建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖

1、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖機(jī)械工業(yè)出版社2009年10月緒論一 I.一 一 ，一I11 建筑力學(xué)基礎(chǔ)知識12 , 建筑結(jié)構(gòu)材料 JF 二一13 I結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與設(shè)計指標(biāo) z| 4 |1混凝土結(jié)加選本構(gòu)件5 _鋼筋混凝土樓（屋）蓋、樓梯7工鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)8砌體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識建筑結(jié)構(gòu)施工圖的識讀基礎(chǔ)第9章鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識 97鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 9-2 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖9-1鋼結(jié)構(gòu)的連接方法一、鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊縫連接、螺栓連接和鐘釘連接三種。焊縫連接螺栓連接釧釘連接第九章鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(-)焊縫連接焊縫連接是通過電弧產(chǎn)生的熱量使焊條和焊件局部熔化，經(jīng)冷卻凝

2、結(jié)成焊縫，從而將焊件連接成為一體。優(yōu)點：不削弱構(gòu)件截面，節(jié)約鋼材，構(gòu)造簡單，制造方便，連接剛度大，密封性能好，在一定條件下易于采用自動化作業(yè)，生產(chǎn)效率高。缺點：焊縫附近鋼材因焊接高溫作用形成的熱影響區(qū)可能是某些部位材質(zhì)變脆；焊接過程中鋼材受到分布 不均勻的高溫和冷卻，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和殘余 變形，對結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和使用性能有一定影響； 焊接結(jié)構(gòu)由于剛度大，局部裂紋一經(jīng)發(fā)生很容易擴(kuò)展到整體，尤其是在低溫下易發(fā)生脆斷；焊縫連接的塑性和韌性較差，施焊時可能產(chǎn)生缺陷，使疲勞強度降低。(-)螺栓連接螺栓連接是通過螺栓這種緊固件把連接件連接成為一體。螺栓連接分普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種。優(yōu)

3、點：施工工藝簡單、安裝方便，特別適 用于工地安裝連接，也便于拆卸，適用于需要 裝拆結(jié)構(gòu)和臨時性連接。缺點：需要在板件上開孔和拼裝時對孔,增加制造工作量，且對制造的精度要求較高;螺栓孔還使構(gòu)件截面削弱，且被連接件常需相互搭接或增設(shè)輔助連接板(或角鋼)，因而構(gòu)造較繁且多費鋼材。鐘釘連接是將一端帶有半圓形預(yù)制釘頭的鉀缺點：制接工藝復(fù)雜、制造費工費料，且（三）鉀釘連接釘，將釘桿燒紅后迅速插入連接件的釘孔中，然 后用制釘槍將另一端也打鉀成釘頭，以使連接達(dá) 到緊固。優(yōu)點：鉀接傳力可靠，塑性、韌性均較好, 質(zhì)量易于檢查和保證，可用于重型和直接承受動 力荷載的結(jié)構(gòu)。勞動強度高，故已基本被焊接和高強度螺栓連接

4、所取代。二、焊接連接（一）焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是電弧焊，包括手工電弧焊、自動或半自動電弧焊以及氣體保護(hù)焊等。手工電弧焊是鋼結(jié)構(gòu)中最常用的焊接方法，其設(shè)備簡單，操作靈活方便。但勞動條件差，生產(chǎn)效率比自動或半自動焊低，焊縫質(zhì)量的變異性大，在一定程度上取決于焊工的技術(shù)水平。自動焊的焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫內(nèi)部缺陷較少，塑性好，沖擊韌性好,適合于焊接較長的直接焊縫。半自動焊因人工操作，適用于焊曲線或任意形 狀的焊縫。自動和半自動焊應(yīng)采用與主體金屬相適應(yīng)的焊絲和焊劑，焊絲應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，焊劑應(yīng)根據(jù)焊接工藝要求確定。氣體保護(hù)焊是用惰性氣體（或CO2）氣體作為電弧的保護(hù)介質(zhì),使熔化金屬與空氣隔絕，以

