1、1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法3 兩種極限狀態(tài)兩種極限狀態(tài)4 兩種極限狀態(tài)下的荷載組合方法兩種極限狀態(tài)下的荷載組合方法(基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合)1 鋼材的破壞形式鋼材的破壞形式2 鋼材種類（鋼材牌號(hào)）鋼材種類（鋼材牌號(hào)）3 關(guān)系關(guān)系有屈服點(diǎn)的鋼材有屈服點(diǎn)的鋼材無屈服點(diǎn)的鋼材無屈服點(diǎn)的鋼材fy 取值取值?受壓受壓受彎受彎受剪受剪同受拉同受拉f yv =0.58 fy多向應(yīng)力下多向應(yīng)力下2222223xzyzxyzxzyyxzyxeqfu ：衡量經(jīng)巨量變形后的抗拉能力；：衡量經(jīng)巨量變形后的抗拉能力；fy ：衡量鋼材承載能力的指標(biāo)；：衡量鋼材承載能力的

2、指標(biāo)；伸長(zhǎng)率：衡量鋼材塑性變形能力的指標(biāo)；伸長(zhǎng)率：衡量鋼材塑性變形能力的指標(biāo)；冷彎性能：更嚴(yán)格衡量塑性變形能力的指標(biāo)；冷彎性能：更嚴(yán)格衡量塑性變形能力的指標(biāo)；沖擊韌性：衡量鋼材抵抗動(dòng)荷能力的指標(biāo)。沖擊韌性：衡量鋼材抵抗動(dòng)荷能力的指標(biāo)。鋼材的焊接性能；鋼材的焊接性能；4 性能指標(biāo)性能指標(biāo)化學(xué)元素；化學(xué)元素；冶金缺陷：偏析等；冶金缺陷：偏析等；構(gòu)造缺陷：應(yīng)力集中；構(gòu)造缺陷：應(yīng)力集中；鋼材硬化：時(shí)效硬化等；鋼材硬化：時(shí)效硬化等；溫度影響：藍(lán)脆、低溫冷脆。溫度影響：藍(lán)脆、低溫冷脆。反復(fù)荷載的作用反復(fù)荷載的作用(鋼材的疲勞鋼材的疲勞)6 鋼材的選用鋼材的選用5 影響鋼材性能的因素影響鋼材性能的因素1 鋼

3、結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法(焊接、栓接、鉚接焊接、栓接、鉚接)2 焊接焊接(1)角焊縫角焊縫(2)對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫(3)施焊施焊方位、焊縫缺陷及質(zhì)量檢驗(yàn)，不同構(gòu)件焊縫方位、焊縫缺陷及質(zhì)量檢驗(yàn)，不同構(gòu)件焊縫 級(jí)別的選擇級(jí)別的選擇(4)焊接殘余應(yīng)力、焊接殘余變形焊接殘余應(yīng)力、焊接殘余變形三個(gè)成因三個(gè)成因?qū)Y(jié)構(gòu)的影響對(duì)結(jié)構(gòu)的影響如何防止或減小影響如何防止或減小影響3 角焊縫角焊縫(1)構(gòu)造要求構(gòu)造要求側(cè)面焊縫側(cè)面焊縫(2) 角焊縫計(jì)算角焊縫計(jì)算122 . 15 . 1thtffwfhlhmm608)40(注意貼邊角焊縫注意貼邊角焊縫正面焊縫正面焊縫wfwefflhVwffwefflhN一般情況一

