《冷彎薄壁結(jié)構(gòu)設計》PPT課件

1、第一章 概 述,概念認知： 1、什么是冷彎型鋼？ 2、什么是冷彎薄壁型鋼？ 3、冷彎型鋼的發(fā)展現(xiàn)狀?,成型靈活，截面種類多，可制作特殊形狀 成型方式：輥式冷彎型鋼機組連續(xù)生產(chǎn)、壓模成型、冷拔成型 截面種類：閉口方管、矩形管、圓管、槽鋼、帽形鋼、卷邊槽鋼、角鋼、Z形鋼、組合形狀 厚度：小至0.4mm，大到25.4mm 截面：小至20mm，大到700mm, 1.1 冷彎型鋼的特點,截面形狀,板型 法國勒普羅菲（Le Profile）公司可生產(chǎn)2500多種型鋼。 我國目前主要生產(chǎn)薄板、中厚板、夾芯板等。 夾芯板：保溫、隔熱、防腐 防火板：阻燃涂層（合成樹脂化合物）,優(yōu)化截面幾何形狀，提高材料的利用率

2、 受力性能好， 提高承載能力，整體剛度較大 統(tǒng)計資料表明： 同樣面積的冷彎型鋼與熱軋型鋼相比，其回轉(zhuǎn)半徑可增大50%以上，其慣性矩和面積矩可增大50180%。,可節(jié)約材料，減少結(jié)構(gòu)自重，制作、施工簡單，運輸、安裝方便，宜于工業(yè)化、商品化生產(chǎn)，有利于改善勞動條件，縮短建設周期，取得較好經(jīng)濟與社會效益。,實例說明 制作車廂：可節(jié)約鋼材約35% 制作汽車大梁：可節(jié)約鋼材2530%，降低造價2540% 用于農(nóng)機制造、運輸機械制造：可節(jié)約鋼材1560%，降低造價1228% 用于建筑材料：可節(jié)約鋼材3060%,冷彎薄壁構(gòu)件的母材 用于承重結(jié)構(gòu)的冷彎薄壁型鋼的鋼板或鋼帶： Q235鋼（碳素鋼） Q345鋼（

3、低合金鋼） 保證：抗拉強度、伸長率、屈服強度、冷彎性能、硫磷含量、焊接結(jié)構(gòu)保證含碳量 在經(jīng)濟技術(shù)合理的情況下，同一構(gòu)件中可采用不同牌號的鋼材。, 1.2 冷彎薄壁構(gòu)件的材料,冷彎薄壁構(gòu)件的母材 選擇鋼種時，要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)。 構(gòu)件由強度控制時，可選擇強度高的Q345鋼，可節(jié)約鋼材1525%； 構(gòu)件由穩(wěn)定或變形控制時，可能用Q235鋼更為經(jīng)濟。,冷彎薄壁構(gòu)件的連接材料 焊接材料應符合下列要求; 1、手工焊接用的焊條，應符合現(xiàn)行國家標準碳鋼焊條GB/T5117或低合金鋼焊條GB/T5118的規(guī)定。選擇的焊條型號應與主體金屬力學性能相適應。 2、自動或半自動焊接用的焊絲，應符合現(xiàn)行國家標準熔

4、化焊用鋼絲GB/T14957的規(guī)定。選擇的焊絲和焊劑應與主體金屬相適應。,焊接材料應符合下列要求; 3、CO2氣體保護焊接用的焊絲，應符合現(xiàn)行國家標準氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲BT/T8110的規(guī)定。同時對CO2氣體的純度也有要求。 4、當Q235鋼和Q345鋼相焊接時，宜采用與Q235鋼相適應的焊條或焊絲。,螺栓連接材料應符合下列要求; 全螺紋螺栓：保證連接質(zhì)量，減少材料耗材 1、普通螺栓應符合現(xiàn)行國家標準六角頭螺栓C級GB/T5780的規(guī)定，其機械性能應符合現(xiàn)行國家標準緊固件機械性能、螺栓、螺釘和螺柱GB/T3089.1的規(guī)定。 2、高強度螺栓應符合現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角