5、保持焊接過程穩(wěn)定。氣體保護(hù)焊電弧加熱集中，焊接速度快，熔深大，故焊縫強度比手工焊的高。且塑性和抗腐蝕性好，適合于厚鋼板的焊接。(-)焊縫形式焊縫連接形式根據(jù)被連接構(gòu)件間的相互位置可分為對接、搭接、T形連接和 角接等四種形式。這些連接所用的焊縫有對接焊縫和角焊縫兩種基本形式。在 具體應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)連接的受力情況，結(jié)合制造、安裝和焊接條件進(jìn)行選擇。n r(d)(e)(f)(g)(a)對接連接；(b)用拼接蓋板的對接連接；(c)搭接連接;(d)、(e) T形連接；(f)、(g)角部連接焊縫按其工作性質(zhì)來分有強度焊縫和密強焊縫兩種。強度焊縫只作為傳遞內(nèi)力之用，密強焊縫除傳遞內(nèi)力外，還必須保證不使氣體或

6、液體滲漏。焊縫按施焊位置分，有平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。平焊的施焊工作方便，質(zhì)量好，效率高；立焊和橫焊是在立面上施焊的豎向和水平焊縫，生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量比俯焊的差一些；仰焊是仰面向上施焊，操作條件最差,焊縫質(zhì)量不易保證，因此應(yīng)盡量避免采用。橫焊立焊仰焊根據(jù)焊縫截面、構(gòu)造可分為對接焊縫和角焊縫兩種基本形式。（三）焊縫構(gòu)造1 .對接焊縫對接焊縫傳力直接、平順、沒有顯著的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因而受力性能良好，對于承受靜、動荷載的構(gòu)件連接都適用。但由于對接焊縫的質(zhì)量要求較高，焊件之間施焊間隙要求較嚴(yán)，一般多用于工廠制造的連接中。對接焊縫又稱坡口焊縫，因為在施焊時應(yīng)對板件邊緣加工成適當(dāng)形式和尺寸的坡 口（如

7、后圖所示）以便焊接時有焊條運轉(zhuǎn)的必要空間,保證對接焊縫內(nèi)部有足夠的熔 透深度。坡口基本形式可分為I形、單邊V形、V形、X形、U形和K形等。坡口形式隨 板厚和焊接方法而不同。采用手工焊時，當(dāng)板厚tVOmm,可采用不切坡口的I形縫， 只需保持間隙0.52mm,仁5mm時可單面焊；當(dāng)板厚t=1O20mm時，采用V形或半V 形坡口；對于較厚的板件色20mm時，采用X形、U形或K形。對于V形和U形縫的根部 還需要清除焊根，并進(jìn)行補焊。沒有條件清根和補焊者，要事先加墊板。當(dāng)采用自動焊時，因所用電流強、熔深大, 只在tN16mm時，才采用V形坡口。匚把二:一n rvII 5 2mm -h 2 3mmII 2

8、 3mm對接焊縫的坡口形式（a） I形縫；（b）單邊V形坡口； （c） V形坡口;（d） U形坡口； （e） K形坡口； （f） X形坡口在焊件寬度或厚度有變化的連接中，為了減緩應(yīng)力集中，應(yīng)從板的一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1： 2.5的斜坡如圖所示，形成平緩過渡。如板厚相差不大于4mm時，可不做斜坡。Wl:2. 5(b)變截面板的拼接(a)改變寬度；(b)改變厚度2.角焊縫(1)角焊縫的形式角焊縫按其長度方向和外力作用方向的不同，可分為平行于力作用方向的側(cè)面角焊縫、垂直于 力作用方向的正面角焊縫與力作用方向斜交的斜向角焊縫以及圍焊縫。角焊縫截面形式又分為普通式、平坡式和深熔式。圖中hf稱為角焊縫

