《建筑結(jié)構(gòu)》教案(成教版)

1、建筑結(jié)構(gòu)教案 貴州廣播電視大學(xué)成人部任課教師：馬靜緒論第一章 鋼筋和混凝土物理力學(xué)性能1.鋼筋2.混凝土3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則1. 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則2. 極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式3.混凝土耐久性規(guī)定第三章 受彎構(gòu)件承載力計(jì)算1.一般構(gòu)造要求2.受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算3. 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.變形及裂縫寬度驗(yàn)算第四章 受壓構(gòu)件1.一般構(gòu)造要求2.軸心受力構(gòu)件3.偏心受壓構(gòu)件正截面承載力4. 偏心受壓構(gòu)件斜截面承載力第五章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)第六章 單層工業(yè)廠房第一節(jié) 單層廠房的結(jié)構(gòu)選型單層廠房的承重結(jié)構(gòu)可采用單跨或多跨，等高或不等高的排架結(jié)構(gòu)，也可采用

2、單跨或多跨的剛架結(jié)構(gòu)。1.單跨與多跨：一般廠房縱向長度比橫向跨度大，且縱向柱距較橫向柱距小，故橫向剛度總比縱向剛度為小。多跨可增大廠房橫向剛度，減小柱截面尺寸，節(jié)約材料、減輕自重，采光通風(fēng)困難。2.等高與不等高：區(qū)別：受力明確合理，構(gòu)件簡化統(tǒng)一3.排架與剛架：排架：由屋面梁或屋架、柱和基礎(chǔ)組成 排架的柱與屋架鉸接而與基礎(chǔ)剛接按材料 鋼鋼筋混凝土排架 重型工業(yè)廠房 鋼筋混凝土排架 中型工業(yè)廠房 混凝土磚排架 輕型工業(yè)廠房 按受力和變形特點(diǎn) 剛性排架：橫梁變形很小，內(nèi)力分析 變形忽略。柔性排架：橫向變形較大。剛架：由拱梁、柱、基礎(chǔ)組成 剛架的梁與柱剛接，而柱與基礎(chǔ)鉸接 折線形 拱形第二節(jié) 單層廠房

3、排架結(jié)構(gòu)組成、構(gòu)件的選型和布置1. 結(jié)構(gòu)組成：屋面板、屋架、吊車梁、連系梁、柱和基礎(chǔ)的構(gòu)件組成.屋蓋結(jié)構(gòu)橫向平面排架縱向平面排架圍護(hù)結(jié)構(gòu) a. 屋蓋結(jié)構(gòu)： 有檁體系無檁體系 作用：承受屋面活荷載、血載、自重及其他荷載b .橫向平面排架：橫梁、橫向柱列及基礎(chǔ)組成 作用：承受豎向荷載及橫向水平荷載b. 縱向平面排架：柱列、基礎(chǔ)、連系梁、吊車梁和柱間支撐組成作用：保證廠房縱向剛度和穩(wěn)定性，以及縱向水平荷載c. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)：縱墻、山墻、墻梁、抗風(fēng)柱、基礎(chǔ)梁作用：圍護(hù)和承載作用。2. 構(gòu)件選型：屋面板：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件屋面梁和屋架吊車梁：T型截面、噸位選取柱：截面選擇，尺寸限值基礎(chǔ)：現(xiàn)澆柱單獨(dú)基礎(chǔ)、預(yù)制柱

4、下基礎(chǔ)3.傳力路徑： 屋蓋屋架柱基礎(chǔ)地基a. 豎向荷載：b. 橫向荷載c. 縱向荷載4.結(jié)構(gòu)布置： 結(jié)構(gòu)布置包括：屋蓋結(jié)構(gòu)布置、吊車梁、柱及柱間支撐布置、 圈梁連系梁及過梁布置、基礎(chǔ)梁布置等。標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件規(guī)定進(jìn)行布置。a. 柱網(wǎng)布置廠房承重柱的縱向布置和橫向定位軸線，在平面上形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定柱子縱向定位軸線之間的距離和橫向定位軸線之間的距離。 布置原則：（p145）b. 變形縫布置：伸縮縫沉降縫抗震縫c.支撐布置：作用：使廠房結(jié)構(gòu)形式整體，提高廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性 屋蓋支撐：a. 屋蓋間的垂直支撐及水平系桿（p147）作用：保證屋架的穩(wěn)定，當(dāng)?shù)踯嚬ぷ鲿r(shí)，防止屋架下弦發(fā)生側(cè)

5、向顫動(dòng)。b. 屋架間的橫向水平支撐 上弦橫向水平支撐 下弦橫向水平支撐c. 屋架間縱向水平支撐d. 無窗架間的支撐：柱間支撐： 作用：提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性 位置：抗風(fēng)柱的布置： 山墻受風(fēng)面積一般分成幾個(gè)區(qū)域，使山墻受到的風(fēng)荷載一部分直接傳給縱向柱列，另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱上端通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳給縱向柱列和經(jīng)抗風(fēng)柱下端傳給基礎(chǔ)。 抗風(fēng)柱與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接，與屋架的連接需滿足兩個(gè)要求：水平方向有可靠的連接 豎向有一定的相對(duì)位移e. 圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)布置：（p150）第三節(jié) 排架計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是構(gòu)件設(shè)計(jì)，要設(shè)計(jì)一個(gè)構(gòu)件，須知構(gòu)件受的內(nèi)力，而廠房是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，為方便計(jì)算一般分別按縱向

6、和橫向排架進(jìn)行計(jì)算。c.支撐布置：作用：使廠房結(jié)構(gòu)形式整體，提高廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性 屋蓋支撐：f. 屋蓋間的垂直支撐及水平系桿（p147）作用：保證屋架的穩(wěn)定，當(dāng)?shù)踯嚬ぷ鲿r(shí)，防止屋架下弦發(fā)生側(cè)向顫動(dòng)。g. 屋架間的橫向水平支撐 上弦橫向水平支撐 下弦橫向水平支撐h. 屋架間縱向水平支撐i. 無窗架間的支撐：柱間支撐： 作用：提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性 位置：抗風(fēng)柱的布置： 山墻受風(fēng)面積一般分成幾個(gè)區(qū)域，使山墻受到的風(fēng)荷載一部分直接傳給縱向柱列，另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱上端通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳給縱向柱列和經(jīng)抗風(fēng)柱下端傳給基礎(chǔ)。 抗風(fēng)柱與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接，與屋架的連接需滿足兩個(gè)要求：水平方向有