5、頭螺栓、大六角螺母、墊圈與技術(shù)條件GB/T12281231或鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副GB/T36323633的規(guī)定。,螺栓連接材料應符合下列要求; 全螺紋螺栓：保證連接質(zhì)量，減少材料耗材 3、連接薄鋼板或其他金屬板采用的自攻螺釘應符合現(xiàn)行國家標準自鉆自攻螺釘GB/T15856.14、GB/T3098.11或自攻螺栓GB/T52825285的規(guī)定。,在冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設計圖紙和材料訂貨文件中，應注明所采用的鋼材的牌號和質(zhì)量等級、供貨條件等以及連接材料的型號（或鋼材的牌號）。 必要時尚應注明對鋼材所需要的機械性能和化學成分的附加保證項目。,第二章 冷彎薄壁構(gòu)件的基本設計規(guī)定,重點掌握： 冷彎

6、薄壁構(gòu)件設計的基本規(guī)定：強度取值與限制, 冷彎薄壁構(gòu)件設計應遵循以下基本準則： 以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，以分項系數(shù)設計表達式進行計算。 冷彎薄壁型鋼承重結(jié)構(gòu)應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設計。 設計冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)時的重要性系數(shù) 應根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級、設計年限確定。, 2.1 設計原則, 冷彎薄壁構(gòu)件設計應遵循以下基本準則： 按承載能力極限狀態(tài)設計時，應考慮荷載效應的基本組合，采用荷載設計值和強度設計值進行計算。 荷載設計值=荷載標準值荷載分項系數(shù) 強度設計值=材料強度標準值抗力分項系數(shù) 按正常使用極限狀態(tài)設計時，應考慮荷載效應的標準組合，采用荷載標準值和變形限值進行計

7、算。,冷彎薄壁構(gòu)件設計應遵循以下基本準則： 計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接時，荷載、荷載分項系數(shù)、荷載效應組合和荷載組合值 系數(shù)的取值應符合建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定。 截面選取 受拉強度 凈截面 受壓強度 有效凈截面 穩(wěn)定性 有效截面 變形、穩(wěn)定系數(shù) 毛截面,冷彎薄壁構(gòu)件設計應遵循以下基本準則： 設計在地震區(qū)的、有防火要求的以及其他特殊情況下的冷彎薄壁構(gòu)件，尚需另行考慮有關(guān)專門規(guī)范或規(guī)定的要求。 設計中可考慮受力蒙皮作用 條件：采用不能滑動的連接件連接壓型鋼板及其支承構(gòu)件形成屋面和墻面等圍護體系。, 冷彎薄壁構(gòu)件設計應遵循以下基本準則： 設計中可考慮受力蒙皮作用 要求： 1、應有試驗或可靠的分

8、析方法獲得蒙皮組合體的強度和剛度參數(shù)，對結(jié)構(gòu)進行整體分析和設計。 2、屋脊、檐口和山墻等關(guān)鍵部位的檁條、墻梁、立柱及其連接等，除了考慮直接作用的荷載產(chǎn)生的內(nèi)力外，還必須考慮由整體分析算得的附加內(nèi)力進行承載力驗算。, 冷彎薄壁構(gòu)件設計應遵循以下基本準則： 設計中可考慮受力蒙皮作用 3、必須在建成的建筑物的顯眼位置設立永久性標牌，標明在使用和維護過程中，不得隨意拆卸壓型鋼板，只有設置了臨時支撐后方可拆換壓型鋼板，并在設計文件中加以規(guī)定。,鋼材的強度設計值, 2.2 設計指標,對于全截面有效的構(gòu)件，計算受拉、受壓或受彎強度時，可采用考慮冷彎效應的強度設計值,式中： 成型方式系數(shù) 冷彎高頻焊（圓變）方

9、、矩形管，取 圓管和其他方式成型的方、矩形管及開口型鋼，取,式中： 鋼材的抗拉強度與屈服強度的比值 Q235鋼，取 ；Q345鋼， 型鋼截面所含棱角數(shù)目 型鋼截面上第i個棱角所對應的圓周角，弧度為單位 型鋼截面中心線長度，可取型鋼截面積與其厚度的比值，亦可按下式計算：,連接的強度設計值 焊縫的強度設計值,C級普通螺栓連接的強度設計值,電阻電焊每個焊點的抗剪承載力設計值,折減系數(shù),出現(xiàn)下列情況應對連接強度設計值進行折減，同時出現(xiàn)連乘,冷彎薄壁構(gòu)件所用鋼材的物理性能,構(gòu)件的厚度, 2.3 構(gòu)造上的一般規(guī)定,壁厚不宜大于6mm，也不宜小于1.5mm（壓型鋼板除外），主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的壁厚不宜小于2m