9、的焊腳尺寸。普通式截面焊 腳邊比例為1： 1,近似于等腰直角三角形，其傳力線彎折較劇烈，故應(yīng)力集中嚴(yán)重。對直接承受動 力荷載的結(jié)構(gòu)，為使傳力平順，正面角焊縫宜采用兩焊角邊尺寸比例1： 1.5的平坡式(長邊順內(nèi)力 方向)，側(cè)面角焊縫宜采用比例為1： 1的深熔式。(a)(b)角焊縫截面形式(a)普通式；(b)平坡式；(c)深熔式（2）角焊縫的構(gòu)造要求1）最小角焊腳尺寸角焊縫的焊腳尺寸與焊件的厚度有關(guān)，當(dāng)焊件較厚而 焊腳尺寸又過小時，焊縫內(nèi)部將因冷卻過快而產(chǎn)生淬硬組織，降低塑性，容 易形成裂紋。因此，角焊縫的最小焊腳尺寸應(yīng)滿足，為較厚焊件厚度（單位 mm） o對自動焊因熱量集中，熔深坡大，可減小1m

10、m； T形連接的單面焊縫 的性能較差，應(yīng)增加1mm；當(dāng)焊件厚度等于或小于4mm時，應(yīng)與焊件厚度相 同。2）大焊腳尺寸角焊縫的焊腳尺寸過大，易使焊件形成燒傷、燒穿等“過 燒”現(xiàn)象，且使焊件產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力和焊接變形。因此，角焊縫的 最大焊腳尺寸應(yīng)符合的要求，為較薄焊件的厚度。對焊件邊緣的角焊縫，為 防止施焊時產(chǎn)生“咬邊”，還應(yīng)符合下列要求工當(dāng)小“（12），加時，18hf和40mm。5）側(cè)面角焊縫最大計算長度 側(cè)面角焊縫沿長度方向的剪應(yīng)力分布很不均勻，兩 端大中間小，且隨焊縫長度與其焊腳尺寸之比增大而差別愈大。當(dāng)此比值過 大時，焊縫兩端將會首先出現(xiàn)裂紋，而此時焊縫中部還未充分發(fā)揮其承載能 力

11、，在動力荷載作用下這種應(yīng)力集中現(xiàn)象更為不利。因此，側(cè)面角焊縫的計 算長度不宜大于60hf （承受靜載或間接承受動載時）或40hf （直接承受動載 時）。當(dāng)大于上述限制時; 其超過部分在計算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)焊縫 全長分布時，其計算長度不受此限制，如工字形截面梁或柱的翼緣與腹板連 接焊縫等。6）當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)面角焊縫連接時（如圖所示），為了避免應(yīng)力傳遞過 分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力過分不均，應(yīng)使每條側(cè)焊縫長度大于它們之間的距 離，I b o另外為了避免焊縫收縮時引起板件的拱曲過大，還應(yīng)使人1%（當(dāng)；12）或190mm （當(dāng)）。當(dāng)不滿足此規(guī)定時，則應(yīng)加正面角 焊縫。一側(cè)面角焊縫引起焊件拱曲7）

12、在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍并不得小于25mm,以減小因焊縫收縮而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力及因傳力偏心而產(chǎn)生的 附加應(yīng)力。8）在次要構(gòu)件或次要焊縫連接中，若焊縫受力很小，采用連續(xù)焊縫其計算焊腳尺寸hf小于最小容許值時，可采用間斷角焊縫。間斷角焊縫焊段的長度不得小于10hf或500mm。各段之間凈距e“（受壓構(gòu)件）或30區(qū)也（受拉構(gòu)件），以防板件局部凸曲鼓起，而對受力不利或潮氣侵入而引起銹蝕。9）當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，為比避免起落弧的缺陷發(fā)生在此 應(yīng)力集中較大部位，宜作長度為2hf的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施 焊，不能斷弧。（四）焊縫符號集及標(biāo)注方法焊縫符號表示法規(guī)定：焊縫符號

13、一般由基本符號與指引線組成，必 要時還可加上補充符號和焊縫尺寸。基本符號：表示焊縫的橫截面形狀，如用人”表示角焊縫用“V”表示V 形坡口的對接焊縫；補充符號：補充說明焊縫的某些特征，用卜”表示現(xiàn)場安裝焊縫，用 a ，表示焊件三面帶有焊縫;指引線:一般由橫線和帶箭頭的斜線組成，箭頭指向圖形相應(yīng)焊縫處, 橫線上方和下方用來標(biāo)注基本符號和焊縫尺寸等。焊縫符號續(xù)表對接焊縫塞焊縫三寸因恒焊縫符號當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標(biāo)注方法不能表達(dá)清楚時，在標(biāo)注焊縫符號的同時，可在圖形上加?xùn)啪€表示。III II I I II 口I III 口 I III用柵線表示焊縫（a）正面焊縫；（b）背面焊縫；（c）安裝焊縫（