4、般情況wfffff223 角焊縫角焊縫 鋼板的對(duì)接連接鋼板的對(duì)接連接 角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接 M+V+NM+V+N T T(3) 角焊縫四種計(jì)算角焊縫四種計(jì)算4 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫(1)焊透的對(duì)接焊縫焊透的對(duì)接焊縫(2) 部分焊透的對(duì)接焊縫，相當(dāng)于角焊縫。部分焊透的對(duì)接焊縫，相當(dāng)于角焊縫。焊縫強(qiáng)度取值焊縫強(qiáng)度取值三級(jí)質(zhì)量焊縫軸心受拉的計(jì)算三級(jí)質(zhì)量焊縫軸心受拉的計(jì)算M+VM+V+N5 螺栓連接螺栓連接普通螺栓連接普通螺栓連接螺栓受剪、受拉的工作性能，螺栓的破壞形式螺栓受剪、受拉的工作性能，螺栓的破壞形式高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接5 螺栓連接螺栓連接普通螺栓連接普通螺栓連接抗剪連接抗剪連

5、接剪力剪力扭矩扭矩扭矩扭矩+剪力剪力+軸心力軸心力抗拉計(jì)算抗拉計(jì)算軸心力軸心力彎矩彎矩偏心受拉：大偏心、小偏心偏心受拉：大偏心、小偏心拉力和剪力共同作用拉力和剪力共同作用5 螺栓連接螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接傳力機(jī)理傳力機(jī)理承壓型連接：計(jì)算方法與普通螺栓相同承壓型連接：計(jì)算方法與普通螺栓相同摩擦型連接摩擦型連接【3-1(18)】如圖所示節(jié)點(diǎn)板承受斜向拉力設(shè)計(jì)值如圖所示節(jié)點(diǎn)板承受斜向拉力設(shè)計(jì)值F=600kN，節(jié)點(diǎn)板與構(gòu)，節(jié)點(diǎn)板與構(gòu)件采用雙面角焊縫連接，件采用雙面角焊縫連接，hf=8mm，鋼材為，鋼材為Q235B，焊條為，焊條為E43型型，設(shè)計(jì)該焊縫。，設(shè)計(jì)該焊縫。(1)直接法直接法13.

6、138 . 0113sin1122f54sin53coswffweflhF2【3-1(18)】(1)直接法直接法)/(8 .18016013. 187 . 021060023mmNlwwffweflhF2)( 3 .296mmlw則則)( 3 .312823 .2962mmhllfw取為取為320mm即即【3-1(18)】(2)間接法間接法)(48054600sinkNFN)(36053600coskNFVwwweflllhN4285787 . 021048023wwweflllhV3214387 . 021036023【3-1(18)】(2)間接法間接法wfffff221603214322.

7、 14285722wwll16047615wl)(5 .297mmlw取為取為320mm)(5 .312825 .2962mmhllfw取為取為320mm【3-2】如圖所示，如圖所示，2 1008010通過通過14mm厚的連接板和厚的連接板和20mm厚厚的翼緣板連接于柱的翼緣，的翼緣板連接于柱的翼緣，鋼材為鋼材為Q235B，焊條為，焊條為E43型，手工型，手工焊，承受靜力荷載設(shè)計(jì)值焊，承受靜力荷載設(shè)計(jì)值N=540kN，要求確定角鋼和連接板間的，要求確定角鋼和連接板間的焊縫尺寸。焊縫尺寸?！?-2】(1)角鋼強(qiáng)度驗(yàn)算角鋼強(qiáng)度驗(yàn)算)/(215)/(0 .1572102 m

8、kNfmmkNANn最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸)(6 . 5145 . 15 . 12mmthf最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸hf=t1-(12)=10- (12)=98(mm)采用采用hf=8mm(2)采用側(cè)面角焊縫采用側(cè)面角焊縫【3-2】(2)采用側(cè)面角焊縫采用側(cè)面角焊縫角焊縫所承受的軸力角焊縫所承受的軸力)(35154065. 011kNNkN)(18954035. 022kNNkN)(648)(0 .19616087 . 02103512311mmhmmfhNlfwfew角焊縫的長(zhǎng)度角焊縫的長(zhǎng)度肢背肢背)(0 .212160 .196211mmhllfw取為取為215mm肢尖肢尖肢背肢背【3-