10、m。 圓管截面構(gòu)件的外徑與壁厚之比 Q235鋼：不宜大于100；Q345鋼：不宜大于68 構(gòu)件受壓部分的壁厚應符合最大寬厚比的限值,構(gòu)件的長細比,受壓構(gòu)件的容許長細比,受拉構(gòu)件的長細比不宜超過350，但張緊的圓鋼拉條不受此限制。受拉構(gòu)件在永久荷載和風荷載組合下受壓時，長細比不宜超過250；在吊車荷載作用下受壓時，長細比不宜超過200。,橫隔的設置,用綴板或綴條連接的格構(gòu)式柱宜設置橫隔，其間距不宜大于23m。 每個運輸單元的兩端均應設置橫隔。,橫向加勁肋的設置,實腹式受彎及受壓構(gòu)件的兩端和較大集中荷載作用處。 構(gòu)件腹板高厚比較大時，按構(gòu)造設置。,第三章 冷彎薄壁型鋼構(gòu)件計算,重點掌握： 冷彎薄壁

11、基本構(gòu)件的設計公式，分為軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉（壓）彎構(gòu)件以及受壓板件幾個部分進行學習，要求掌握構(gòu)件的計算及構(gòu)造要求。,與普通鋼結(jié)構(gòu)軸心受拉構(gòu)件相同，拉彎薄壁型鋼受拉構(gòu)件也是強度控制，非穩(wěn)定控制。, 3.1 軸心受拉構(gòu)件,強度計算公式,式中： 正應力 軸心力 凈截面面積 鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強度設計值,對于有摩擦型高強螺栓連接的受拉構(gòu)件，在螺栓連接處的強度應按下式進行計算,式中： 所計算截面（最外列螺栓）處的高強度螺栓數(shù) 在節(jié)點或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強度螺栓數(shù) 毛截面面積, 3.2 軸心受壓構(gòu)件,式中： 有效凈截面面積,強度計算,式中： 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（可查表） 有效截面面積

12、,穩(wěn)定性計算,對于的確定，查表時與有關(guān)，因此確定值是關(guān)鍵,的計算,對于閉口截面、雙軸對稱的開口截面、截面全部有效的不卷邊的等邊單角鋼軸心受壓構(gòu)件：,式中： 構(gòu)件對截面主軸x軸和y軸的長細比 構(gòu)件在垂直于截面主軸x軸和y軸的平面內(nèi)的計算長度 構(gòu)件毛截面對其主軸x軸和y軸的回轉(zhuǎn)半徑,的計算,對于單軸對稱的開口截面軸心受壓構(gòu)件：,取y與的較大值,式中： 彎扭屈曲的換算長細比 毛截面扇形慣性矩 毛截面抗扭慣性矩 毛截面的彎心在對稱軸上的坐標 扭轉(zhuǎn)屈曲的計算長度， 無綴板時，為構(gòu)件的幾何長度；有綴板時，取兩相鄰綴板中心線的最大間距 約束系數(shù),開口截面軸心受壓和壓彎構(gòu)件的約束系數(shù),的計算,對于格構(gòu)式軸心受

13、壓構(gòu)件：,取換算長細比0 x與0y的較大值,綴板連接的雙肢格構(gòu)式構(gòu)件 綴條連接的雙肢格構(gòu)式構(gòu)件 綴條連接的三肢格構(gòu)式構(gòu)件,式中： 格構(gòu)式構(gòu)件的換算長細比 整個構(gòu)件對x軸的長細比 整個構(gòu)件對虛軸（y軸）的長細比 單肢對其自身主軸（1軸）的長細比，計算長度取綴板間凈距 所有單肢毛截面的面積之和 構(gòu)件橫截面所截各斜綴條毛截面面積之和,注意：,當綴材為綴條時，其分肢的長細比1不應大于構(gòu)件最大長細比max的0.7倍； 當綴材為綴板時， 1不應大于40，且不應大于max的0.5倍（ 當max50時，取max=50），此時可不計算單肢的強度和穩(wěn)定性。 斜綴條與構(gòu)件軸線間的夾角宜不小于40，不大于70。,格構(gòu)

