【正文】 應(yīng)力，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡(jiǎn)單些，但分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。 ? ?wtwwfWMtlN ??華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 角焊縫連接的形式 按焊縫長(zhǎng)度方向與作用力方向的關(guān)系可分為： 垂直 ——— 正面角焊縫 (端縫 )； 平行 ——— 側(cè)面角焊縫 (側(cè)縫 ) 斜焊縫 167。 ，即 tgθ≤，可認(rèn)為與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算。 對(duì)接焊縫中的應(yīng)力分布與原焊件基本相同，故計(jì)算方法與構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算一樣，計(jì)算時(shí)焊縫中的最大應(yīng)力（或折算應(yīng)力）不能超過(guò)焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ? 變厚度板對(duì)接，在板的一面或兩面切成坡度不大于 1： ，避免應(yīng)力集中 ? 變寬度板對(duì)接，在板的一側(cè)或兩側(cè)切成坡度不大于 1： ，避免應(yīng)力集中 ? 起落弧處易有焊接缺陷，用引弧板，采用引弧板施工復(fù)雜，除承受動(dòng)力荷載外，一般不用，計(jì)算每條焊縫長(zhǎng)度應(yīng)則減去 2t（ t為較薄焊件厚度） 對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 對(duì)接焊縫的計(jì)算 對(duì)接焊縫的強(qiáng)度與所用鋼材的牌號(hào)、焊條型號(hào)及焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等因素有關(guān)。 缺點(diǎn) ：需剖口，焊件長(zhǎng)度要精確 。 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ N/mm2） 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ N/mm2） 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 167。 ? 對(duì)接焊縫：抗壓、抗剪同母材 ? 抗拉 I、 II級(jí) —— 同母材， III級(jí)母材抗拉強(qiáng)度的 85% ? 角焊縫：抗拉、抗壓和抗剪統(tǒng)一取最低值，不再區(qū)分。 焊縫符號(hào) 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 焊縫強(qiáng)度 167。 ?三級(jí)焊縫 只要求對(duì)全部焊縫作 外觀檢查 且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； ?設(shè)計(jì)要求全焊透的一級(jí)、二級(jí)焊縫則除 外觀檢查 外，還要求用 超聲波探傷 進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)，超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用 射線探傷 檢驗(yàn)，并應(yīng)符合國(guó)家相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ? 焊縫缺陷： 焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷 ? 常見(jiàn)缺陷： ?焊縫缺陷 167。 裂紋是焊縫連接中最危險(xiǎn)的缺陷。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 ?焊縫形式 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 焊縫缺陷 焊縫缺陷 指焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ? 按受力方向分 ： ? 對(duì)接焊縫 ： 正對(duì)接焊縫、斜對(duì)接焊縫 ? 角焊縫 ： 正面角焊縫、側(cè)面角焊縫、斜焊縫 ?焊縫形式 167。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 電阻焊 電源導(dǎo)線夾頭壓力焊縫167。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?特點(diǎn) ： ? 焊絲不涂藥皮，施焊端靠由焊劑漏頭自動(dòng)流下的顆粒狀焊劑所覆蓋電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接 ? 生產(chǎn)率高，工藝條件穩(wěn)定，焊縫化學(xué)成分均勻，焊縫的質(zhì)量好，質(zhì)量均勻、塑性、韌性好，抗腐蝕性強(qiáng)，焊件變形小，減小了熱影響區(qū)的范圍 ? 裝配精度（如間隙）要求比手工焊高 埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)） 167。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 手工電弧焊 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ? 優(yōu)缺點(diǎn) ： ? 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便，適用于任意空間，工位復(fù)雜，形狀復(fù)雜的焊縫焊接，特別適用于焊接短焊縫 ? 全手動(dòng)，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量和焊工的精神狀態(tài)與技術(shù)水平有很大關(guān)系 ? 焊條與焊劑 ： ? 短焊條 (350－ 400mm)： Q235— E43型； Q345— E50型；Q390與 Q420— E55 ? 焊劑：附于焊條之藥皮，保護(hù)電弧和溶化金屬 167。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法 ?手工電弧焊 ?埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)） ?氣體保護(hù)焊 ?電阻焊 167。 1 連接的類型 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 167。 167。這種系緊力使連接十分緊密。在建筑結(jié)構(gòu)中一般都采用熱鉚。 熱鉚 是由燒紅的釘坯插入構(gòu)件的釘孔中，用鉚釘槍或壓鉚機(jī)鉚合而成。 