9、2】(2)采用側(cè)面角焊縫采用側(cè)面角焊縫角焊縫的長(zhǎng)度角焊縫的長(zhǎng)度肢尖肢尖)(648)(5 .10516087 . 02101892322mmhmmfhNlfwfew)(5 .121165 .105222mmhllfw取為取為125mm【3-2】(3)采用三面圍焊采用三面圍焊正面角焊縫承受的力正面角焊縫承受的力)(1641016010022. 167 . 0233kNflhNwffwe)(269216454065. 02-311kNNNkN)(107641-692-540-312kNNNNN側(cè)面角焊縫承受的力側(cè)面角焊縫承受的力肢尖肢尖肢背肢背【3-2】(3)采用三面圍焊采用三面圍焊)(648)(2

10、0016067 . 02102692311mmhmmfhNlfwfew肢背角焊縫長(zhǎng)度肢背角焊縫長(zhǎng)度)(206620011mmhllfw取為取為210mm)(648)(6 .7916067 . 02101072322mmhmmfhNlfwfew肢背角焊縫長(zhǎng)度肢背角焊縫長(zhǎng)度)(6 .8566 .7922mmhllfw取為取為90mm【3-4】設(shè)計(jì)如圖所示牛腿與柱的連接角焊縫、。鋼材為設(shè)計(jì)如圖所示牛腿與柱的連接角焊縫、。鋼材為Q235B，焊條為，焊條為E43型，手工焊。型，手工焊。【3-4】(1)角焊縫承受的外力設(shè)計(jì)值角焊縫承受的外力設(shè)計(jì)值彎矩彎矩)(76.1112. 098mkNFeM剪力剪力)(

11、98 kNFV(2)角焊縫截面特性角焊縫截面特性最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸)(7 . 6205 . 15 . 12mmthf)(4 .14122 . 12 . 11mmthf取為取為hf=10mm【3-4】(2)角焊縫截面特性角焊縫截面特性截面形心截面形心3322110yAyAyAAyewewewewewewhlhlhlyhlyhlyhlAyAyAyAy321332211332211022)(1321802118130901802)5 . 3180(118)5 . 3127180(13023213322110mmlllylylylywwwwww【3-4】(2)角焊縫截面特

12、性角焊縫截面特性)(10179642180718071212)5 . 348(7118)5 . 312748(7130442322mmIx)/(2 .195)/(4 .861017961321076.112246maxmmNfmmNIMywffxf截面最大應(yīng)力截面最大應(yīng)力(3)焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算【3-4】(2)角焊縫截面特性角焊縫截面特性剪力剪力V在腹板焊縫產(chǎn)生的平均應(yīng)力在腹板焊縫產(chǎn)生的平均應(yīng)力)/(160)/(9 .3871802109822233mmNfmmNhlVwfewf腹板焊縫強(qiáng)度腹板焊縫強(qiáng)度)/(160)/(2 .819 .3822. 14 .86222222mmNfmmNw

13、ffff【3-6】單槽鋼牛腿與柱的連接如圖所示，三面圍焊角焊縫采用單槽鋼牛腿與柱的連接如圖所示，三面圍焊角焊縫采用hf=8mm(水平焊縫水平焊縫)和和hf=6mm(豎焊縫豎焊縫)。鋼材。鋼材為為Q235B，焊條為，焊條為E43型，手工焊。試根據(jù)焊縫強(qiáng)度確定該牛腿所能承受的最大靜型，手工焊。試根據(jù)焊縫強(qiáng)度確定該牛腿所能承受的最大靜力荷載設(shè)計(jì)值力荷載設(shè)計(jì)值F。【3-6】【解解】豎焊縫焊腳尺寸豎焊縫焊腳尺寸hf1=6mm，水平焊縫焊腳尺寸，水平焊縫焊腳尺寸hf2=8mm，槽，槽鋼高度鋼高度l1=400mm，搭接長(zhǎng)度，搭接長(zhǎng)度l2=305mm ，則豎向焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，則豎向焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw1=l1=40