7、可靠的連接 豎向有一定的相對(duì)位移j. 圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)布置：（p150）第三節(jié) 排架計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是構(gòu)件設(shè)計(jì)，要設(shè)計(jì)一個(gè)構(gòu)件，須知構(gòu)件受的內(nèi)力，而廠房是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，為方便計(jì)算一般分別按縱向和橫平面排架近似計(jì)算。排架計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算簡圖、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析、內(nèi)力組合、側(cè)移驗(yàn)算。一、 排架計(jì)算簡圖：1. 計(jì)算單元：典型單元、但應(yīng)注意吊車荷載是移動(dòng)的2. 兩個(gè)假定：a.排架上端鉸接屋架，下端嵌固于基礎(chǔ)頂面b.拱梁為軸向變形可忽略不計(jì)的剛桿c.排架間無聯(lián)系3. 計(jì)算簡圖：超靜定結(jié)構(gòu) 柱的截面尺寸大小與柱剛度有關(guān)、而柱剛度與柱所受內(nèi)力大 關(guān)連，柱高關(guān)系如下：H下=H總-H上H總：柱頂標(biāo)高與基礎(chǔ)

8、頂面標(biāo)高之差 H上：柱頂標(biāo)高與牛腿頂面標(biāo)高之前 柱的軸線應(yīng)分別取上、下柱截面的形心線，柱的截面尺寸應(yīng)滿足強(qiáng)度與剛度要求，主要取決于廠房的跨度；高度及吊車超重量等EI抗彎剛度二、 排架荷載計(jì)算1. G1：屋蓋自重，作用位置2. G2：上柱自重 G3：吊車梁及軌道自重G4：下柱自重G5：圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重3屋面活荷載Q1：作用位置同G11） 屋面均布活荷載：不上人屋面：0.7KN/ 上人屋面 1.5KN/ 施工荷較大時(shí)按實(shí)際情況考慮 2）雪荷載：可規(guī)范取值3）積灰荷載 當(dāng)雪荷載較大時(shí)，一般不與施工荷同時(shí)取用，取較大值。 雪荷載：屋面雪荷載根據(jù)建筑地區(qū)和屋面形式荷載規(guī)范取用SK=rS0S0 ：基本雪壓，以

9、一般空曠平坦地面上統(tǒng)計(jì)的重現(xiàn)期為30年的最大積雪自重為標(biāo)準(zhǔn)而確定的，全國各地的基本雪壓可查荷載規(guī)范中全國基本雪壓分布圖，對(duì)山區(qū)，可乘以1.2的系數(shù)r：屋面積雪分布系數(shù)，可查規(guī)范，見附表5-14. 風(fēng)荷載 P159 風(fēng)具有一定緯度運(yùn)動(dòng)的氣流，當(dāng)它遇到廠房受阻時(shí)，將在廠房的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓區(qū)，而在背風(fēng)面和側(cè)面形成負(fù)壓區(qū)，作用在長房上的風(fēng)壓力和風(fēng)吸力與風(fēng)的吹向一致，其值與基本風(fēng)壓W0、建筑物的體型和高度等因素有關(guān)?？砂?W =see w0 計(jì)算式中：w0基本風(fēng)壓，可查規(guī)范基本風(fēng)壓分布圖，但一般不等于0.25 KN/m2,它以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面，離地10m統(tǒng)計(jì)約的30年一遇，10分鐘平均最大風(fēng)速V0為

10、標(biāo)準(zhǔn)，按W0=V02/1600確定s :風(fēng)載體型系數(shù)E ：風(fēng)壓高度變化系數(shù)，其值與地面粗糙度有關(guān)，地面粗糙度分為A、B、C三類，參見書P320A類：指近海海面、海島、海岸、及沙漠地區(qū)B類：田野、鄉(xiāng)村、叢林及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)C類：指有密集建筑的大城市市區(qū)z ：風(fēng)振系數(shù)，對(duì)于單層廠房可不考慮風(fēng)振影響，取E = 1風(fēng)荷載是廠房高度變化的，但在單層廠房計(jì)算中，可近似假定沿廠房高度不變的均布風(fēng)荷載（W1、W2），并按柱頂標(biāo)高處的E進(jìn)行計(jì)算，排架計(jì)算單元寬度B范圍內(nèi)風(fēng)荷設(shè)計(jì)值為：N = rQWK = rQsEW0B柱頂集中風(fēng)荷：FW的計(jì)FW為整個(gè)屋蓋上的風(fēng)荷載水平分量，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可當(dāng)以

11、為一斜作用于同一跨間左邊柱或右邊柱的柱頂。對(duì)圖11-28所示結(jié)構(gòu)：Fw=1.4（0.8+0.5）Ew0Bh1 (0.6-0.5)zw0Bh2z取值：有矩形天窗時(shí)，按天窗檐口標(biāo)高計(jì)；無天窗時(shí)，按廠房檐口標(biāo)高或房蓋平均標(biāo)高計(jì)。風(fēng)荷是變的，內(nèi)力組合時(shí)，既要考慮左右情況，又要考慮大風(fēng)情況。5.吊車荷載：a、吊車豎向荷載：Dmax、Dmin分類：1）梁式2）橋式：按工作繁重程度分為輕、中、重三種工作制吊車。橋式吊車有大車（橋架）和小車組成。當(dāng)小車吊有額定的最大起重量標(biāo)準(zhǔn)值Q開到大車一側(cè)面的極限位置時(shí)，在這一側(cè)的每個(gè)大車輪壓為吊車的最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmax另一側(cè)為最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmin.同時(shí)產(chǎn)生，可查吊車附

12、錄表、吊車數(shù)據(jù)表Pmin =(G + g + Q)/2-Pmax 四輪吊車最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值。由于Pmax 是移動(dòng)的，產(chǎn)生的支座（輪）最大垂直反力標(biāo)準(zhǔn)值Dk,max 可以利用吊車梁的支座反力影響線求解Dmax = rQDk,max = rQ P1max(y1+y2) + P2max(y3+y4)Dmin = rQDk,min =rQP1min(y1+y2) + P2min(y3+y4)式中：P1,max,P2,max:兩臺(tái)起重量不同的吊車最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值P1,max >P2,max y1、y2、y3、y4與吊車輪子相對(duì)應(yīng)的支座反力影響線上的豎標(biāo)rQ:1.4當(dāng)兩臺(tái)吊車完全相同時(shí)，Dmax = r

