【正文】 性破壞。當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用不銹鋼時(shí)，也可用該式計(jì)算抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(抗力分項(xiàng)系數(shù)γR＝)。另外還有規(guī)范沒正式列入的Q29Q460。(4) 寶鋼集團(tuán)新開發(fā)的耐火耐候鋼，其耐候性為普通鋼的2～8倍，其耐火性能為600℃時(shí)，鋼材的屈服點(diǎn)降低幅度不超過30%，而價(jià)格只比普通鋼貴10%。2) 荷載特征 結(jié)構(gòu)所受荷載可為靜力或動力的；經(jīng)常作用、有時(shí)作用或偶然出現(xiàn)(如地震)的；經(jīng)常滿載或不經(jīng)常滿載的等。靜定結(jié)構(gòu)沒有內(nèi)力重分布，應(yīng)選用較好的鋼材，而超靜定結(jié)構(gòu)可以利用塑性內(nèi)力重分布，可選用一般質(zhì)量鋼材。5) 連接方法 鋼結(jié)構(gòu)連接可為焊接或非焊接(螺栓或鉚釘)。因此，構(gòu)件厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用質(zhì)量好的鋼材?！〔粦?yīng)采用Q235沸騰鋼的承重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；2) 167?！π枰?yàn)算疲勞的焊接和非焊接結(jié)構(gòu)分別提出了對韌性的要求。鋼結(jié)構(gòu)中主要用熱軋厚鋼板。2. 熱軋型鋼常用熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼等。(2) 工字鋼和H型鋼分普通、輕型和寬翼緣工字鋼三種，其中寬翼緣工字鋼常稱H型鋼。我國生產(chǎn)的普通工字鋼規(guī)格有I10～63a；20或32號以上時(shí)同一型號中又分為a、b上或a、b、c規(guī)格，其中每級的腹板和相應(yīng)翼緣寬度遞增2mm。我國 H型鋼分寬翼緣H型鋼(HW)、中翼緣H型鋼(HM)和窄翼緣H型鋼(HN)，還有H型鋼樁(HP)。焊接鋼管由鋼帶彎曲焊成，價(jià)格相對較低。冷彎薄壁型鋼的截面型式和尺寸可按工程要求合理設(shè)計(jì)；與相同截面積的熱軋型鋼相比，其截面輪廓尺寸相對較大而壁較薄，使截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑較大，因而受力性能較好并節(jié)省鋼材。6. 壓型鋼板由熱軋薄鋼板經(jīng)冷壓或冷軋成型，具有較大寬度，其曲折外形大大增加了鋼板在其平面外的慣性矩、剛度和抗彎能力，應(yīng)用日漸廣泛。壓型鋼板通?？蓧夯蜍埑蒝形、肋形、加勁的肋形、波形或其它需要的外形。對設(shè)計(jì)使用年限為25 年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在一般情況下，本規(guī)范中的輕級工作制相當(dāng)于Al～A3 級；中級工作制相當(dāng)于A4～A5級；重級工作制相當(dāng)于A6～A8級，其中A8屬于特重級。 結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型和基本假定應(yīng)盡量與構(gòu)件連接的實(shí)際性能相符合。167。但該條實(shí)行起來比較困難，國家鳥巢體育館就已經(jīng)做了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)性能試驗(yàn)。說明：l 當(dāng)按公式()計(jì)算的α2i＞ 時(shí)，即，說明框架側(cè)向剛度太小，二階效應(yīng)太大，宜增大框架結(jié)構(gòu)的剛度。～167。規(guī)定鋼板的最小厚度為4mm(原規(guī)定5mm)，鋼管的最小厚度為3mm，角鋼兩邊之和不宜小于90mm，最小厚度為4mm(焊接結(jié)構(gòu))和5mm(螺栓連接)。第3節(jié) 鋼材的疲勞和疲勞計(jì)算 影響鋼材的疲勞強(qiáng)度的主要因素鋼材在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下裂紋生成、擴(kuò)展以致斷裂破壞的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。當(dāng)n趨于很大時(shí)，σmax趨于常數(shù)，表示應(yīng)力循環(huán)無窮多次試件不致發(fā)生疲勞破壞的循環(huán)應(yīng)力σmax的極限值，稱為鋼材的疲勞強(qiáng)度極限或耐久疲勞強(qiáng)度。因此，結(jié)構(gòu)承受荷載時(shí)，截面上實(shí)際應(yīng)力將是荷載引起的應(yīng)力與其殘余應(yīng)力的疊加。 