14、式構(gòu)件的綴板和綴條設計,設計內(nèi)容： 外荷載引起的內(nèi)力； 有初始缺陷的格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件彎曲失穩(wěn)時產(chǎn)生的剪力； 相應的構(gòu)造要求。,綴板和綴條的內(nèi)力計算 1、綴條的內(nèi)力按桁架腹桿計算。 2、綴板的內(nèi)力： 剪力: 彎矩：,式中： 一塊綴板所分擔的剪力 綴板中心線之間的距離 兩單肢重心軸線間的距離,格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的剪力,式中： 剪力 構(gòu)件所有單肢毛截面面積之和 鋼材的屈服強度,剪力V值沿構(gòu)件全長不變，由承受該剪力的有關(guān)綴板或綴條分擔。,綴板的構(gòu)造要求,式中： 綴板的厚度 綴板的高度, 3.3 受彎構(gòu)件,荷載通過截面彎心并與主軸平行的受彎構(gòu)件,受彎構(gòu)件通常分為三類進行強度和穩(wěn)定性驗算,強度： 穩(wěn)定性

15、：,式中： 跨間對主軸x軸的最大彎矩 最大剪力 對主軸x軸的較小有效凈截面模量 計算剪應力處以上截面對中和軸的面積矩,式中： 毛截面慣性矩 腹板厚度之和 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 對截面主軸x軸的受壓邊緣的有效截面模量 鋼材抗剪強度設計值,受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)的確定,對于單軸或雙軸對稱截面的簡支梁，當繞對稱軸（x軸）彎曲時，其整體穩(wěn)定系數(shù)計算如下：,式中： 梁在彎矩作用平面外的長細比 毛截面面積 截面高度 梁的側(cè)向計算長度， 梁的側(cè)向計算長度系數(shù) 梁的跨度 系數(shù),式中： 對x軸的受壓邊緣毛截面模量 橫向荷載作用點到彎心的距離 對于偏心壓桿或當橫向荷載作用在彎心時 為零； 當荷載不作用在彎心且荷

16、載方向指向彎心時 為負； 當荷載不作用在彎心且荷載方向離開彎心時 為正。,式中： 毛截面扇形慣性矩 對y軸的毛截面慣性矩 扭轉(zhuǎn)慣性矩,當按上式算得的 時，則應以 值代替 。,受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)的確定,對于單軸對稱截面簡支梁，x軸（強軸）為不對稱軸，當繞x軸彎曲時，其整體穩(wěn)定系數(shù)計算如下：,式中： 對x軸的毛截面慣性矩 彎心的y軸坐標,受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)的確定,對于單軸或雙軸對稱截面的簡支梁，當繞y軸（弱軸）彎曲時，如需計算穩(wěn)定性，其整體穩(wěn)定系數(shù) 計算如下：,式中： 截面寬度 彎矩作用平面外的長細比（對x軸） 對y軸的受壓邊緣毛截面模量 彎心的x軸坐標,當按上式算得的 時，則應以 值代替

17、 。,當y軸為對稱軸時： 當y軸為非對稱軸時：,荷載偏離截面彎心但與主軸平行的受彎構(gòu)件,強度： 穩(wěn)定性：,式中： 計算彎矩 與所取彎矩同一截面的雙力矩 當受彎構(gòu)件的受壓翼緣上有鋪板，且與受壓翼緣 牢固相連并能阻止受壓翼緣側(cè)向變位和扭轉(zhuǎn)時取 零；其他情況下，可按后面的表格進行計算。 與彎矩引起的應力同一驗算點處的毛截面扇形模量,荷載偏離截面彎心且與主軸傾斜的受彎構(gòu)件,強度： 穩(wěn)定性：,式中： 對截面主軸x、y軸的彎矩（x軸為強軸） 對截面主軸y軸的有效凈截面模量 對截面主軸y軸的受壓邊緣的有效截面模量,簡支梁雙力矩B的計算公式,簡支梁雙力矩B的計算公式,雙力矩B所引起的正應力符號,注意：,受彎構(gòu)