13、QPmaxyi Dmin = rQDk,min = rQPmin/PmaxDmax吊車臺(tái)數(shù)規(guī)定：一般單層廠不多數(shù)兩臺(tái)吊車計(jì)算垂直荷載多跨時(shí)，一般按不多于四臺(tái)計(jì)，當(dāng)跨近期遠(yuǎn)期均肯定為一般時(shí)，按臺(tái)計(jì)。b.吊車水平荷載：1） 吊車橫向水平荷載小車橫向起制動(dòng)荷，都通過大車輪傳給吊車梁及柱，吊車橫向水平制動(dòng)力應(yīng)按兩側(cè)柱的剛度大小分配，為近視計(jì)算時(shí)單廠規(guī)定可近似平分兩側(cè)柱，對(duì)四輪吊車，它滿載運(yùn)行時(shí)，每個(gè)輪子產(chǎn)生橫向水平制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值T為： T=/4（Q+G）Q:吊車起重量標(biāo)準(zhǔn)值G：小車自重標(biāo)準(zhǔn)值：橫向制動(dòng)力系數(shù)對(duì)硬鉤吊車=0.2 軟鉤吊車Q10t時(shí) =0.12 Q=15250t時(shí) =0.10 Q75t時(shí) =

14、0.08傳給柱的水平荷最大值：則Tmax=rQ Tk,max= rQT1(y1+)+ T2(y3+y4)當(dāng)兩吊車完全相同時(shí) Tmax=rQ Tk,max=rQ TE yI輪子對(duì)應(yīng)yI值與吊車豎向荷載相同 Tmax=T/P max Dmax 小車左右兩分向均可走動(dòng)，故有左右兩個(gè)方向，且作用位置于吊車梁頂面，吊車橫向水平荷載，無論單、多跨廠房，最多考慮兩臺(tái)吊車同時(shí)剎車。2）、吊車縱向水平荷載： 大車的縱向起制動(dòng)，吊車自重及吊重慣性引起吊車縱向制動(dòng)力，由吊車一側(cè)的所有制動(dòng)輪傳至軌道；最后通過吊車梁傳給柱列或柱間支撐，每臺(tái)吊車縱向制動(dòng)力TQ為 TO=rQ *M*T= rQ M*N Pmax/10 設(shè)計(jì)

15、值 Pmax：最大輪壓 N :吊車每側(cè)制動(dòng)輪數(shù)，對(duì)于一般四輪吊車N=1M ：起重量相同的吊車臺(tái)數(shù)，不輪單、多跨，當(dāng)柱間無支撐時(shí)，吊車水平縱向荷由同一伸縮區(qū)段內(nèi)所有柱共同負(fù)擔(dān)，按柱間剛度大小分配，設(shè)有柱間支撐時(shí)，全部縱向水平荷載由柱間支撐承擔(dān)。例題講公式 一、 等高排架內(nèi)力計(jì)算：1、 排架的計(jì)算簡圖：2、 柱頂為不動(dòng)鉸支排架的內(nèi)力計(jì)算（單階變截面柱） 結(jié)構(gòu)對(duì)稱荷載對(duì)稱的排架以及有山墻的一跨或兩跨以上的無棱等高排架，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓縌<30T時(shí)，可按柱頂為不動(dòng)鉸支的排架計(jì)算內(nèi)力，如在各自重作用下（恒載） 其它情況可查閱附表9 P323、等高鉸支可動(dòng)排架在柱頂水平集中力作用下的內(nèi)力計(jì)算方法： 在水

16、平荷載局部荷載作用下如：風(fēng)、吊車等荷載1/I：第I根柱的抗剪剛度，I：為第I根柱的柔度此為剪力分配法當(dāng)排架結(jié)構(gòu)柱頂作用有水平架力F時(shí)，各柱的柱頂剪力按其抗剪剛度與各柱抗剪剛度總和的比例關(guān)系進(jìn)行分配，故稱剪力分配法。其它各種各樣的荷載，都可以通過以上兩種情況進(jìn)行求解。 例：在吊車垂直荷載Dmax Dmin作用下排架計(jì)算P162 風(fēng)載作用下見P1654、 等高排架在任意荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法1）、當(dāng)對(duì)稱排架所受的荷載也對(duì)稱時(shí)，排架結(jié)構(gòu)頂端無側(cè)移，排架柱可簡化為柱頂為不動(dòng)鉸支排架情況。2）、當(dāng)對(duì)稱排架所受的荷載非對(duì)稱時(shí)，排架頂端有水平側(cè)移，可分解為：A、 先在排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座，以阻止水平

17、側(cè)移，用柱頂為不動(dòng)鉸支排架情況求解并畫內(nèi)力圖。B、 撤除附加不動(dòng)鉸支座，并將R以反向作用于排架柱頂恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)行求R作用時(shí)的內(nèi)力。 關(guān)鍵是思想方法二、不等高排架內(nèi)力計(jì)算 按結(jié)構(gòu)力學(xué)力法計(jì)算內(nèi)力不宜用剪力分配法三、柱頂為彈性鉸支座排架內(nèi)力計(jì)算在吊車荷作用下，若考慮廠房的空間性能作用，則可假想在柱頂設(shè)置彈性支座來考慮廠房的空間性能。四、排架柱的最不利內(nèi)力組合：內(nèi)力組合的目的是組合出截面的最大內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，它是在荷載組合的基礎(chǔ)上對(duì)柱的若干控制截面進(jìn)行的。1、 控制截面：2、 荷載組合： 考慮各種荷載同時(shí)作用對(duì)出現(xiàn)的最不利內(nèi)力的可能性，對(duì)一般的柱，排架結(jié)構(gòu)： 通常對(duì)排架 恒載+活荷載（

