钢结构基本概念.ppt

第17章 钢结构基本概念 第一节 钢结构的发展 第二节 钢结构概述 第三节 钢结构构件 第四节 钢结构的连接 3.1 轴心受力构件 应用：承重结构，包括拉、压杆，柱 对截面形式的要求 轴心受力构件截面形式 某普通支撑构件采用双角钢截面型式，受压力N=410kN。计算长度l0x=3m, l0y=8.85m，回转半径ix=2.37cm , iy=4.47cm。材料为Q235钢。试验算其强度和刚度。 1、根据实际情况计算梁的最大弯距设计值Mmax； 2、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩： 3、查型钢表确定型钢截面 4、截面验算 强度验算：抗弯、抗剪、局部承压； 刚度验算：验算梁的挠跨比 整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）。 根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。 按抗剪受力特性分：摩擦型与承压型 摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极限状态； 承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与孔壁承压破坏为承载力极限状态。 高强螺栓采用Ⅱ级孔，便于施工。 高强螺栓按强度等级分10.9与8.8级。 10.9级为20MnTiB、40Cr等材料，fu≥1000N/mm2，fu/fy≥0.9； 8.8级一般为45＃钢制成， fu≥800N/mm2，fu/fy≥0.8。 小 结 施工简便、受力好、耐疲劳、可拆换、工作安全可靠。已广泛用于钢结构连接中，尤其适用于承受动力荷载的结构中。 2.高强度螺栓 (1)并列—简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小， 但构件截面削弱大； B 错列 A 并列 中距 中距 边距 边距 端距 (2)错列—排列不紧凑，所用连接板尺寸大， 但构件截面削弱小； 3. 螺栓的排列 4.螺栓排列的要求 （1）受力要求: 垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、截面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能太小； 顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不能太小； 对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能太大。 （2）构造要求； 螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。 5.破坏形式 （1）螺栓杆被剪坏 栓杆较细而板件较厚时 （2）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时 （3）板件被拉断 截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。 （4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO N N （5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d 这两种破坏构造解决 N/2 N N/2 按主、次梁相对位置的不同，连接构造分为： 叠接： 次梁直接放在主梁上，用螺栓或焊缝固定。为避免主梁腹板局部压力过大，在主梁相应位置应设支承加劲肋。 优点：构造简单，安装方便 缺点：主次梁所占净空大 梁与梁的连接 侧面连接： 次梁连接在主梁腹板或支托上，属于简支连接。 优点：节省空间 梁与柱的连接 铰接连接——柱身只承受梁端的竖向剪力，梁与柱轴线间的夹角可以自由改变，节点的转动不受约束； 刚性连接——柱身在承受梁端竖向剪力的同时，还将承受梁端传递的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时保持不变； 半刚性连接——介于铰接连接和刚性连接之间，这种连接除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承受一定数量的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时将有所改变，受到一定程度的约束 1.轴心受力构件及设计基本原理 格构式组合截面，强度、刚度验算 3.钢结构连接基本概念 三种焊接原理，两种螺栓类型，螺栓排列要求、破坏形式 2.受弯构件及设计基本原理 型钢梁、组合梁，强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性验算 * * (1) 轴心受力构件的应用和截面选择 第三节 钢结构构件 截面积满足强度要求 制作简便 便于和相邻构件连接 截面开展而壁厚较薄 热轧型钢截面 冷弯薄壁型钢截面 型钢和钢板的组合截面 实腹式组合截面 格构式组合截面 格构式构件： 由两个或多个型钢肢件通过缀条或缀板连接而成。 缀条多采用单角钢，缀板由钢板组成； 构件截面上与腹板相交的轴线为实轴，与缀材平面相垂直的轴为虚轴。 优点：增加惯性矩，提高刚度，节约钢材，适用于较高大构件。 缺点：制造费工 (2) 轴心受力构件的强度和刚度验算 强度验算 ? N — 轴心拉力或压力设计值； An — 构件的净截面面积； fy — 钢材的抗拉(压)强度设计值 刚度验算：保证构件在运输、安装、使用时不产生过大变形 刚度通过限制构件的长细比? 或柔度来实现。