【正文】 嚴(yán)重削弱的桿可能產(chǎn)生 強(qiáng)度破壞 ，此外大多數(shù)壓彎構(gòu)件總是 整體失穩(wěn)破壞 。 壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算 ：彎扭屈曲 ：將壓彎構(gòu)件分解成兩 種受力情況：純彎曲和軸壓 n 純彎曲構(gòu)件發(fā)生彎扭失穩(wěn)時(shí)的平衡微分方程：式 44 45 n 此時(shí)將軸力對(duì)側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)的影響加以考慮，將式 44 45改寫成 48 88 n 將方程聯(lián)立求解得出式 490 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ycrb f??? n 假定在彈性階段喪失整體穩(wěn)定，式 460 n 引入系數(shù)：等效彎矩系數(shù) b? ；截面影響系數(shù) b? ； n 但在實(shí)際工程中，由于梁截面的缺陷（殘余應(yīng)力、初偏心、初彎曲 等），都會(huì)使梁在彈塑性階段發(fā)生整體失穩(wěn)。 影響梁整體穩(wěn)定承載力的因素有： n 荷載類型及其沿梁跨度分布情況 n 荷載作用于截面上的位置 n 截面形式及其截面特性（抗彎剛度和抗扭剛度） n 梁受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)的距離 n 端部支承條件 n 初彎曲、加載初偏心和殘余應(yīng)力等 壓彎構(gòu)件的面內(nèi)和面外的穩(wěn)定及截面選擇計(jì)算 失穩(wěn)現(xiàn)象：壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)可根據(jù)其抵抗彎曲變形能力的強(qiáng)弱而分為在彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)和彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)。當(dāng)構(gòu)件的抗扭剛度和彎矩作用平面外的抗彎剛度不大，且側(cè)向沒(méi)有足夠支撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，可能發(fā)生彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)。 近似解析法： n 對(duì)于彈塑性的壓彎構(gòu) 件，可以把撓曲線近似的取為正弦曲線的半個(gè)波段。 n 此法的重要缺點(diǎn)是很難具體分析殘余應(yīng)力對(duì)壓彎構(gòu)件承載力的影響。在確定每小段的截面應(yīng)力時(shí)將殘余應(yīng)力的影響計(jì)入在內(nèi)。 n 此法比沒(méi)有考慮殘余應(yīng)力的近似法精確，并且還具有可以考慮初始彎曲和能夠用于不同荷載條件與不同支承條件的優(yōu)點(diǎn) ，但推導(dǎo)的計(jì)算公式太繁瑣，不適合實(shí)際應(yīng)用。 另一種是允許板件先屈曲。有時(shí)對(duì)于一般鋼結(jié)構(gòu)的部分板件，如大尺寸的焊接組合工字形截面的腹板，也允許其先有局部屈曲。 l 注意公式的使用條件： ； 取構(gòu)件兩個(gè)方向長(zhǎng)細(xì)比的較大者； λ30 時(shí)，取 λ=30 ；當(dāng) λ ≥ 100 時(shí)，取 λ=100 。當(dāng)翼緣不滿足要求時(shí)，應(yīng)重新選擇截面尺寸；當(dāng)腹板不滿足要求時(shí)，可設(shè)置縱向加勁肋。若用此法，其計(jì)算及構(gòu)造要求應(yīng)滿足 節(jié)內(nèi)容。由于梁截面腹板高度很高，當(dāng)采用腹板高厚比限值時(shí)，腹板厚度將很厚，浪費(fèi)材料。 如何設(shè)置腹板加勁肋？ ⑴當(dāng) h0/tw≤ 80√ 235/fy 時(shí)，對(duì)有局部壓應(yīng)力的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向 加勁肋；但對(duì)無(wú)局部壓應(yīng)力的梁，可不配置加勁肋。 ⑶當(dāng) 170 √ 235/fy h0/tw ≤ 250 √235/fy(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束，如連有剛性鋪板、制動(dòng)板或焊有鋼軌時(shí) )或 150 √235/fy h0/tw ≤ 250 √ 235/fy(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) )，或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)不但要配置橫向加勁肋，還要配置縱向加勁肋。 ⑷梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處 ,宜設(shè)置支承加勁肋 . 