第四章 钢 结 构 构 件;第四章 钢结构构件;第一节 轴心受力构件 ;4.1.1概述 ◆轴心受力构件包括轴心受拉构件与轴心受压构件。当无节间荷载作用时，只受轴向拉力和轴向压力的作用。 ;图4-1 轴心受力构件;轴心受力构件的实际应用 ;+;截面型式 ;一般分为两类，第一类是热轧型钢截面（a）；第二类是型钢组合截面（图b）或格构式组合截面（c）。 ; 4.1.2 轴心受力构件的强度及刚度 ;二、轴心受力构件的刚度;一、关于稳定问题的概述;失稳类型：弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲。 一般钢结构中采用的截面形式（如工字形、箱形、H型、T型）只发生弯曲屈曲，只有薄壁型钢截面可能发生弯曲屈曲或弯扭屈曲，如角钢、槽钢等在杆件绕截面的对称轴弯曲的同时，必然会伴随扭转变形，产生弯扭屈曲，但对于用两个角钢组成的单轴对称T形截面，它的弯扭屈曲临界力接近弯曲屈曲临界力，也可按照弯曲屈曲临界力来计算。因此，弯曲屈曲是确定轴心压杆稳定承载力的主要依据。;二、理想轴心受压构件的受力性能;3、整体失稳（屈曲）形式;4、两类稳定问题;（2）第二类稳定问题;三、实际轴心受压构件的受力性能; ;4.1.4 轴心受压构件的局部稳定;局部失稳;确定板件宽（高）厚比限值的准则： 局部屈曲临界应力≥屈服应力：构件应力达到屈服前，其板件不发生局部屈曲（适用于中长构件） 局部屈曲临界应力≥整体临界应力：构件整体屈曲前，其板件不发生局部屈曲（适用于短柱） ;二、板件宽厚比限值;实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点;貌单鄙市栏锗府君聋医胺衣间还汲枝址抡竹魁锹瑟息久蒋倾祥鸥缄叹登返第四章钢结构件第四章钢结构件;(1) 强度验算 强度验算公式为 式中： N? ――轴心压力设计值； ? An ――压杆的净截面面积； ? f? ――钢材的抗压强度设计值。? ;(2) 整体稳定验算 整体验算公式为：;4、构造规定;2、除工字形截面外，其余截面的实腹柱应在受有较大水平力处、在运输单元的端部以及其它需要处设置横隔。横隔的中距不得大于柱截面较大宽度的9倍，也不得大于8m。;4.1.5 轴心受压柱的柱头与柱脚;二、梁与柱的连接 （1）梁支承于柱顶的铰接连接 ;（2）梁支承于柱侧的铰接连接 ;二、柱脚;1）仅有底板的柱脚： 对受力很小的柱;2）有靴梁或有靴梁带隔板的柱脚： 应用很广。;3）有靴梁和肋脚的柱脚或仅用肋脚作分布结构的柱脚： 受力更合理;第二节 受弯构件;4.2.1 受弯构件的形式和应用 一、梁的类型 普通工字钢,单角钢 热轧型钢梁 槽钢,H形钢 图5-1 型钢梁 槽钢 冷弯薄壁型钢 Z形钢梁 焊接组合梁 焊接Z字形、T形钢、箱形梁 铆接组合梁 组合梁 异种组合梁 图5-2 钢与砼组合梁 截面沿长度变化 等截面梁 变截面梁 简支梁 支承情况 悬臂梁 连续梁 受力情况 单向受弯梁 双向受弯梁 二、应用 工作平台梁、楼盖梁、墙架梁、吊车梁、檩条;图5－1 梁的截面类型 ;梁的定义 承受横向荷载受弯的实腹钢构件。 梁的分类 按计算简图分：简支梁、连续梁 悬臂梁等。 按截面形式分：型钢梁、组合梁、 梁的作用 承受横向荷载与扭转。;应用 ; 根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三种类型： 1）单向梁只有主梁，适用于的跨度较小或面板宽度较大的楼盖或平台结构。 2）双向梁格有主梁及一个方向的次梁，次梁由主梁支承，并将板划分为较小区格，减小了面板的跨度和厚度，使梁格更为经济，是最为常用的梁格类型。 3）复式梁格在主梁间设纵向次梁，纵向次梁间再设与主梁平行的横向次梁，以减小面板的支承跨度和厚度，使梁格更为经济。 ;(2)格构式受弯构件——桁架 格构式受弯构件又称为桁架，与梁相比，其特点是以弦杆代替翼缘，以腹杆代替腹板，而在各节点将腹杆与弦杆连接。 钢桁架的结构类型有： 1)简支梁式:简支梁式钢桁架受力明确，杆件内力不受支座沉陷的影响，施工方便。 2)钢架横梁式:钢架横梁式的桁架端部上下弦与钢柱相连组成单跨或多跨刚架，可提高其水平刚度，常用于单层厂房结构；; 3)连续式:连续式钢桁架跨越较大的桥架常用多跨连续的桁架，可增加刚度并节约材料； 4)伸臂式:伸臂式钢桁架既有连续式节约材料的优点，又有静定桁架不受支座沉陷的影响的优点，只是铰接处的构造较复杂； 5)悬臂式:悬臂式钢桁架用于塔架等，主要承受水平风荷载引起的弯矩。;4.2.2、受弯构件的强度与刚度 （1）强度 梁在荷载作用下将产生弯应力、剪应力，在集中荷载作用处还有局部承压应力，故梁的强度应包括：抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度，在弯应力、剪应力及局部压应力共同作用处还应验算折算应力。 1）梁的抗弯强度 钢梁在弯矩作用下，可分为三个工作阶段，即弹性、弹塑性及塑性阶段。 弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力 弹塑性阶段：以塑性铰弯矩为最大承载力 塑性工作阶段：弯矩达到最大极限，称为塑性弯矩MP。 ;抗弯强度(弯曲正应力);（1）弹性工作阶段;（2）弹塑性工作阶段;（3）塑性工作阶段;（2）梁的刚度;4.2.3 梁的整体稳定和支撑;1、梁的整体失稳现象;抗扭刚度;3、影响梁整体稳定的因素;三、保证梁整体稳定性的措施;四、不需进行整体稳定检算的梁;三个为什么： 为什么不超过表5-4数值就可免检？ 为什么fy越高l1/b1值越小？ 为什么荷载在上翼缘比在下翼缘l1/b1值低？ 答：① 超过表5-4所列数值时，算出的?b已大于1。 ② 使临界应力与屈服强度接近。 ③ 荷载作用在上翼缘加剧扭转，作用在下翼缘抑制扭转。;4.2.4 梁的拼接和连接;三、主次梁连接应注意的问题 1、安全可靠、符合结构计算简图 2、经济合理、省料省工 3、便于制造、运输、安装和维护 四、主次梁连接的形式 1、迭 接（层接） 次梁为简支梁 次梁为连续梁 2、侧面连接 连续梁 简支梁
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