【正文】 拉力很小，其影響可以忽略。此時(shí)，構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，即產(chǎn)生應(yīng)力集中形象。壓彎構(gòu)件則需要計(jì)算強(qiáng)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(zhǎng)細(xì)比 )。第④種破壞形式由螺栓端距妻 2d。第 ① 、② 種破壞形式通過(guò)螺栓計(jì)算保證 。③板件凈截面被拉斷 。 抗剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式 ?如何防止 ? 答 :螺栓抗剪連接達(dá)到極限承載力時(shí)，可能的破壞形式有四 種形式 :①栓桿被剪斷 。后才發(fā)生，破壞前構(gòu)件產(chǎn)生較大的塑性變形 。 簡(jiǎn)述鋼材塑性破壞和脆性破壞。 計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的整體穩(wěn)定時(shí)， 為什么采用換算長(zhǎng)細(xì)比 ? 答 :格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí)，因肢件之間并不是連續(xù)的板而只是每隔一定距離用綴條或綴板聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)件 的剪切變形較大，剪力造成的附加影響不能忽略。 鋼材的疲勞強(qiáng)度取決于構(gòu)造狀況 (應(yīng)力集中程度和殘余應(yīng)力 )、作用的應(yīng)力幅印、反復(fù)荷載的循環(huán)次數(shù)。提高梁整體穩(wěn)定的措施包括加強(qiáng)受壓翼緣和設(shè)置側(cè)向支撐等 。(4)根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體工作條件，有時(shí)還要求鋼材 具有適應(yīng)低 溫、高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。(2 )較高的塑性和韌性 。 摩擦型高強(qiáng)螺栓連接只依靠被連接板件間強(qiáng)大的摩擦阻力承受外力，以摩擦阻力被克服作為連接承載能力的極限 狀態(tài) 梁主要用于承受彎矩，為了充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，其截面通常設(shè)計(jì)成高而窄的形式。安 裝 時(shí)穩(wěn)定與方便，承擔(dān)和傳遞水平荷載 (如風(fēng)荷載、懸掛吊車(chē)水平荷載和地震荷載等 )。 在 彈 性階段，側(cè)面角焊縫應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向的分布為兩 端 大 、 中 間 小。 螺栓排列分為并列和錯(cuò)列兩種形式，其中錯(cuò)列可以減小栓孔對(duì)截面的削弱，但螺栓排列松散，連接板尺寸較大 軸 心 受壓構(gòu)件板件過(guò)薄， 在壓力作用下，板件離開(kāi)平面位置發(fā)生凸曲現(xiàn)象，稱(chēng)為構(gòu)件喪失局部穩(wěn)定 梁的抗剪強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，最有效的辦法是增大腹板的面積 偏心受壓柱鉸接柱腳只傳遞軸心壓力和剪力，剛接柱腳除傳遞軸心壓力和剪力外，還要傳遞彎矩 框架的梁柱連接時(shí)，梁端采用剛接可以減小梁跨中的彎矩，但制作施工較復(fù)雜。 梁的支撐加勁肋應(yīng)設(shè)置在上翼緣或下翼緣有固定作用力的部位 單軸對(duì)稱(chēng)截面的壓彎構(gòu)件，一般宜使彎矩繞非對(duì)稱(chēng)軸作用。 軸心受壓構(gòu)件發(fā)生彈性失穩(wěn)時(shí)，截面上的平均應(yīng)力 低于鋼材比例極限。 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接與承壓型連接相比，承載力計(jì)算方法不同。 鋼中硫和氧的含量超過(guò)限量時(shí)，會(huì)使鋼材熱脆 鋼材的疲勞破壞屬于脆性破壞。 單軸對(duì)稱(chēng)截面的壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對(duì)稱(chēng)軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓時(shí)，構(gòu)件達(dá)到臨界狀態(tài)的應(yīng)力分布可 能 在 拉 、壓側(cè)都出現(xiàn)塑 承載能力極限狀態(tài)包括構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、疲勞破壞和因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載的狀態(tài) 匕 10 0X80X8 表示不等邊角鋼的長(zhǎng)邊寬為l00mm,短邊寬 80mm，厚 8mmo 正 面 角焊縫相對(duì)于側(cè)面角焊縫，破壞強(qiáng)度高，塑性變形能力差 螺栓 排 列分為并列和錯(cuò)列兩種形式，其中并列比較簡(jiǎn)單整齊，布置緊湊，所用連接板尺寸小，但對(duì)構(gòu)件截面的削弱較大 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度是以?xún)艚孛娴钠骄鶓?yīng)力達(dá)到鋼材的屈服點(diǎn)為承載能力極限狀態(tài) 承受橫向荷載的構(gòu)件稱(chēng)為受彎構(gòu)件 進(jìn)行拉彎和壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，拉彎構(gòu)件僅需要計(jì)算強(qiáng)度和剛度 。 