建筑結(jié)構(gòu)與識(shí)圖-第八 章 鋼結(jié)構(gòu)基本知識(shí)13課件講解

第八章鋼結(jié)構(gòu)基本知識(shí)主講人：厲彥菊

時(shí)間：2020.02建筑結(jié)構(gòu)與識(shí)圖工程造價(jià)目錄/CONTENT01鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接02鋼屋蓋8.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接PART

04鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接8.1.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件8.1.2鋼結(jié)構(gòu)的連接018.1.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件028.1.1.1軸心受力構(gòu)件

03

8.1.1.2受彎構(gòu)件

8.1.1.3拉壓彎構(gòu)件

軸心受力構(gòu)件是指承受通過構(gòu)件截面形心軸線的軸向力作用的構(gòu)件，當(dāng)這種軸向力為拉力時(shí)，稱為軸心受拉構(gòu)件，簡稱軸心拉桿；當(dāng)這種軸向力為壓力時(shí)，稱為軸心受壓構(gòu)件，簡稱軸心壓桿。軸心受力構(gòu)件廣泛地應(yīng)用于承重鋼結(jié)構(gòu)，支承屋蓋、樓蓋或工作平臺(tái)的豎向受壓構(gòu)件通常稱為柱，包括軸心受壓柱，柱的形式如右圖所示。柱通常由柱頭、柱身和柱腳三部分組成，柱頭支承上部結(jié)構(gòu)并將其荷載傳給柱身，柱腳則把荷載由柱身傳給基礎(chǔ)。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

1.軸心受力構(gòu)件的種類及截面形式（a）實(shí)腹式柱（b）格構(gòu)綴板柱（c）格構(gòu)綴條柱匯報(bào)：張三（1）螺栓的排列

軸心受力構(gòu)件，按其截面組成形式，可分為實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件兩種8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

1.軸心受力構(gòu)件的種類及截面形式實(shí)腹式格構(gòu)式型鋼截面（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）綴條式綴板式實(shí)腹式格構(gòu)式匯報(bào)：張三（1）實(shí)腹式構(gòu)件具有整體連通的截面，構(gòu)造簡單，制做方便，可采用熱軋和冷彎型鋼或用型鋼和鋼板組合而成。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

1.軸心受力構(gòu)件的種類及截面形式

圓鋼無縫鋼管單角鋼T型鋼槽鋼工字鋼H型鋼

工字形截面箱型截面H形截面十字形截面T形截面軸心受壓構(gòu)件的常用截面形式匯報(bào)：張三(2)格構(gòu)式構(gòu)件由兩個(gè)或多個(gè)分肢用綴材（綴條或綴板)相連而成。綴材不連續(xù)，在截面圖中以虛線表示。通過分肢腹板和綴材平面的軸線分別叫實(shí)軸和虛軸。綴材的作用是將各分肢連成整體，并承受構(gòu)件繞虛軸彎曲時(shí)的剪力。格構(gòu)式構(gòu)件抗扭剛度大，用料較省。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

1.軸心受力構(gòu)件的種類及截面形式

實(shí)腹式構(gòu)件比格構(gòu)式構(gòu)件構(gòu)造簡單，制造方便，整體受力和抗剪性能好，但截面尺寸較大時(shí)鋼材用量較多；而格構(gòu)式構(gòu)件容易實(shí)現(xiàn)兩主軸方向的等穩(wěn)定性，剛度較大，抗扭性能較好，用料較省。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

1.軸心受力構(gòu)件的種類及截面形式實(shí)腹式柱格構(gòu)柱8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

2、軸心受力構(gòu)件受力特點(diǎn)（1）強(qiáng)度計(jì)算對軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定凈截面的平均應(yīng)力不應(yīng)超過鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（2）剛度計(jì)算為滿足結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)要求，軸心受壓構(gòu)件不應(yīng)做得過分柔細(xì)，而應(yīng)具有一定的剛度，以保證桿件不會(huì)產(chǎn)生過度的變形。軸心受壓構(gòu)件的剛度通常用長細(xì)比來衡量，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對軸心受力構(gòu)件的長細(xì)比進(jìn)行控制。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

2、軸心受力構(gòu)件受力特點(diǎn)（3）軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定研究表明，細(xì)長的軸向受壓桿件，當(dāng)壓力達(dá)到一定大小時(shí)，會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲（或扭曲），改變原來的受力性質(zhì)，從而喪失承載力。此時(shí)構(gòu)件截面上的應(yīng)力還遠(yuǎn)小于材料的極限應(yīng)力，甚至小于比例極限。這種失效不是強(qiáng)度不足，而是由于受壓桿件不能保持其原有的直線形狀平衡。這種現(xiàn)象稱為喪失整體穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)中由于鋼材強(qiáng)度高，構(gòu)件的截面大都輕而薄，而其長度則又往往較長，因此，當(dāng)軸心受壓構(gòu)件的長細(xì)比較大而截面有沒有孔洞削弱時(shí)，一般不會(huì)因截面的平均應(yīng)力達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值而喪失承載力，其破壞常是由構(gòu)件失去整體穩(wěn)定性所致，因此在整體穩(wěn)定性滿足要求時(shí)，可不必進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

