鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)項(xiàng)目四

鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)Constructiontechnologyofsteelstructure目錄緒論項(xiàng)目１鋼結(jié)構(gòu)工程施工圖識(shí)讀與詳圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目２鋼結(jié)構(gòu)材料項(xiàng)目３鋼結(jié)構(gòu)連接項(xiàng)目４鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件項(xiàng)目項(xiàng)目５鋼結(jié)構(gòu)加工制作與預(yù)拼裝項(xiàng)目６鋼結(jié)構(gòu)涂裝項(xiàng)目７鋼結(jié)構(gòu)安裝項(xiàng)目８壓型金屬板工程項(xiàng)目９鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗(yàn)收項(xiàng)目4

鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件項(xiàng)目任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件是指縱向力與桿件的形心軸相重合的構(gòu)件，可分為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件。４.１.１軸心受力構(gòu)件的截面形式軸心受力構(gòu)件的截面分為型鋼截面和組合截面兩類，而組合截面按構(gòu)造形式又可分為實(shí)腹式組合截面和格構(gòu)式組合截面兩類。４.１.２軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算４.１.２.１軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算４.１.２.２軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算軸心受力構(gòu)件的容許長細(xì)比：任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件４.１.３軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性４.１.３.１軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定１

理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式軸心受壓構(gòu)件的屈曲根據(jù)其屈曲變形分為彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲三種形式。任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件２

影響軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力的主要因素（１）初偏心和初彎曲的影響。構(gòu)件在制作、運(yùn)輸、安裝等過程中不可避免會(huì)產(chǎn)生微小的初彎曲，其值雖然不大，但對(duì)桿端影響較大，且初始撓度越大，臨界力降低越多。（２）殘余應(yīng)力的影響。殘余應(yīng)力對(duì)軸心受壓構(gòu)件承載能力的影響主要與截面上殘余壓應(yīng)力的分布位置和大小有關(guān)。（３）桿端約束條件。構(gòu)件端部的約束條件對(duì)構(gòu)件的承載能力影響明顯，其影響可由計(jì)算長度l０來反映，取l0＝μl，稱為計(jì)算長度系數(shù)。對(duì)任意支承情況的壓桿，其臨界力可用下式表達(dá)：任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件３

軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的計(jì)算（１）實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算：（２）格構(gòu)式軸心受壓柱。任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件４.１.３.２軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定１

軸心受壓構(gòu)件局部屈曲變形任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件２

軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算４.１.４軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)４.１.４.１設(shè)計(jì)原則（１）截面面積分布應(yīng)盡量遠(yuǎn)離主軸線，即盡量加大截面輪廓尺寸并減小板厚，以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，從而提高構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和剛度。（２）使兩個(gè)主軸的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。（３）盡量采用雙軸對(duì)稱截面，避免彎扭失穩(wěn)。（４）構(gòu)造簡單，便于制作，取材方便。（５）便于與其他構(gòu)件連接。任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件４.１.４.２實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)１

選擇截面形式實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面形式有型鋼截面和組合截面兩類。在選擇截面形式時(shí)應(yīng)遵循下列原則。（１）肢寬壁薄原則。（２）等穩(wěn)定性原則。（３）經(jīng)濟(jì)性原則。２

選擇截面尺寸３

截面驗(yàn)算任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件４

實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件構(gòu)造要求４.１.４.３格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)１

截面設(shè)計(jì)（１）按實(shí)軸（設(shè)為y軸）穩(wěn)定條件選定截面尺寸。任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件（２）按虛軸（設(shè)為x軸）與實(shí)軸等穩(wěn)定性原則確定兩分肢間距c及截面高度h。（３）驗(yàn)算。在初選定截面尺寸后，對(duì)于截面的驗(yàn)算其步驟與實(shí)腹式軸心壓桿完全相同。２

綴件設(shè)計(jì)（１）軸心受壓構(gòu)件的剪力任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件（２）綴條的設(shè)計(jì)。任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件（３）綴板的設(shè)計(jì)。根據(jù)內(nèi)力平衡條件可得每個(gè)綴板的剪力和綴板與分肢連接處的彎矩為：任務(wù)４.１軸心受力構(gòu)件３

柱身構(gòu)造（１）綴板與肢體間用角焊縫相連，搭接長度一般為２０～３０ｍｍ。（２）綴板尺寸應(yīng)有一定的剛度，同一截面處兩側(cè)綴板線剛度之和不得小于一個(gè)分肢線剛度的６倍，通常取綴板寬度，厚度且不小于６ｍｍ。（３）對(duì)于大型柱應(yīng)設(shè)置橫隔，以增大抗扭剛度。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.１梁的截面形式鋼梁按制作方法分為型鋼梁和組合梁兩大類。型鋼梁的截面有熱軋工字鋼、熱軋Ｈ型鋼和槽鋼三種。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.２梁的剛度和強(qiáng)度４.２.２.１梁的強(qiáng)度計(jì)算１

抗彎強(qiáng)度任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁２抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度計(jì)算式為：任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁３

局部抗壓強(qiáng)度當(dāng)梁上作用有固定集中荷載（包括支座反力作用），且在該處又未設(shè)支承加勁肋，或者有移動(dòng)集中荷載作用時(shí)，在翼緣與腹板的交界處，腹板將受到比較大的橫向壓應(yīng)力σｃ作用，為了防止腹板局部不被受壓破壞，應(yīng)在該處的腹板進(jìn)行局部抗壓強(qiáng)度計(jì)算。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４

