《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案單元一建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材模塊一鋼結(jié)構(gòu)材料及基本技術(shù)理論單元一建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材1建筑鋼材的主要力學性能力學性能又稱機械性能，是衡量鋼材質(zhì)量的重要指標。冶煉、軋制缺陷最終體現(xiàn)在→力學性能上。圖2.1碳素結(jié)構(gòu)鋼的σ-ε曲線圖2.2高強度鋼的σ-ε曲線1.強度強度和塑性一般由常溫靜載下單向拉伸試驗曲線表明。強度體現(xiàn)材料的承載能力，主要指標有屈服點fy和抗拉強度fu，通過靜力拉伸試驗得到。（1）屈服點fy鋼結(jié)構(gòu)設計中，常把鋼材應力達到屈服點fy作為評價鋼結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的標志。（2）抗拉強度fufu—是鋼材承受靜載的極限能力，表示鋼材達到屈服點后還有多少安全貯備，是抵抗塑性破壞的重要指標。2.塑性鋼材的塑性為當應力超過屈服點后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。主要指標有伸長率d和斷面收縮率y，通過靜力拉伸試驗得到。（1）伸長率δ反映鋼材斷裂前經(jīng)受變形的能力。δ越大，鋼材破壞吸收的應變能愈多，塑性越好。δ=EQ\F(L1-L0,L0)×100%L0/do=5，以δ5表示；L0/do=10，以δ10表示。（2）截面收縮率y指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分率。ψ=EQ\F(A0-A1,A0)×100%標志著鋼材頸縮區(qū)在三向拉應力狀態(tài)下的最大塑性變形能力。ψ越大，塑性越好。3.韌性韌性是衡量鋼材在動力荷載作用下，抵抗脆性破壞的能力。衡量指標沖擊韌性值，用沖擊試驗測定。沖擊試驗：用帶夏比V形缺口的標準試件，在試驗機上通過動擺施加沖擊荷載，使之斷裂。由此測出試件受沖擊荷載發(fā)生斷裂所吸收的沖擊功，即為材料的沖擊韌性值。單位“J”。范圍：只有經(jīng)常承受較大動力荷載的結(jié)構(gòu)、特別是焊接結(jié)構(gòu)低溫工作；4.冷彎性能冷彎性能是指鋼材冷加工（常溫）產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。冷彎性能是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標。用冷彎試驗來檢驗。冷彎試驗的目的：（1）檢驗鋼材能否適應構(gòu)件加工制作過程的冷加工工藝；（2）暴露出鋼材的內(nèi)部缺陷（是否有顆粒組織結(jié)晶狀況、夾雜物分布和夾層、內(nèi)部微觀裂紋氣泡和夾層）要求：以試件在冷彎180°后其外側(cè)不出現(xiàn)裂紋和分層為合格。5.良好的工藝性能（冷加工、熱加工、可焊性）《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服點、碳、硫磷含量的合格保證；焊接結(jié)構(gòu)的鋼材應具有冷彎試驗的合格保證；對某些承受動力荷載的結(jié)構(gòu)以及重要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材應具有常溫或負溫沖擊韌性的合格保證；2各種因素對鋼材主要性能的影響1、化學成份碳素結(jié)構(gòu)鋼基本元素是Fe（99%）其它元素約占1%→但對鋼材的性能有決定性影響（強度、塑性、韌性、可焊性）1.碳（c）：含量增加時鋼材強度增加，塑性降低，冷彎性能、沖擊韌性，尤其是低溫下的沖擊韌性也會降低，還會使鋼材的可焊性和防銹性能降低。2.硅（si）：強脫氧劑，可以提高鋼材強度，對塑性、冷彎性能、沖擊韌性和可焊性沒有明顯影響。3.錳（Mn）：弱脫氧劑，可以提高鋼材強度，對塑性、冷彎性能、沖擊韌性不會過多降低。還可改善冷脆的傾向。4.硫（S）磷（P）：有害雜質(zhì)，S→熱脆，P→冷脆。5.氧、氮（O、N）：有害雜質(zhì)，O→熱脆，N→冷脆。2、軋制與冶金缺陷常見現(xiàn)象：偏析、非金屬雜質(zhì)、裂紋、分層3、鋼材的硬化（1）冷作硬化（應變硬化）冷拉、冷彎、沖孔機械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，從而提高鋼材的屈服點，降低鋼材的塑性和韌性，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。（2）時效硬化在高溫中熔化于鐵中的少數(shù)氮和碳（N、C）隨著時間的增長逐漸從純鐵中析出，形成自由碳化物和氮化物，對純鐵的塑性變形起抑制作用。強度提高，塑性、韌性下降、（亦稱老化）分為：人工時效、自然時效注意：在一般鋼結(jié)構(gòu)中，不利用硬化后所提高的強度；有些重要的鋼結(jié)構(gòu)要求對人工時效后的鋼材檢驗其沖擊韌性，以保證結(jié)構(gòu)具有抗脆性破壞的能力。4、溫度的影響鋼材隨溫度變動而有所變化，總的趨勢是：溫度升高，鋼材強度降低，應變增大；反之，溫度降低，鋼材強度會略有增加，塑性和韌性都會降低而變脆。5、應力集中鋼結(jié)構(gòu)的工作性能和力學性能指標都是以軸心受拉桿件中的應力在截面均勻分布的情況作為基礎的。實際上鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件有著存在著孔洞、槽口、凹角、截面突變、內(nèi)部缺陷→應力分布不再均勻→應力集中原因：構(gòu)造情況（靜載→不考慮應力集中）6.反復荷載作用的影響1.鋼材的疲勞斷裂的概念鋼材的疲勞斷裂是微觀裂紋在連續(xù)重復荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞。鋼材的疲勞強度取決于應力集中（或缺口效應）和應力循環(huán)次數(shù)。2、破壞機理過程：（1）截面幾何形狀突然改變處的應力集中，對疲勞很為不利，在高峰應力形成雙向或三向同號拉應力場，在反復應力作用下，首先在應力高峰處出現(xiàn)微觀裂紋→宏觀裂縫。（2）在反復荷載的繼續(xù)作用下，裂縫不斷開展、Ae↓、應力集中現(xiàn)象↑↑→裂縫增加。（3）在雙向或三向同號拉應力場，材料的塑性變形受到限制，因此，當反復荷載達到一定的循環(huán)次數(shù)時，裂縫的開展使截面削弱過多經(jīng)不住外力的作用，就會發(fā)生脆性斷裂，產(chǎn)生鋼材疲勞破壞。（4）存在殘余應力，在交變荷載作用下，加劇疲勞破壞。注：鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞：屬高周低應變疲勞。即總應變幅小，破壞前荷載循環(huán)次數(shù)多。分為：人工時效、自然時效注意：在一般鋼結(jié)構(gòu)中，不利用硬化后所提高的強度；有些重要的鋼結(jié)構(gòu)要求對人工時效后的鋼材檢驗其沖擊韌性，以保證結(jié)構(gòu)具有抗脆性破壞的能力。4、溫度的影響鋼材隨溫度變動而有所變化，總的趨勢是：溫度升高，鋼材強度降低，應變增大；反之，溫度降低，鋼材強度會略有增加，塑性和韌性都會降低而變脆。5、應力集中鋼結(jié)構(gòu)的工作性能和力學性能指標都是以軸心受拉桿件中的應力在截面均勻分布的情況作為基礎的。實際上鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件有著存在著孔洞、槽口、凹角、截面突變、內(nèi)部缺陷→應力分布不再均勻→應力集中原因：構(gòu)造情況（靜載→不考慮應力集中）6.反復荷載作用的影響1.鋼材的疲勞斷裂的概念鋼材的疲勞斷裂是微觀裂紋在連續(xù)重復荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞。鋼材的疲勞強度取決于應力集中（或缺口效應）和應力循環(huán)次數(shù)。2、破壞機理過程：（1）截面幾何形狀突然改變處的應力集中，對疲勞很為不利，在高峰應力形成雙向或三向同號拉應力場，在反復應力作用下，首先在應力高峰處出現(xiàn)微觀裂紋→宏觀裂縫。（2）在反復荷載的繼續(xù)作用下，裂縫不斷開展、Ae↓、應力集中現(xiàn)象↑↑→裂縫增加。（3）在雙向或三向同號拉應力場，材料的塑性變形受到限制，因此，當反復荷載達到一定的循環(huán)次數(shù)時，裂縫的開展使截面削弱過多經(jīng)不住外力的作用，就會發(fā)生脆性斷裂，產(chǎn)生鋼材疲勞破壞。（4）存在殘余應力，在交變荷載作用下，加劇疲勞破壞。注：鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞：屬高周低應變疲勞。即總應變幅小，破壞前荷載循環(huán)次數(shù)多。設計規(guī)定：當循環(huán)次數(shù)N≥5×104,應進行疲勞計算。為了防止脆性破壞的發(fā)生，一般需要在設計，制造及使用中注意下列各點：（1）合理的設計構(gòu)造應力求合理，使能均勻、連續(xù)地傳遞應力，避免構(gòu)件截面劇烈變化。對于焊接結(jié)構(gòu)，可參考焊接連接的內(nèi)容。低溫下工作受動力作用的鋼結(jié)構(gòu)應選擇合適的鋼材，使所用鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)的工作溫度，例如分別選用Q235－C（或D）、Q345－C（或D）鋼等，并盡量使用較薄的材料。（2）正確的制造應嚴格遵守設計對制造所提出的技術(shù)要求，例如盡量避免使材料出現(xiàn)應變硬化，因剪切、沖孔而造成的局部硬化區(qū)，要通過擴鉆或刨邊來除掉；要正確地選擇焊接工藝，保證焊接質(zhì)量，不在構(gòu)件上任意起弧、打火和錘擊，必要時可用熱處理的方法消除重要構(gòu)件中的焊接殘余應力；重要部位的焊接，要由經(jīng)過考試挑選的有經(jīng)驗的焊工操作。（3）正確的使用例如：不在主要結(jié)構(gòu)上任意焊接附加的零件，不任意懸掛重物，不任意超負荷使用結(jié)構(gòu)；要注意檢查維護，及時油漆防銹，避免任何撞擊和機械損傷；原設計在溫室工作的結(jié)構(gòu)，在冬季停產(chǎn)檢修時要注意保暖等。3建筑用鋼材的種類、規(guī)格及選擇1．鋼材的種類按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼；結(jié)構(gòu)鋼分為：建筑用鋼和機械用鋼；按治煉方法分：轉(zhuǎn)爐鋼（氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼）、平爐鋼；按脫氧方法分：沸騰鋼（F）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）、特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）；按成形方法分：軋制鋼（冷軋、熱軋）鍛鋼、鑄鋼；按化學成分分：碳素鋼、合金鋼；建筑上采用的是碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼的牌號由代表屈服點的字母Q，屈服點數(shù)值，質(zhì)量等級符號（A、B、C、D），脫氧方法符號等四個部分按順序組成。