14、0mm，lw2=l2=305mm0)(7 . 0)2(7 . 020110222xhlxlhlff焊縫計(jì)算截面的形心位置焊縫計(jì)算截面的形心位置)(10264008305283052211222220mmhlhlhlxfff【3-6】【解解】焊縫截面的極慣性矩焊縫截面的極慣性矩)(101590420030587 . 0240067 . 01214423mmIx)(10526710240067 . 0)1022305(30587 . 030587 . 0121 244223mmIy)(1012. 210526710159044844mmIIIyxp【3-6】【解解】)(598)203395()(2

15、1mmNFFeeFT)(203 mmrx)(200 mmry扭矩扭矩T)(3951mme )(203102305022mmxle【3-6】軸心力軸心力F在在A點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力扭矩扭矩T在在A點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力)/(1073. 51012. 2203598248mmNFFITrpxTA)/(1064. 51012. 2200598248mmNFFITrpyTA)/(10240067 . 030587 . 0224mmNFFlhFweVA【3-6】A點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力)/(73. 71021073. 5244mmNFFFVATAf)/(1064. 5

16、24mmNFTAfA點(diǎn)平行于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力點(diǎn)平行于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力【解解】【3-6】A點(diǎn)焊縫應(yīng)力為點(diǎn)焊縫應(yīng)力為)/(160)/(1048. 81064. 522. 11073. 7)(224242422mmNfmmNFFFwffff)(188)(188679kNNF【3-7】焊接工字形截面梁，在腹板上設(shè)置一道拼接的對(duì)接焊縫，拼焊接工字形截面梁，在腹板上設(shè)置一道拼接的對(duì)接焊縫，拼接處作用荷載設(shè)計(jì)值：彎矩接處作用荷載設(shè)計(jì)值：彎矩M=1122kN m，剪力，剪力V=374kN，鋼，鋼材材為為Q235B，焊條為，焊條為E43型，半自動(dòng)焊，三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)算型，半自動(dòng)焊，三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)算該焊

17、縫的強(qiáng)度。該焊縫的強(qiáng)度?！?-7】拼接處截面慣性矩拼接處截面慣性矩)(1026819507280142100081214523mmIx工字型截面面積矩工字型截面面積矩)(29874402505008507280143mmSx焊縫承受彎矩焊縫承受彎矩M=1122kN m，剪力，剪力V=374kN，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2/185mmNfwt2/125mmNfwv)(198744005072801431mmSx翼緣截面面積矩翼緣截面面積矩【3-7】焊縫截面最大剪應(yīng)力焊縫截面最大剪應(yīng)力)/(125)/( 1 .52810268192987440103742253maxmmNmmNtIVSxx

18、腹板與翼緣交接處折算應(yīng)力腹板與翼緣交接處折算應(yīng)力剪應(yīng)力剪應(yīng)力)/(185)/(20910268195001011222256mmNmmNIMyx)/(7 .348102681919874001037425311mmNtIVSxx)/(5 .2031851 . 11 . 1)/(5 .2177 .343209322222121mmNfmmNwt正應(yīng)力正應(yīng)力【3-8】驗(yàn)算如圖所示梁與柱間的對(duì)接連接。荷載設(shè)計(jì)值驗(yàn)算如圖所示梁與柱間的對(duì)接連接。荷載設(shè)計(jì)值V=100kN，M=1000kN m，鋼材，鋼材為為Q235B，焊條為，焊條為E43型，三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。型，三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)?！?-8】截面慣性矩截面慣性矩

19、)(10532825104002021000141214523mmIx截面面積矩截面面積矩)(10583250500145104002034mmSx)(1040851040020341mmSx翼緣截面面積矩翼緣截面面積矩【3-8】焊縫截面最大剪應(yīng)力焊縫截面最大剪應(yīng)力)/(125)/(8 . 7141053282105831010022543maxmmNmmNtIVSxx焊縫截面最大拉應(yīng)力焊縫截面最大拉應(yīng)力)/(175)/(6 .97105328252010100022256maxmmNmmNhIMx焊縫承受彎矩焊縫承受彎矩M=1000kN m，剪力，剪力V=100kN，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，焊縫強(qiáng)度