18、不含風(fēng)載） 荷載組合 恒載+0.85活荷載（含風(fēng)載） 恒載+風(fēng)載3、 最不利內(nèi)力組合：Mmax及相應(yīng)的V、N （ 對(duì)雙肢柱，其腹桿出剪力- Mmax及相應(yīng)的V、N 決定性增加Vmax 、-VmaxNmax及相應(yīng)的M、V 及響相應(yīng)的M和N）Nmax及相應(yīng)的M、V在進(jìn)行控制截面最不利內(nèi)力組合時(shí)，應(yīng)遵守最不利而又是可能的這一原則， P169 18條例 P205 11-8表內(nèi)力組合§4、單層廠房柱設(shè)計(jì)一、 單層廠房柱截面設(shè)計(jì)： 柱在單層廠房排架設(shè)計(jì)中是最主要的構(gòu)件設(shè)計(jì)，在使用階段為受壓構(gòu)件，求出內(nèi)力后可按受壓夠進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，在施工階段柱子的側(cè)翻及吊裝要求，按雙筋矩形截面設(shè)計(jì)。二、牛腿設(shè)計(jì) 牛

19、腿在單廠柱中是常見的構(gòu)造，它用來支撐吊車梁或屋架等承重構(gòu)件，負(fù)荷大，應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜。 長牛腿：a/ho>1 a為荷載作用點(diǎn)至牛腿根部水平距離。 短牛腿：a/ho1 ho 牛腿有效高度 長牛腿受力特點(diǎn)近似于懸臂梁，可按懸臂梁的抗彎、抗剪進(jìn)行計(jì)算。1、 牛腿幾何尺寸：A、 牛腿的寬度及頂面長度頂面長度：與吊車梁中線位置，吊車梁端部寬度及 吊車梁至牛腿端部的距離C1有關(guān)。B、 牛腿處邊緣高和底面傾斜角度：h1：h/3 45° C、 牛腿總高度：h:主要由斜截面抗裂條件控制2、 牛腿配筋計(jì)算與構(gòu)造水平拉桿由縱向受拉鋼筋組成。斜壓桿由豎向力作用點(diǎn)與牛腿根部之間的混凝土組成，其承載力主要由混

20、凝土決定。 規(guī)范認(rèn)為只要牛腿中 P173 由MA=0 FVa +Fn(roho+as)= ASfnroho 得 ASFVa/0.85fYho 當(dāng)a<0.3ho時(shí)取a=0.3ho3、構(gòu)造： P1764、局部承受驗(yàn)算：墊板下局部承受面積： = FVK/A0.75fC§5、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)： 前面講過，排架單廠層房結(jié)構(gòu)中預(yù)制柱下基礎(chǔ)通常獨(dú)用得預(yù)制構(gòu)件，而現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)中通常用現(xiàn)澆基礎(chǔ)，但排架柱基礎(chǔ)杯口灌縫后，其受力性能和現(xiàn)澆柱下基礎(chǔ)完全一樣，故柱下單獨(dú)基礎(chǔ)均按現(xiàn)澆柱下基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算?；A(chǔ)得設(shè)計(jì)需解決三項(xiàng)內(nèi)容：基礎(chǔ)外形尺寸（主要包括底面積尺寸）基礎(chǔ)高度得確定和基底配筋。一、 軸心受壓柱下單

21、獨(dú)基得計(jì)算1、 基底尺寸的確定基底尺寸由地基得承載力及變形條件確定。 基礎(chǔ)底面荷載： 上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，柱、基礎(chǔ)梁等 基礎(chǔ)及其上土層的自重。 若在上述荷載作用下基底壓應(yīng)力為均勻分布，則基底壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值為： P=N/A+G/A N：柱傳至基礎(chǔ)頂面的軸心壓力設(shè)計(jì)值A(chǔ)：基底底面積A=a*b a、b為基底長、寬G：基礎(chǔ)及基上回填土的自重設(shè)計(jì)值，G= rmAd,其中rm為基礎(chǔ)及基上回填土的平均重度，設(shè)計(jì)時(shí)可取rm=70N/m2 , d為基底埋深 則=N/A+rmdff：經(jīng)深度荷寬度修正后的地基承載力設(shè)計(jì)值，當(dāng)f<101 fk時(shí)取f=1.1 fk，fk為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 則 A=N/f- rmd2

22、、 礎(chǔ)高度的確定： 基礎(chǔ)高度應(yīng)滿足構(gòu)造及抗沖切能力 hH1+ a1+50H1、a1分別為杯口深度荷杯底厚度，可查表11-4、11-5由于向上的基礎(chǔ)及基上回填土自重引起的土壤反力與向下的基礎(chǔ)及基上回填土自重相互抵消，因此柱下單獨(dú)基礎(chǔ)僅在向下的軸向壓力N荷向上的均布土壤凈反力Pn共同作用下，對(duì)矩形基礎(chǔ)，有4個(gè)沖切面按一個(gè)沖切面考慮，沖切面荷載設(shè)計(jì)值為： FL=Pn*A1FL:沖切荷載設(shè)計(jì)值。Pn在荷載設(shè)計(jì)值作用下，基礎(chǔ)底面單位面積上的凈反力 Pn=N/AA1:考慮沖切荷載時(shí)取用的多邊形面積沖切面一般與基底成45角而基礎(chǔ)的抗沖切承載力為： FL=0.6febmhoho:基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度bm

23、:沖切破壞斜截面上下邊長平均值 bm=( bt b b)/vbt b b:上下邊邊長3、 基底配筋將基礎(chǔ)看成倒置于柱頂?shù)膽冶郯迩蟪鯩1 M2等截面彎距二、偏心受壓柱下單獨(dú)基礎(chǔ)的計(jì)算1、 基礎(chǔ)底板反力分析：假定基底的反力按線性分布，則基礎(chǔ)底面兩邊緣的最大最小壓應(yīng)力為：Pmax=(N+G)/A+M/NAM/N式中：W為基礎(chǔ)底面面積的抵抗矩：W=b*a*a/6 矩形截 面。令e為N+G的偏心矩e=m/(n+G),則Pmax=(N+G)/ ab*(1+6e)Pmin=(N+G)/ ab*(16e) 由此可見當(dāng)e=a/6時(shí)，Pmin=0 基底壓應(yīng)力圖為三角形 e> a/6時(shí)，Pmin<0 基