14、五）焊縫質(zhì)量檢驗和焊縫質(zhì)量級別當(dāng)焊縫中存在氣孔，夾渣、咬邊等缺陷時，它們不但使焊縫受力面積削弱，而且 還在缺陷處引起應(yīng)力集中，易于形成裂紋。在受拉連接中，裂紋更易擴(kuò)展延伸，從而 使焊縫在低于母材強度的情況下破壞。同樣，缺陷也降低連接的疲勞強度。因此，對 焊縫質(zhì)量應(yīng)按其受力性質(zhì)和所處部位進(jìn)行分級。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和重要性，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范將焊縫質(zhì)量檢驗級別即檢驗焊縫實際尺寸是否符分為三級。m級檢驗項目規(guī)定只對全部焊縫做外觀檢查, 合要求和有無外觀缺陷；I級、n級焊縫除對全部焊縫作相應(yīng)等級的外觀缺陷檢查外, 還應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗，當(dāng)超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應(yīng) 采用射線

15、探傷。I級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為io。, n級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為20%,且均不小于200mm。當(dāng)焊縫長度小于200mm時，應(yīng)對整條 焊縫探傷。鋼結(jié)構(gòu)中一般采用in級焊縫即可滿足的強度要求，但對接焊縫的抗拉強度有較大的變異性，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，其設(shè)計值僅為主體鋼材的85%左右。因而對有 較大拉應(yīng)力的對接焊縫以及直接承受動力荷載構(gòu)件的較重要的焊縫，可部分采用II級 焊縫，對抗動力和疲勞性能有較高要求處可采用I級焊縫。焊縫質(zhì)量等級必須在施工 圖中標(biāo)注，但ni級焊縫不需要標(biāo)注。三、螺栓連接（一）普通螺栓連接的構(gòu)造1 .普通螺栓的形式和規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)采用的普通形式為大六角頭型，其代號用

16、字母M與公稱和直徑（mm）表示。工程中常用M18, M20, M22, M24。按國際標(biāo)準(zhǔn), 螺栓統(tǒng)一用螺栓的性能等級來表示，如“46級”、“8.8級”等。小數(shù)點前數(shù)字表示螺栓材料的最低抗拉強度，如4”表示400N/mm2, “8”表示800N/mm2。小數(shù)點后的數(shù)字（0.6. 0.8）表示螺栓材料的屈強比,即屈服點與最低抗拉強度的比值。根據(jù)螺栓的加工精度，普通螺栓又分為A、B、C三級。A、B級螺栓（精制螺栓）采用8.8級鋼材制作，經(jīng)機(jī)床車削加工而成，表面光 滑，尺寸準(zhǔn)確，且配用I類孔（即螺栓孔在裝配好的構(gòu)件上鉆成或擴(kuò)鉆成，孔 壁光滑，對孔準(zhǔn)確）。由于其加工精度高，與孔壁接觸緊密，其連接變形小

17、， 受力性能好，可用于承受較大剪力和拉力的連接。但制造和安裝較費工，成本 高，故在鋼結(jié)構(gòu)中較少采用。C級螺栓（粗制螺栓）用4.6或4.8級鋼制作，加工粗糙,尺寸不夠準(zhǔn)確，只要求II類孔（即螺栓孔在單個零件上一 次沖成或不用鉆模鉆成。一般孔徑比螺栓桿徑大2mm）。在傳遞剪力時，連接變形大，但傳遞拉力的性能尚好，操 作無需特殊設(shè)備，成本低。常用于承受拉力的螺栓連接和承受靜力荷載或間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的次要受剪連接。螺栓及其孔眼圖例2 .普通螺栓連接的排列螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理又便于安 裝。排列方式有并列和錯列兩種排列（如圖所示）。并列較簡單，錯列 較緊湊。(b)栓的