20、設(shè)計(jì)值2/175mmNfwt2/125mmNfwv【3-8】)/(5 . 51410532821040810100254311mmNtIVSxx腹板與翼緣交接處折算應(yīng)力腹板與翼緣交接處折算應(yīng)力)/(8 .931053282500101000225601mmNhIMx焊縫承受彎矩焊縫承受彎矩M=1000kN m，剪力，剪力V=100kN，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2/185mmNfwt2/125mmNfwv剪應(yīng)力剪應(yīng)力正應(yīng)力正應(yīng)力)/(5 .2031751 . 11 . 1)/(3 .945 . 538 .93322222121mmNfmmNwt【3-9】Q235B鋼板承受軸心拉力設(shè)計(jì)值鋼板

21、承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=1350kN，采用，采用M24、4.6級(jí)級(jí)C級(jí)螺栓級(jí)螺栓(孔徑為孔徑為25.5mm)拼接如圖所示，驗(yàn)算拼接如圖所示，驗(yàn)算(1)螺栓強(qiáng)度是否螺栓強(qiáng)度是否滿足要求；滿足要求；(2)鋼板在截面鋼板在截面1、截面、截面1齒狀、截面齒狀、截面2處的強(qiáng)度是否滿處的強(qiáng)度是否滿足要求；足要求；(3)拼接板強(qiáng)度是否滿足；拼接板強(qiáng)度是否滿足；(4)采用采用8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓承壓型級(jí)高強(qiáng)螺栓承壓型連接，驗(yàn)算螺栓、鋼板和拼接板的強(qiáng)度是否滿足。連接，驗(yàn)算螺栓、鋼板和拼接板的強(qiáng)度是否滿足?！?-9】(1)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算)(6 .1261014042414. 324322kNfdnNbvvbv

22、一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值)(4 .1461030520243kNtfdNbcbc一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值)(6 .126minkNNb)(6 .126)(5 .112121350kNkNnN滿足要求滿足要求(2)鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算)/(205)/(6 .208647010135022311mmNfmmNANn1-1截面強(qiáng)度驗(yàn)算截面強(qiáng)度驗(yàn)算板厚板厚t=20mm，孔徑，孔徑d0=25.5mm，截面螺栓數(shù)，截面螺栓數(shù)n1=3)(6470)5 .253400(20)(2011mmdnBtAn凈截面

23、面積凈截面面積凈截面應(yīng)力凈截面應(yīng)力不滿足要求不滿足要求【3-9】(2)鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算1-1齒狀截面驗(yàn)算齒狀截面驗(yàn)算)(81005 .2558080) 15(40220) 1(2222022221241mmdneenetAn凈截面面積凈截面面積凈截面應(yīng)力凈截面應(yīng)力)/(205)/(7 .166810010135022311mmNfmmNANn滿足要求滿足要求【3-9】(2)鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算2-2截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算凈截面面積凈截面面積截面內(nèi)力截面內(nèi)力)/(205)/(8 .1855450105 .1012223222mmNfmmNANn滿足要求滿足要求)(5450)5 .255400(20)(2022mmdnBtAn)(5 .1012)1350123135012kNNnnNN【3-9】(3)拼接板強(qiáng)度驗(yàn)算拼接板強(qiáng)度驗(yàn)算拼接板的危險(xiǎn)截面為拼接板的危險(xiǎn)截面為3-3截面截面凈截面面積凈截面面積截面內(nèi)力截面內(nèi)力)/(215)/(5 .226596010135022333mmNfmmNANn不滿足要求不滿足要求)(5960)5 .254400(20)(2033mmdnBtAn)(1350 kNN 【3-9】(4)高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接(孔徑孔徑d0=21mm)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算)(1571025042014. 324322kNfdnNbvvbv一個(gè)螺栓的