折算應(yīng)力在組合梁腹板計(jì)算高度邊緣處同時(shí)受較大正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)，４.２.２.２梁的剛度計(jì)算梁的剛度條件：任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.３梁的整體穩(wěn)定４.２.４梁的局部穩(wěn)定組合梁一般由翼緣和腹板等板件組成，如果將這些板件不適當(dāng)?shù)販p薄加寬，板中壓應(yīng)力或剪應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值后，腹板或受壓翼緣有可能偏離其平面位置，出現(xiàn)波形鼓曲，這種現(xiàn)象稱為梁局部失穩(wěn)。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.４.１組合梁翼緣的局部穩(wěn)定任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.４.２組合梁腹板的局部穩(wěn)定１

加勁肋的配置規(guī)定任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁２

腹板加勁肋設(shè)計(jì)加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對(duì)配置，也可單側(cè)配置，但支承加勁肋、重級(jí)工作制吊車梁的加勁肋不應(yīng)單側(cè)配置。３

支承加勁肋支承加勁肋是指承受固定集中荷載（包括支座反力）處的橫向加勁肋。除起到腹板橫向加勁肋的作用外，還要承受集中荷載N的作用，并將荷載可靠傳給梁的截面或支座。支承加勁肋按構(gòu)造形式分為平板式和凸緣式。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.５組合梁腹板考慮屈曲后強(qiáng)度的計(jì)算１

設(shè)計(jì)原則２

腹板僅配置支承加勁肋腹板僅配置支承加勁肋（或尚有中間橫向加勁肋）而考慮屈曲后強(qiáng)度的Ｉ形截面焊接組合梁，應(yīng)按下式驗(yàn)算抗彎和抗剪承載能力：任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁３

腹板配置中間橫向加勁肋當(dāng)僅配置支承加勁肋不能滿足公式（４-７５）的要求時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)成對(duì)配置中間橫向加勁肋。中間橫向加勁肋和上端受有集中壓力的中間支承加勁肋，其軸心壓力應(yīng)按下式計(jì)算：任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁４.２.６鋼梁的設(shè)計(jì)４.２.６.１組合梁設(shè)計(jì)１

截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)時(shí)通常先考慮抗彎強(qiáng)度（或?qū)δ承┝簽檎w穩(wěn)定）要求，使截面有足夠的截面模量，并在計(jì)算過程中隨時(shí)兼顧其他各項(xiàng)要求。不同形式梁截面選擇的方法和步驟基本相同，現(xiàn)以焊接雙軸對(duì)稱Ｉ形截面梁為例來說明設(shè)計(jì)方法。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁（１）初選截面。（２）截面驗(yàn)算。２

梁截面沿梁長度的改變單層翼緣板的焊接梁改變截面時(shí)，宜改變翼緣板的寬度而不改變其厚度。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁３

翼緣焊縫的計(jì)算４.２.６.２型鋼梁設(shè)計(jì)１

單向受彎型鋼梁單向受彎型鋼梁多采用工字鋼和Ｈ型鋼，計(jì)算步驟如下。（１）確定設(shè)計(jì)條件。（２）計(jì)算梁的內(nèi)力。（３）初選截面。。計(jì)算梁所需的凈截面抵抗矩形。（４）截面強(qiáng)度驗(yàn)算。任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁（５）剛度驗(yàn)算。（６）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。２

雙向受彎型鋼梁任務(wù)４.２受彎構(gòu)件——鋼梁任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件同時(shí)承受軸心拉力和彎矩的構(gòu)件稱為拉彎構(gòu)件，而同時(shí)承受軸心壓力和彎矩的構(gòu)件稱為壓彎構(gòu)件。任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件４.３.１拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的截面形式拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的截面形式有型鋼截面和組合截面兩類，而組合截面又分實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種截面。任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件４.３.２拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度１

強(qiáng)度彎矩作用在主平面內(nèi)的拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件，其強(qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件２

剛度構(gòu)件的長細(xì)比λ不應(yīng)超過允許長細(xì)比λ，其計(jì)算同軸心受力構(gòu)件，即：４.３.３實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性４.３.３.１實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定１

實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性采用下式來驗(yàn)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性：任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件２實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性彎矩作用平面外的穩(wěn)定性按下列公式驗(yàn)算：任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件４.３.３.２實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定１

翼緣的局部穩(wěn)定（１）Ｉ形、箱形和Ｔ形截面壓彎構(gòu)件，其受壓翼緣的應(yīng)力狀態(tài)與梁受壓翼緣板類似，當(dāng)截面設(shè)計(jì)均由強(qiáng)度控制時(shí)就更加相似，幫板的自由外伸寬度與其厚度之比也應(yīng)按梁的規(guī)定，即應(yīng)滿足下式要求：任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件２

腹板的局部穩(wěn)定（１）Ｉ形截面。（２）箱形截面。（３）Ｔ形截面。４.３.４格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性常用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件截面如圖所示。任務(wù)４.３拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件１

彎矩繞虛軸（x軸）作用時(shí)（１）彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性。２

彎矩繞實(shí)軸（y軸）作用時(shí)彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，其彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性計(jì)算均與實(shí)腹式構(gòu)件相同。３

彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)時(shí)（１）彎矩作用在