對(duì)有孔眼等削弱的軸心拉桿承載力，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用的準(zhǔn)則為凈截面平均應(yīng)力達(dá)到鋼材屈服點(diǎn)。 每個(gè)受剪力作用的摩擦型高強(qiáng)度螺栓所受的拉力應(yīng)低于其預(yù)拉力的 0 .5 倍。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按下述 (I)、 (I)、 (II)組進(jìn)行計(jì)算 。(II)構(gòu)件拉斷 。 普通螺栓受剪連接主要有四種破壞形式，即(I)螺桿剪斷 。 鋼材在低溫下，塑性降低。 部分焊透的對(duì)接焊縫的計(jì)算應(yīng)按角焊縫計(jì)算 焊接工字形截面梁腹板設(shè)置加勁肋的目的是提高梁的局部穩(wěn)定性 一個(gè)承受剪力作用的普通螺栓在抗剪連接中的承載力是栓桿的抗剪承載力和被連接構(gòu)件 ( 板 ) 的承壓承載力中較大值 軸心受壓構(gòu)件柱腳底板的面積主要取決于 .基礎(chǔ)材料的強(qiáng)度等 按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮荷 載 效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。 .計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值 應(yīng)力集中產(chǎn)生同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)， 使塑性變形受到限制 鋼材經(jīng)歷了應(yīng)變硬化 ( 應(yīng)變強(qiáng)化 ) 之后強(qiáng)度提高 鋼材牌號(hào) Q235 、 Q345 、 Q390 、 Q420 是根據(jù)材料屈服命名的。在工廠焊接時(shí)可采用引弧板，在工地焊接時(shí)，除了受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)外，一般不用引弧板，而是計(jì)算時(shí)扣除焊縫兩端各 t（連接件較小厚度）長(zhǎng)度。 加引弧板 對(duì)接焊縫的引弧板對(duì)接焊縫的起點(diǎn)和終點(diǎn)，常因不能熔透而出現(xiàn)凹形的焊口，受力后易出現(xiàn)裂縫及應(yīng)力集中。 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 一、構(gòu)造要求： ： （ a）直邊縫；（ b）單邊 V形縫；（ c）雙邊 V 形縫；（ d） U 形縫；（ e） K形縫；（ f） X 形縫 （ g）（ h）（ i）加墊板的直邊縫、單邊 V 形縫、雙邊 V 形縫 不同板厚與板寬的對(duì)接： 在鋼板厚度或?qū)挾扔凶兓暮附又?，為了使?gòu)件傳力均勻，減少應(yīng)力集中，應(yīng)在板的一側(cè)或兩側(cè)作成坡度不大于 1: 的斜坡（圖330），形成平緩的過(guò)渡。 焊縫代號(hào)由引出線(xiàn)、圖形符號(hào)和輔助符號(hào)三部分組成。 對(duì)接焊縫分為對(duì)接正焊縫和對(duì)接斜焊縫 ； 168。 按被連接構(gòu)件的相對(duì)位置分：平接； T 形連接；搭接：角接；（圖 77） 168。 若為高空施焊，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘折減系數(shù) 。 三級(jí)焊縫一般只能達(dá)到母材強(qiáng)度的 85%，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算。 一、二級(jí)焊縫用于等強(qiáng)連接，其焊縫的拉、壓、彎時(shí)與母材相等，不必計(jì)算焊縫的強(qiáng)度。 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB502022021 規(guī)定，焊縫質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)分為三級(jí)，三級(jí)只要求焊縫通過(guò)外觀檢查；二級(jí)質(zhì)量檢驗(yàn)，即在外觀檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上要求超聲波檢驗(yàn)每條焊縫 20%的長(zhǎng)度，一級(jí)要求用超聲波檢驗(yàn)每條焊縫的全部長(zhǎng)度。 外觀檢查：直尺、放大鏡、磁粉等 168。 焊縫缺陷 168。 焊縫連接的優(yōu)缺點(diǎn) ： 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）不需要在鋼材上打孔鉆眼，既省工省時(shí)，又不使材料的截面積受到減弱 （ 2）任何形狀的構(gòu)件都可直接連接，一般不需要輔助零件，使連接構(gòu)造 簡(jiǎn)單，傳力路線(xiàn)短，適應(yīng)面廣； （ 3）焊接連接的氣密性和水密性都較好，結(jié)構(gòu)剛性也較大，結(jié)構(gòu)的整體性較好。 電阻焊 利用電流通過(guò)焊件接觸點(diǎn)表面產(chǎn)生的熱量來(lái)熔化金屬，再通過(guò)壓力使其焊合。 電弧加熱集中，熔化深度大，焊接速度快，焊縫強(qiáng)度高，塑性好，其效率是手工電弧焊的 3~4 倍。 適用于焊接受力構(gòu)件，如：焊接截面中腹板與翼緣的連接等。