18、排列及間距（a）并列排列；（b）錯列排列（1）受力要求 螺栓孔（d。）的最小端距（沿受力方向）為2 %,以免板端被剪 掉；螺栓孔的最小邊距（垂直于受力方向）為15 % （切割邊）或1.2% （軋成邊）。中間螺孔的最小間距（栓距和線距）為3 %,否則螺孔周圍應(yīng)力集中的相互影響較大，且對鋼板的截面削弱過多，從而降低其承載力。（2）構(gòu)造要求螺栓的間距也不宜過大，尤其是受壓板件當(dāng)栓距過大時，容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。板和剛性構(gòu)件（如槽鋼、角鋼等）連接時，栓距過大不易緊密接觸, 潮氣易于侵入縫隙而銹蝕。按規(guī)范規(guī)定，栓孔中心最大間距受壓時為12 do或18tmM（卜而為外層較薄板件的厚度），受拉時為16%或24

19、tmm中心至構(gòu)件邊緣最大距離為4do或83而。（3）施工要求 螺栓間應(yīng)有足夠距離，以便轉(zhuǎn)動扳手，擰緊螺母。根據(jù)上述螺栓的最大、最小容許距離，排列螺栓時宜按最小容許距離取用，且 宜取5mm的倍數(shù)，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。最大的容許距離一般只在 起聯(lián)系作用的構(gòu)造連接中采用o(-)普通螺栓連接的受力特點1 .受剪螺栓連接(a)(b)(c)單個受剪螺栓的受力情況(a)單剪;(b)雙剪;(c)四剪直徑較小鋼板相對較厚時，可能發(fā)生。(2)孔壁擠壓壞(如圖910 (b)所示)當(dāng)螺栓直徑較大鋼板相對較薄時，可能發(fā)生。(3)鋼板拉斷(如圖910 (c)所示)當(dāng)鋼板因螺孔削弱過多時，可能發(fā)生。(4)端部

20、鋼板剪斷(如圖910 (d)所示)當(dāng)受剪螺栓連接在達(dá)到極限承載力時，可 能出現(xiàn)如下五種破壞形式：(1)栓桿剪斷(如圖910 (a)所示)當(dāng)螺栓順受力方向的端距過小時，可能發(fā)生。(5)栓桿受剪破壞(如圖910 (e)所示)當(dāng) 螺栓過于細(xì)長時，可能發(fā)生。上述破壞形式中的后兩種在選用最小容 許端距2%和使螺栓的夾緊長度不超過5 %的 條件下，均不會發(fā)生。前三種形式的破壞， 則需要通過計算來防止。2 ,受拉螺栓連接如圖所示受拉螺栓連接中，在外力N 作用下，構(gòu)件相互間有分離趨勢，從而使螺栓沿桿軸方向受拉。受拉螺栓的破壞形式是栓桿被拉斷，其部位多在被螺紋削弱的截面處。3 ,拉剪螺栓連接由于C級螺栓的抗剪能

21、力差，故對重要連接般均應(yīng)在端板下設(shè)置支托,以承受剪力（如圖所示）。對次要連接，若端 板下不設(shè)支托，則螺栓將同時承受剪力和 沿桿軸方向的拉力的作用。拉剪螺栓連接（三）高強度螺栓的受力特點高強度螺栓連接按設(shè)計和受力要求可分為摩擦型和承壓型兩種。摩擦型連接在承受剪切時，以外剪力達(dá)到板件間可能發(fā)生的最大摩阻力為極限狀態(tài)；當(dāng)超過時板件間發(fā)生相對滑移，即認(rèn)為連接已失效而破壞。承壓型連接在受剪時，則允許摩擦力被克服并發(fā)生板件間相對滑移，然后外力可以繼續(xù)增加，并以此后發(fā)生的螺桿剪切或孔壁承壓的最終破壞為極限狀兩種形式螺栓在受拉時沒有區(qū)別。高強度螺栓和普通螺栓連接受力的主要區(qū)別是：普通螺栓連接的螺母擰緊的 預(yù)拉