疲勞計(jì)算1. 常幅循環(huán)應(yīng)力Δσ ≤[Δσ]焊接部位為應(yīng)力幅　Δσ =σmax－σmin非焊接部位為折算應(yīng)力幅　Δσ =σmax－　　C和n與構(gòu)件和連接的連接類別有關(guān)，根據(jù)規(guī)范附錄E確定，說明：① Δσ是廣義應(yīng)力幅，不僅代表正應(yīng)力幅，還代表剪應(yīng)力幅，具體根據(jù)計(jì)算部位確定是正應(yīng)力還是剪應(yīng)力。③ 根據(jù)167。⑥ 根據(jù)167。實(shí)際上，由于ni較難確定，故難以用()計(jì)算Dse，實(shí)際工程設(shè)計(jì)一般采用下列近似方法計(jì)算?！?67。第4節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接 常用連接方法及其優(yōu)缺點(diǎn)1. 焊接：對接焊縫、角焊縫優(yōu)點(diǎn)：(1) 不需要打孔，省工省時(shí)，不削弱構(gòu)件截面；　　　(2) 構(gòu)造簡單，適應(yīng)性強(qiáng)；(對接焊縫傳力平順，動力性能好，但施工較煩)　　　(3) 密封性好，剛度大。受剪連接：摩擦型連接，受力性能好，變形小，剛度大，動力性能好；　　　　　承壓型連接，承載力高，但變形大。)。2. 計(jì)算167。焊縫質(zhì)量要求：167。 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算1. 構(gòu)造(1) 角焊縫兩焊腳邊的夾角(167。的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。2) 最大焊腳尺寸hfmax=板件(厚度為t)邊緣的角焊縫最大焊腳尺寸，尚應(yīng)符合下列要求： 3) 側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的最小計(jì)算長度lwmin= 8hf ≥ 40mm。)5) 角焊縫的兩焊腳尺寸一般為相等。2. 計(jì)算(1) 角焊縫的基本計(jì)算公式(167。(2) σf和τf計(jì)算1) 承受形心力作用(相對焊縫而言，構(gòu)件是軸力或剪力) 式中 he——角焊縫的計(jì)算厚度，對直角角焊縫he=，hf為焊腳尺寸；lw——角焊縫的計(jì)算長度，對每條焊縫取其實(shí)際長度減去2hf；鋼管構(gòu)件承受軸力，端焊縫按上式計(jì)算，而雙角鋼承受軸力則較復(fù)雜，具體計(jì)算如下 。 進(jìn)十法精確到10mm。2) 承受扭矩T和形心力N(橫向)、V(豎向)所謂扭矩是指其平面與計(jì)算平面平行的力矩。2) 單個(gè)螺栓受剪承載力螺栓桿被剪斷的承載力設(shè)計(jì)值 螺栓孔承壓破壞的承載力設(shè)計(jì)值 實(shí)際計(jì)算以兩者中的較小者控制： 當(dāng)連接一側(cè)兩端排螺栓的距離l0較大時(shí)，與側(cè)面角焊縫的應(yīng)力分布相類似，也是兩頭大中間小，所以也應(yīng)該進(jìn)行折減：當(dāng) 15d0＜l0 ≤60d0時(shí)，折減系數(shù)當(dāng) l0＞60d0時(shí)，折減系數(shù) 3) 螺栓群受剪計(jì)算① 承受形心力N 一般求所需要的螺栓數(shù)： 再按排列構(gòu)造要求布置螺栓。常用的計(jì)算方法是假定受壓一側(cè)最外排螺栓軸線為中和軸，忽略端板與柱翼緣之間存在的壓力影響，對中和軸取矩，按下式計(jì)算抗拉強(qiáng)度： 高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算1. 構(gòu)造直徑： MM2M2M30螺栓孔： MM24 d0=d+M2M30 d0=d+2mm性能等級：、：材料為435鋼，外形一般為大六角頭；：材料為20MnTiB，外形為扭剪型；40B、35VB外形為大六角頭；排列考慮構(gòu)造要求、受力要求和施工要求，與普通螺栓相同。說明：承壓型連接當(dāng)只承受拉力時(shí)，可不建立預(yù)拉力。如果連接件被拉開，當(dāng)然沒有任何摩擦力，也就不再是摩擦型連接了。② 單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值螺栓桿被剪斷的承載力設(shè)計(jì)值 若在有螺紋處受剪螺栓孔承壓破壞的承載力設(shè)計(jì)值 實(shí)際計(jì)算以兩者中的較小者控制：當(dāng)連接一側(cè)兩端排螺栓的距離l0較大時(shí)，承載力設(shè)計(jì)值也應(yīng)該進(jìn)行折減：當(dāng) 15d0＜l0≤60d0時(shí)，折減系數(shù)當(dāng) l0＞60d0時(shí)，折減系數(shù) ③ 螺栓群受剪計(jì)算ⅰ承受形心力 一般求所需要的螺栓數(shù)： 再按排列構(gòu)造要求布置螺栓。