其中A級只保證抗拉強度、屈服點、伸長率，必要時可附加冷彎；B、C、D均保證抗拉強度、屈服點、伸長率、冷彎、沖擊韌性（-20℃、0℃例：Q235-B·FQ235-C一般將碳素結(jié)構(gòu)鋼按屈服點，數(shù)值分為五個牌號：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275（根據(jù)鋼材厚度直徑≤16mm）（1#、2#、3#V、4#、5#、）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼在碳素鋼中加入合金元素可較好的改善鋼材機械性能，加入合金元素的碳素鋼稱為合金鋼。（合金元素含量≤5%稱為低合金鋼）牌號新標準不用鋼的品種表示鋼的牌號，采用與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同的鋼的牌號表示法，仍然依據(jù)鋼材厚度d≤16mm時的屈服點大小。牌號：Q345、Q390、Q420、Q460質(zhì)量等級：A、B、C、D、E注：E（主要要求-40℃低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼一般為鎮(zhèn)靜鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼2鋼材的品種和規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)采用的型材有熱軋成型的鋼板、型鋼。1、鋼板1.鋼板類型：厚鋼板（4.5~60mm）、薄鋼板（0.35~4mm）、扁鋼；2.鋼板的表示方法：在符號“—”后加“寬度×厚度×長度”如：-600×10×1200（mm）3.鋼板的規(guī)格：厚鋼板：厚度為4.5～60mm，寬度為600～3000mm，長4～12m薄鋼板：厚度為0.35～4mm，寬度為500～1500mm,長0.5～4m。扁鋼：厚度為4～60mm，寬度為12～200mm，長3～9m。2、型鋼1）角鋼等邊角鋼“L”后加“肢寬×肢厚”L100×10不等邊角鋼“L”后加“長肢×短肢×肢厚”L100×80×82）工字鋼包括普通工字鋼、輕型工字鋼工字鋼：用號數(shù)表示，號數(shù)即為其截面高度的厘米數(shù)，20號以上的工字鋼，同一號數(shù)有三種不同的腹板厚度分別為a、b、c三類。長度為5～19m。3）熱軋H型鋼熱軋H型鋼：HW（寬）、HM（中）、HN（窄）→T表示方法：高度H×寬度B×腹板厚度t1×翼緣厚度t2；例：HM340×250×9×144）熱軋剖分T型鋼TW（寬）、TM（中）、TN（窄）→表示方法：高度H×寬度B×腹板厚度t1×翼緣厚度t2；TM170×250×9×145）槽鋼普通槽鋼、輕型槽鋼30aa、b、c表示腹板厚，從[14a、（b）以14cm起有不同腹板厚，用其截面高度的cm數(shù)表示，長度為5～19m。6）鋼管：無縫鋼管、焊接鋼管7）冷彎薄壁型鋼薄壁型鋼是用薄鋼板（一般采用Q235、Q345鋼）經(jīng)模壓或彎曲而制成，其壁厚1.5～12mm。3、壓型鋼板壓型鋼板采用熱鍍鋅鋼板或彩色鍍鋅鋼板，經(jīng)輥壓冷彎成各種波型、具有輕質(zhì)，高強美觀、耐用、施工方便、抗震、防火等特點。保溫要求：采用雙層鋼板中間夾保溫層（超細玻璃纖維棉或巖棉）；尺寸：寬以50mm為模數(shù)，長500mm為模數(shù)，厚4mm，長4m。太空板太空板采用高強水泥發(fā)泡工藝制備的人工輕石為芯材，以玻璃纖維網(wǎng)（或纖維束）增強的上下水泥面層及鋼邊肋（或砼邊肋）復合而成的新型輕質(zhì)屋面板材。具有剛度好，強度高，延性好等特點，有良好的結(jié)構(gòu)性能和工程應用前途。常用尺寸：3×3㎡、1.5×6㎡、3×3㎡4、厚度方向性能鋼板高層及超高層鋼結(jié)構(gòu)柱，常由厚鋼板組成。厚鋼板的層狀撕裂發(fā)生階段:焊接過程中受力過程中層狀撕裂的機理：殘留在鋼材中的非金屬薄片，也就是一種微裂紋，在沿板厚方向拉力作用下，這些微裂紋將擴展，并逐漸連通，最后形成貫通的階梯狀裂縫而突然斷裂。層狀撕裂一般發(fā)生在板厚方向有較大拉應力時。焊接節(jié)點的焊縫冷卻時，會產(chǎn)生收縮變形。若鋼板很厚或有加勁肋甚至相鄰板件的約束，鋼板不能自由變形，會在垂直于板面方向產(chǎn)生很大的局部應力。這種局部應力可能數(shù)倍于材料的屈服極限，致使鋼板產(chǎn)生焊后層狀撕裂。引起層狀撕裂的因素：鋼材的化學成分;鋼板和型鋼的輥軋工藝;焊接工藝;節(jié)點的構(gòu)造型式?！逗穸确较蛐阅茕摪濉稧B5313鋼板厚度方向性能級別：Z15、Z20、Z253鋼材的選用1、選用原則：保證結(jié)構(gòu)安全可靠，經(jīng)濟合理，節(jié)約鋼材2、考慮因素：選擇鋼材應考慮的因素有：1）結(jié)構(gòu)的重要性：2）荷載情況3）連接方法4）工作條件（結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境）5）鋼材的厚度《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案單元2鋼結(jié)構(gòu)的連接單元二鋼結(jié)構(gòu)的連接課題1鋼結(jié)構(gòu)連接的種類、特點鋼結(jié)構(gòu)的連接方法可分為三種：鉚釘連接和螺栓連接、焊縫連接。（a）焊縫連接（b）鉚釘連接（c）螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)的連接必須遵循安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材的原則。連接接頭應有足夠的強度，要有適宜于施行連接手段的足夠空間。焊縫連接焊縫連接是鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。1、優(yōu)點：構(gòu)造簡單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連；用料經(jīng)濟，不削弱截面；制作加工方便，可實現(xiàn)自動化操作；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。2、缺點：1）在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導致局部材質(zhì)變脆；2）焊接殘余應力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；3）焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴展到整體。二.鉚釘連接1、優(yōu)點：連接處塑性、韌性好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，在一些重型、直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，有時仍然采用。2、缺點：構(gòu)造復雜、費鋼費工、現(xiàn)已很少采用。三.螺栓連接1、優(yōu)點：施工工藝簡單、安裝方便，特別是用于工地安裝連接，工程進度和質(zhì)量易保證，裝拆方便，適用于需裝拆結(jié)構(gòu)連接和臨時連接。2、缺點：需制孔，拼裝和安裝需對孔，增加了工作量，且對制造的精度要求高；螺栓開孔對截面有削弱，有時需增設輔助連接件，用料增加，構(gòu)造復雜。課題2焊縫方法、焊縫形式及標注一、焊接方法常用焊接方法是電弧焊，包括手工電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護焊。1.手工焊（1）原理（2）常用的焊條：E43、E50、E55。E—表示電焊條XX—表示焊縫金屬抗拉強度的最小值（430N/mm2）選用焊條時，應與主題金屬匹配。一般情況下，Q235采用E43，Q345采用E50，Q390、Q420采用E55。不同強度的兩種鋼材相焊，宜采用低組配方案，即宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。如：Q235、Q345兩種鋼材相焊，宜采用Q235。2.埋弧焊：自動焊和半自動焊3.氣體保護焊氣體保護焊是利用二氧化碳氣體或其他惰性氣體作為保護介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。它直接依靠保護氣體在電弧周圍造成局部的保護層，以防止有害氣體的侵入并保證了焊接過程的穩(wěn)定性。二、焊縫連接形式按被連接鋼材的相互位置可分為對接、搭接、T形連接和角部連接四種。采用的焊縫有對接焊縫、角焊縫兩種基本形式。對接連接：主要用于厚度相同或接近相同的兩構(gòu)件的相互連接。特點：（a）由于相互連接的兩構(gòu)件在同一平面內(nèi)，因而傳力均勻平緩，沒有明顯的應力集中，且用料經(jīng)濟，但是焊件邊緣需要加工，被連接兩板的間隙和坡口尺寸有嚴格的要求。（b）用雙層蓋板和角焊縫的對接連接，這種連接傳力不均勻、費料、但施工簡便，所連接兩板的間隙大小無需嚴格控制。（c）用角焊縫的搭接連接，特別適用于不同厚度構(gòu)件的連接。傳力不均勻，材料較費，但構(gòu)造簡單，施工方便。(d)(e)為T形連接省工省料，常用于制作組合截面。當采用角焊縫連接時，焊件間存在縫隙，截面突變，應力集中現(xiàn)象嚴重，疲勞強度較低，可用于不直接承受力荷載結(jié)構(gòu)的連接中。對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，如重級工作制吊車梁，其上翼緣與腹板的連接，應采用K形坡口焊縫進行連接。(f)角部連接主要用于制作箱形截面。對接連接(b)拼接蓋板的對接連接(c)搭接連接(d)(e)T形連接(f)(g)角部連接三、焊縫符號及標注方法焊縫代號由引出線，圖形符號，輔助符號三部分組成。課題3對接焊縫連接對接焊縫中常采用坡口型式焊縫，即將焊件邊緣加工成坡口。對接焊縫按是否焊透分為：焊透的和部分焊透的。焊透的對接焊縫：強度高，受力性能好，一般采用焊透的對接焊縫。部分焊透的對接焊縫：應力集中和殘余應力現(xiàn)象較嚴重，故直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)不宜采用，只有較厚而內(nèi)力較小或甚至不受力時采用，以省工省料和減少焊接變形。我們所講的僅為焊透的對接焊縫。1對接焊縫的形式和構(gòu)造對接焊縫的坡口型式：對接焊縫的坡口型式取決于焊件厚度t。a）直邊縫b）單邊V形坡口c）V形坡口直邊縫（I形焊縫）：當焊件厚度t≤10mm時采用；斜坡口的單邊V形或V形焊縫：當焊件厚度t=10～20mm時采用；（d）U形坡口（e）K形坡口（f）X形坡口U形，K形和X形坡口：當焊件厚度t＞20mm時采用。