【正文】 在孔前傳力，因此應(yīng)單獨(dú)考慮其截面內(nèi)力。2) 軸心受力，保向力。解方程可得軸心受壓構(gòu)件的約束扭矩臨界值。其中初彎曲、初偏心及殘余應(yīng)力的影響為不利影響，而邊界條件的影響往往是有利的（懸臂桿除外）。并且1．壓力一開始就產(chǎn)生撓曲，并隨荷載增大而增大。根據(jù)以上分析，真正的軸心壓桿是不存在的，現(xiàn)行規(guī)范GB50017－2003規(guī)定：1．考慮的初彎曲（初撓度）。對(duì)于1，2兩種情況，計(jì)算框圖如下：情況1情況2，計(jì)算，≤ 類別a，b，c，d 根據(jù)邊界條件確定對(duì)于第3種情況，計(jì)算框圖如下：調(diào)整截面是是否否 類別a，b，c，d ，計(jì)算，≤≤停止根據(jù)邊界條件確定設(shè)查初選截面≥五. 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比1．截面為雙軸對(duì)稱或極對(duì)稱的構(gòu)件 為了避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)屈曲，對(duì)雙軸對(duì)稱十字形截面構(gòu)件，或取值不得小于（其中b/t為懸伸板件寬厚比）。規(guī)范GB50017規(guī)定：計(jì)算穩(wěn)定時(shí)，等邊角鋼取=，；短邊相連的不等邊角鋼取=，；式中，計(jì)算長(zhǎng)度取節(jié)點(diǎn)中心距離，為角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，當(dāng)＜20時(shí)，取=20。則兩肢綴條柱的換算長(zhǎng)細(xì)比簡(jiǎn)化為：當(dāng)≤時(shí)，單肢不失穩(wěn)，不必驗(yàn)算單肢，否則應(yīng)驗(yàn)算單肢穩(wěn)定：；≤二．綴板式柱通常綴板式柱的剛度比綴條式大得多，忽略綴板變形，假定剪力平均分配給兩個(gè)柱肢，當(dāng)V＝1時(shí)，柱肢的單位剪切角就是柱肢的撓度。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定一．薄板穩(wěn)定的基本概念和理論各種組合截面如工字形、槽形等截面，其薄板的厚度與其它兩個(gè)方向的尺寸相比很小，當(dāng)受壓力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鼓曲，進(jìn)而退出工作，降低整個(gè)構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。b ——受壓邊的長(zhǎng)度，受剪時(shí)為短邊長(zhǎng)度。這時(shí)，腹板的邊界條件屬于三邊簡(jiǎn)支，一邊自由，由箱形截面翼緣外伸段的公式應(yīng)取為15，這里取20，主要考慮到翼緣對(duì)腹板的嵌固作用。一. 柱頭1．實(shí)腹式柱頭傳力路線：梁焊縫突緣擠壓墊板承壓柱頂板焊縫?加勁肋焊縫?柱身有時(shí)，當(dāng)荷載較大時(shí)，加勁肋高度將很大，顯然構(gòu)造不合理，這時(shí)，可將腹板切開一個(gè)缺口，將兩邊的加勁肋連為一體，這時(shí)，四條焊縫就都只承受N/4力并均勻受剪，但要求≤（側(cè)焊縫最大焊縫長(zhǎng)度）2．格構(gòu)式柱頭傳力路線：梁焊縫墊板擠壓墊板承壓柱頂板焊縫1加勁肋焊縫2綴板焊縫3柱肢綴板與加勁肋受力形式相同。底板的厚度確定取決于受力大小，可將其分為不同受力區(qū)域：四邊支承、三邊支承和一邊支承（懸臂板）。2．靴梁的驗(yàn)算按雙懸臂外伸梁受均布反力作用。格構(gòu)式梁——桁架摟蓋梁平臺(tái)梁按功能分： 吊車梁檁條墻架梁等按制作方法分：型鋼梁、組合（截面）梁抗彎抗剪局部承壓疲勞167?！摬牡目箟簭?qiáng)度設(shè)計(jì)值。如：手動(dòng)吊車梁：輕級(jí)、中級(jí)工作制（Q50噸）：重級(jí)、中級(jí)工作制（Q50噸）：規(guī)范在樓（屋）蓋梁或桁架和平臺(tái)梁中分別規(guī)定了和兩種撓度容許值。經(jīng)濟(jì)高度可采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：──系數(shù)。 梁的整體穩(wěn)定一．預(yù)備知識(shí)1．截面的剪切中心2．自由扭轉(zhuǎn)——材料剪切模量——扭轉(zhuǎn)常數(shù)，也稱為抗扭慣性矩。4. 臨界彎矩：在梁上任意截取截面11，變形后11截面沿x,y軸的位移為u,v，截面扭轉(zhuǎn)角為j。5. 影響因素1) 荷載種類2) 荷載作用位置3) 側(cè)向抗彎剛度4) 抗扭剛度5) 梁的夾支跨度l（或側(cè)向支承點(diǎn)間距）6) 梁的支承情況6. 提高梁整體穩(wěn)定性的措施1) 提高側(cè)向抗彎剛度。將其代入式j(luò)得：（l）要使上式對(duì)任意z值都成立，必須方括號(hào)中的數(shù)值為零，即：（m）上式中的M即為雙軸對(duì)稱工字型截面梁整體失穩(wěn)時(shí)的臨界彎矩Mcr，解之得：（n）進(jìn)一步得：（o）式中：k為梁的彎扭屈曲系數(shù)，對(duì)于雙軸對(duì)稱工字型截面,故（p）其中（q）從k的表達(dá)式可以看出，其與梁的側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度、梁的夾支跨度l（有側(cè)向支承時(shí)l應(yīng)取為側(cè)向支承點(diǎn)間距）及梁高有關(guān)。