③) 螺栓群受拉計(jì)算ⅰ 承受形心力 一般求所需要的螺栓數(shù)： 再按排列構(gòu)造要求布置螺栓。 3) 同時(shí)受拉和受剪連接　　　　　　　　　　Nv的計(jì)算與上述同，Nt的計(jì)算與上述施加預(yù)拉力的相同。2 當(dāng)采用搭接或拼接板的單面連接傳遞軸心力，因偏心引起連接部位發(fā)生彎曲時(shí)，螺栓(摩擦型連接的高強(qiáng)度螺栓除外)數(shù)目應(yīng)按計(jì)算增加10%。對樓蓋梁，一般采用鋼與混凝土組合梁，比較經(jīng)濟(jì)，施工速度也比較快。1．抗彎在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹構(gòu)件()，其強(qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算： 式中 Mx、My——同一截面處繞x軸和y軸的彎矩(對工字形截面：x軸為強(qiáng)軸，y軸為弱軸)； Wnx、Wny——對x軸和y軸的凈截面模量(現(xiàn)材料力學(xué)稱為彎曲截面系數(shù))；γx、γy——截面塑性發(fā)展系數(shù)；對工字形截面gx =， gy =；一般可按下列規(guī)則確定：① 截面在計(jì)算一側(cè)有平行于中和軸的板件時(shí)，g =；② 截面在計(jì)算一側(cè)無平行于中和軸的板件時(shí)，g =；③ 鋼管截面對任意中和軸，g =；④ 構(gòu)格式構(gòu)件截面繞虛軸彎曲，g =；繞實(shí)軸彎曲時(shí)按①②③實(shí)腹式采用。受拉翼緣不受此限制。)，其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 V——計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力；S——計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩；I——毛截面慣性矩；tw——腹板厚度；fv——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。在梁的支座處，當(dāng)不設(shè)置支承加勁肋時(shí)，也應(yīng)計(jì)算腹板計(jì)算高度下邊緣的局部壓應(yīng)力，支座集中反力的假定分布長度，應(yīng)根據(jù)支座具體尺寸參照公式計(jì)算。4. 折算應(yīng)力在梁的腹板計(jì)算高度邊緣處，若同時(shí)受有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力(如連續(xù)梁中部支座處或梁的翼緣截面改變處等)時(shí)，其折算應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 s、t、sc——腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力t和sc 應(yīng)按( )和公式()計(jì)算，σ應(yīng)按下式計(jì)算： s和sc以拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值；In——梁凈截面慣性矩；y1——所計(jì)算點(diǎn)至梁中和軸的距離；b1——計(jì)算折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，強(qiáng)度計(jì)算說明：① 抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度必須計(jì)算，局部承壓強(qiáng)度一般只對吊車梁需要計(jì)算，折算應(yīng)力強(qiáng)度僅當(dāng)在同一截面除s外，t和sc中的一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)達(dá)到較大時(shí)才需要計(jì)算。原因是只有抗剪計(jì)算公式中分子和分母中都有截面幾何量，采用毛截面計(jì)算，幾何量的比值與采用凈截面相差很小，但可以簡化計(jì)算。)計(jì)算。這時(shí)已經(jīng)不會出現(xiàn)整體失穩(wěn)。說明：對跨中無側(cè)向支承點(diǎn)的梁，l1為其跨度；對跨中有側(cè)向支承點(diǎn)的梁，l1為受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離(梁的支座處視為有側(cè)向支承167。2．穩(wěn)定計(jì)算 ()式中 Mx——繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩；jb——梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，應(yīng)按附錄B確定。