24、底出現(xiàn)拉應(yīng)力，邊與實(shí)際不符， 拉邊緣壓應(yīng)力，基底壓應(yīng)力圖也為三角形。此時(shí)，按靜力平衡條件： 1/2 *3（a/2-e）*b= Pmax=2(N+G)/3b(a/2-e)2、 尺寸的確定：1）、平均壓應(yīng)力P=（Pmax+ Pmin）/2f 修正后地基可許承載力2）、Pmax1.2 f3）、對(duì)有吊車廠房：保證ea/b4）、對(duì)無吊車廠房：ea/4基底尺寸，一般情況按軸心受壓計(jì)算底面積，再乘1.21.4的擴(kuò)大系數(shù)，一般a/b=0.12.0，初步確定再按上述公式驗(yàn)算底面積3、 基礎(chǔ)高度的確定基本同軸心受壓基礎(chǔ)，不同的是公式4、基礎(chǔ)底面配筋計(jì)算： 方法同軸心收押基礎(chǔ)，只是基底反力改變。5、構(gòu)造要求（略）第

25、十章 鋼結(jié)構(gòu)連接n 第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、強(qiáng)度高、強(qiáng)重比大；塑性、韌性好；2、材質(zhì)均勻，符合力學(xué)假定，安全可靠度高；3、工廠化生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，施工速度快；4、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火；易銹蝕，耐腐性差。二、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1、重型結(jié)構(gòu)及大跨度建筑結(jié)構(gòu)；2、多層、高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)；3、輕鋼結(jié)構(gòu)；4、塔桅等高聳結(jié)構(gòu)；5、鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理與方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首層規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068）規(guī)定：結(jié)構(gòu)的可靠度應(yīng)采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定。n 鋼結(jié)構(gòu)和其他建筑結(jié)構(gòu)一樣，遵循“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”要求，采用的也是以概率論為基礎(chǔ)，用分項(xiàng)系數(shù)表

26、達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)j計(jì)方法。n 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，在前序課程（如鋼混結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)等），對(duì)此以作詳細(xì)介紹，此課就不再講述，認(rèn)真進(jìn)行復(fù)習(xí)。n 通過復(fù)習(xí)應(yīng)掌握以下概念：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)；結(jié)構(gòu)的基本功能要求；結(jié)構(gòu)的可靠度；失效概率；荷載及強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值。第三節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展n 我國是最早應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的國家，但是歷史的原因致使現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展與發(fā)達(dá)國家相比，已有相當(dāng)大的差距，最大的差距在于建筑鋼結(jié)構(gòu)。n 97年新發(fā)布的中國建筑技術(shù)政策中強(qiáng)調(diào)要重點(diǎn)發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)，國家相關(guān)部門也多次發(fā)布文件，要求擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場(chǎng)占有率。n 96年我國鋼產(chǎn)量已開始超億噸，居世界首位，為鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，

27、對(duì)鋼材的使用已由“節(jié)約使用”變?yōu)椤昂侠碛娩摗?、“加大建筑用鋼”。n 當(dāng)今我國建筑業(yè)中發(fā)展最快的就是鋼結(jié)構(gòu)，最缺的人才也是鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)以帶動(dòng)其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已成為建筑業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。第四節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)方法n 根據(jù)教學(xué)大綱要求，課程只講鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件部分；n 本課程的特點(diǎn)是：大家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)少，結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，理論性強(qiáng)（特別是穩(wěn)定理論）；n 受課時(shí)限制，不能過多的詳解例題，一定要記好筆記，從機(jī)理理解一些理論問題，加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)；n 多作習(xí)題與思考題，避免眼高手低。第二章 建筑鋼材第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求鋼材種類繁多，規(guī)格、用途也不相同，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼來說，

28、主要有三方面的要求。1、較高的強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)的承載力大，所需的截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕；2、較好的塑性及韌性：塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動(dòng)力荷載；3、良好的加工性能與耐久性：包括可焊性、冷彎性能以及耐腐性能； 據(jù)上要求,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：炭素結(jié)構(gòu)鋼中的Q235鋼及低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼中的Q345、Q390和Q420鋼四種鋼材。第二節(jié) 鋼材的主要機(jī)械性能n 一、單向拉伸試驗(yàn)曲線 根據(jù)鋼材單向拉伸性能曲線，工程應(yīng)用中，鋼材的性能按理想彈塑性體考慮，fy定為鋼材拉、壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。二、鋼材的主要機(jī)械性能1. 強(qiáng)度：fy 強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)依據(jù)；fu鋼材

29、的最大承載強(qiáng)度，安全儲(chǔ)備。2. 塑性5（10），鋼材產(chǎn)生塑變時(shí)而不發(fā)生脆性斷裂的能力，便于內(nèi)力重分布，吸收能量，重要指標(biāo)。3. 冷彎性能90o、180o，在冷加工過程中產(chǎn)生塑性變形時(shí)，對(duì)產(chǎn)生裂紋的敏感性，是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。4. 韌性沖擊韌性k，鋼材在一定溫度下塑變及斷裂過程中吸收能量的能力，用于表征鋼材承受動(dòng)力荷載的能力（動(dòng)力指標(biāo)），按常溫（20o）、零溫（0o） 、負(fù)溫（-20o、-40o）區(qū)分 。第三節(jié) 影響鋼材性能的主要因素1、化學(xué)成份的影響 基本成份為Fe，炭鋼中含量占99，C、Si、Mn為雜質(zhì)元素，S、P、N、O為冶煉過程中不易除盡的有害元素。 C：含C使強(qiáng)度塑性、

30、韌性、可焊性，應(yīng)控制在0.22%，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)控制在0.20%。 Si：含Si適量使強(qiáng)度 其它影響不大，有益，應(yīng)控制0.10.3% Mn：含Si適量使強(qiáng)度 降低S、O的熱脆影響，改善熱加工性能，對(duì)其它性能影響不大，有益。 S：含量使強(qiáng)度塑性、韌性、性能冷彎、可焊性； 高溫時(shí)使鋼材變脆熱脆現(xiàn)象。 P：低溫時(shí)使鋼材變脆冷脆現(xiàn)象；其它同S O、N：O同S；N同P。制含量0.008%2、冶金與軋制的影響 冶金的影響主要為脫氧方法：沸騰鋼用Mn為脫氧劑，時(shí)間快，價(jià)格低，質(zhì)量差；鎮(zhèn)靜鋼用Si為脫氧劑，時(shí)間慢，價(jià)格高，質(zhì)量好。 反復(fù)的軋制可以改善鋼材的塑性，同時(shí)可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏松等缺陷焊合，使金屬