對于U形縫和V形縫需對焊縫根部進行補焊，而且埋弧焊的熔深較大，同樣坡口形式的適用板厚t可適當加大，對接間隙C可稍小些，鈍邊高度P可稍大。鈍邊：沿板件厚度方向高度為p，間隙為b的一段不開坡口稱為鈍邊。焊接從鈍邊處（根部）開始。2.引弧板的設置設置引弧板的原因：在焊縫的起滅弧（施焊的起點和終點）處，常會出現(xiàn)弧坑等缺陷，該處極易產(chǎn)生應力集中和裂紋。對承受動力荷載尤為不利，故焊接時一般應設置引弧板，焊后將它割除。對受靜力荷載的結(jié)構(gòu)設置引弧板有困難時，允許不設置引弧板，則每條焊縫的引弧及滅弧端各減去t后作為焊縫的計算長度。圖用引弧板焊接3.變截面鋼板拼接當對焊縫拼接處的焊件寬度不同或厚度相差4mm以上時，應分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1：2.5的斜坡，以使截面過渡緩和，減小應力集中。如果兩鋼板厚度相差小于4mm時，也可不做斜坡，直接用焊縫表面斜坡來找坡，焊縫的計算厚度等于較薄板的厚度。（a）改變寬度（b）、（c）改變厚度2對接焊縫的計算對接焊縫分焊透和部分焊透兩種。以下介紹焊透的對接焊縫的計算對接焊縫是焊件截面的組成部分，計算方法與構(gòu)件的強度計算一樣。1、軸心力作用的對接焊縫=或式中N——軸心拉力或壓力設計值；lw——焊縫的計算長度。當未采用引弧板時，取實際長度減去2t；t——對接接頭中為連接件的較小厚度；T形接頭中為腹板厚度；、——對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值。2、彎矩和剪力共同作用的對接焊縫對接接頭受到彎矩和剪力的共同作用，正應力與剪應力的最大值應分別滿足下列強度條件：==≤τ==·≤式中Ww—焊縫的截面模量；Sw—焊縫的截面面積矩；Iw—焊縫的截面慣性矩。工字形或H形截面梁的接頭，采用對接焊縫，除應分別驗算最大正應力和剪應力外，對于同時受有較大正應力和較大剪應力處，例如腹板與翼緣的交接點，還應按下式驗算折算應力：≤1.1式中、—驗算點處焊縫的正應力和剪應力；1.1——考慮到最大折算應力只在局部出現(xiàn)，而將強度設計值適當提高的系數(shù)。課題4角焊縫連接1、角焊縫的形式1、按其與作用力的關(guān)系可分為：正面角焊縫（焊縫長度方向與作用力垂直）、側(cè)面角焊縫（焊縫長度方向與作用力平行）以及斜焊縫。2、角焊縫按沿其長度方向的布置分為：連續(xù)角焊縫、間斷角焊縫。連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。間斷角焊縫：起、滅弧處容易引起應力集中，重要結(jié)構(gòu)應避免采用，只能用于一些次要構(gòu)件的連接或受力很小的連接中。間斷角焊縫的間斷距離ι不宜過長，以免連接不緊密，潮氣侵入引起構(gòu)件銹蝕。一般在受壓構(gòu)件中應滿足ι≤15t；在受拉構(gòu)件中ι≤30t，t為較薄焊件的厚度。3、按施焊時焊縫在焊件之間的相對空間位置分為：平焊、橫焊、立焊、仰焊。平焊（又稱俯焊）施焊方便，質(zhì)量最好。立焊和橫焊的質(zhì)量及生產(chǎn)效率比平焊差一些。仰焊的操作條件最差，焊縫質(zhì)量不易保證，因此盡量避免采用仰焊。4、按兩焊邊的夾角可分為：直角角焊縫和斜角角焊縫。直角角焊縫通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面。在直接承受動力荷截的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫的截面常采用平坦型，側(cè)面角焊縫的截面則作成凹面型。兩焊腳邊的夾角α＞90°或α＜90°的焊縫稱為斜角角焊縫。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中，對于夾角α＞120°或α＜60°的斜角角焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫。5、角焊縫按其截面形式分為：普通型、平坦型、凹面型。圖直角角焊縫截面圖斜角角焊縫截面２、角焊縫的構(gòu)造要求1）最小焊腳尺寸hfmin：規(guī)定原因：如果板件厚度較大而焊縫焊腳尺寸過小，則施焊時焊縫冷卻速度過快，可能產(chǎn)生淬硬組織，易使焊縫附近主體金屬產(chǎn)生裂紋。tmax為較厚焊件的厚度注：1）自動焊的熱量集中，因而熔深較大，故最小焊腳尺寸hfmin可較上式減小1㎜。2）T形連接單面角焊縫可靠性較差，應增加1㎜。3）當焊件厚度等于或小于4㎜時，hfmin應與焊件同厚。2）最大焊腳尺寸hfmax規(guī)定原因：角焊縫的hf過大，焊接時熱量輸入過大，焊縫收縮時將產(chǎn)生較大的焊接殘余應力和殘余變形，且熱影響區(qū)擴大易產(chǎn)生脆裂，較薄焊件易燒穿。板件邊緣的角焊縫與板件邊緣等厚時，施焊時易產(chǎn)生咬邊現(xiàn)象。hfmax≤1.2tmin（mm）tmin為較薄焊件厚度。對板件邊緣（厚度為t1）的角焊縫尚應符合下列要求：當t1＞6mm時，hfmax＝t1－（1～2）mm；當t1≤6mm時，hfmax＝t1。3）焊縫最小計算長度規(guī)定原因：角焊縫的焊縫長度過短，焊件局部受熱嚴重，且施焊時起落弧坑相距過近，再加上一些可能產(chǎn)生的缺陷使焊縫不夠可靠。規(guī)定：角焊縫的最小計算長度ιw≥8hf，且≥40mm。4）側(cè)面角焊縫的最大計算長度規(guī)定原因：側(cè)縫沿長度方向的剪應力分布很不均勻，兩端大而中間小，且隨焊縫長度與其焊腳尺寸之比值的增大而更為嚴重。當焊縫過長時，其兩端應力可能達到極限，而中間焊縫卻未充分發(fā)揮承載力。對承受直接動力荷載的結(jié)構(gòu)更為不利。規(guī)定：側(cè)面角焊縫的計算長度應滿足：承受靜力荷載或間接承受動力荷載ιW≤60hf；直接承受動力荷載ιW≤40hf。當側(cè)縫的實際長度超過上述規(guī)定數(shù)值時，超過部分在計算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)縫全長分布時則不受此限，例如工字形截面柱或梁的翼緣與腹板的角焊縫連接等。5）搭接長度要求在搭接連接中，為減小因焊縫收縮產(chǎn)生過大的焊接殘余應力及因偏心產(chǎn)生的附加彎矩，要求搭接長度ι≥5t1，且≥25mm圖搭接長度要求6）板件的端部僅用兩側(cè)縫連接時，為避免應力傳遞過于彎折而致使板件應力過分不均勻，應使ιW≥b；同時為避免因焊縫收縮引起板件變形拱曲過大，尚應使b≤16t（當t＞12mm時）或190mm（當t≤17）繞角焊當角焊縫的端部在構(gòu)件的轉(zhuǎn)角處時，為避免起落弧缺陷發(fā)生在此應力集中較嚴重的轉(zhuǎn)角處，宜作長度為2hf的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊，以改善連接的受力性能。3角焊縫的計算1、直角角焊縫強度計算的基本公式式中—垂直于焊縫長度方向的應力；—平行于焊縫長度方向的應力；—正面角焊縫的強度增大系數(shù)，=1.22；直接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的角焊縫，=1.0；—角焊縫的強度設計值。上式為角焊縫的基本計算公式。只要將焊縫應力分解為垂直于焊縫長度方向的應力和平行于焊縫長度方向的應力，上述基本公式可適用于任何受力狀態(tài)。對正面角焊縫，=0，得=對側(cè)面角焊縫，=0，得=式中—直角角焊縫的有效厚度，=0.7；—焊縫的計算長度，考慮起滅弧缺陷，按各條焊縫的實際長度每端減去計算。2、承受軸心力作用的角焊縫連接計算1、采用蓋板連接當軸心力通過連接焊縫中心時，可認為焊縫應力是均勻分布的。當只有側(cè)面角焊縫時=當只有正面角焊縫時=當采用三面圍焊時，先計算正面角焊縫所承擔的內(nèi)力式中—連接一側(cè)正面角焊縫計算長度的總和。再計算側(cè)面角焊縫的強度式中—連接一側(cè)正面角焊縫計算長度的總和。2、承受斜向軸心力將N力分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力，驗算角焊縫的強度3、承受軸心力的角鋼角焊縫計算鋼桁架中角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫一般采用兩面?zhèn)群富蛉鎳福厥馇闆r也可采用L形圍焊。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力的作用線應與角鋼桿件的軸線重合。圖角鋼與節(jié)點板的連接對于三面圍焊，可先假定正面角焊縫的焊腳尺寸，求出正面角焊縫所分擔的軸心力。當腹桿為雙角鋼組成的T形截面，且肢寬為b時，=2×0.7b（6）由平衡條件（＝0）可得：=-=N-（7）=-=N-（8）式中、——角鋼肢背和肢尖的側(cè)面角焊縫所承受的軸力；e——角鋼的形心距； 、——角鋼肢背和肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)，可查表得到。對于兩面?zhèn)群?，因?，則：=N=N求得各條焊縫所受的內(nèi)力后，按構(gòu)造要求假定肢背和肢尖焊縫的焊腳尺寸，即可求出焊縫的計算長度。對雙角鋼截面==式中、——一個角鋼肢背上的側(cè)面角焊縫的焊腳尺寸及計算長度；、 ——一個角鋼肢尖上的側(cè)面角焊縫的焊腳尺寸及計算長度。實際焊縫長度為計算長度加2。對于三面圍焊，焊縫實際長度為計算長度加；對于采用繞角焊的側(cè)面角焊縫實際長度等于計算長度（繞角焊縫長度2不進入計算）。當桿件受力很小時，可采用L形圍焊。由于只有正面角焊縫和角鋼肢背上的側(cè)面角焊縫，令＝0，得：=2N=N-角鋼端部的正面角焊縫的長度已知，可按下式計算其焊腳尺寸：=式中，=b-。課題５螺栓連接1螺栓連接的特點和類型螺栓連接分為：普通螺栓連接、高強度螺栓連接：普通螺栓連接：通常采用Q235鋼制成，安裝時用普通扳手擰緊高強度螺栓連接：用高強度鋼材經(jīng)熱處理制成，用能控制螺栓桿的力矩或拉力的特制扳手，擰緊到預定的預拉力，把被連接件高度夾緊。1、普通螺栓連接普通螺栓連接分A、B、C三級。C級螺栓（粗制螺栓）：由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成。由于螺栓表面粗糙，一般采用在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成的孔（Ⅱ類孔）。螺栓孔的直徑比螺栓桿的直徑大1.5～3mm。，對于采用C級螺栓的連接，由于螺栓桿與螺栓孔之間有較大的間隙，受剪力作用時，將會產(chǎn)生較大的剪切滑移，連接的變形大。但安裝方便，且能有效的傳遞拉力，故一般可用于沿螺栓桿軸心受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時的臨時固定。C級螺栓材料性能等級為4.6級或4.8。小數(shù)點前的數(shù)字表示螺栓成品的抗拉強度不小于400N／mm2