支承加勁肋的設(shè)計(jì) ：梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處 ,宜設(shè)置支承加勁肋 . ：腹板兩側(cè)成對(duì)布置，也可以用凸緣式加勁肋 ,其凸緣長(zhǎng)度不得大于其厚度的 2 倍（圖 471b） 。 l 支承加勁肋的端部一般刨平頂緊于梁翼緣或支座 ,應(yīng)按式 4166計(jì)算端面承壓應(yīng)力。通常采用角焊縫連接，焊腳尺寸應(yīng)滿足構(gòu)造要求。 板件屈曲后強(qiáng)度的利用 l 四邊有支承的薄板發(fā)生屈曲時(shí)，其強(qiáng)度并不降低，仍能繼續(xù)承載，也就是說(shuō)具有 屈曲后強(qiáng)度 。采用截面 有效寬度 的方法進(jìn)行計(jì)算。 l 冷彎薄壁型鋼截面： l 梁腹板：考慮屈曲后強(qiáng)度時(shí)， 要求：不設(shè)縱向加勁肋和短向加勁肋，只設(shè)橫向加勁肋或支承加勁肋。 ：腹板既受剪力又受彎矩作用，所以屈曲時(shí)有可能發(fā)生受剪屈曲，也有可能發(fā)生彎曲屈曲 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 一、構(gòu)造 :根據(jù)受力方向和焊縫的位置分正面角焊縫（見圖 ）和側(cè)面角焊縫（見圖） 根據(jù)焊角邊的夾角分直角角焊縫和斜角角焊縫（見圖 ） （見圖 4. 角焊縫的尺寸限制 w 焊腳尺寸對(duì)于手工焊角 焊縫應(yīng)滿足 hf≥ ，其中 t 為較厚焊件厚度（單位：mm）；當(dāng)焊件厚度等于或小于 4mm時(shí)，則 hf等于焊件厚度。對(duì)板邊緣的角焊縫，則應(yīng)滿足 hf ≤ t1（ t1 ≤ 6mm）或 hf ≤ t1 (1～ 2)mm（ t1 ＞ 6mm）。 注： 當(dāng)大于上述數(shù)值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考慮。 桿件與節(jié)點(diǎn)板的焊接 一般采用兩面?zhèn)群福部捎萌鎳?，角鋼焊件也可?L 形圍焊，所有圍焊的轉(zhuǎn)角必須連續(xù)施焊。 6. 當(dāng)節(jié)點(diǎn)僅有兩條側(cè)面角焊縫連接時(shí) w 當(dāng)構(gòu)件用兩條側(cè)面角焊縫連接時(shí)，每條側(cè)縫長(zhǎng)度不宜小于兩側(cè)縫之間的距離，同時(shí)兩側(cè)縫之間的距離不宜大于 16t（當(dāng) t12mm）或 200mm（當(dāng) t≤ 12mm）， t 為較薄焊件的厚度。 焊接殘余應(yīng)力和焊接 殘余變形 w 什么是焊接殘余應(yīng)力？ w 焊接殘余應(yīng)力的分類：縱向殘余應(yīng)力、橫向殘余應(yīng)力、沿厚度方向的殘余應(yīng)力。例如：屋架。 優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，節(jié)省鋼材。 缺點(diǎn)：焊縫質(zhì)量易受材料操作的影響，因此對(duì)鋼材材質(zhì)要求較高（主要是含碳量），焊接時(shí)構(gòu)件內(nèi)有殘余應(yīng)力和殘余變 形，且宜產(chǎn)生裂縫，給疲勞破壞帶來(lái)隱患。 鉚釘連接 優(yōu)點(diǎn)：傳力可靠，連接的韌性和塑性較好，質(zhì)量易于檢查。 在土木工程中很少采用，主要用在飛機(jī)制造業(yè)。 含義：以 “” 為例： 按制作精度分： A、 B 級(jí)和 C 級(jí)。 C 級(jí) —— 粗制螺栓，要求螺栓孔為 II類孔，允許偏差為 ～ 。 按性能等級(jí)分： 級(jí)、 級(jí)、 級(jí) 從外形上分： 大六角頭螺栓 (見圖 1）：連接副：一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母、二個(gè)墊圈。 扭剪型螺栓（見圖 2）：連接副：一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母、一個(gè)墊圈。 按受力狀況分： 摩擦型連接：預(yù)拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力，外力通過(guò)摩擦力來(lái)傳遞。 承壓型連接：板件之間允許產(chǎn)生滑移。焊藥則隨焊條熔化而形成熔渣覆蓋的焊縫上，同時(shí)產(chǎn)生一種氣體，隔離空氣與熔化的液體金屬，使它不與外界空氣接觸，保護(hù)焊縫不受空氣有害氣體影響。 Q235 鋼焊件 —— E43型系列焊條 Q345 鋼焊件 —— E50型系列焊條 Q390 鋼焊件 —— E55型系列焊條 當(dāng)不同 鋼種的鋼材連接時(shí)，宜用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。 缺點(diǎn)： 由于是手工操作，受到焊工的技術(shù)水平的影響（焊工要分等級(jí)），所以焊縫要進(jìn)行質(zhì)量檢查。半自動(dòng)焊除人工操作前進(jìn)外，其余與自動(dòng)焊相同。 氣體保護(hù)焊： 是利用惰性氣體或 CO2 氣體作為保護(hù)介質(zhì)，在電弧周圍形成保護(hù)層 ，使被融化的金屬不與空氣接觸，而形成的火焰來(lái)熔化焊條，形成焊縫。 