② 應(yīng)盡量按(2)計(jì)算，比較方便。加強(qiáng)受壓翼緣時(shí)，可提高梁的整體穩(wěn)定性，加強(qiáng)受拉翼緣時(shí)，郊果不明顯。ⅲ 梁的支座約束和側(cè)向支撐間距。如果利用l1/b1≤[l1/b1]計(jì)算，是因?yàn)槭軌阂砭壸杂砷L寬比是根據(jù)鋼梁的受彎強(qiáng)度充分利用推導(dǎo)(即臨界應(yīng)力等于鋼材屈服點(diǎn))出來的，如果Q345鋼材的應(yīng)力只利用到Q235鋼材的水平，則 [l1/b1]完全可以取Q235鋼材的相應(yīng)值。 腹板承受靜力荷載和間接承受動力荷載的組合梁宜考慮腹板屈曲后強(qiáng)度；而直接承受動力荷載的吊車梁及類似構(gòu)件或其他不考慮屈曲后強(qiáng)度的組合梁，則應(yīng)按規(guī)定配置加勁肋。2. 當(dāng)時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋。此處h0為腹板的計(jì)算高度(對單軸對稱梁，當(dāng)確定是否要配置縱向加勁肋時(shí)，h0應(yīng)取腹板受壓區(qū)高度hc的2倍)， tw為腹板的厚度。③ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束，該翼緣對腹板的約束接近固定；受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束，該翼緣對腹板的約束接近簡支，故腹板的局部穩(wěn)定性也不同。輕、。當(dāng)a/h0≤ ()當(dāng)a/h0＞ ()3) sc,cr按下列公式計(jì)算： 當(dāng)lc≤sc,cr =f ()＜lc ≤sc,cr=[1－(lc－)]f ()當(dāng)lc＞ ()式中 lc——用于腹板受局部壓力計(jì)算時(shí)的通用高厚比。一般取與需要計(jì)算折算應(yīng)力強(qiáng)度相同的截面所在腹板區(qū)格計(jì)算，因局部壓應(yīng)力在全梁每個(gè)截面都相同。④ 當(dāng)計(jì)算橫向加勁肋的間距a = amin，( )還不成立，說明腹板太薄，設(shè)置過密的橫向加勁肋還不如加厚腹板更加經(jīng)濟(jì)。)(1) 受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格(Ⅰ) ()式中 s cr1， tcr1， sc,cr1分別按下列方法計(jì)算：l) s cr1按公式()計(jì)算，但式中l(wèi)b的改用下列l(wèi)b1代替。3) sc,cr1按公式()計(jì)算，但式中的lb改用下列l(wèi)c1代替。(2) 受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格(Ⅱ) ()式中 s2——所計(jì)算區(qū)格內(nèi)由平均彎矩產(chǎn)生的腹板在縱向加勁肋處的彎曲壓應(yīng)力；sc2——腹板在縱向加勁肋處的橫向壓應(yīng)力。說明：① 這時(shí)可以將橫向加勁肋看成上翼緣組成的一個(gè)工字鋼。該式中的scr1仍按2.( 167。4．加勁肋設(shè)計(jì)要求(167。在腹板兩側(cè)成對配置的鋼板橫向加勁肋，其截面尺寸應(yīng)符合下列公式要求：外伸寬度： (mm) ()厚度： ()在腹板一側(cè)配置的鋼板橫向加勁肋，其外伸寬度應(yīng)大于按公式() 倍，厚度不應(yīng)小于其外伸寬度的1/15。② 在腹板兩側(cè)成對配置的加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按梁腹板中心線為軸線進(jìn)行計(jì)算。此受壓構(gòu)件的截面應(yīng)包括加勁肋和加勁肋每側(cè)范圍內(nèi)的腹板面積，計(jì)算長度取h0。二．考慮腹板屈曲后強(qiáng)度計(jì)算1. 腹板僅配置支承加勁肋(或尚有中間橫向加勁肋) () ()式中 M 、V——梁的同一截面上同時(shí)產(chǎn)生的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值；計(jì)算時(shí)，當(dāng)V ，取V= Vu；當(dāng)M Mf，取M = Mf ； Mf——梁兩翼緣所承擔(dān)的彎矩設(shè)計(jì)值；Af1，h1——較大翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離；Af2，h2——較小翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離；Meu，Vu——梁抗彎和抗剪承載力設(shè)計(jì)值