31、晶體組織密實(shí)，晶粒細(xì)化，消除纖維組織缺陷，使鋼材的力學(xué)性能提高。3、冷作硬化與時(shí)效硬化 由于某種因素的影響而使鋼材強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，增加脆性的現(xiàn)象稱之為硬化現(xiàn)象。 冷加工時(shí)（常溫進(jìn)行彎折、沖孔剪切等），鋼材發(fā)生塑性變形從而使鋼材變硬的現(xiàn)象稱之為冷作硬化。 鋼材中的C、N，隨著時(shí)間的增長和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的“老化”現(xiàn)象稱之為時(shí)效硬化。4、復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中 鋼材在多向同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材強(qiáng)度增加，塑性、韌性下降，異號(hào)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)則相反。 鋼構(gòu)件由于截面的改變以及孔洞、凹槽、裂紋等原因而使構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中實(shí)際為：局部應(yīng)力

32、增大并多為同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)5、殘余應(yīng)力鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會(huì)產(chǎn)生在構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力（P26,圖2.10）,殘余應(yīng)力雖對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度無影響，但對(duì)構(gòu)件的變形（剛度）、疲勞以及穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響（后續(xù)章節(jié)中將詳細(xì)介紹）。6、溫度溫度的影響，一般可分正溫與負(fù)溫影響兩部分。n 正溫影響（P27，圖2.11） 總體影響規(guī)律為溫度上升，鋼材的強(qiáng)度降低，塑性、韌性提高，這一現(xiàn)象稱之為熱塑現(xiàn)象，溫度達(dá)600o左右時(shí)，鋼材的強(qiáng)度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，易于進(jìn)行熱加工，此溫度稱之為熱煅溫度。 需要說明：鋼材在300o左右時(shí)，強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，鋼材表面呈藍(lán)色，這一反覆現(xiàn)象稱之為藍(lán)脆現(xiàn)象。鋼

33、材在300o以上時(shí)應(yīng)采取隔熱措施。n 負(fù)溫影響（P27，圖2.12） 隨著溫度的降低鋼材的強(qiáng)度提高，塑性、韌性降低，脆性增大，稱之為低溫冷脆，當(dāng)溫度降至某一特定溫度時(shí)鋼材的脆性急劇增大，稱此溫度點(diǎn)為轉(zhuǎn)脆溫度。n 第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)用鋼的種類及選擇n 鋼材牌號(hào)由：“Q、屈服點(diǎn)值、質(zhì)量等級(jí)、脫氧方法”四部分組成。l Q：表示“屈”字拼音首位字母，意為“屈服強(qiáng)度”；l 質(zhì)量等級(jí)：分AE五級(jí)（字序越高質(zhì)量越好）；l 脫氧方法：F沸騰鋼；Z鎮(zhèn)靜鋼（一般省略）； b半鎮(zhèn)靜鋼；TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼。注：炭素結(jié)構(gòu)鋼分：A、B、C、D 四級(jí)，含所有脫氧方法；低合金結(jié)構(gòu)鋼分：A、B、C、D、E五級(jí)，只有鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼

34、。 如前所述建筑結(jié)構(gòu)用鋼，宜選炭素結(jié)構(gòu)鋼中的Q235及低合金鋼中的Q345、Q390、Q420四種鋼材。1. 鋼材的質(zhì)量和性能，由鋼材力學(xué)性能中的抗拉強(qiáng)度fu、屈服強(qiáng)度fy、伸長率5（10）、冷彎180o及沖擊韌性k，化學(xué)成分C、S、P等的極限含量，以及冶煉脫氧方法來衡量。選材時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載性質(zhì)（靜、動(dòng)）、連接方法、工作溫度等因素來綜合考慮以選擇適宜鋼材。2. 一般承重結(jié)構(gòu)應(yīng)有fu、fy、5以及C（ 0.22%）、S、P的極限含量合格保證；焊接及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)還應(yīng)具備冷彎180o合格保證（C0.2%）；承受動(dòng)力荷載需要驗(yàn)算結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度時(shí),還應(yīng)根據(jù)具體情況增加對(duì)k的不同要求。第

35、三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接受力分類l 螺栓根據(jù)作用不同，按螺栓受力可以分為：受剪、受拉及剪拉共同作用2、受剪連接n 受力性能與破壞形式l 五種破壞形式Ø 螺栓受剪破壞Ø 孔壁擠壓破壞Ø 連接板凈截面破壞Ø 螺栓受彎破壞Ø 連接板沖剪破壞n 單個(gè)受剪螺栓的承載力計(jì)算n 軸力作用受剪螺栓群的連接計(jì)算l 受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)仍按均布，但強(qiáng)度需乘折減系數(shù)扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計(jì)算l M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計(jì)算小偏心：大偏心:第七節(jié) 高強(qiáng)度螺栓連接一、概述n 按

36、受力特性分：摩擦型與承壓型p 抗剪連接時(shí)摩擦型以板件間最大摩擦力為承載力極限狀態(tài)；承壓型允許克服最大摩擦力后，以螺桿抗剪與孔壁承壓破壞為承載力極限狀態(tài)（同普通螺栓）。受拉時(shí)兩者無區(qū)別。p 高強(qiáng)螺栓采用級(jí)孔，便于施工。p 受傳力機(jī)理的要求，構(gòu)造上除連接板的邊、端距1.5d0外其它同普通螺栓。n 高強(qiáng)螺栓的材料與強(qiáng)度等級(jí)p 由高強(qiáng)材料經(jīng)熱處理制成，按強(qiáng)度等級(jí)分10.9與8.8級(jí)。Ø 10.9級(jí)一般為20MnTiB、40Cr等材料，fu1000N/mm2，fu/fy0.9；8.8級(jí)一般為45鋼制成， fu800N/mm2，fu/fy0.8。二、摩擦型高強(qiáng)螺栓連接計(jì)算n 受剪連接計(jì)算一個(gè)螺栓