2、軸心受力構(gòu)件受力特點(diǎn)（4）軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定軸心受壓桿件不僅有喪失整體穩(wěn)定的的可能性，而且也有喪失局部穩(wěn)定的可能性。組成構(gòu)件的板件，如工字形截面構(gòu)件的翼緣和腹板，其厚度與板其他兩個(gè)尺寸相比都較小。在均勻壓力的作用下，在壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，板件不能繼續(xù)維持平面平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象，因?yàn)榘寮皇菢?gòu)件的一部分，所以把這種屈曲現(xiàn)象稱為喪失局部穩(wěn)定。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定用板件的寬厚比來限制。對于軸心壓桿的板件的寬厚比考慮的是不允許板件的屈曲先于構(gòu)件的整體屈曲，并以此限制板件的寬厚比。軸心受壓構(gòu)件的局部屈曲匯報(bào)：張三柱的頂部與梁（或桁架）連接的部分稱為柱頭，作用是通過柱頭將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到柱身。柱下端與基礎(chǔ)連接的部分稱為柱腳，柱腳的作用是將柱身所受的力傳遞和分布到基礎(chǔ)，并將柱固定于基礎(chǔ)。

3.軸心受壓柱的柱頭與柱腳（1）軸心受壓柱的柱頭梁與軸心受壓柱的柱頭連接有兩類鉸接，一類是梁支承于柱頂上，一類是梁連接于柱的側(cè)面。1)梁支承于柱頂?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)梁支于柱頂時(shí)，柱頂焊有大于柱輪廓3cm左右的頂板，厚度為16～20mm，與柱焊接并與梁用普通螺栓相連。單擊編輯標(biāo)題單擊此處編輯您要的內(nèi)容，建議您在展示時(shí)采用微軟雅黑字體，本模版所有圖形線條及其相應(yīng)素材均可自由編輯、改色、替換。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

匯報(bào)：張三柱的頂部與梁（或桁架）連接的部分稱為柱頭，作用是通過柱頭將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到柱身。柱下端與基礎(chǔ)連接的部分稱為柱腳，柱腳的作用是將柱身所受的力傳遞和分布到基礎(chǔ)，并將柱固定于基礎(chǔ)。

3.軸心受壓柱的柱頭與柱腳（1）軸心受壓柱的柱頭梁與軸心受壓柱的柱頭連接有兩類鉸接，一類是梁支承于柱頂上，一類是梁連接于柱的側(cè)面。1)梁支承于柱頂?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)梁支于柱頂時(shí)，柱頂焊有大于柱輪廓3cm左右的頂板，厚度為16～20mm，與柱焊接并與梁用普通螺栓相連。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

右圖（a）的構(gòu)造方案，將梁的反力通過支承加勁肋直接傳給柱的翼緣。兩相鄰梁之間留一空隙，以便于安裝，最后用夾板和構(gòu)造螺栓連接。這種連接方式構(gòu)造簡單，對梁長度尺寸的制作要求不高，缺點(diǎn)是當(dāng)柱頂兩側(cè)梁的反力不等時(shí)將使柱偏心受壓。右圖（b）

的構(gòu)造方案，梁的反力通過端部加勁肋的突出部分傳給柱的軸線附近，因此即使兩相鄰梁的反力不等，柱仍接近軸心受壓。梁端加勁肋的底面應(yīng)刨平頂緊于柱頂板。由于梁的反力大部分傳給柱的腹板，因而腹板不能太薄且必須用加勁肋強(qiáng)。兩相鄰梁間可留一些空隙，安裝時(shí)嵌入合適尺寸的填板并用普通螺栓連接。對于格構(gòu)式，為了保證傳力均勻并托住頂板，應(yīng)在兩柱肢之間設(shè)置豎向隔板。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

3.軸心受壓柱的柱頭與柱腳1)梁支承于柱頂?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)梁的支承于柱頂?shù)你q接連接（1）軸心受壓柱的柱頭在多層框架的中間梁柱連接中，橫梁只能在柱側(cè)相連。下圖是梁連接于柱側(cè)面的鉸接構(gòu)造。梁的反力由端加勁肋傳給支托，支托可采用T形，也可用厚鋼板做成，支托與柱翼緣間用角焊縫相連。用厚鋼板做支托的方案適用于承受較大的壓力，但制作與安裝的精度要求較高。支托的端面必須刨平并與梁的端加勁肋頂緊以便直接傳遞壓力?？紤]到荷載偏心的不利影響，支托與柱的連接焊縫按梁支座反力的1.25倍計(jì)算。為方便安裝，梁端與柱間應(yīng)留空隙加填板并設(shè)置構(gòu)造螺栓。當(dāng)兩側(cè)梁的支座反力相差較大時(shí)，應(yīng)考慮偏心，按壓彎柱計(jì)算。8.1.1.1軸心受力構(gòu)件

3.軸心受壓柱的柱頭與柱腳2）梁支承于柱的兩側(cè)的構(gòu)造設(shè)計(jì)梁支承于柱側(cè)的鉸接連接（1）軸心受壓柱的柱頭

軸心受壓柱的柱腳一般是由底板、靴梁、隔板等組成，主要傳遞軸心壓力，與基礎(chǔ)的連接一般采用鉸接。下圖是幾種常用的平板式鉸接柱腳。由于基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度遠(yuǎn)比鋼材低，所以必須把柱的底部放大以增加其與基礎(chǔ)頂部的接觸面積。下圖（a)

是一種最簡單的柱腳構(gòu)造形式，在柱下端僅焊一塊底板，柱中壓力由焊縫傳至底板，再傳給基礎(chǔ)。這種柱腳只能用于小型柱，如果用于大型柱，底板太厚。一般的鉸接柱腳在柱端部與底板之間增設(shè)一些中間傳力零件，如靴梁、隔板和肋板等，以增加柱與底板的連接焊縫長度，并且將底板分隔成幾個(gè)區(qū)格，使底板的彎矩減小，厚度減薄。下圖