18、件的支座處的腹板，由于受到集中的支座反力的作用，常需設置加勁肋，而加勁肋應按下式 驗算其平面外的穩(wěn)定性（作為軸心受壓構(gòu)件）； 計算長度取受彎構(gòu)件截面的高度。 截面積取加勁肋截面積及加勁肋兩側(cè)各 寬度范圍內(nèi)的腹板截面積之和（t為腹板厚度） 若無加勁肋，應驗算腹板的局部受壓承載力。, 3.4 拉彎構(gòu)件,拉彎構(gòu)件一般由強度控制截面：,式中： 對截面主軸x、y軸的凈截面模量,若拉彎構(gòu)件截面內(nèi)出現(xiàn)受壓區(qū)，且受壓板件的寬厚比超出限值時，應按有效截面驗算受壓板件。, 3.5 壓彎構(gòu)件,壓彎構(gòu)件需要驗算強度和穩(wěn)定性,強度：,穩(wěn)定性驗算：,1、 對于雙軸對稱截面的壓彎構(gòu)件，當彎矩作用于對稱平面內(nèi)時，按下式驗算彎

19、矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性：,式中： 計算彎矩，取構(gòu)件全長范圍內(nèi)的最大彎矩 等效彎矩系數(shù) 系數(shù)， 鋼材的彈性模量 構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細比 對最大受壓邊緣的有效截面模量,壓彎構(gòu)件的等效彎矩系數(shù)的計算規(guī)定,構(gòu)件端部無側(cè)移且無中間橫向荷載時：,分別為絕對值較大和較小的端彎矩 當構(gòu)件以單曲率彎曲時， 取正值； 當構(gòu)件以雙曲率彎曲時， 取負值。,構(gòu)件端部無側(cè)移但有中間橫向荷載時：,構(gòu)件端部有側(cè)移時：,當彎矩作用在最大剛度平面內(nèi)時，還應驗算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性：,式中： 截面系數(shù)，對閉口截面取0.7；對其他截面取1.0。 對y軸的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，其長細比按 計算。 當彎矩作用于最大剛度平面內(nèi)時，

20、受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)。對于閉口截面取1.0。 應取構(gòu)件計算段的最大彎矩。,2、 對于單軸對稱開口截面的壓彎構(gòu)件 當彎矩作用于對稱平面內(nèi)時，驗算彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性： 驗算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性：,上述公式中的值需要通過彎扭屈曲的換算長細比來查表，可按下式計算：,式中： 等效偏心距 當偏心在截面彎心一側(cè)時為負值；當偏心在與截面彎心相對的另一側(cè)時為正值。M取構(gòu)件計算段的最大彎矩 橫向荷載作用位置影響系數(shù)，可查表A.2.1 計算系數(shù)，可按公式 計算,式中： 橫向荷載作用點到彎心的距離 對于偏心壓桿或當橫向荷載作用在彎心時取零； 當荷載不作用在彎心且荷載方向指向彎心時取負值； 當荷載不作用在彎心且

21、荷載方向離開彎心時取正值。,當彎矩作用于對稱平面內(nèi)時，且使截面在彎心一側(cè)受壓時，還應按下式驗算：,式中： 對y軸的等效彎矩系數(shù) 截面的較小有效截面模量 系數(shù)，,3、 對于單軸對稱開口截面的壓彎構(gòu)件，當彎矩作用于非對稱主平面時： 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性： 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性：,式中： 對x軸的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) 系數(shù)，,4、 對于雙軸對稱截面雙向的壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性驗算：,式中： 當彎矩作用于最小剛度平面內(nèi)時，受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 對x軸的等效彎矩系數(shù),格構(gòu)式壓彎構(gòu)件,1、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件應按整個構(gòu)件驗算強度和穩(wěn)定性，此時還要驗算單肢的強度和穩(wěn)定性，這點與普通格構(gòu)式構(gòu)件相同。 2、計算綴板

22、或綴條內(nèi)力時，剪力應取構(gòu)件的實際剪力和公式 計算所得的較大值。 3、當彎矩繞實軸（x軸）作用時，其彎矩作用平面內(nèi)和平面外的整體穩(wěn)定性計算均與實腹式構(gòu)件相同。,4、當彎矩繞虛軸（y軸）作用時，其彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算公式為：,式中： 均應按換算長細比 確定。,注：彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性可不計算，但應計算分肢穩(wěn)定性。, 3.6 構(gòu)件中受壓板件局部穩(wěn)定性的計算,計算受壓板件局部穩(wěn)定性的兩種情況,兩邊支承板件和均勻受壓的一邊支承、一邊卷邊板件采用有效寬厚比法計算，考慮了由薄膜應力及邊緣效應所引起的超屈曲（post-buckling）強度的影響。 一邊支承、一邊自由板件和非均勻受壓的一邊支承