可以手工操作或自動(dòng)操作。 冷彎薄壁型鋼（厚度低于 ）的焊接；板疊厚度不超過(guò) 12mm 的焊接。 缺點(diǎn)： （ 1）由于高溫作用在焊縫附近形成熱影響區(qū)，鋼材的金相組織和機(jī)械性能發(fā)生變化，材質(zhì)變脆； （ 2）焊接的殘余應(yīng)力會(huì)使結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞和降低壓桿穩(wěn)定的臨界荷載，同時(shí)殘余變形還會(huì)使構(gòu)件尺寸和形狀發(fā)生變化； （ 3）焊接結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性，局部裂縫一經(jīng)發(fā)生便容易擴(kuò)展到整體。 焊縫在焊接過(guò)程中會(huì)在焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部產(chǎn)生缺陷，常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未 熔合、未焊透等； 168。 內(nèi)部探傷：超聲波或射線 168。 注： 168。 168。 168。 焊縫連接型式 及焊縫型式 連接型式 168。 按施焊位置分：俯焊（平焊）、立焊、橫焊和仰焊 （圖 710） 焊縫型式可分為對(duì)接焊縫和角焊縫兩種形式 168。 角焊縫分為側(cè)面角焊縫和正面角焊縫 ； 焊縫代號(hào)： 168。引出線由橫線和帶箭頭的斜線組成。若板厚相差不大于 4mm，則可不做斜坡。為消除這種不利情況，施焊時(shí)常將焊縫兩端施焊至引弧板上，然后再將多余的部分割掉，并用砂輪將表面磨 平。 概念庫(kù) 鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是根據(jù)屈服點(diǎn)確定的 塑性好的鋼材，則韌性也可能好 鋼材的三項(xiàng)主要力學(xué)性能指標(biāo)為抗 拉 強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率 焊接殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的靜 力 強(qiáng) 度無(wú)影響 實(shí)腹式軸心受拉構(gòu)件計(jì)算的內(nèi)容包括強(qiáng)度、剛度 (長(zhǎng)細(xì)比 ) 為提高軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定，在構(gòu)件截面面積不變的情況下，構(gòu)件截面的形式應(yīng)使其面積分布盡可能遠(yuǎn)離形心 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 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)度等級(jí) 兩 端 鉸接的理想軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)截面形式為雙軸對(duì)稱十字形時(shí)，在軸心壓力作用下構(gòu)件可能發(fā)生扭 轉(zhuǎn) 屈 曲 在焊接組合梁的設(shè)計(jì)中，腹板厚度應(yīng)厚薄相當(dāng) 在 焊 接工字形組合梁中，翼緣與腹板連接的角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度不受 60h，的限制，是因?yàn)閮?nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布的關(guān)系 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 梁 上 作用較大固定集中荷載時(shí)，其作用點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置支承加勁肋 彎 矩 作用在實(shí)軸平面內(nèi)的雙肢格構(gòu)式壓彎柱 應(yīng)進(jìn)行強(qiáng) 度 、剛 度 、彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性、單肢穩(wěn)定性和綴材的計(jì)算 單 軸 對(duì)稱截面的壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對(duì)稱軸平面內(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)塑性 碳的含量對(duì)鋼材性能的影響很大，一般情況下隨著含碳量的增高，鋼材的塑性和韌性逐漸降低 試驗(yàn)證明，鋼材的疲勞強(qiáng)度主要與構(gòu)造狀況、應(yīng)力幅和循環(huán)荷載重復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與鋼材的強(qiáng)度并無(wú)明顯關(guān) 