，小數(shù)點及小數(shù)點后數(shù)字表示其屈強比（屈服點與抗拉強度之比）為0.6和0.8。A級和B級螺栓（精制螺栓）：A、B級精制螺栓是由毛坯在車床上經(jīng)過切削加工精制而成。表面光滑，尺寸準確，螺栓直徑與螺栓孔徑相同，對成孔質(zhì)量要求高。由于有較高的精度，因而受剪性能好。但制作和安裝復雜，價格較高，已很少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。A級和B級螺栓材料性能等級則為8.8級，其抗拉強度不小于800N/mm2，屈強比為0.8。2、高強度螺栓連接（high-strength

bolted

connections）高強度螺栓連接分為：摩擦型連接、承壓型連接。（1）高強度螺栓摩擦型連接：高強螺栓的預拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的磨擦力，外力通過摩擦力來傳遞。這種連接稱為高強度螺栓摩擦型連接。摩擦型連接只依靠摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設計準則。優(yōu)點：剪切變形小，彈性性能好，施工方便，對構(gòu)件的削弱較小，可拆換，能承受動力荷載，耐疲勞，韌性和塑性好，包含了普通螺栓和鉚釘連接的各自優(yōu)點，特別適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。目前已成為代替鉚接的優(yōu)良連接形式。（2）高強度螺栓承壓型連接：高強度螺釘也可同普通螺栓一樣，允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺栓孔之間的承壓來傳力。這種連接稱為高強度螺栓承壓型連接。承壓型連接允許接觸面滑移，以連接達到破壞的極限承載力作為設計準則。其承載力高于摩擦型，連接緊湊，但剪切變形大，故不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。2螺栓連接及計算1、螺栓的規(guī)格普通螺栓形式為六角頭型，其代號用字母M和公稱直徑的毫米數(shù)表示。為制造方便，一般情況下，同一結(jié)構(gòu)中宜盡可能采用一種栓徑和孔徑的螺栓，需要時也可采用2至3種螺栓直徑。螺栓直徑d應根據(jù)整個結(jié)構(gòu)及其主要連接的尺寸和受力情況選定，受力螺栓一般采用M16以上，建筑工程中常用M16、M20、M24等。表螺栓孔及孔眼示例名稱永久螺栓高強度螺栓安裝螺栓圓形螺栓孔長圓形螺栓孔圖例2、螺栓的排列（1）螺栓的排列形式：并列和錯列。并列較簡單，但栓孔對截面削弱較多；錯列較緊湊，可減少截面削弱，但排列較繁雜。（2）螺栓的排列要求：螺栓間距及螺栓到構(gòu)件邊緣的距離不應太小。原因：螺栓之間的鋼板以及邊緣處螺栓孔前的鋼板可能沿作用力方向被剪斷；同時，螺栓間距及邊距太小，也不利于手操作。螺栓的間距及邊距也不應太大。原因：連接鋼板不易夾緊，潮氣容易侵入縫隙引起鋼板銹蝕。對于受壓構(gòu)件，螺栓間距過大還容易引起鋼板鼓曲。對于角鋼、工字鋼和槽鋼上的螺栓排列，除應滿足規(guī)范要求外，還應注意不要在靠近截面倒角和圓角處打孔。3）螺栓連接的構(gòu)造要求（1）為了使連接可靠，每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端，永久性螺栓數(shù)不宜少于兩個。但根據(jù)實踐經(jīng)驗，對于組合構(gòu)件的綴條，其端部連接可采用一個螺栓。（2）對直接承受動力荷載的普通螺栓連接應采用雙螺帽或其他防止螺帽松動的有效措施。例如采用彈簧墊圈，或?qū)⒙菝焙吐輻U焊死等方法。（3）由于C級螺栓與孔壁有較大間隙，只宜用于沿其桿軸方向受拉連接。承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的次要連接、可拆卸結(jié)構(gòu)的連接和臨時固定構(gòu)件用的安裝連接中，也可用C級螺栓受剪。3普通螺栓的計算普通螺栓連接按受力情況可分為三類：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受拉力和剪力的共同作用。1、受剪連接1）破壞形式受剪螺栓連接達到極限承載力時，可能的破壞形式有：①當栓桿直徑較小，板件較厚時，栓桿可能先被剪斷（圖a）；②當栓桿直徑較大，板件較薄時，板件可能先被擠壞（圖b），由于栓桿和板件的擠壓是相對的，故也可把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；③端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞（圖c）；④板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷（圖d）。第3種破壞形式由螺栓端距≥2d。第4種破壞屬于構(gòu)件的強度驗算。2）單個受剪螺栓的承載力計算螺栓抗剪孔壁承壓最大承載力3）受剪螺栓群在軸心力作用下的連接計算受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時，設計計算時仍按均布，但強度需乘折減系數(shù)β當l1≤15d0時，=1.0當15d0＜l1≤60d0時，=1.1－l1/150d0當l1＞60d0時，=0.7連接所需螺栓數(shù)量：連接板凈截面強度：