23、、一邊卷邊板件采用容許寬厚比法計算，不考慮超屈曲強度的影響，保證板件截面全部有效；若板件寬厚比大于容許寬厚比則需改變截面。,實際中的情況是：對局部受壓的腹板應驗算局部穩(wěn)定，設置加勁肋。 對于冷彎薄壁構(gòu)件就是要確定其截面的有效部分（受壓截面），受拉截面全部有效，在規(guī)范型鋼表中查到的型鋼截面可認為全截面有效。,構(gòu)件中受壓板件的計算,1、寬厚比限值 加勁板件、部分加勁板件和非加勁板件的有效寬厚比計算如下：,根據(jù)受壓板件的寬厚比來確定構(gòu)件受壓板件是否全截面有效,構(gòu)件中受壓板件的計算,當 時： 當 時： 當 時：,式中： 板件寬度 板件厚度 板件有效寬度 計算系數(shù)， ，當 時，取 壓應力分布不均勻系數(shù)，

24、,式中： 受壓板件邊緣的最大壓應力，取正值 受壓板件另一邊緣的應力，壓應力為正，拉應力為負 板件受壓區(qū)寬度，當 時， ；當 時， 計算系數(shù)，,（1）1 軸心受壓構(gòu)件：應取由構(gòu)件最大長細比所確定的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)與鋼材強度設計值的乘積。 壓彎構(gòu)件： 截面上各板件的壓應力分布不均勻系數(shù)應由構(gòu)件毛截面按強度計算，不考慮雙力矩的影響。 最大壓應力板件的1取鋼材的強度設計值f，其余板件的最大壓應力按推算。,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),（1）1 受彎及拉彎構(gòu)件 截面上各板件的壓應力分布不均勻系數(shù)及最大壓應力應由毛截面按強度計算，不考慮雙力矩的影響。,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),注：板件的

25、受拉部分全部有效。,（2）k（受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)） 加勁板件 當 時， 當 時，,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),（2）k（受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)） 部分加勁板件 最大壓應力作用于支承邊：（如圖a） 當 時， 最大壓應力作用于部分加勁邊：（如圖b） 當 時，,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),（2）k（受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)） 非加勁板件 最大壓應力作用于支承邊：（如圖c） 當 時， 當 時， 當 時，,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),（2）k（受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)） 非加勁板件 最大壓應力作用于自由邊：（如圖d） 當 時，,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),注：當 時，按 采用。,（3） （受壓板

26、件的板組約束系數(shù)） 當 時， 當 時，,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),式中： 計算板件的寬度 與計算板件鄰接的板件的寬度，如果計算板件兩邊均有鄰接板件時，即計算板件為加勁板件時，取壓應力較大一邊的鄰接板件的寬度。 計算板件的受壓穩(wěn)定系數(shù) 鄰接板件的受壓穩(wěn)定系數(shù),（3） （受壓板件的板組約束系數(shù)） 的上限值為 ，即當 時，取 對于加勁板件： 對于部分加勁板件： 對于非加勁板件： 當計算板件只有一邊有鄰接板件，即計算板件為非加勁板件或部分加勁板件，且鄰接板件受拉時，取 。 若不計相鄰板件的約束作用，取 。,上述公式計算時需確定其中三個參數(shù),2、帶卷邊板件卷邊的

27、寬厚比限值 部分加勁板件中卷邊的高厚比不宜大于12，卷邊的最小高厚比應根據(jù)部分加勁板的寬厚比按下表取值：,卷邊的最小高厚比,3、受壓板件有效截面的計算 當受壓板件的寬厚比大于規(guī)定的有效寬厚比限值時，受壓板件的有效截面應自截面的受壓部分按圖示位置扣除其超出部分（即圖中不帶斜線部分）來確定，截面的受拉部分全部有效。,圖中的 和 按下列規(guī)定計算： 對于加勁板件： 當 時， 當 時， 對于部分加勁板件及非加勁板件：,4、受壓圓管 外徑與壁厚的比值： Q235鋼：不宜大于100 Q345鋼：不宜大于68 不超過此限值可認為截面全部有效,第四章 連接的計算和構(gòu)造要求,重點掌握： 冷彎薄壁構(gòu)件設計的焊接、栓

