建筑力学与结构(吴承霞)模块13 钢结构.pptVIP

模块十三 钢结构 教学目标： 了解钢结构的组成、特点及应用范围； 熟悉钢结构用钢材的品种、规格和选用原则； 掌握钢结构的材料性能； 掌握钢结构的连接方式； 熟悉钢结构轴心受力构件、受弯构件的截面形式及稳定性。 教学要求 学习重点： 钢结构的材料性能； 钢结构的连接方式； 钢结构轴心受力构件的截面形式及稳定性； 受弯构件的截面形式及稳定性。 13.1钢结构的特点及应用范围13.1 13.2钢结构材料13.2 13.3钢结构连接13.3 13.4轴心受力构件13.4 13.5受弯构件12.5 13.1钢结构的特点及应用范围 一、钢结构的特点 二、钢结构的应用 1、大跨度钢结构 钢屋架 网架、网壳结构 悬索结构 拱架结构 桥梁结构 2、工业厂房结构 西安变压器厂（400t吊车） 3、多层和高层建筑 4、高耸建筑 电视塔、微波塔、通讯塔等 5、容器和其他构筑物 二、钢材的力学（机械）性能 钢材的主要机械性能包括强度、塑性、冷弯试验、韧性及可焊性，它们是钢结构设计的重要依据，这些性能指标主要靠试验来测定。 5、应力集中 构件上孔洞、刻槽、凹角、裂纹以及截面厚度或宽度改变等部位，在力作用下，该处出现高峰应力，而其它部位应力较低，截面应力分布不均匀现象——应力集中。 应力集中是造成构件脆性破坏的主要原因之一。 截面变化越剧烈，应力集中越严重，变脆的倾向越严重。 A 级无冲击功要求； B 级要求提供 20 ℃ 冲击功 AKv ≥ 34J（纵向） ; C 级要求提供0℃ 冲击功 AKV ≥ 34J（纵向） ; D 级要求提供一 20 ℃ 冲击功 AKv≥34J（纵向） ; E 级要求提供一 40 ℃ 冲击功 AKv ≥27J（纵向）。不同质量等级对碳、硫、磷、铝等含量的要求也有区别。 低合金高强度结构钢的 A 、 B 级属于镇静钢， C 、 D 、 E 级属于特殊镇静钢。 3. 重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间的T形接头焊缝焊透。焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级 4. 不焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： ①直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； ②对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 13.3.3 对接焊缝的构造要求与计算 一、对接焊缝的构造要求 对接焊缝包括焊头对接焊缝和部分焊头对接焊缝。为了保证焊缝质量，对接焊件常做成坡口。坡口的形式大多与焊件的厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可采用直边缝。对于一般一般的厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和根部间隙共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t20mm）,则采用U形、K形、X形坡口，如图所示. 图13.23 对接焊缝的坡口形式 V形焊缝和U形焊缝为单面施焊，但在焊缝根部还需要补焊。没有条件补焊时，要事先在根部加垫块，当焊件可随意翻转施焊时，使用K形缝和X形缝较好。 在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1/4（对承受动荷载的结构）或1/2.5（对承受静荷载的结构），以截面过度缓和，减小应力集中 。 在焊缝的起弧灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故焊接时一般应设置引弧板或引出板，焊后割除。 二、对接焊缝连接的计算 轴心受力对接焊缝的计算 ——轴心拉力或压力 ——焊缝的计算长度，当采用引弧板时，取焊缝的实际长度，当未采用引弧板时，每条焊缝取实际长度减去2t 一、角焊缝的构造要求 1. 最小焊脚尺寸 规范规定：角焊缝的焊脚尺寸hf不得小于 2.最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸hf≤1.2tmin。tmin为较薄 焊件的厚度。 13.3.6 普通螺栓排列和要求 一. 螺栓规格 螺栓在构件上的排列要满足以下三个方面的要求： (1)受力要求：在受力方向螺栓的端距过小，钢材有剪断或撕裂的可能。各排螺栓距和线距太小时，构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件，当沿作用力方向螺栓栓距过大时，被连接板件间易发生鼓曲和张口现象。 (2)构造要求：螺栓中距及边距不宜太大，否则钢板间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。 (3)施工要求：螺栓间距不能太近，要保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手拧紧螺帽。 《规范》根据螺栓孔直径、钢材边缘加工情况及受力