單元10鋼結構1.焊縫連接的構造要求，對接焊縫與角焊縫連接的計算；

2.減小焊接應力與焊接變形的措施；

3.普通螺栓連接的構造要求，普通螺栓連接的計算，高強度螺栓連接的構造要求；

本章主要內容

4.軸心受力構件的強度、剛度驗算，實腹式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性驗算；柱頭與柱腳的構造要求；

5.受彎構件的強度、剛度、整體穩(wěn)定性驗算，受彎構件局部穩(wěn)定的概念、設置加勁肋的規(guī)定及構造要求；梁的拼接，次梁與主梁連接的構造要求；

6.鋼屋蓋的結構布置，鋼屋架的節(jié)點構造，輕鋼屋蓋、網(wǎng)架結構簡介；

7.扣件式鋼管腳手架及鋼模板結構的設計計算。

10.1.1.鋼結構用鋼材

（1）鋼種和鋼號

建筑工程常用碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼

1）碳素結構鋼碳素結構鋼的牌號：質量等級代號：A、B、C、D屈服點數(shù)值（N/mm2）：195、215、235、255、275鋼材屈服點代號：Q脫氧程度代號：F、b、Z、TZ，其中Z、TZ可以省略

碳素結構鋼牌號舉例：Q235A10.1鋼結構用鋼材2）低合金高強度結構鋼

低合金高強度結構鋼的牌號：

質量等級代號：A、B、C、D、E

屈服點數(shù)值（N/mm2）：295、345、390、420、460

鋼材屈服點代號：Q注：低合金高強度結構鋼的A、B級屬于鎮(zhèn)靜鋼，

C、D、E級屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。3）鋼材的選用

《鋼結構規(guī)范》規(guī)定，承重結構的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼。承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證。

焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證。

（2）品種及規(guī)格

1）熱軋鋼板熱軋鋼板

厚度為4.5～60mm，寬0.7~3m，長4~12m。廣泛用來組成焊接構件和連接鋼板。厚度為0.35～4mm，寬0.5~1.5m，長0.5~4m。薄鋼板是冷彎薄壁型鋼的原料厚度為4～60mm，寬度為30～200mm，長3~9m。

鋼板用符號“-”后加“厚×寬×長（單位為mm）”的方法表示，如-12×800×2100。薄板厚板扁鋼2）熱軋型鋼（圖10-1）圖10-1熱軋型鋼截面

①角鋼

有等邊和不等邊兩種。等邊角鋼：“L”后加“邊寬×厚度”（單位為mm），如L100×10。不等邊角鋼：“L”后加“長邊寬×短邊寬×厚度”，如L100×80×8。

②槽鋼熱軋普通槽鋼與熱軋輕型槽鋼。普通槽鋼：“［”后加截面高度（單位為cm），并以a、b、c區(qū)分同一截面高度中的不同腹板厚度，［30a。輕型槽鋼：“Q［”后加截面高度（單位為cm）

③工字鋼

分普通工字鋼和輕型工字鋼。普通工字鋼：“I”后加截面高度（單位為cm。20號以上的工字鋼，同一截面高度有3種腹板厚度，以a、b、c區(qū)分（其中a類腹板最薄），如I30b。輕型工字鋼：“QI”后加截面高度（單位為cm），如QI25。

④H型鋼

熱軋H型鋼分為寬翼緣H型鋼、中翼緣H型鋼和窄翼緣H型鋼三類，此外還有H型鋼柱，其代號分別為HW、HM、HN、HP。表示方法：代號后加“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”(單位為mm)，如HW340×250×9×14。

⑤剖分T型鋼代號與H型鋼相對應，采用TW、TM、TN分別表示寬翼緣T型鋼、中翼緣T型鋼和窄翼緣T型鋼，其表示方法亦與H型鋼相同，如TN225×200×12。

⑥鋼管分為無縫鋼管和焊接鋼管。表示方法：“”后加“外徑×厚度”（單位為mm）

3）冷彎薄壁型材（圖10-2）圖10-2冷彎薄壁型材的截面形式（a）~（i）冷彎薄壁型鋼；（j）壓型鋼板10.1.2建筑鋼材的力學性能1.鋼材的力學性能

建筑鋼材的力學性能是衡量鋼材質量的重要指標，它包括強度、塑性、冷彎性能、沖擊韌性。（1）強度

1）有明顯屈服點的鋼材se

有明顯屈服點的鋼筋a’abcdefua′為比例極限oa為彈性階段de為強化階段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強度fycd為屈服臺階e為極限抗拉強度fufyfef為頸縮階段o低碳鋼和低合金鋼（含碳量和低碳鋼相同）一次拉伸時的應力-應變曲線見圖10-3。

把?y取為計算構件的強度標準，以?u作為材料的強度儲備。

2）無明顯屈服點的鋼材沒有明顯的屈服點和屈服臺階鋼材的應力-應變曲線見圖10-4。

對于沒有明顯屈服點的鋼材，以殘余變形為0.2%時的應力作為名義屈服點，其值約等于極限強度85%。圖10-4無明顯屈服點鋼材的應力-應變曲線

注意：鋼材在一次壓縮或剪切所表現(xiàn)出來的應力-應變變化規(guī)律基本上與一次拉伸試驗時相似，壓縮時的各強度指標也取用拉伸時的數(shù)據(jù)，只是剪切時的強度指標數(shù)值比拉伸時的小。

（2）塑性性能斷裂前試件的永久變形與原標定長度的百分比稱為伸長率，它是衡量鋼材塑性的重要指標。

屈服點、抗拉強度和伸長率，是鋼材的三個重要力學性能指標。

冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應變能力和鋼材質量的綜合指標。冷彎試驗不僅能直接檢驗鋼材的彎曲變形能力或塑性性能，還能暴露鋼材內部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物與氧化物的摻雜情況，這些都將降低鋼材的冷彎性能。（4）沖擊韌性

韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力。韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。沖擊韌性隨溫度的降低而下降。其規(guī)律是開始下降緩慢，當達到臨界溫度時，突然呈脆性，這種性質稱為鋼材的冷脆性。鋼材的脆性臨界溫度越低，低溫沖擊韌性越好。對于直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結構，應有沖擊韌性保證。2.建筑鋼材的設計指標

（1）鋼筋的強度標準值和強度設計值材料強度標準值：正常情況下可能出現(xiàn)的最小材料強度值。材料強度設計值：強度標準值除以材料分項系數(shù)。鋼筋的材料分項系數(shù)為:熱軋鋼筋1.10，預應力鋼筋1.20。

（2）鋼筋的彈性模量

（3）鋼材的強度設計值鋼材的強度設計值：鋼材的屈服點除以鋼材的抗力分項系數(shù)。鋼材的抗力分項系數(shù)取為，Q235鋼為1.087，Q345、Q390、Q420鋼為