《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案單元3鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件課題1軸心受力構(gòu)件單元三鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件課題1軸心受力構(gòu)件1概述1）軸心受力構(gòu)件:只有軸向力的作用，稱為軸心受力構(gòu)件。軸心受拉構(gòu)件：只有軸向壓力的作用。軸心受壓構(gòu)件：只有軸向拉力的作用。應用實例：桁架、剛架、排架、塔架及網(wǎng)殼等桿件體系結(jié)構(gòu)等，通常假設其節(jié)點為鉸接連接，無節(jié)間荷載作用，可視為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件。2）柱的組成及作用柱由柱頭、柱身、柱腳組成。柱頭：用來承受平臺梁或桁架傳來的荷載；柱腳：將壓力傳至基礎。2截面形式常用截面形式：實腹式、格構(gòu)式。1、實腹式的截面形式型鋼截面組合截面角鋼組合截面（桁架結(jié)構(gòu)）冷彎薄壁型鋼（輕型結(jié)構(gòu)）2.格構(gòu)式的截面形式：綴條、綴板3軸向受力構(gòu)件的設計軸心受力構(gòu)件，作為一種受力構(gòu)件，就應滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。承載能力極限狀態(tài)：強度和穩(wěn)定軸心受拉：強度軸心受壓：強度和穩(wěn)定正常使用極限狀態(tài)：變形（剛度，長細比）1、軸心受力構(gòu)件的強度計算軸心受力構(gòu)件的強度是以截面的平均應力達到鋼材的屈服應力為承載力極限狀態(tài)。軸心受力構(gòu)件的強度計算公式為式中：N——構(gòu)件的軸心拉力或壓力設計值；——構(gòu)件的凈截面面積；——鋼材的抗拉強度設計值。對于采用高強度螺栓摩擦型連接的構(gòu)件，驗算凈截面強度時一部分剪力已由孔前接觸面?zhèn)鬟f。因此，驗算最外列螺栓處危險截面的強度時，應按下式計算：式中：n——連接一側(cè)的高強度螺栓總數(shù)；

——計算截面（最外列螺栓處）上的高強度螺栓數(shù)；

0.5——孔前傳力系數(shù)。

采用高強度螺栓摩擦型連接的拉桿，除驗算凈截面強度外，還應按下式驗算毛截面強度式中：——構(gòu)件的毛截面面積。

2、軸心受力構(gòu)件的剛度計算

1)為滿足結(jié)構(gòu)的正常使用要求，軸心受力構(gòu)件應具有一定的剛度。長細比過大產(chǎn)生的不利影響：a在運輸和安裝過程中產(chǎn)生彎曲或過大的變形b使用期間因其自重而屈曲c在動力荷載作用下發(fā)生較大的振動d壓桿的長細比過大時，還將使構(gòu)件的承載力降低過多。2)軸心受力構(gòu)件的剛度是以限制其長細比來保證的，即式中：——構(gòu)件的最大長細比；——構(gòu)件的容許長細比。（引導學生查表）注：在直接或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，計算單角鋼受拉構(gòu)件的長細比時，應采用單角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑；計算單角鋼交叉桿件平面外的長細比時，應采用角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。在承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細比；

《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案單元3鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件課題2受彎構(gòu)件課題2受彎構(gòu)件1概述1、受彎構(gòu)件的形式和應用1）實腹式受彎構(gòu)件：鋼梁鋼梁主要是用作承受橫向荷載的實腹式構(gòu)件（格構(gòu)式為桁架），主要內(nèi)力為彎矩與剪力；如：樓蓋梁、工作平臺梁、吊車梁、屋面檁條等。鋼梁的正常使用極限狀態(tài)：控制梁的撓曲變形；鋼梁的承載能力極限狀態(tài)包括：強度、整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性。實腹式鋼梁的類型（1）鋼梁按支撐形式分為：簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁；（2）鋼梁按截面形式分為：型鋼梁、組合梁。槽鋼多用作檁條、墻梁。組合梁的截面組成比較靈活，可使材料在截面上的分布更為合理，且節(jié)約鋼材。荷載很大而高度受限或梁的抗扭要求較高時，可采用箱形截面。梁格梁格是由主次梁排列而成的平面體系，例如樓蓋和工作平臺等。梁格上的荷載傳遞：鋪板→次梁→主梁→柱或墻→基礎→地基。按主次梁的排列方式分為三種：單向梁格（簡單梁格）：適用于樓蓋、平臺結(jié)構(gòu)的橫向尺寸較小或面板跨度較大的情況；雙向梁格（普通梁格）：簡單梁格的梁距比較大，在梁格之間可在鋪上次梁。復式梁格：荷載傳遞層次多，梁格構(gòu)造復雜，應用較少，只適用于荷載大、主梁間距很大的情況。鋪板可采用鋼筋混凝土板、鋼板或由壓型鋼板與混凝土組成的組合板。鋪板宜與梁牢固連接使兩者共同工作，可分擔梁的受力而節(jié)約鋼材，并增強梁的整體穩(wěn)定性。2）格構(gòu)式受彎構(gòu)件：桁架特點：以弦桿代替翼緣，以腹桿代替腹板，而在各節(jié)點將腹桿與弦桿連接，這樣桁架整體受彎時，M表現(xiàn)為上、下弦桿的軸心拉力和壓力，Q則表現(xiàn)為各腹桿的軸心拉力和壓力。鋼桁架可以根據(jù)不同使用要求制成所需的外形，對跨度和高度較大的構(gòu)件，其鋼材用量比實腹式梁有所減少，而剛度有所增加。桁架的桿件和節(jié)點較多，構(gòu)造較復雜，制造較為費工。如：屋架、托架、吊車桁架。2梁的強度與剛度1、強度計算梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎應力、剪應力，在集中荷載作用處還有局部承壓應力，故梁的強度應包括：抗彎強度、抗剪強度、局部承壓強度，在彎應力、剪應力及局部壓應力共同作用處還應驗算折算應力。1）梁的抗彎強度鋼梁在彎矩作用下，可分為三個工作階段，即彈性、彈塑性及塑性階段。彈性階段：以邊緣屈服為最大承載力彈塑性階段：以塑性鉸彎矩為最大承載力彈性設計與塑性設計：把梁的邊緣纖維達到屈服強度作為設計的極限狀態(tài)，叫做彈性設計。在一定條件下，考慮塑性變形的發(fā)展，稱為塑性設計。規(guī)范：以梁截面塑性發(fā)展到一定深度（即截面只有部分區(qū)域進入塑性區(qū)）作為設計極限狀態(tài)。M—彎矩；強調(diào)：γ—截面塑性發(fā)展系數(shù)。對于工字形截面γx=1.05，γy=1.2；對于箱形截面γx=γy=1.05；對其它截面按表采用，此處x為強軸，y為弱軸。計算強度時采用凈截面參數(shù)、、。注意、不同情況下的取值。2）梁的抗剪強度式中V——計算截面沿腹板平面作用的剪力；