如圖：2. 梁失穩(wěn)的現(xiàn)象：側(cè)向彎曲，伴隨扭轉(zhuǎn)——出平面彎扭屈曲。考慮鋼板規(guī)格即可確定翼緣尺寸。 梁的截面選擇一．型鋼梁截面選擇——查表選截面為了節(jié)省鋼材，應(yīng)避免在彎矩較大的部位開栓釘孔。 梁的剛度計(jì)算——第二極限狀態(tài)——梁的最大撓度，按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，因?yàn)橄鄬?duì)于強(qiáng)度而言，剛度的重要程度差些?！苁街校骸泻奢d，對(duì)動(dòng)力荷載應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)。第五章 梁167?！萑?0～40mm，且≥14mm顯然，最合理的辦法是使接近最經(jīng)濟(jì)，這可以通過加橫隔的辦法來實(shí)現(xiàn)。1．底板≥——混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度——槽鋼高度——靴梁厚度10～14mm——懸臂寬度，=3～4倍螺栓直徑。原則是：傳力明確、過程簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，并且具有足夠的剛度而構(gòu)造又不復(fù)雜。令，對(duì)Q235(A3鋼)，可得：,取≤在一些截面高度較大的截面中，由于大，即使采用等穩(wěn)定條件所取的厚度也嫌太厚，不經(jīng)濟(jì)。從中可以看出，減小板的長(zhǎng)度并不能提高板的穩(wěn)定臨界力，但減小板寬卻可以大大提高板件臨界力。為避免格構(gòu)式柱在運(yùn)輸和安裝過程中變形，沿柱身每隔8m設(shè)橫隔一道或在截面較大寬度的九倍長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)橫隔，且每個(gè)運(yùn)輸單元橫隔不少于兩個(gè)。的大小取決于剪切角的大小，不同的體系剪切剛度不同，亦不同，通常有兩種體系，即綴條式和綴板式體系。當(dāng)計(jì)算等邊單角鋼構(gòu)件繞平行軸穩(wěn)定時(shí)，可用下式計(jì)算其換算長(zhǎng)細(xì)比，并按b類截面確定值：當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) 式中無任何對(duì)稱軸且又非極對(duì)稱的截面(單面連接的不等邊單角鋼除外)不宜用作軸心受壓構(gòu)件。2．已知截面求承載力。對(duì)xx軸失穩(wěn)：對(duì)yy軸失穩(wěn)：同理，對(duì)于另一種殘余應(yīng)力分布情況，對(duì)yy軸：對(duì)xx軸：由上可見，殘余應(yīng)力的存在，都不同程度地影響了軸心壓桿的穩(wěn)定承載力，不同的殘余應(yīng)力分布，對(duì)承載力影響程度不同，既使同一應(yīng)力分布，對(duì)不同的軸影響也不同。二．荷載初偏心的影響由于制造、安裝誤差的存在，壓桿也一定存在不同程度的初偏心。 實(shí)腹式軸心壓桿的整體穩(wěn)定前面介紹的是理想壓桿的臨界力，實(shí)際構(gòu)件中與理想狀態(tài)有很大的差別。二．扭轉(zhuǎn)屈曲選擇縱向纖維為考察對(duì)象纖維受到的軸心壓力為：纖維傾側(cè)產(chǎn)生橫向力為： 截面扭矩為：其中：為極回轉(zhuǎn)半徑。即彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。五．軸心受力構(gòu)件的截面形式1. 實(shí)腹式構(gòu)件：熱軋型鋼截面，實(shí)腹式組合截面2. 格構(gòu)式構(gòu)件3. 冷彎型鋼截面除有孔洞削弱的桿件外，軸壓構(gòu)件主要由穩(wěn)定控制，因此應(yīng)盡量使截面開展，增大。二．軸心受力構(gòu)件應(yīng)滿足兩個(gè)極限狀態(tài)：1. 第一極限狀態(tài)包括∶強(qiáng)度、穩(wěn)定。因此，我國(guó)《規(guī)范》規(guī)定，在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，由于高強(qiáng)度螺栓連接受拉時(shí)的疲勞強(qiáng)度較低。二． 螺栓（鉚釘）的排列和構(gòu)造要求1．受力要求：如邊距≥2等；2．構(gòu)造要求：間距不能太大，避免壓不緊潮氣進(jìn)入——腐蝕；3．施工要求：螺栓間距不能太近，滿足凈空要求，便于安裝?！埽?）螺栓群受彎計(jì)算基本假定：1）在彎矩作用下，板件繞最邊緣的螺栓旋轉(zhuǎn)；2）每個(gè)螺栓受力大小與其到旋轉(zhuǎn)中心的距離成正比。（3）針對(duì)如上情況，應(yīng)避免所有破壞的可能性1）栓（釘）桿長(zhǎng)度（）≤——防止受彎破壞；2）≥，栓距≥——避免拉豁；3）通過計(jì)算保證螺栓（鉚釘）抗剪；4）通過計(jì)算保證螺栓（鉚釘）抗擠壓；5）通過計(jì)算保證被連接構(gòu)件具有足夠的拉壓強(qiáng)度。