22、力很小，受力后全靠螺桿承壓和抗剪來傳遞剪力。而高強度螺栓時靠擰緊 螺母，對螺桿施加強大而受控制的預(yù)拉力，此預(yù)拉力將被連接的構(gòu)件夾緊。靠 構(gòu)件夾緊而由接觸面間的摩阻力來承受連接內(nèi)力是高強度螺栓連接受力的特點。 9-2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一、軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件是指承受通過截面形心的軸向力作用的構(gòu)件，分為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件。它們廣泛的應(yīng)用于柱、桁架、網(wǎng)架、塔架和支撐等結(jié)構(gòu)中。(-)軸心受力構(gòu)件的受力特點軸心受拉構(gòu)件設(shè)計時，應(yīng)滿足強度和剛度的要求。按承載力極限狀態(tài)的要求，軸心受拉構(gòu)件凈截面的平均應(yīng)力不應(yīng)超過鋼材的屈服強度；按正常使用極限狀態(tài)的要求,應(yīng)具有必要的剛度，否則在制造、運輸和安裝過程中容易

23、彎扭變形，在自重的作用下會產(chǎn)生較大撓度，在承受動力荷載時會引起較大的振動等。軸心受拉構(gòu)件的剛度是以 它的長細(xì)比來控制的。軸心受壓構(gòu)件的受力性能與受拉構(gòu)件不同，除有些短粗或截面有較大削弱的構(gòu)件 其承載力由強度條件起控制作用外，一般情況下，軸心受壓構(gòu)件的承載能力是由穩(wěn)定 條件決定的。因此設(shè)計時除滿足強度和剛度的條件外，還應(yīng)滿足整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn) 定性的要求。（-）軸心受壓柱的構(gòu)造軸心受壓柱由柱頭、柱身、柱腳三部分組成。按柱身的構(gòu)造型式可分為 實腹式和格構(gòu)式兩類。1 .實腹式軸心受壓柱（1）截面形式實腹式軸心受壓柱一般選用雙軸對稱的型鋼截面或組合截面。髓擇截面形式時，主要考慮等穩(wěn)定性、肢寬壁薄、制造

24、省工、構(gòu)造簡便等bsC（2）設(shè)置加勁肋 為了提高構(gòu)件的抗扭剛度，防止構(gòu)件在施工和運輸過程中發(fā)生變形，當(dāng)80時,應(yīng)在一定位置設(shè)置成對的橫向加勁肋（蛤圖所示）。實腹柱的橫向加勁肋加強橫向加勁肋的間距不得大于3 %,其外伸寬度紇不小 于（掙40）mm,厚度不得小于L o（3）柱頭的構(gòu)造 軸心受壓柱主要承受與其相連的梁傳來的荷載（梁 的支承反力），梁與柱的連接構(gòu)造與梁的端部構(gòu)造有關(guān)。連接設(shè)計應(yīng)傳 力可靠，便于制作、運輸、安裝和經(jīng)濟(jì)合理。軸心受壓柱與梁為較接， 一般有兩種構(gòu)造方案。一種是將梁支承于柱頂（如圖所示），另一種是 將梁支承于柱的側(cè)面（如圖所示）。 柱頂支承梁的構(gòu)造 梁的反力通過柱的頂板傳給柱；

25、頂板一般可以取1620mm厚，與柱用焊縫相連；梁與頂板用普通螺栓相連，以便安裝定位。圖（a）中，梁支承加勁肋應(yīng)對準(zhǔn)柱的翼緣，使梁的支承反力通過支承加勁肋及墊板傳遞給柱的翼緣。為了便于安裝，相鄰梁之間留一空隙，最后用夾板和構(gòu)造螺栓相連，以防止單個梁的傾斜。這種連接形式 傳力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，但當(dāng)兩相鄰反力不 等時即引起柱的偏心受壓，一側(cè)梁傳遞的反力很大時,還可能引起柱翼緣的局部屈曲。圖（b）中，梁通過端板連接于柱的軸線附近,這樣即使相鄰反力不等，柱仍接近軸心受壓。突緣加勁肋底部應(yīng)刨平頂緊于柱頂板；柱的腹板是主要受力部分，其厚度不能太薄，同時在柱頂板之下,腹板兩側(cè)應(yīng)設(shè)置加勁肋，兩相鄰梁之間

