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1A411034钢结构构件的受力分析及连接类型
(1)受弯构件
1)钢梁的截面形式:
钢梁的截面形式一般有型钢和钢板组合梁两类。型钢梁多采用工字钢和型钢,钢板组合梁常采用焊接工字形截面。
2)钢梁的强度、刚度和稳定性计算:
▲抗弯强度计算:
取梁内塑性发展到一定深度作为极限状态。
单向弯曲: =≤
双向弯曲: =+≤
、---净截面模量;
、---截面塑性发展系数。工字型截面=,=。
----钢材抗弯强度设计值。
▲抗剪强度计算:
梁的抗剪强度按弹性设计。
=≤
---计算剪应力处以上面积对中性轴的面积矩。
---计算点处截面宽度。
---毛截面惯性矩。
---钢材抗剪强度设计值。
▲刚度计算:
梁必须具有一定的刚度才能有效地工作,刚度不足将导致梁挠度太大,影响结构正常使用。因此,设计钢梁除应满足各项强度要求之外,还应满足刚度要求。
≤[]
▲钢梁的整体稳定计算:
梁的整体稳定性验算:
=≤
-----整体稳定系数。
当有铺板(各种钢筋混凝土板或钢板)密铺在梁的受压翼缘上与其牢固相连,能阻止梁受压翼缘的侧向位移时,梁的整体稳定可不计算。
工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度与其宽度之比满足相应要求时,梁的整体稳定可不计算。
▲钢梁的局部稳定计算:
梁腹板通常采用加劲肋来加强腹板的局部稳定性,为保证钢板组合梁的受压翼缘不致产生局部失稳,应限制其自由外伸宽度与其厚度之比。
轧制的工字钢和槽钢等型钢一般不会发生局部失稳。
(2)受拉构件、受压构件
受拉构件根据受力情况,可分为轴心受拉和偏心受拉构件(拉弯构件)。
轴心受拉构件:轴心受拉构件常见于桁架中。轴心受拉构件须按净截面面积进行强度计算。构件的刚度是通过限制长细比来保证的。
▲偏心受拉构件:偏心受拉构件应用较少,桁架受拉杆同时承受节点之间横向荷载时为偏心受拉构件。
▲受压构件: 柱、桁架的压杆等都是常见的受压构件。根据受力情况,受压构件可分为轴心受压和偏心受压构件(压弯构件)。受压构件的截面设计要满足强度和刚度要求。还要进行整体稳定和局部稳定计算。
实腹式轴压构件整体稳定验算:
=≤
----稳定系数。
实腹式:构造简单、制作方便;
格构式:制作费工,但节省钢材。当构件比较高大时,可采用格构式,增加截面刚度,节省钢材。
(3) 钢结构的连接方法
▲焊缝连接:对接焊缝和角焊缝。
▲螺栓连接:普通螺栓和高强螺栓。
▲铆钉连接。
1)焊缝连接
优点: 构造简单,加工简便,易实现自动化操作,提高焊缝质量;
不削弱焊件截面,节省材料,经济;
连接刚度大,密闭性好,整体性好。
缺点: 焊缝附近局部材质变脆;
焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;
焊接结构对裂纹很敏感,低温冷脆问题较为突出;
2)焊缝连接形式
焊缝连接形式按被连接钢材的相互位置可分为对接、搭接、T形连接和角部连接四种。
(a)对接连接;(b)用拼接盖板的对接连接;(c)搭接连接;(d)(e)T形连接;(f)(g)角部连接
焊逢连接的形式
手工焊接;埋弧焊(自动或半自动) ;气体保护焊。
3)焊缝形式:
对接焊缝:正对接焊缝和斜对接焊缝。
角焊缝:正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。
(a)对接焊缝;(b) 斜对接焊缝;(c) 角焊缝
焊逢形式
4)焊缝按施焊位置:
平焊、横焊、立焊及仰焊
(a)平焊;(b) 横焊;(c) 立焊;(d)仰焊
焊逢施焊位置
5)焊缝代号
基本符号:
常用焊缝基本符号
指引线:指引