5．加劇低溫冷脆材料在低溫下呈脆性，焊接殘余應(yīng)力的同號(hào)拉力場(chǎng)會(huì)阻礙材料塑性的發(fā)展，加重了脆性因素。 焊接殘余應(yīng)力和殘余變形熱變形和熱應(yīng)力——焊接構(gòu)件在施焊過程中，由于受到不均勻的電弧高溫作用，在焊件中將產(chǎn)生變形和應(yīng)力（有約束）?；騛＜60176。這種焊縫往往用于料倉壁板、管形構(gòu)件等的端部T形接頭連接中。要求： 和 當(dāng)b不滿足上述要求時(shí)，應(yīng)加焊正面焊縫將兩板貼合。D、 不要求焊透的T形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對(duì)接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的角焊縫，其質(zhì)量等級(jí)為：① 對(duì)直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)和吊車起重量等于或大于50t的中級(jí)工作制吊車梁，焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合二級(jí)；② 對(duì)其他結(jié)構(gòu)，焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可為三級(jí)。 焊縫及其連接形式一． 焊縫的形式1．對(duì)接連接的形式 按焊縫與受力方向間的關(guān)系可分為直焊縫和斜焊縫為了保證焊接質(zhì)量，根據(jù)被連接板的厚度，坡口型式可分為I型（垂直坡口），V型，單面V型，U型，單面U型，X型，K型?！獻(xiàn)I類孔：達(dá)不到I類孔要求的，為II類孔。優(yōu)點(diǎn)：焊接速度快，焊接質(zhì)量好。（2）自動(dòng)（半自動(dòng)）埋弧焊優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，焊接速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好，焊縫內(nèi)部缺陷少缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限等。 連接的種類和特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件是由型鋼、鋼板等通過連接構(gòu)成的，各構(gòu)件再通過安裝連接架構(gòu)成整個(gè)結(jié)構(gòu)。如：35Mn——%的較高錳含量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼4． 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)由含碳量的萬分量的兩位數(shù)、主要合金元素符號(hào)及含量的百分量的一位數(shù)組成。二． 常用結(jié)構(gòu)鋼種 普通碳素鋼 Q235(A3鋼) 普通低合金鋼 Q345(16Mn，16Mnq) Q390 (15MnV，15MnVq) Q420三． 鋼材編號(hào)1． 碳素鋼4個(gè)牌號(hào)——Q195，Q215，Q235，Q275牌號(hào)格式：Q質(zhì)量等級(jí)（A～D）和脫氧程度（F,b,Z,TZ）Q是“屈”字漢語拼音的首位字母，— 屈服點(diǎn)值根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和沖擊韌性不同化分為A、B、C、D共4個(gè)質(zhì)量等級(jí)：A：無沖擊功規(guī)定B：20℃沖擊功=27 JC：0 ℃沖擊功=27 JD：－20℃沖擊功=27脫氧方法符號(hào)也有四種，其中F代表沸騰鋼，b代表半鎮(zhèn)靜鋼，Z代表鎮(zhèn)靜鋼，TZ代表特種鎮(zhèn)靜鋼，在具體標(biāo)注時(shí)Z和TZ可以省略。使用溫度必須高于，但不一定高于（浪費(fèi)）。（客觀的）應(yīng)變時(shí)效——鋼材產(chǎn)生塑性變形時(shí)，碳、氮化合物更易析出。5. 分層：澆鑄時(shí)的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。氮（N）：有害雜質(zhì)。弱脫氧劑。%以下，可焊性良好。三． 變幅疲勞計(jì)算——變幅疲勞的等效應(yīng)力幅；按下式確定： ——以應(yīng)力幅循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命；——預(yù)期壽命內(nèi)應(yīng)力幅達(dá)到的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。常幅疲勞荷載——所有應(yīng)力循環(huán)中，應(yīng)力幅保持常量。因此，形式上的不破壞與實(shí)際的脆性破壞是不矛盾的，只是實(shí)際的脆性破壞不再符合能量理論的基本假定。試件直徑 d0 = 10mm( 板厚＞25mm 時(shí)) ，長(zhǎng)度 l0≥ d0，并沿鋼板軋制方向的任一端中部截取。