28、接的計算及構(gòu)造, 4.1 連接方法,焊接,普通焊縫,喇叭形焊縫,螺栓連接,普通螺栓連接,高強螺栓連接,抽芯鉚釘（拉鉚釘）、自攻螺釘、射釘, 4.2 連接的計算及構(gòu)造要求,1、對接焊接的計算,軸心受拉： 軸心受壓： 受彎同時受剪： 拉應力： 剪應力：,焊接 （一）對接焊縫,對接焊接中剪應力和正應力均較大處，尚應按下式計算折算應力：,式中： 焊縫計算長度之和（與普通鋼結(jié)構(gòu)取法相同） 連接構(gòu)件中較薄板件的厚度 焊縫截面模量,式中： 焊縫截面的最大面積矩 焊縫截面慣性矩 對接焊縫的抗壓、抗拉強度設計值 對接焊縫的抗剪強度設計值,2、對接焊接的構(gòu)造要求,冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)所用對接焊縫，通常采用不剖口的矩形

29、截面，對接板件之間預留0.52mm的間隙，厚度5mm者可單面施焊，厚度5mm者則需雙面施焊，焊縫長度不得小于30mm。 變截面鋼板的拼接，應做成坡度不大于1/4的斜面，與普通鋼結(jié)構(gòu)相同。,1、角焊接的計算,正面直角角焊縫受剪（作用力垂直于焊縫長度方向） 側(cè)面直角角焊縫受剪（作用力平行于焊縫長度方向） 在垂直于角焊縫長度方向的應力f和沿角焊縫長度方向的剪應力f共同作用處,（二）角焊縫,式中： 角焊縫的焊腳尺寸 垂直于焊縫長度方向的應力，按焊縫有效截面 （ ）計算 沿焊縫長度方向的剪應力，按焊縫有效截面（ ）計算 角焊縫的抗壓、抗拉和抗剪強度設計值,2、角焊縫的構(gòu)造要求,當被連接板件的厚度t6mm

30、，焊縫的計算長度不得小于30mm；當t6mm時，不得小于40mm。 角焊縫的焊腳尺寸不宜大于1.5t（t為相連板件中較薄板件的厚度）。 直接相貫的鋼管節(jié)點的角焊縫尺寸放大到2.0t。,1、焊點的設計承載力,電阻點焊連接中每個焊點的抗剪設計承載力 電阻點焊連接中每個焊點的抗拉設計承載力,（三）電阻點焊連接,2、電阻點焊連接的計算,目前，在冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中，電阻點焊尚限用于構(gòu)件的綴合或組合連接（兩槽鋼組合而成的工字型截面）。,注： 系單個槽鋼的彎心； 系單個槽鋼腹板中心線與對稱軸x的交點。 可用焊縫、點焊、螺栓連接,當此組合工字型截面用作壓彎構(gòu)件（如偏心受壓柱或有節(jié)間荷載的屋架上弦）時： 連接點

31、的最大縱向間距 應取下列公式的較小值。,式中： 同一截面處的連接件數(shù) 一個連接件的抗剪承載力設計值，對于電阻點焊取 組合工字型截面對平行于腹板的重心軸y的慣性矩 剪力，取實際剪力及公式 算得的剪力中的較大值,式中： 單個槽鋼對y軸的面積矩 構(gòu)件支承點間的長度 單個槽鋼對其自身平行于腹板的重心軸的回轉(zhuǎn)半徑 組合工字型截面對y軸的回轉(zhuǎn)半徑,當此組合工字型截面用作受彎構(gòu)件時：,式中： 一個連接件的抗拉承載力設計值，對電阻點焊可取 最靠近上、下翼緣的兩排連接件間的垂直距離 單個槽鋼的腹板中面至其彎心的距離,式中： 等效荷載集度：對于分布荷載應取實際荷載集度的3倍；對于集中荷載或反力，應將集中力除以荷載