37、抗剪承載力連接所需螺栓數(shù)凈截面強(qiáng)度：考慮50孔前傳力本章重點(diǎn)1、角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算；1.某桁架的腹桿，截面為，Q235B。F鋼，手工焊，E43型焊條。構(gòu)件承受靜力荷載，由永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的300KN，由可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的580KN。構(gòu)件與16mm厚的節(jié)點(diǎn)板相連接，只采用側(cè)面角焊縫時(shí)，設(shè)計(jì)此節(jié)點(diǎn)的連接：當(dāng)用兩側(cè)面角焊縫時(shí)取為使的合力與外力N平衡，求如下：由得，由得，各段焊縫的長度角鋼背取490mm角鋼趾取200mm當(dāng)采用三面圍焊時(shí)試設(shè)計(jì)此節(jié)點(diǎn)的連接： 1.角焊縫的焊角尺寸最小 最大 采用，滿足上述要求軸向力設(shè)計(jì)值（由可變荷載效應(yīng)組合控制）驗(yàn)算構(gòu)件截面上的應(yīng)力：設(shè)計(jì)三面圍焊時(shí)，實(shí)質(zhì)上是把荷載分

38、解成各段焊縫的受力。使它們的合力與N相平衡。必須先確定，然后求得Q235鋼，E43系列的焊條，因而對(duì)角鋼背取力矩建立平衡方程，得由，得每段焊縫的長度角鋼背取其實(shí)際焊縫長度為400mm角鋼趾取實(shí)際焊縫長度為100mm2、焊接殘余應(yīng)力與變形的產(chǎn)生機(jī)理與影響；2、普通螺栓受剪連接的破壞形式與機(jī)理；3、高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造與計(jì)算第十一章 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件第一節(jié) 概 述n 軸心受力構(gòu)件分軸心受拉及受壓兩類構(gòu)件，作為一種受力構(gòu)件，就應(yīng)滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。n 正常使用極限狀態(tài)的要求用構(gòu)件的長細(xì)比來控制；承載能力極限狀態(tài)包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面的要求。n 穩(wěn)定問題是鋼構(gòu)件的重點(diǎn)問題，所

39、有鋼構(gòu)件都涉及到穩(wěn)定問題，是鋼構(gòu)件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本章將簡單講述鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎(chǔ)。n 軸心受力構(gòu)件的截面分：實(shí)腹式與格構(gòu)式兩類（P97圖4.2）l 實(shí)腹式又分型鋼截面（包括普通型鋼與薄壁型鋼），組合截面（鋼板組合與型鋼組合截面）l 格構(gòu)式截面又分綴條式截面與綴板式截面l 第二節(jié) 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度一軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度 以凈截面的平均應(yīng)力強(qiáng)度為準(zhǔn)則二、軸心受力構(gòu)件的剛度 以構(gòu)件的長細(xì)比來控制第三節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問題的概述 所謂的穩(wěn)定是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受載變形后，所處平衡狀態(tài)的屬性。如圖4.4，穩(wěn)定分穩(wěn)定平衡、隨遇平衡、不穩(wěn)定平衡。結(jié)構(gòu)

40、或構(gòu)件失穩(wěn)實(shí)際上為從穩(wěn)定平衡狀態(tài)經(jīng)過臨界平衡狀態(tài)，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，臨界狀態(tài)的荷載即為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的穩(wěn)定極限荷載，構(gòu)件必須工作在臨界荷載之前。穩(wěn)定問題為鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)問題，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均件均存在穩(wěn)定問題，穩(wěn)定問題分構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn) 1、理想條件：絕對(duì)直桿、材料均質(zhì)、無荷載偏心、無初始應(yīng) 力、完全彈性。 2、典型失穩(wěn)形式 彎曲失穩(wěn)只有彎曲變形； 扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)只有扭轉(zhuǎn)變形。 彎扭失穩(wěn)彎曲變形的同時(shí)伴隨有扭轉(zhuǎn)變形。 單對(duì)稱截面繞對(duì)稱軸（或不對(duì)稱截面）彎曲失穩(wěn)時(shí)，由于截面的形心（內(nèi)力作用點(diǎn)）與剪心（截面的扭轉(zhuǎn)中心）不重合，截面內(nèi)的內(nèi)力分量相對(duì)于剪心產(chǎn)生偏心產(chǎn)生扭矩，從而

41、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。失穩(wěn)承載力低于彎曲失穩(wěn)承載力。 只有類似于十字型截面扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力小于彎曲失穩(wěn)承載力，其他截面一般來說彎曲穩(wěn)定承載力均大于扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力。、殘余應(yīng)力的影響 前面已講：鋼構(gòu)件在軋制、焊接、剪切等過程中，會(huì)在鋼構(gòu)件中產(chǎn)生內(nèi)部自相平衡的殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度無影響，但會(huì)對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響。第四節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)際軸壓構(gòu)件的工程計(jì)算方法 初始彎曲與初始偏心的影響規(guī)律相同，按概率理論兩者同時(shí)取最大值的幾率很小，工程中把初彎曲考慮為最大（桿長的千分之一）以兼并考慮初彎曲的影響；按彎曲失穩(wěn)理論計(jì)算，考慮彎扭失穩(wěn)的影響，同時(shí)考慮殘余應(yīng)力的影響，根據(jù)各類影響因素

42、的不同將構(gòu)件截面類型分為a、b、c及d四類（詳見p112，圖4.16及p113，表4.4a）。 a類為殘余應(yīng)力影響較小，c類為殘余應(yīng)力影響較大，并有彎扭失穩(wěn)影響，a、c類之間為b類，d類厚板工字鋼繞弱軸。第五節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)第六節(jié) 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第五章 梁（受彎構(gòu)件）第一節(jié) 概述l 梁主要是用作承受橫向荷載的實(shí)腹式構(gòu)件（格構(gòu)式為桁架），主要內(nèi)力為彎矩與剪力；l 梁的正常使用極限狀態(tài)為控制梁的撓曲變形；l 梁的承載能力極限狀態(tài)包括：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性；l 梁的截面主要分型鋼與鋼板組合截面l 梁格形式主要有：簡式梁格（單一梁）、普通梁格（分主、次梁）及復(fù)式梁格（分主梁