這是衡量材料塑性及均勻程度的更加嚴(yán)格的要求。斷面收縮率y越大，鋼材的塑性越好。2）抗拉強(qiáng)度 fu ——應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力。脆性破壞——破壞前沒有明顯的變形和征兆，破壞時(shí)產(chǎn)生的變形遠(yuǎn)比材料應(yīng)有的變形能力小，破壞發(fā)生突然，斷口平齊、發(fā)亮，無機(jī)會(huì)補(bǔ)救。167。——可變荷載考慮設(shè)計(jì)使用期的調(diào)整系數(shù)。因此定義為可靠指標(biāo)。由于作用是隨機(jī)變量，所以作用效應(yīng)也是隨機(jī)變量。二．結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)作用——能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（如：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫等）的各種原因的總稱，稱為結(jié)構(gòu)上的作用。如不發(fā)生影響結(jié)構(gòu)正常使用的過大的變形等。如塔吊，臨時(shí)展棚等。上海浦東航站樓、國(guó)家大劇院、廣州會(huì)展中心等。1．輕質(zhì)高強(qiáng)輕質(zhì)——材料的比強(qiáng)度fu/γ(N塑性好，會(huì)使結(jié)構(gòu)一般情況下不會(huì)由于偶然超載而突然斷裂，給人以安全保證；韌性——承受動(dòng)力荷載時(shí)，材料吸收能量的多少。高——高層建筑，塔桅結(jié)構(gòu)。1949 十幾萬噸1990 5000萬噸1995 7000萬噸1996 1億噸2010 2014 167?？煽慷取攘靠煽啃缘闹笜?biāo)。如結(jié)構(gòu)自重、樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的極限狀態(tài)——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求的臨界狀態(tài)。計(jì)算強(qiáng)度、穩(wěn)定及連接等第一極限狀態(tài)問題用荷載的設(shè)計(jì)值，疲勞、變形用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。2. 第二極限狀態(tài)不考慮分項(xiàng)因數(shù)，荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值——設(shè)計(jì)公式（第二極限狀態(tài)）式中C——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值，例如變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等的限值，應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。如壓彎構(gòu)件的彎扭屈曲，薄板的屈曲后強(qiáng)度，各種體系的穩(wěn)定等；四． 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)。167。伸長(zhǎng)率——試件斷裂前的永久變形與原標(biāo)定長(zhǎng)度的百比。因?yàn)椋?. 計(jì)算簡(jiǎn)便；2. 與相差不大3. 雖然＞＞，但對(duì)應(yīng)的應(yīng)變非常大（第二極限狀態(tài)不滿足）；4. 以作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)，具有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備，出現(xiàn)偶然因素，使人們有機(jī)會(huì)補(bǔ)救。2. 試驗(yàn)裝置及原理3. 符號(hào)及單位：，4. 沖擊韌性還與試驗(yàn)的溫度有關(guān)。 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的工作性能一. 假定1．材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性的強(qiáng)度指標(biāo)用變形時(shí)單位體積中積聚的能量來表達(dá)；2．當(dāng)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下變形能等于單軸受力時(shí)的變形能時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。2. 主應(yīng)力同號(hào)時(shí)，不易屈服，塑性下降，越接近越明顯。2．特點(diǎn)：（1）疲勞破壞時(shí)，應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料靜力強(qiáng)度；（2）破壞屬于突然的脆性破壞?！獣r(shí)的容許應(yīng)力。%。強(qiáng)脫氧劑。1. 偏析：金屬結(jié)晶后