32、分布長度或連接件的縱向間距，取其中的較大值。,3、電阻點焊連接的構(gòu)造要求,焊點直徑不宜小于 ，t為相焊板件中外側(cè)較薄板件的厚度（mm）。 焊點中距不宜小于 ，焊點邊距不宜小于,1、喇叭形焊接的計算,（1）當連接板件的最小厚度4mm時 軸力N垂直于焊縫軸線方向作用的焊縫的抗剪強度計算：,（四）喇叭形焊縫,軸力N平行于焊縫軸線方向作用的焊縫的抗剪強度計算：,式中： 連接鋼板的最小厚度 焊縫計算長度之和，每條焊縫的計算長度均取 連接鋼板的抗拉強度設計值,焊腳尺寸的確定：,（2）當連接板件的最小厚 度4mm時 縱向受剪的喇叭形焊縫的強度應按 公式 和公式 計算。,2、喇叭形焊接的構(gòu)造要求,單邊喇叭形焊

33、縫的焊腳尺寸 不得小于被連接板件的最小厚度的1.4倍。,1、普通螺栓連接的計算,在普通螺栓桿軸方向受拉的連接中，每個螺栓所受的拉力不應大于按下式計算的抗拉承載力設計值,螺栓連接 （一）普通螺栓連接,式中： 螺栓螺紋處的有效直徑 螺栓抗拉強度設計值,在普通螺栓的受剪連接中，每個螺栓所受的剪力不應大于按下式計算的抗剪承載力設計值 和承壓承載力設計值 的較小值 抗剪承載力設計值： 承壓承載力設計值：,式中： 剪切面數(shù) 螺桿直徑，對于全螺紋螺栓，取 同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小總厚度 螺栓的承壓、抗剪強度設計值,同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓連接，應符合下列公式要求：,式中： 每個螺栓所承受的剪

34、力和拉力,2、普通螺栓連接的構(gòu)造要求,在每根桿件的節(jié)點及接頭的一側(cè)，永久性的螺栓不得少于2個。 螺栓的中距不得小于螺栓孔徑d0的3倍，端距不得小于螺栓孔徑的2倍，邊距不得小于螺栓孔徑的1.5倍。在靠近彎角邊緣處的螺栓孔邊距，尚應滿足使用緊固工具的要求。,2、普通螺栓連接的構(gòu)造要求,當螺栓直徑不大于16mm時，螺栓孔徑宜比螺栓直徑大1mm；螺栓直徑大于16mm時，螺栓孔徑宜比螺栓直徑大1.5mm。,1、摩擦型高強度螺栓連接的計算 （1）高強度螺栓的設計承載力,受剪螺栓的抗剪承載力設計值,（二）高強度螺栓連接（摩擦型）,式中： 系數(shù)，當最小板厚 時取0.8，當 最小板厚 取0.9 傳力摩擦面數(shù)目

35、抗滑移系數(shù)，按下表選取 高強度螺栓的預拉力，按下表選取,受拉螺栓的抗拉承載力設計值,同時承受摩擦面間的剪力 和沿螺栓桿軸方向的拉力 作用的高強度螺栓應符合下列公式要求：,（2）高強度螺栓群數(shù)目的確定,高強度螺栓僅承受沿其桿軸方向的拉力的連接（如受拉的鋼管法蘭接頭、加端板的受拉桿件的接頭等）所需的高強度螺栓數(shù),式中： 作用在連接處的軸心力,抗剪連接中所需的高強度螺栓數(shù),式中： 作用在連接處的剪力,（3）高強度螺栓連接處的軸心受拉構(gòu)件截面強度驗算,式中： 所計算截面（最外列螺栓處）上的高強度螺栓數(shù) 在節(jié)點或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強度螺栓數(shù) 構(gòu)件凈截面面積 構(gòu)件毛截面面積,2、摩擦型高強度螺栓連接的構(gòu)造要求,在構(gòu)件的節(jié)點處或拼接接頭的一端，當螺栓沿受力方向的連接長度 時，應將螺栓的承載力設計值乘以折減系數(shù)（ ）；當 時，折減系數(shù)為0.7， 為孔徑。 高強度螺栓孔應采用鉆成孔，M16以下的小直徑高強度螺栓孔徑應較螺栓公稱直徑大1.5mm。,2、摩擦型高強度螺栓連接的構(gòu)造要求,在節(jié)點或接頭一邊的高強度螺栓數(shù)不得少于2個。 當采用鋼絲刷清除板件接觸面上的浮銹時，除銹方向宜與受力方向相垂直。 其他構(gòu)造要求與普通螺栓連接基本