I——梁的毛截面慣性矩；

S——中和軸以上或以下截面對中和軸的面積矩，按毛截面計算；

tw——腹板厚度；

fv——鋼材抗剪強度設計值。

注意：1、對于軋制工字鋼和槽鋼因受軋制條件限制，腹板厚度tw相對較大，當無較大截面削弱時，可不必驗算抗剪強度。2、當梁的抗剪強度不滿足設計要求時，最常采用加大腹板厚度的辦法來增大梁的抗剪強度。3）梁的局部承壓強度當梁的翼緣受有沿腹板平面作用的固定集中荷載且該荷載處又未設置支承加勁肋，或受有移動的集中荷載時，應驗算腹板計算高度邊緣的局部承壓強度。強調(diào)：F——集中荷載，對動力荷載應考慮動力系數(shù)；Ψ——集中荷載增大系數(shù)，對重級工作制吊車梁Ψ=1.35；對其它梁Ψ=1.0。lz——集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度，按下式計算lz=a+2hya——集中荷載沿梁跨方向的支承長度，對吊車梁取50mm；hy——自吊車梁軌頂或其它梁頂面至腹板計算高度上邊緣的距離。在梁的支座處，當不設置加勁肋時，也應按式（5.10）計算腹板計算高度下邊緣的局部壓應力，但Ψ取1.0。支座反力的假定分布長度，應根據(jù)支座具體尺寸按式（5.11）計算。（4）折算應力在組合梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受有較大的正應力、剪應力和局部壓應力，或同時受有較大的正應力和剪應力，應驗算其折算應力，如圖所示。折算應力驗算公式為：兩σ同號取1.1，異號取1.23.梁的穩(wěn)定設計1）梁的整體穩(wěn)定梁受彎變形后，上翼緣受壓，由于梁側(cè)向剛度不夠，就會發(fā)生梁的側(cè)向彎曲失穩(wěn)變形，梁截面從上至下彎曲量不等，就形成截面的扭轉(zhuǎn)變形，同時還有彎矩作用平面那的彎曲變形，故梁的失穩(wěn)為彎扭失穩(wěn)形式，完整的說應為：側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。從以上失穩(wěn)機理來看，提高梁的整穩(wěn)承載力的有效措施應為提高梁上翼緣的側(cè)移剛度，減小梁上翼緣的側(cè)向計算長度.影響梁整體穩(wěn)定的因素：截面形式、荷載類型、荷載作用方式、受壓翼緣的側(cè)向支撐。梁的整體穩(wěn)定保證措施：提高梁的整體穩(wěn)定承載力的關(guān)鍵是，增強梁受壓翼緣的抗側(cè)移及扭轉(zhuǎn)剛度。在實際工程中，梁的整體穩(wěn)定常由鋪板或支撐來保證，梁常與其它構(gòu)件相互連接，有利于阻止梁喪失整體穩(wěn)定。規(guī)范規(guī)定，當符合下列情況之一時，都不必計算梁的整體穩(wěn)定性：（1）有鋪板（各種鋼筋混凝土板或鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止梁的受壓翼緣的側(cè)向位移時；（2）工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度l1與其寬度b1之比不超過規(guī)定的數(shù)值時。如：梁受壓翼緣的跨中側(cè)向連有支撐，可以作為其側(cè)向不動支承點，l1則為梁的半跨長度。為提高梁的穩(wěn)定承載能力，在梁的上翼緣設置可靠的側(cè)向支撐，如圖所示的梁，其下翼緣連于支座，上翼緣也用鋼板連于支承構(gòu)件上以防止側(cè)向移動和梁截面扭轉(zhuǎn)。高度不大的梁也可以靠在支座截面處設置的支承加勁肋來防止梁端的扭轉(zhuǎn)。2）梁的局部穩(wěn)定同軸壓構(gòu)件一樣，為提高梁的剛度與強度及整體穩(wěn)定承載力，應遵循“肢寬壁薄”的設計原則，從而引發(fā)板件的局部穩(wěn)定承載力問題。翼緣板受力較為簡單，仍按限制板件寬厚比的方法來保證局部穩(wěn)定性。腹板受力復雜，而且為滿足強度要求，截面高度較大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，會使腹板取值很大，不經(jīng)濟，一般采用加勁肋的方法來減小板件尺寸，從而提高局部穩(wěn)定承載力。圖1－橫向加勁肋2－縱向加勁肋3－短加勁肋橫向加勁肋貫通，縱向加勁肋斷開；橫向加勁肋應按圖示切角，避免多向焊縫相交，產(chǎn)生復雜應力場。支承加勁肋：在梁支座處及較大集中荷載作用處，應布置支承加勁肋，支承加勁肋實際上就是加大的橫向加勁肋，支承加勁肋分梁腹板兩側(cè)成對布置的平板式，及凸緣式兩種。

《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案單元3鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件課題3拉壓彎構(gòu)件單元三鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件課題3拉壓彎構(gòu)件1拉彎、壓彎構(gòu)件的形式和應用概念：拉彎構(gòu)件：同時受軸向拉力和彎矩的構(gòu)件。壓彎構(gòu)件：同時受軸向壓力和彎矩的構(gòu)件彎矩：可能由偏心軸向力、端彎矩或橫向荷載等作用產(chǎn)生。壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件單向壓彎（或拉彎）構(gòu)件：彎矩作用在截面的一個主軸平面內(nèi)。雙向壓彎（或拉彎）構(gòu)件：彎矩作用在兩個主軸平面內(nèi)。2）拉彎、壓彎構(gòu)件的應用壓彎構(gòu)件應用比較廣泛，如，有橫向節(jié)間荷載作用的桁架上弦桿、屋架天窗側(cè)立柱、單層廠房柱、以及多層或高層房屋的框架柱等都屬于壓彎構(gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)中拉彎構(gòu)件應用較少，桁架的下弦桿有時作用有非節(jié)點荷裁，這種下弦桿就是拉彎構(gòu)件。3）拉彎、壓彎構(gòu)件的形式按其截面形式：實腹式、格構(gòu)式

常用的截面形式：熱軋型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面、組合截面4）拉彎、壓彎構(gòu)件設計進行拉彎和壓彎構(gòu)件設計時，應同時滿足:承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。拉彎構(gòu)件：需要計算強度和剛度（限制長細比）；壓彎構(gòu)件：需要計算強度、整體穩(wěn)定（彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定和彎矩作用平面外穩(wěn)定）、局部穩(wěn)定和剛度（限制長細比）。拉彎構(gòu)件的容許長細比和軸心拉桿相同，壓彎構(gòu)件的容許長細比和軸心壓桿相同。在拉彎構(gòu)件所受彎矩較大而拉力較小時，由于其作用已接近受彎構(gòu)件，就需要驗算其整體穩(wěn)定；在拉力和彎矩作用下出現(xiàn)翼緣板受壓時，也需驗算翼緣板的局部穩(wěn)定。這些當根據(jù)具體情況加以判斷。2拉彎、壓彎構(gòu)件的強度1、工作階段在軸心壓力和繞主軸彎矩的共同作用下，截面上應力發(fā)展過程，構(gòu)件中應力最大的截面可能發(fā)生強度破壞。壓彎構(gòu)件截面應力的發(fā)展過程2、強度計算準則①邊緣屈服準則，在構(gòu)件受力最大的截面上，截面邊緣處的最大應力達到屈服時即認為構(gòu)件達到了強度極限，此時構(gòu)件在彈性段工作；截面邊緣纖維屈服的彈性受力階段極限狀態(tài)作為強度計算的承載能力極限狀態(tài)。②全截面屈服準則，構(gòu)件的最大受力截面的全部受拉和受壓區(qū)的應力都達到屈服，此時，這一截面在拉力（壓力）和彎矩的共同作用下形成塑性鉸；截面塑性受力階段極限狀態(tài)作為強度計算的承載能力極限狀態(tài)，形成塑性鉸。③部分發(fā)展塑性準則，構(gòu)件的最大受力截面的部分受拉和受壓區(qū)的應力達到屈服點，至于截面中塑性區(qū)發(fā)展的深度根據(jù)具體情況給定。此時，構(gòu)件在彈塑性段工作。截面部分塑性發(fā)展作為強度計算的承載能力極限狀態(tài)3、拉彎及壓彎構(gòu)件截面強度的驗算公式在一般情況下，拉彎或壓彎構(gòu)件截面的塑性區(qū)不能開展太大，因為截面上塑性區(qū)較大時，會使構(gòu)件產(chǎn)生過大變形而不能正常使用。同梁的強度計算類似，拉彎和壓彎構(gòu)件設計時考慮采用有限塑性，這里限制塑性區(qū)的深度不超過0.15倍的截面高度。按部分發(fā)展塑性準則，截面強度就可采用下述相關(guān)公式計算：1）單向拉彎、壓彎構(gòu)件按下式計算截面強度：2）雙向拉彎、壓彎構(gòu)件計算截面強度：下列情況不考慮塑性開展：1）計算疲勞的實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件2）格構(gòu)式構(gòu)件，當彎矩繞虛軸作用時3）為了保證受壓翼緣在截面發(fā)展塑性時不發(fā)生局部失穩(wěn)受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比限制為<當<時不考慮塑性開展。4、剛度同軸心構(gòu)件驗算公式：其中當彎矩繞虛軸作用時，應取換算長細比驗算。3實腹式構(gòu)件的整體穩(wěn)定1、壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式單向壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)分為：彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外兩種情況彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)為彎曲屈曲；彎矩作用平面外失穩(wěn)為彎扭屈曲；雙向壓彎構(gòu)件則只有彎扭失穩(wěn)一種可能。2、單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗算公式為：繞虛軸（軸）彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件實腹式壓彎構(gòu)件和繞實軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件對于單軸對稱截面（如T形截面）壓彎構(gòu)件，當彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時，有可能在較小翼緣（或無翼緣）一側(cè)產(chǎn)生較大的拉應力而出現(xiàn)受拉破壞。這種情況，除計算外，尚應補充如下計算：式中W2x——彎矩作用平面內(nèi)受壓較小翼緣（或無翼緣端）的毛截面模量。等效彎矩系數(shù)可按以下規(guī)定采用：（1）懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未考慮二階效應的無支撐框架和弱支撐框架柱，1.0。（2）框架柱和兩端支承的構(gòu)件：①無橫向荷載作用時，=0.65+0.35，和是構(gòu)件兩端的彎矩，||≥||；當兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時取同號，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（有反彎點）時取異號。②有端彎矩和橫向荷載同時作用時，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率取=1.0。使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率取=0.85。③無端彎矩但有橫向荷載作用時，=1.0。3、實腹式構(gòu)件在彎矩平面外的整體穩(wěn)定彎矩作用平面外的抗彎剛度通常較小，構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐可能發(fā)生彎扭屈曲（彎扭失穩(wěn)）構(gòu)件彎矩作用平面外的整體失穩(wěn)——彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；——均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，對閉口截面取1.0；——所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩；η——截面影響系數(shù)，閉口截面取0.7，其他截面取1.0；——等效彎矩系數(shù)，按下列規(guī)定采用：1）