6 螺栓連接 CH3 鋼結(jié)構(gòu)的連接 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?焊縫連接 ?鉚釘連接 ?螺栓連接 167。 4 角焊縫連接的構(gòu)造和計(jì)算 ?167。 2 焊接方法和焊縫強(qiáng)度 ?167。 KRR?設(shè)計(jì)表達(dá)式 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?可變荷載效應(yīng)控制的組合： 0 1 12nG G K Q Q K Q i c i Q i Kif? ? ? ? ? ? ? ????? ? ????? ??永久荷載效應(yīng)控制的組合： 01nG G K Q i c i Q i Kif? ? ? ? ? ????????????承載能力極限狀態(tài) 荷載效應(yīng)的 基本組合 設(shè)計(jì)表達(dá)式 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?正常使用極限狀態(tài) 荷載效應(yīng)的 標(biāo)準(zhǔn)組合 ? ?12nG K Q K c i Q i Ki? ? ? ? ??? ? ??vGK —— 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的變形值 vQ1K —— 起控制作用的第一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的變形值 vQiK —— 其他第 i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的變形值 [v] —— 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的容許變形值 式中： 設(shè)計(jì)表達(dá)式 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?167。 ?概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 （ 1988年～ ） 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?β與 pf對(duì)應(yīng)表格 ?不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標(biāo) β ?概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 （ 1988年～ ） 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 設(shè)計(jì)表達(dá)式 《 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 (GB500682022)規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式，應(yīng)根據(jù)各種極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求，采用有關(guān)的荷載代表值、材料性能標(biāo)準(zhǔn)值、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值以及各種分項(xiàng)系數(shù)等表達(dá)。三種可能狀態(tài)： ? 結(jié)構(gòu)可靠度： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率 若以 ps表示結(jié)構(gòu)的可靠度 則： 若以 pf表示結(jié)構(gòu)的失效概率 則： ?概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 （ 1988年～ ） 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 Z的概率密度 fZ（ Z） 曲線 定義： 可靠指標(biāo) =均值 /標(biāo)準(zhǔn)差 ?概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 （ 1988年～ ） 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?β—— 可靠指標(biāo)或安全指標(biāo)，與 pf存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系， β與 pf變化相反。 《 水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范 》 SL7495 《 船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范 》 JTJ3052022 《 水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范 》 SL2812022 水工鋼結(jié)構(gòu) 采用 容許應(yīng)力法 進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)上屬于半概率、半經(jīng)驗(yàn)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。 6 鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ?容許應(yīng)力法 （建國(guó)初～ 1957年） ? 把鋼材可以使用的最大強(qiáng)度，除以一個(gè)籠統(tǒng)的安全系數(shù)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)構(gòu)件容許達(dá)到的最大應(yīng)力，即容許應(yīng)力法： N—— 構(gòu)件的內(nèi)力； S—— 截面幾何特性； σs—— 鋼材屈服強(qiáng)度； K—— 總安全系數(shù)； σ—— 構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力 式中： 優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單、明確 缺點(diǎn)： 太籠統(tǒng) 。 6 鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 結(jié)構(gòu)由各種作用所產(chǎn)生的 效應(yīng) （內(nèi)力和變形） 不大于 結(jié)構(gòu)（包括連接）由材料性能和幾何因素等所確定的 抗力或規(guī)定限值 ? 問(wèn)題及矛盾： 荷載大小、材料強(qiáng)度、截面尺寸、計(jì)算模式、施工質(zhì)量等因素均為隨機(jī)變量（或隨機(jī)過(guò)程）不確定，導(dǎo)致 結(jié)構(gòu)效應(yīng) 與抗力 均為隨機(jī)變量，不可能保證百分之百保證結(jié)構(gòu)效應(yīng)小于抗力或規(guī)定限值，只能作一定的概率保證。 ? 《 鋼規(guī) 》 ：除疲勞計(jì)算外，應(yīng)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 167。 （ 3） 耐久性 結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下，隨時(shí)間變化而仍能滿足預(yù)定功能要求的能力。 5 軋成鋼材的規(guī)格及用途 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 （ 1） 安全性 結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用條件下，承受可能出現(xiàn)的各種作用的能力，以及在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍保持必要的整體穩(wěn)定性的能力。 鋼材的規(guī)格 167。 ? 型鋼（熱軋成型）：角鋼、工字鋼、 H型鋼、槽鋼、 T型鋼、鋼管等。 167。選材時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的 重要性 、 荷載性質(zhì) （靜、動(dòng)）、 連接方法 、 工作溫度 等因素來(lái)綜合考慮以選擇適宜鋼材。 167。 注：碳素結(jié)構(gòu)鋼分： A、 B、 C、 D 四級(jí)，含所有脫氧方法；低合金結(jié)構(gòu)鋼分： A、 B、 C、 D、 E五級(jí)，只有鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。 3 鋼材的疲勞 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 一、鋼材的牌號(hào)表示方法及結(jié)構(gòu)用鋼的種類 ? 鋼材牌號(hào)由：“ Q、屈服點(diǎn)值、質(zhì)量等級(jí)、脫氧方法”四部分組成。 167。 系數(shù) C 、 ? 值 表 1 3 構(gòu)件和連接類別 1 2 3 4 5 6 7 8 C 194 0 101 2 861 101 2 3 . 2 6 1012 2 . 1 8 1012 1 . 4 7 1012 0 . 9 6 1012 0 . 6 5 1012 0 . 4 1 1012 ? 4 4 3 3 3 3 3 3 由式 (1 1 4 ) 可知，只要確定了系數(shù) C 和 ? ，就可根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n 確定容許應(yīng)力 幅? ???，或根據(jù)設(shè)計(jì)應(yīng)力幅水平預(yù)估應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n 。 3 鋼材的疲勞 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 167。 ?疲勞壽命（致?lián)p循環(huán)次數(shù)） 疲勞壽命指在連續(xù)反復(fù)荷載作用下應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)，一般用 n表示。應(yīng)力循環(huán)特征常用應(yīng)力比來(lái)表示，拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值。 167。疲勞破壞經(jīng)歷三個(gè)階段：裂紋的形成，裂紋的緩慢擴(kuò)展和最后迅速斷裂。 167。 ?疲勞破壞的特點(diǎn) ：當(dāng) 重復(fù)荷載 的循環(huán)次數(shù) n達(dá)到某定值時(shí)，在鋼材中的應(yīng)力雖然低于抗拉極限強(qiáng)度，甚至還低于屈服點(diǎn)，也會(huì)提前發(fā)生 突然脆性斷裂 。 167。 2 影響鋼材性能的主要因素 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 溫度的影響 溫度的影響，一般可分正溫與負(fù)溫影響兩部分。鋼材在 300o以上時(shí)應(yīng)采取 隔熱措施 。 ? 正溫影響 ? 總體影響規(guī)律為溫度上升，鋼材的強(qiáng)度降低，塑性、韌性提高，這一現(xiàn)象稱之為 熱塑現(xiàn)象 ，溫度達(dá) 600o左右時(shí)，鋼材的強(qiáng)度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，易于進(jìn)行熱加工，此溫度稱之為 熱煅溫度 。 167。 167。 2 影響鋼材性能的主要因素 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中的影響 ? 鋼材在多向同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材強(qiáng)度增加，塑性、韌性下降，異號(hào)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)則相反。 ? 鋼材中的 C、 N，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的“老化”現(xiàn)象稱之為 時(shí)效硬化 。 2 影響鋼材性能的主要因素 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 冷作硬化與時(shí)效硬化 ? 由于某種因素的影響而使鋼材強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，脆性增加的現(xiàn)象稱之為 硬化現(xiàn)象 。 ? 反復(fù)的軋制可以改善鋼材的塑性，同時(shí)可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏松等缺陷焊合，使金屬晶體組織密實(shí)，晶粒細(xì)化，消除纖維組織缺陷，使鋼材的力學(xué)性能提高。 ? P：低溫時(shí)使鋼材變脆－ 冷脆現(xiàn)象 ；其它同 S ? O、 N： O同 S； N同 P，控制含量 ≤% 167。 ? Si：含 Si適量使強(qiáng)度 ↑ 其它影響不大，有益，應(yīng)控制 ≤~% ? Mn：含 Si適量使強(qiáng)度 ↑ 降低 S、 O的熱脆影響，改善熱加工性能，對(duì)其它性能影響不大， 有益 。 2 影響鋼材性能的主要因素 化學(xué)成份 冶煉及軋制 冷作硬化與時(shí)效硬化 復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中 殘余應(yīng)力 溫度 華北電力大學(xué) 《 鋼結(jié)構(gòu) 》 化學(xué)成份的影響 基本成份為 Fe，炭鋼中含量占 99％， C、 Si、 Mn為雜質(zhì)元素， S、P、 N、 O為冶煉過(guò)程中