43、及橫、縱次梁），第二節(jié) 梁的強(qiáng)度與剛度一、梁的強(qiáng)度l 梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎應(yīng)力、剪應(yīng)力，在集中荷載作用處還有局部承壓應(yīng)力，故梁的強(qiáng)度應(yīng)包括：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部成壓強(qiáng)度，在彎應(yīng)力、剪應(yīng)力及局部壓應(yīng)力共同作用處還應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力。1、抗彎強(qiáng)度l 彈性階段：以邊緣屈服為最大承載力l 彈塑性階段：以塑性鉸彎矩為最大承載力第三節(jié) 梁的整體穩(wěn)定梁的失穩(wěn)機(jī)理l 梁受彎變形后，上翼緣受壓，由于梁側(cè)向剛度不夠，就會(huì)發(fā)生梁的側(cè)向彎曲失穩(wěn)變形，梁截面從上至下彎曲量不等，就形成截面的扭轉(zhuǎn)變形，同時(shí)還有彎矩作用平面那的彎曲變形，故梁的失穩(wěn)為彎扭失穩(wěn)形式，完整的說應(yīng)為：側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。l 從以上失穩(wěn)機(jī)理來看， 提

44、高梁的整穩(wěn)承載力 的有效措施應(yīng)為提高 梁上翼緣的側(cè)移剛度， 減小梁上翼緣的側(cè)向計(jì)算長度三、梁的整體穩(wěn)定保證措施l 提高梁的整體穩(wěn)定承載力的關(guān)鍵是，增強(qiáng)梁受壓翼緣的抗側(cè)移及扭轉(zhuǎn)剛度，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，就可以保證在梁強(qiáng)度破壞之前不會(huì)發(fā)生梁的整體失穩(wěn)，可以不必驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定，具體條件詳見P153四、梁的側(cè)向支撐l 側(cè)向支撐作用是為梁提供側(cè)向支點(diǎn)，減小側(cè)向計(jì)算長度，故要求側(cè)向支撐應(yīng)可靠，能有效地承受梁側(cè)彎產(chǎn)生的側(cè)向力（實(shí)際為彎曲剪力），由于側(cè)彎主要是受壓翼緣彎曲引起，同第四章，側(cè)向力可以寫為：l 如果為支桿應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件計(jì) 算，同時(shí)應(yīng)注意。 l 夾支座：梁為側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，所以支座處應(yīng)采取措施限

45、制梁的扭轉(zhuǎn)。第四節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設(shè)計(jì)概述l 同軸壓構(gòu)件一樣，為提高梁的剛度與強(qiáng)度及整體穩(wěn)定承載力，應(yīng)遵循“肢寬壁薄”的設(shè)計(jì)原則，從而引發(fā)板件的局部穩(wěn)定承載力問題。l 翼緣板受力較為簡單，仍按限制板件寬厚比的方法來保證局部穩(wěn)定性。l 腹板受力復(fù)雜，而且為滿足強(qiáng)度要求，截面高度較大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，會(huì)使腹板取值很大，不經(jīng)濟(jì)，一般采用加勁肋的方法來減小板件尺寸，從而提高局部穩(wěn)定承載力。 圖中：1橫向加勁肋 2縱向加勁肋 3短加勁肋l第五節(jié) 梁的截面設(shè)計(jì)型鋼梁的設(shè)計(jì)1、根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算梁的最大彎距設(shè)計(jì)值Mmax；2、根據(jù)抗彎強(qiáng)度，計(jì)算所需的凈截面抵抗矩：3、查型鋼表確定型鋼截

46、面4、截面驗(yàn)算l 強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎、抗剪、局部承壓（一般不需驗(yàn)算折算應(yīng)力強(qiáng)度）；l 剛度驗(yàn)算：驗(yàn)算梁的撓跨比l 整體穩(wěn)定驗(yàn)算（型鋼截面局部穩(wěn)定一般不需驗(yàn)算）。l 根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果調(diào)整截面，再進(jìn)行驗(yàn)算，直至滿足。2.某工作平臺(tái)的布置如圖所示，平臺(tái)板為預(yù)制鋼筋混凝土板，焊接于次梁，已經(jīng)平臺(tái)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值,平臺(tái)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（為靜力荷載），鋼材Q235B。試設(shè)計(jì)此工作平臺(tái)次梁的截面。 荷載及內(nèi)力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 荷載設(shè)計(jì)值 最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 最大彎矩設(shè)計(jì)值 最大剪力設(shè)計(jì)值 試選截面截面由抗彎強(qiáng)度確定，需要的截面模量為均布荷載下簡支梁的撓度條件為需要的慣性矩為次梁截面采用熱軋普通工字鋼，按需要選熱軋普通工字鋼為，截

47、面特性為自重：截面驗(yàn)算（計(jì)入次梁自重）彎矩設(shè)計(jì)值剪力設(shè)計(jì)值抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度滿足要求截面驗(yàn)算l 強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎、抗剪、局部承壓以及折算應(yīng)力強(qiáng)度）；l 剛度驗(yàn)算：驗(yàn)算梁的撓跨比；l 整體穩(wěn)定驗(yàn)算；l 局部穩(wěn)定驗(yàn)算（翼緣板）l 根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果調(diào)整截面，再進(jìn)行驗(yàn)算，直至滿足。l 根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加勁肋結(jié)算與布置第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件第一節(jié) 概述l 拉彎與壓彎構(gòu)件實(shí)際上就是軸力與彎矩共同作用的構(gòu)件，也就是為軸心受力構(gòu)件與受彎構(gòu)件的組合，典型的三種拉、壓彎構(gòu)件如下圖所示。l 同其他構(gòu)件一樣，拉、壓彎構(gòu)件也需同時(shí)滿足正常使用及承載能力兩種極限狀態(tài)的要求。Ø 正常使用極限狀態(tài)：滿足剛度要求。Ø 承載能力極限狀態(tài)：需滿足強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面要求。l 截面形式：同軸心受力構(gòu)件， 分實(shí)腹式截面與格構(gòu)式截面Ø 實(shí)腹式：型鋼截面與組合截面Ø 格構(gòu)式：綴條式與綴板式第二節(jié) 拉彎與壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度強(qiáng)度l 兩個(gè)工作階段，兩個(gè)特征點(diǎn)Ø 彈性工作階段：以邊緣屈服為特征點(diǎn)（彈性承載力）Ø 彈塑性