在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，應根據(jù)兩相鄰支承點間構(gòu)件段內(nèi)的荷載和內(nèi)力情況確定：①所考慮構(gòu)件段無橫向荷載作用時M1和M2是在彎矩作用平面內(nèi)的端彎矩，使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率時取同號，反之取異號，且。②所考慮構(gòu)件段內(nèi)有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，＝1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時，＝0.85。③所考慮構(gòu)件段內(nèi)無端彎矩但有橫向荷載作用時＝1.0。2）彎矩作用平面外為懸臂的構(gòu)件＝1.0。4實腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定1.翼緣的局部穩(wěn)定對于壓彎構(gòu)件的翼緣，就是驗算其寬厚比限值。這里與梁的翼緣相同，要求受壓翼緣的自由外伸部分的寬厚比限值為對箱形截面構(gòu)件，受壓翼緣在兩腹板間的部分的寬厚比限值為2.腹板的局部穩(wěn)定壓彎構(gòu)件腹板的穩(wěn)定計算比較復雜。考慮塑性區(qū)的深度，規(guī)范規(guī)定的腹板計算高度與厚度之比的限值與彎矩作用平面內(nèi)的長細比有關(guān)，即（1）工字形截面當時，當時，

式中：——腹板計算高度邊緣的最大壓應力；——腹板計算高度另一邊緣相應的應力，應力以壓為正，拉應力為負；λ——構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細比，當λ<30時，取λ＝30；當λ>100時，取λ＝100。（2）箱形截面箱形截面腹板的不應大于由以上公式右側(cè)乘以0.8后的值，但不得小于。（3）T形截面彎矩使腹板自由邊受壓的壓彎構(gòu)件當時，當時，彎矩使腹板自由邊受拉的壓彎構(gòu)件熱軋剖分T型鋼，≤（15＋0.2λ）

焊接T型鋼，≤（13＋0.17λ）

當腹板的高厚比不符合上述要求時，可采用與軸心壓桿相同的解決方法。但在受壓較大翼緣與縱向加勁肋之間的腹板應按本節(jié)的要求。5實腹式壓彎構(gòu)件設計1、截面形式當承受的彎矩較小時其截面形式與一般的軸心受壓構(gòu)件相同。當承受的彎矩較大時，宜采用彎矩平面內(nèi)截面高度較大的雙軸或單軸對稱截面。2、截面選擇及驗算設計步驟1）計算構(gòu)件內(nèi)力設計值；2）選擇截面的形式；3）確定鋼材及強度設計值；4）確定彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計算長度；5）初選截面尺寸；6）進行驗算：強度驗算；整體穩(wěn)定驗算；局部穩(wěn)定驗算；剛度驗算。由于壓彎構(gòu)件的驗算式中所牽涉到的未知量較多，根據(jù)估計所初選出來的截面尺寸不一定合適，因而初選的截面尺寸往往需要進行多次調(diào)整。6壓彎構(gòu)件構(gòu)造要求1）腹板的局部穩(wěn)定性當腹板的高厚比不滿足要求時，可考慮腹板中間部分由于失穩(wěn)而退出工作，計算時腹板截面面積僅考慮兩側(cè)寬度各為的部分(計算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時仍用全截面)。也可在腹板中部設置縱向加勁肋，此時腹板的受壓較大翼緣與縱向加勁肋之間的高厚比應滿足要求。2）當腹板的時，為防止腹板在施工和運輸中發(fā)生變形，應設置間距不大于的橫向加勁肋。另外，設有縱向加勁肋的同時也應設置橫向加勁肋。加勁肋的截面選擇與梁中加勁肋截面的設計相同。

《鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝》教案單元4鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造單元4鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造1柱及主要節(jié)點的構(gòu)造1、綴條柱：剪力較大或?qū)挾容^大的格構(gòu)柱綴板柱：構(gòu)造簡單，常用于軸心受壓柱。2、橫向加勁肋、橫隔的設置橫向加勁肋的設置當設橫向加勁肋橫隔的設置為了增加其抗扭剛度和傳布集中力作用，在受有較大水平力處，以及運輸單元的端部，應設置橫隔，橫隔間距一般不大于柱截面較大寬度的9倍或8m。橫隔可用鋼板或交叉角鋼。3、梁與柱的連接（柱頭）梁與柱的鉸接連接：將梁設置于柱頂、將梁連接于柱側(cè)。梁與柱的剛接連接。4）柱腳的形式和構(gòu)造2梁與梁的連接構(gòu)造（1）梁的拼接梁的拼接有工廠拼接、工地拼接。1）工廠拼接：由于梁的長度、高度大于鋼材的尺寸，常需要先將腹板和翼緣用幾段鋼材拼接起來，然后再焊接成梁，這些工作在工廠進行，故稱為工廠拼接。拼接位置：腹板和翼緣的拼接位置最好錯開，同時要與加勁肋和次梁連接位置錯開，錯開距離不小于10tw，以便各種焊縫布置分散，減小焊接應力及變形。當采用三級焊縫時，應將拼接布置在梁彎矩較小的位置，或采用斜焊縫。當采用一、二級焊縫時，拼接可以設在梁的任何位置。2）工地拼接：跨度大的梁，由于受運輸和吊裝條件限制，需將梁分成幾段運至工地或吊至高空就位后再拼接起來，這種拼接在工地進行，因此稱為工地拼接。拼接位置：工地拼接位置一般布置在梁彎矩較小的地方，且常常將腹板和翼緣在同一截面斷開，以便于運輸和吊裝。拼接處一般采用對接焊縫，上、下翼緣做成向上的V形坡口，便于施焊。為了減小焊接應力，應將工廠施焊的翼緣焊縫端部留出500mm左右不焊，留待工地拼接時按圖中的施焊順序最后焊接。（a）翼緣和腹板在同一截面斷開（b）翼緣和腹板在拼接位置錯開工地拼接梁有時也可采用摩擦型高強螺栓作梁的拼接3）梁的拼接位置一般宜放在彎距較小處。（2）主次梁的連接1）簡支梁與主梁連接連接形式：疊接和側(cè)面連接。疊接時，次梁直接擱置在主梁上，用螺栓和焊縫固定，這種連接剛性較差。2）連續(xù)次梁與主梁連接連續(xù)次梁與主梁連接，主要是在次梁上翼緣設置連接蓋板，在次梁下面的肋板上也設有承托板，以便傳遞彎矩。為使施焊方便，蓋板的寬度應比次梁上翼緣稍窄，承托板的寬度應比下翼緣稍寬。側(cè)面連接是將次梁端部上翼緣切去，端部下翼緣則切去一邊，然后將次梁端部與主梁加勁肋用螺栓相連。3)梁的支座梁的荷載通過支座傳給下部支承結(jié)構(gòu)，如墩支座、鋼筋混凝土柱或鋼柱等。常用的墩支座或鋼筋混凝土支座有平板支座、弧形支座和滾軸支座三種形式。平板支座（b）弧形支座（c）滾軸支座