26、應(yīng)留一定空隙便于安裝時調(diào)節(jié)，最后嵌入合適的填板并用構(gòu)造螺栓相連。忸田ffi(b)柱側(cè)支承梁的構(gòu)造梁連接在柱的側(cè)面，當(dāng)梁的反力較小時，可采用如圖（a）所示的連接，直接將梁擱置在柱的承托上，用普通螺栓連接，梁與柱側(cè)間空隙，用角鋼和構(gòu)造螺栓相連。這種連接形式比較簡單，施工方便。(a)當(dāng)梁反力較大時，可采用如圖（b）所示的方案，用厚鋼板作承托，承托與柱側(cè)面用焊縫相連，這種連接方式，制造與安裝的精度要求較 高，承托板的端面必須刨平頂緊以便直接傳遞壓力。梁玉柱側(cè)仍留一定空隙，梁吊裝就位后,用填板和構(gòu)造螺栓將柱翼緣和梁端板連接起來o(b)(4)柱腳的構(gòu)造柱腳的作用是將柱身的壓力均勻的傳給基礎(chǔ)，并和基礎(chǔ)牢固的

27、連接起來。在整個柱中，柱腳是比較費鋼費工的部分。設(shè)計時應(yīng)力求簡明，并盡可能符合結(jié)構(gòu)的計算簡圖，便于安裝固定。柱腳按其與基礎(chǔ)的連接方式的不同可分為錢接和剛接兩類，軸心受壓柱、框架柱或壓彎構(gòu)件，這兩種形式均有采用。其中較接主要承受軸心壓力，剛接主要承受壓力和彎矩。本節(jié)只講錢接柱腳。柱腳通過錨栓固定于基礎(chǔ)。較接柱腳只沿著一條軸線設(shè)置兩個連接于底板上的錨栓，錨栓的直徑一般為2025mm。為了便于安裝，底板上的錨栓孔徑取為錨栓直徑的1.52倍。待柱就位并調(diào)整到設(shè)計位置后，再用墊板套住錨栓并與底板焊牢。圖示是常用的錢接柱腳的幾種形式，主要用于軸心受壓柱。當(dāng)柱軸力很小時，可采用圖（a）的形式，在柱的端部只焊

28、一塊不太厚的底板，柱身的壓力經(jīng)過焊縫傳到底板，底板再將柱身的壓力傳到基礎(chǔ)上。當(dāng)柱軸力較大時，可采用圖（b）、（c）的形式，柱端通過豎焊縫將力傳給靴梁，靴梁通過底部焊縫降壓力傳給底板。靴梁不僅增加了傳力焊縫的長度，同時也將底板分成較小的區(qū)格，減小了底板在反力作用下的最大彎矩值。當(dāng)采用靴梁后，底板的彎矩值仍較大時，可再采用隔板和肋板，如圖（c）所示。由ITII/lmrmmni11 I 11 11 I 11 11 I 11 11 11 I 11 11 11 I I I (a)(b)2 .格構(gòu)式軸心受壓柱圖示是常用的軸心受壓格構(gòu)柱的截面形式。由于柱肢布置在距截面形心一定距離的位置上，通過調(diào)整肢間距離可

29、以使兩個方向具有相同的穩(wěn)定性。與實腹柱相比，在用料相同的情況下可增大截面慣性矩，提高剛度和穩(wěn)定性。(a)(b)(c)格構(gòu)式軸心受壓柱常用兩槽鋼組成，通常使翼緣朝內(nèi)，這樣綴材長度較小，外部平整。當(dāng)荷載較大時，也常用兩工字鋼組成的雙肢截面柱。對于軸 向力較小但長度較大的桿件，也可以采用鋼管或角鋼組成的三肢或四肢截面 形式。肢件通過綴材連成一體，根據(jù)綴材的不同可分為綴條柱和綴板柱兩種。綴條常采用單角鋼，一般與構(gòu)件軸線成a=40。70。夾角斜放，此稱為斜綴 條，如圖（a）所示，也可同時增設(shè)與構(gòu)件軸線垂直的橫綴條。綴板用鋼板制造，一律按等距離垂直于構(gòu)件軸線橫放，如圖（b）所示。(a)(b)二、受彎構(gòu)件(

