稍有增加，梁的变形便急剧地增大而导致破坏，这种情况称梁丧失了整体稳定。(a)梁整体失稳(b)梁局部失稳 大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算 整体稳定是以临界应力为极限状态的，整体稳定的计算就是要保证梁在荷载作用下产生的最大弯曲压应力不超过临界应力。在最大刚度平面内受弯的构件，其整体稳定性按下式计算：在两个主平面内受弯的工字形截面构件的整体稳定按下式计算：大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算v局部稳定性 为了提高梁的强度与刚度，腹板宜高而薄；为了提高梁的整体稳定，翼缘宜宽而薄。防止的办法有两种，一种是加厚钢板，一种是布置加劲肋减小幅面，即把腹板分成若干带有边框的区格而不失稳。翼缘的局部稳定对于翼缘只能采用第一种方法，梁的受压翼缘的外伸部分可视为三边简支、一边自由的均匀受压板。用弹性稳定理论，并考虑钢材的弹塑性工作，推导出局部失稳时的临界应力cr系翼缘厚度t与翼缘外伸宽度b1比值的函数，令cr接近钢材的屈服点可以反算出b1/t的限值，以使局部失稳不先于强度破坏。大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.1 受弯构件计算腹板的局部稳定对于腹板，采用加厚钢板的方法是很不经济的，布置加劲肋是一种有效措施。加劲肋分横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋几种。1横向加劲肋；2纵向加劲肋；3短加劲肋 大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.2 轴心受力构件计算 规范采用了简化计算方法，规定轴心受力构件的强度是以全截面的平均应力达到屈服强度为极限的，当有截面削弱时，应采用净截面，公式如下：N轴心拉力；An构件净截面面积。v强度大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.2 轴心受力构件计算 在轴心压力的作用下理想构件可能发生3种形式的屈曲(即构件丧失稳定)。一种是弯曲屈曲，构件的轴心线由直线变成曲线，这时构件绕一个主轴弯曲；一种是扭转屈曲，构件绕纵轴线扭转；还有一种是构件在产生弯曲变形的同时伴有扭转变形的弯扭屈曲。(a)弯曲屈曲；(b)扭转屈曲；(c)弯扭屈曲 v整体稳定大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.2 轴心受力构件计算 根据轴心压杆的稳定极限承载力Nu，考虑抗力分项系数R后，即得规范所给的稳定性计算公式：A构件毛截面面积；轴心受压构件的稳定系数。大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.2 轴心受力构件计算 构件受压时，组成构件的板件达到失去维持稳定平衡的状态，出现翘曲或鼓曲的现象叫做局部失稳。规范规定，受压构件中板件的局部稳定以板件屈曲不先于构件的整体屈曲为条件，并以限制板件的宽厚比来加以控制。v局部稳定（1）翼缘自由外伸宽厚比的限值b，t翼缘板外伸宽度和厚度；构件长细比。大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.2 轴心受力构件计算（2）腹板高厚比的限值对于工字形及H形截面 对于箱形截面 大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.2 轴心受力构件计算对于T形截面热轧部分T形钢焊接T形钢工字形、T形、箱形截面板件尺寸 大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.3 偏心受力构件计算 弯矩作用在主平面的拉弯构件和压弯构件，其强度应按下列规定计算：承受静力荷载或不需计算疲劳的承受动力荷载时v强度单向弯曲：双向弯曲：需计算疲劳时 按边缘纤维屈服的弹性工作状态作为强度承载能力的极限状态，仍按上式计算，但=1.0。大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院钢结构-钢结构基本构件计算2.4 连接计算 焊缝连接按构件的相对位置可分为平接、搭接、顶接、角接等形式。焊缝按构造可分为对接焊缝和角焊缝两种。焊缝连接形式 钢结构施工图中的焊缝，应遵照焊缝符号表示法(GB32488)和建筑结构制图标准(GB/T50105)的规定予以标注。大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院1.4 钢结构的连接方法对接焊缝的构造对接焊缝的构造与计算（1）选择正确的坡口与间隙保证焊透根据焊接条件和钢板的厚度可选择图中的各种坡口形式，图中的坡口形式（由钢板厚度决定）、间隙c和角度可参见国家有关标准。（2）设置引弧板 焊缝的起弧灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，引起应力集中并易产生裂纹。可设引弧板于两端，其材料和坡口形式同于焊件，在焊接完毕后切除。对接焊缝的坡口形式 钢结构-钢结构基本构件计算大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院1.4 钢结构的连接方法（3）清渣补焊U形和V形焊缝主要为正面焊，其根部往往没有焊透而存在缺陷。所以一面焊完后，应反过来清渣补焊，以保证焊缝质量。（4）不同厚度与宽度钢板的连接在钢板拼接处，当焊件宽度不同或厚度在一侧相差超过4mm时，应分别在宽度或厚度方向从一侧或双侧做成坡度不大于12.5的斜角，形成平缓过渡，减少应力集中。（5）采用不焊透的对接焊缝时应在设计图中注明坡口的形式与尺寸，其有效厚度he不得小于1.5t，t为坡口所在焊件的较大厚度。(a)变宽度；(b)变厚度 钢结构-钢结构基本构件计算大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院1.4 钢结构的连接方法对接焊缝的计算（1）轴心力作用时的计算，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝强度：轴心力作用时的对接焊缝 钢结构-钢结构基本构件计算大连大学建筑工程学院大连大学建筑工程学院1.4 钢结构的连接方法（2）弯矩和剪力共同作用时的对接焊缝对接焊缝应验算边缘纤维的最大正应力、中和轴处的最大剪应力和腹板与翼缘连接处的折算应力。弯矩和剪力共同作用时对接焊缝 钢结构-钢结构基本构件计算