單元5鋼結(jié)構(gòu)識圖課題3鋼屋蓋施工圖識讀課題3鋼屋蓋施工圖識讀1鋼屋蓋的結(jié)構(gòu)組成與布置結(jié)構(gòu)組成鋼屋蓋結(jié)構(gòu)主要由屋面、屋架、天窗架、檁條、支撐等構(gòu)件組成。根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)布置情況的不同，可分為無檁體系屋蓋和有檁體系屋蓋。無檁體系屋蓋：屋面板常采用鋼筋混凝土大型屋面板。屋架間距為大型屋面板的跨度，一般為6m或6m的倍數(shù)，當柱距較大時，可在柱間設置托架或中間屋架。屋面一般采用卷材防水。應用：適用于較小屋面坡度，常用坡度為1:8～1:12。特點：無檁體系屋蓋屋面構(gòu)件的種類和數(shù)量少，構(gòu)造簡單，安裝方便，施工速度快，且屋蓋剛度大、整體性能好；但屋面自重大，常需增大屋架桿件和下部結(jié)構(gòu)的截面，對抗震不利。有檁體系屋蓋：屋面材料常用壓型鋼板、壓型鋁合金板、石棉瓦、瓦楞鐵皮等輕型材料。屋架的經(jīng)濟間距為4～6m。應用：一般適用于較陡的屋面坡度，以便排水，常用坡度為1:2～1:3。特點：重量輕、用料省、運輸安裝方便，但構(gòu)件數(shù)量多、構(gòu)造復雜、吊裝次數(shù)多、屋蓋整體剛度差。用量比實腹式梁有所減少，而剛度有所增加。桁架的桿件和節(jié)點較多，構(gòu)造較復雜，制造較為費工。如：屋架、托架、吊車桁架。支撐布置布置支撐的目的：保證整個屋蓋的空間幾何不變性，從而阻止屋架上、下弦側(cè)移，大大減小其自由長度，提高屋架弦桿的承載力。同時，可保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定和方便。支撐系統(tǒng)的組成：主要由上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿組成。2鋼屋架的形式屋架起拱：對跨度l≥15m的三角形屋架和跨度l≥24m的梯形、平行弦屋架，當下弦無向上曲折時，宜采用起拱來抵消屋架受荷后產(chǎn)生的部分撓度。起拱高度一般為其跨度的1/500左右。3鋼屋架節(jié)點構(gòu)造4鋼屋架施工圖屋架施工圖是表示鋼屋架的形式、大小、型鋼的規(guī)格、桿件的組合和連接情況的圖形，其主要內(nèi)容包括屋架簡圖、屋架詳圖（包括屋架的立面圖，上、下弦平面圖，必要的截面圖及節(jié)點詳圖、桿件詳圖、連接板詳圖、預埋件詳圖）、鋼材用量表和必要的文字說明等。屋架簡圖也叫屋架桿件的幾何尺寸圖，通常放在圖紙的左上角，有時也放在右上角。通常用較小的比例，一般用1∶100～1∶200繪出，并用細實線表示。其作用是用以表達屋架的結(jié)構(gòu)形式（本例為三角形芬克式屋架）及桿件的幾何中心長度（在該圖的左半跨已注明）、屋架跨度及屋脊的高度（本例屋架跨度l=13.06m，屋脊高度h=2.6m）。另外，在簡圖的右半跨還應注明每個桿件所受的最大軸力（本例未注明）。屋架詳圖它是屋架施工圖的核心，用以表達桿件的截面形式、相對位置、長度，節(jié)點處的連接情況（節(jié)點板的形狀、尺寸、位置、數(shù)量，與桿件的連接焊縫尺寸，拼接角鋼的形狀、大小），其他構(gòu)造連接（螺栓孔的位置及大?。┑龋沁M行施工放線的依據(jù)。屋架詳圖包括如下幾個部分：（1）屋架正立面圖它又是屋架詳圖的核心部分。為避免圖幅過大，通常用兩種比例畫出。先用1∶20～1∶30的比例繪出屋架的幾何尺寸，即繪出桿件的軸線（用點劃線表示）。再用大一倍的比例(1∶10～1∶15)根據(jù)所選桿件的截面，在每一桿件的軸線位置處繪出桿件的截面寬度，盡量使角鋼的形心軸與桿件的軸線重合，當不能重合時，允許桿件的幾何軸線到肢背距離取5mm的倍數(shù)，在節(jié)點連接處尺寸的比例同桿件的截面比例（1∶10～1∶15）。（2）上下弦平面圖及側(cè)立面圖對構(gòu)造復雜的上、下弦桿，還應補充畫出上、下弦平面圖，要把屋架與支撐連接的螺栓孔位置標注清楚。一般對于連支撐和不連支撐的屋架可用同一施工圖表示，只須在圖中注明哪些編號的屋架有此螺栓孔或無螺栓孔即可。若有中央豎桿及垂直支撐，還應畫側(cè)立面圖。（3）截面圖及節(jié)點詳圖、桿件詳圖、連接板詳圖、預埋件詳圖、剖面圖及其他詳圖。鋼材用量表和必要的文字說明鋼材用量表不但用于備料，計算用鋼指標，為吊裝選擇起重機械提供依據(jù)，而且可以簡化屋架詳圖的圖面內(nèi)容，因為一般板件的厚度、角鋼的規(guī)格可以直接由材料表給出。施工圖的文字說明應包括所選用鋼材的種類、焊條型號、焊接的方法及對焊縫質(zhì)量的要求、屋架的防腐做法以及圖中沒有表達或表達不清楚的其他內(nèi)容。

單元5鋼結(jié)構(gòu)識圖課題4單層門式剛架施工圖識讀單元5鋼結(jié)構(gòu)識圖課題4單層門式剛架施工圖識讀1特點及適用范圍1.剛架特點·采用輕型屋面，不僅可減小梁柱截面尺寸，基礎也相應減??；·在多跨建筑中可做成一個屋脊的大雙坡屋面，為長坡面排水創(chuàng)造了條件。設中間柱可減小橫梁的跨度，從而降低造價。中間柱采用鋼管制作的上下鉸接搖擺柱，占空間小；·剛架的側(cè)向剛度籍檁條的隅撐保證，省去縱向剛性構(gòu)件，并減小翼緣寬度；·剛架可采用變截面，截面與彎矩成正比；變截面時，根據(jù)需要可改變腹板的高度和厚度及翼緣寬度，做到材盡其用；·剛架腹板可按有效寬度設計，即允許部分腹板失穩(wěn)，并可利用屈曲后強度?！ぶ慰勺龅妮^輕便，將其直接或用水平節(jié)點板連接在腹板上，可采用張緊的圓鋼；·結(jié)構(gòu)構(gòu)件可全部在工廠制作，工業(yè)化程度高。2.適用范圍跨度為9～36m，柱距為6m，柱高為4.5～2組成主結(jié)構(gòu)——剛架,吊車梁;

次結(jié)構(gòu)——檁條，墻架柱(及抗風柱)，墻梁;

支撐結(jié)構(gòu)——屋蓋支撐,柱間支撐，系桿;

圍護結(jié)構(gòu)——屋面(屋面板，采光板等)，墻面(墻板，門，窗).3結(jié)構(gòu)形式和布置1.結(jié)構(gòu)形式按構(gòu)件體系分：實腹式與格構(gòu)式；實腹式剛架截面一般為工字形，格構(gòu)式剛架截面為矩形或三角形。按截面形式分：等截面和變截面；變截面可適應彎矩變化，節(jié)約材料，但構(gòu)造連接及加工制造比等截面復雜，故當剛架跨度較大或房屋較高時才設計成變截面。變截面剛架采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力；等截面采用塑性分析方法；按結(jié)構(gòu)選材分：普通型鋼、薄壁型鋼和鋼管；按跨數(shù)分：單跨、雙跨、多跨剛架以及帶挑檐和帶毗屋的。2.結(jié)構(gòu)平面布置縱向溫度區(qū)段不大于300m，橫向溫度區(qū)段不大于150m；局部出掉中柱時，可布置托架；山墻處可設置由斜梁、抗風柱和墻架組成的山墻墻架，或直接采用門式剛架。橫梁跨度一般采用6m。當廠房柱距為12m時，宜設置中間墻架柱以支撐橫梁；當柱距大于12m時或房屋較高時可設抗風桁架支撐中間墻架柱。橫梁間距取決于墻面材料的尺寸和強度。為減少橫梁豎向計算跨度和增強其穩(wěn)定性，宜在橫梁間設置拉條。4節(jié)點構(gòu)造輕型門式剛架結(jié)構(gòu)中節(jié)點包括梁與柱連接節(jié)點、梁與梁拼接節(jié)點和柱腳節(jié)點。剛架梁、柱連接節(jié)點及梁拼接節(jié)點門式剛架斜梁與柱的連接形式有端板豎放、端板斜放和端板平放三種。斜梁拼接時宜使端板與構(gòu)件外邊緣垂直。柱腳節(jié)點剛接當有橋式吊車或剛架側(cè)向剛度過弱時鉸接一般情況隅撐當實腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置隅撐(山墻處剛架僅布置在一側(cè))作、為斜梁的側(cè)向支承，隅撐的另一端連接在檁條上。

單元5鋼結(jié)構(gòu)識圖課