承受動(dòng)力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接，當(dāng)應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù) N5X104時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算 按焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)外觀缺陷及內(nèi)部探傷都要檢驗(yàn)的是二級(jí)和一級(jí)焊縫 采用普通螺栓連接時(shí)，栓桿發(fā)生剪斷破壞，是因?yàn)槁菟ㄖ睆竭^(guò)細(xì) 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 構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比是計(jì)算長(zhǎng)度與回轉(zhuǎn)半徑之比 軸心受壓構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定和剛度的驗(yàn)算 工字形梁彎矩和剪力都較大的截面中，除了要驗(yàn)算正應(yīng)力和剪應(yīng)力外，還要在正應(yīng)力和剪應(yīng)力都較大處驗(yàn)算折算應(yīng)力 實(shí)腹式偏心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定，包括作用平面內(nèi)彎矩的穩(wěn)定和彎矩作用平面外的穩(wěn)定 鋼屋蓋的剛度和空間整體性是由屋蓋支撐系統(tǒng)保證 鋼材的伸長(zhǎng)率δ 是反映材料塑性變形能力的性能指標(biāo)。 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接受剪破壞時(shí)， 作用剪力超過(guò)了連接板件間的摩擦力作為承載能力極限狀態(tài)。 四種厚度不等的 16Mn 鋼鋼板，其中 1 6m m鋼板設(shè)計(jì)強(qiáng)度最高。 對(duì)鋼材的疲勞強(qiáng)度影響不顯著的是鋼 種。(I)壁孔擠壓破壞 。(N)端部鋼板沖剪破壞。 關(guān)于重級(jí)工作制吊車焊接吊車梁的腹板與上翼緣間的焊縫，可采 用二級(jí)焊透對(duì)接焊縫。 為提高軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定，在構(gòu)件截面面積不變的情況下，構(gòu)件截面的形式應(yīng)使其面積分布盡可能遠(yuǎn)離形心。 提高軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定常用的合理方法是增加板件厚度。壓彎構(gòu)件則需要計(jì)算強(qiáng)度、局部穩(wěn)定、整體穩(wěn)定、 剛度 屋架的外形應(yīng)考慮在制造簡(jiǎn)單的條件下盡量與彎矩圖接近，使弦桿的內(nèi)力差別較小。 摩 擦型連接的高強(qiáng)度螺栓在桿軸方向受拉時(shí)，承載力與螺栓直徑有關(guān)。 在 鋼 梁底面設(shè)有吊桿，其拉力設(shè)計(jì)值為650kN(靜載 )，吊桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)板將荷載傳給鋼梁，節(jié)點(diǎn)板采用雙面焊縫焊于梁下翼緣，勺 =10mm,fj =160MPa，則每面焊縫長(zhǎng)度為 2 60mm。 保證工字形截面梁受壓翼緣局部穩(wěn)定的方法是限制其寬厚比。 正常使用極限狀態(tài)包括影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形，影響正常使用的振動(dòng)，影響正常使用或耐久性能的局部損壞 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，而不是標(biāo)準(zhǔn)值。 鋼材的伸長(zhǎng)率 8是反映材料塑性變形能力的性能指標(biāo)。 計(jì) 算 軸 心壓桿時(shí)需要滿足強(qiáng) 度 、整 體 穩(wěn) 定 性、局部穩(wěn)定性、剛度 (長(zhǎng)細(xì)比 )的要求 確 定 軸心受壓實(shí)腹柱的截面形式時(shí)，應(yīng)使兩個(gè)主軸方向的長(zhǎng)細(xì)比盡可能接近，其目的是達(dá) 到 經(jīng) 濟(jì) 效 果 .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 當(dāng)無(wú)集中荷載作用時(shí)，焊接工字形截面梁冀緣與腹板的焊縫主要承受水平剪力 為 保 證屋蓋結(jié)構(gòu)的空間 整體作用，提高其整體剛度，減小弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度 。應(yīng)根據(jù)屋蓋結(jié)構(gòu)形式 (有擦體系或無(wú)擦體系，有托架或無(wú)托架 )、廠房?jī)?nèi)吊車的位置、有無(wú)振動(dòng)設(shè)備，以及房屋的跨度和高度等情況，設(shè)置可靠的支撐系統(tǒng)。 屋架的外形首先取決與建筑物的用途，其次考慮用料經(jīng)濟(jì)施工方便、與其他