30、-)受彎構(gòu)件的類型和應(yīng)用承受橫向荷載的實腹式受彎構(gòu)件通常稱為梁，它是組成鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件之一，應(yīng)用廣泛，例如房屋建筑中的樓蓋梁、工作平臺梁、屋面楝條和墻 架橫梁、吊車梁以及橋梁、水工閘門、起重機(jī)、海上采油平臺中的梁等。鋼梁按截面的形式分為型鋼梁和組合梁兩大類。型鋼梁構(gòu)造簡單，制造省工，成本較低，故應(yīng)用較多。但在荷載較大或構(gòu)件的跨度較大時，所需梁 的截面尺寸較大時，由于軋制條件的限制，型鋼的尺寸、規(guī)格不能滿足梁承 載力和剛度的要求，這時常采用組合梁。型鋼梁的截面形式(a)(b)(c)(d)(e)組合梁的截面形式(g)(h)(i)(j)(k)鋼梁按支承情況可分為簡 支梁、連續(xù)梁、懸伸梁等。簡 支梁

31、不受溫度變化和支座沉陷 的影響，并且制造、安裝、維 修、拆換較方便，因而受到廣 泛的應(yīng)用。鋼梁按荷載作用情況不同,還可分為僅在一個主平面內(nèi)受 彎的單向彎曲梁和在兩個主平 面內(nèi)受彎的雙向彎曲梁。圖示即為工作平臺梁布置示例。根據(jù)主梁和次梁的排列情況，梁格可分為三種類型:（1）單向梁格如圖（a）所示】只有主梁，適用于樓蓋或平臺結(jié)構(gòu)的橫向尺寸較小或面板跨度較大的情況。（2）雙向梁格如圖（b）所示】有主梁及一個方向的次梁，次梁由主梁支承,是最為常用的梁格類型。（3）復(fù)式梁格如圖（c）所示】在主梁間設(shè)縱向次梁，縱向次梁間再設(shè)橫向 次梁。荷載傳遞層次多，梁格構(gòu)造復(fù)雜，故應(yīng)用較少，只適用于荷載重和主梁間距 很

32、大的情況。(b)(a)(c)（-）受彎構(gòu)件（梁）的穩(wěn)定性為了提高抗彎強度，節(jié)省鋼材，鋼梁截面一般做成高而窄的形式，受荷方向剛度大而側(cè)向剛度較小，如果梁的側(cè)向支承較弱（比如僅在支座處有側(cè) 向支承），梁的彎曲會隨荷載大小的不同而呈現(xiàn)兩種截然不同的平衡狀態(tài)。如圖所示的工字形截面梁，荷載作用在其最大剛度平面內(nèi)，當(dāng)荷載較小時，梁的彎曲平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。雖然外界各種 因素會使梁產(chǎn)生微小的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變 形，但外界影響消失后，梁仍能恢復(fù)原來 的彎曲平衡狀態(tài)。然而，當(dāng)荷載增大到某 一數(shù)值后，梁在向下彎曲的同時，將突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的破壞，這種現(xiàn)象稱之為梁的整體失穩(wěn)，為側(cè)向彎扭屈曲。因此鋼梁設(shè)計時不僅要滿足強度、剛度要求，還應(yīng)保證梁的整體穩(wěn)定性。（2）工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，符合下列情況之一時，可不計算梁的整體穩(wěn)定性:（1）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時。度與其寬度之比不超過表所規(guī)定的數(shù) 值時；箱形截面（如圖所示）簡支梁，其 截面尺寸滿足h/bOS6,且比095（235叫） 時（箱形截面的此條件很容易滿足）。H型鋼和等截面工字形簡支梁不需計算整體穩(wěn)定性的最大。/比值鋼號跨中無側(cè)向支撐點的梁跨中受壓翼緣有側(cè)向支撐點的 梁 無論荷載作用于何處荷載作用在上翼緣荷載作用于下翼緣Q23513.020.016.0Q34510.5