（焊縫的外觀和內(nèi)部探傷） 自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊 ： 自動(dòng)焊的焊縫質(zhì)量均勻，塑性好，沖擊韌性高，抗腐蝕性強(qiáng)。 優(yōu)點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)單，不受地方、場(chǎng)所、焊件尺寸、形狀的限制。 焊條應(yīng)與焊件的金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng)。 焊接連接的特性 焊接方法 電弧焊、 電阻焊 氣體保護(hù)焊 手工電弧焊： 通電后在涂有焊藥的焊條與焊件之間產(chǎn)生電弧，熔化焊條而形成焊縫。板件 之間不允許產(chǎn)生滑移。有 級(jí)、 級(jí)。有 級(jí)、 級(jí)。 高強(qiáng)度螺栓 與普通螺栓的區(qū)別：材料強(qiáng)度高、施工時(shí)施加預(yù)拉力。 A、 B 級(jí) —— 精制螺栓，栓桿由車(chē)床加工而成，表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，要求螺栓孔為I 類(lèi)孔，允許偏差為 ～ 。 普通螺栓 按性能等級(jí)分： ， ， ， ， ， 級(jí)。 缺點(diǎn)：用鋼量大、施工較復(fù)雜。所以，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu) 不宜 采用。而且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率較高。在鋼結(jié)構(gòu)中，連接的設(shè)計(jì)、制作、安裝占有很重要的地位，所以設(shè)計(jì)時(shí)，在選用合理的連接方式時(shí)，應(yīng)考慮以下問(wèn)題： 連接設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)內(nèi)力分 析時(shí)的假定相一致； 連接設(shè)計(jì)應(yīng)選擇最不利的荷載工況； 傳力直接、明確，避免應(yīng)力集中； 節(jié)點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)； 避免偏心的影響； 連接的方式應(yīng)避免在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的殘余應(yīng)力； 利用厚鋼板時(shí)，應(yīng)避免層間撕裂； 連接的構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于施工 焊接連接 20 世紀(jì) 20 年代發(fā)展起來(lái)的，是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方式。 w 焊接殘余應(yīng)力的影響： 對(duì)靜力強(qiáng)度的影響；對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響；對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響；低溫冷脆的影響；對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 w 焊接殘余變形：焊接工藝和設(shè)計(jì)方面 第 7 章 鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 鋼結(jié)構(gòu)對(duì)連接的要求及連接方法 基本構(gòu)件通過(guò)連接制成整體結(jié)構(gòu)。不滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)加正面角焊縫、塞焊、槽焊（見(jiàn)圖 ）。當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件的轉(zhuǎn)角處時(shí)，宜連續(xù)繞轉(zhuǎn)角加焊一段長(zhǎng)度，此長(zhǎng)度為2hf。 內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)均勻分布時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度不受此限。 w 側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于 8 hf 和 40mm w側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度也不宜大于 60mm 。 w 最大焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的 倍（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。二者首選支承加勁肋，當(dāng)不滿(mǎn)足強(qiáng)度要求時(shí)，才設(shè)置橫向加勁肋。 l 有效寬度 ：計(jì)算時(shí)并不將強(qiáng)度提高而是將截面面積減小，將毛截面用有效截面代替，從而使截面強(qiáng)度提高。 l 屈曲后強(qiáng)度的利用，主要用于冷彎薄壁型鋼截面和大跨度的薄腹梁。 按構(gòu)造要求在腹板上設(shè)置加勁肋，將腹板分成很多區(qū)格，對(duì)每個(gè)區(qū)格進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。 l 支承加勁肋端部也可以不用刨平頂緊 ,而用焊縫連接傳力 ,此時(shí)則應(yīng) 計(jì)算焊縫強(qiáng)度 。 ： l 應(yīng)按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)尚宜在受壓區(qū)配置短加 勁肋。 ⑵當(dāng) 80 √ 235/fy h0/tw ≤ 250 √ 235/fy時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋，并對(duì)各區(qū)格進(jìn)行計(jì)算。將梁腹板做的高而薄，通過(guò)設(shè)置加勁肋來(lái)保證其穩(wěn)定性是很經(jīng)濟(jì)的。 l 不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度：僅對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的 組合梁 及不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度組合梁 ，其腹板的穩(wěn)定是通過(guò) 設(shè)置加勁肋 來(lái)保證的。 腹板的局部穩(wěn)定 控制有兩種考慮 方法： l 考慮腹板屈曲后強(qiáng)度：僅對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的 組合梁， 計(jì)算其腹板的抗彎和抗剪承載力。 l 實(shí)際軸壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先驗(yàn)算截面的強(qiáng)度和桿件的整體穩(wěn)定性，然后驗(yàn)算局部穩(wěn)定。 軸心受壓構(gòu)件 的局部穩(wěn)定： l 根據(jù)局部屈曲不先于整體屈曲的原則，板件的臨界應(yīng)力和構(gòu)件的臨界應(yīng)力相等即可確定出構(gòu)件的腹板高厚比（式 4113）和翼緣的寬厚比（式 4115）。雖然板件屈曲會(huì)降低構(gòu)件的承載能力，但由于構(gòu)件的截面較寬，整體剛度好，從節(jié)省鋼材來(lái)說(shuō)反而合算，《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（ GB 50018）就有這方面的條款。 我們將板件的非彈性屈曲應(yīng)力值控制在什么范圍內(nèi)才認(rèn)為板件是穩(wěn)定的？ 一種是不允許板件的屈曲先于構(gòu)件的整體屈曲，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50017）對(duì)軸心壓桿就是這樣規(guī)定的。對(duì)于桿件分的段數(shù)愈多，計(jì)算精度愈高，同時(shí)計(jì)算量也愈大。 數(shù)值積分法： n 把桿件沿軸線(xiàn)方向分成足夠多的小段，并以每段的中點(diǎn)曲率代表該段的曲率。這樣，已知撓曲線(xiàn)函數(shù)后，可以列出構(gòu)件任意截面的壓力 N 和撓度 v 的關(guān)系，并由極值條件得出構(gòu)件的承載力 Nu。 面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算（三種方法）： （或極限承載力準(zhǔn)則） 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則 ： （或極限承載力準(zhǔn)則） 計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件 Nu 通常有近似解析法和數(shù)值積分法兩種方法。在軸線(xiàn)壓力 N 和彎矩 M 的共同作用下，當(dāng)壓彎構(gòu)件抵抗彎扭變形 能力很強(qiáng)，或者在構(gòu)件的側(cè)面有足夠多的支撐以阻止其發(fā)生彎扭變形時(shí)，則構(gòu)件可能在彎矩作用平面內(nèi)發(fā)生整體的彎曲失穩(wěn)。此時(shí)應(yīng)對(duì)穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行修正。組成壓彎構(gòu)件的板件，還有板件屈曲將促使構(gòu)件提前失穩(wěn)的 局部失穩(wěn)破壞 。 ?破壞形式：取決于桿的受力條件，桿的長(zhǎng)度，支承條件、截面的形式和尺寸等。 拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算 拉彎構(gòu)件的應(yīng)用： ?截面形式：兩種情況 ?拉彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和剛度 (限制長(zhǎng)細(xì)比 ) ；其容許長(zhǎng)細(xì)比與軸心拉桿相同 (表61)； ?破壞形式： 實(shí)腹式 拉彎的截面出現(xiàn)塑性鉸是承載能力的極限狀態(tài)；對(duì) 格構(gòu)式 拉彎桿繞虛軸受彎和 冷彎薄壁 型鋼截面拉彎桿，把截面邊緣達(dá)到屈服強(qiáng)度視為構(gòu)件極限狀態(tài)，以上屬于強(qiáng)度破壞形式；對(duì)軸心拉力很小而彎矩很大的拉彎桿也可能存在和梁類(lèi)似的彎扭失穩(wěn)的破壞形式。 ?塑性設(shè)計(jì)：就是利用內(nèi)力重分布，使截面達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度，充分發(fā)揮材料的潛能。需滿(mǎn)足以下要求： 1）變截面位置：踞支座 l/6 處，改變后的板寬 b1 由 M1 確定； 2） b b1，坡度≤ 1:4； 3）采用對(duì)接焊縫（正焊縫或斜焊縫） ?若為多層翼緣板，采用逐步切斷外層翼緣板的方法，此時(shí)要區(qū)分理論切斷點(diǎn)和實(shí)