钢结构设计规范理解与应用崔佳

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1、屈服点屈服点抗拉强度抗拉强度 l lHMPHlMhHuNhusiyninQH12.0250hHuNai1121M1HH2H31Q=Q2Q31bM1HH21QH3Q2Q31H1H+H2H2HH33U1U23U M1s fffv58.03/2.框架结构在风荷载作用下的水平位移框架结构在风荷载作用下的水平位移yy,yy,f nyyynxxxWMWM fv fv wItVSfffv58.03/fffv58.03/c f，Ryzhhal25zwltF 4.复杂应力作用下的强度：复杂应力作用下的强度：c 、f12c2c23 c 、c 、c 、0 c 2.11 1.11 c 、1 fWMxbxxycrycr

2、bWfMf 1ytcrEI GIMl 2.整体稳定系数的非弹性修正整体稳定系数的非弹性修正 cr明显降低，明显降低，6.0bbb282.007.1 3.3.增强梁整体稳定的措施增强梁整体稳定的措施l 提高梁整体稳定承载力的关键是增强梁的抗侧移提高梁整体稳定承载力的关键是增强梁的抗侧移及扭转刚度，当满足一定条件时，就可以保证在梁及扭转刚度，当满足一定条件时，就可以保证在梁强度破坏之前不会发生梁的整体失稳。强度破坏之前不会发生梁的整体失稳。（1 1）密铺密铺刚性铺板刚性铺板，并与梁受压翼缘连牢，并与梁受压翼缘连牢 a.现浇钢筋混凝土板；现浇钢筋混凝土板；b.预制钢筋混凝土板，需有四角预埋件与钢梁预

3、制钢筋混凝土板，需有四角预埋件与钢梁焊接；焊接；c.压型钢板有一定数量的抗剪件；压型钢板有一定数量的抗剪件；d.钢板应采用间断焊缝或栓钉焊于钢梁翼缘。钢板应采用间断焊缝或栓钉焊于钢梁翼缘。（2 2）设置梁的侧向支撑）设置梁的侧向支撑 侧向支撑作用是为梁提供侧向支点侧向支撑作用是为梁提供侧向支点，减小梁受，减小梁受压翼缘的自由长度压翼缘的自由长度l1，减小侧向计算长度，故要求减小侧向计算长度，故要求侧向支撑应可靠，能有效地承受梁侧弯产生的侧侧向支撑应可靠，能有效地承受梁侧弯产生的侧向力（实际为弯曲剪力）。向力（实际为弯曲剪力）。（3 3）夹支支座）夹支支座 梁为侧向弯曲扭转失稳，所以支座处应采取

4、措梁为侧向弯曲扭转失稳，所以支座处应采取措施限制梁的扭转。施限制梁的扭转。1.受压翼缘板的局部稳定受压翼缘板的局部稳定 可视为单向均匀受压板可视为单向均匀受压板 2022)1(12htEkwcr 采用限制宽厚比的方法（等强原则）采用限制宽厚比的方法（等强原则）（1）受压翼缘板的悬伸部分：）受压翼缘板的悬伸部分：23513ybtf 按弹性设计时可放宽，此时按弹性设计时可放宽，此时x=1.023515ybtf （2）箱形梁翼缘板在两腹板之间的）箱形梁翼缘板在两腹板之间的部分：部分：023540ybtf 2.梁腹板局部稳定的设计计算梁腹板局部稳定的设计计算2022)1(12htEkwcr crvys

5、f/vcrsf,8.0 时vscrsf)8.0(59.01,2.18.0时,2.1 时svyf3/yf2/svycrf2/1.1svcrfcrs235)/(34.5441/2yowosfahth235)/(434.541/2yowosfahth 0.122,crcrcccr0.12,2crcrcccr0.115.02feufuMMMMVVwcxcwcxxethIhthII32)1(21)2()1(2xwcxxexxeeIthIIWW2)1(13fWMxexeu crcrybf/cr85.0b0.1)85.0(82.01,25.185.0bb时bbb/)/2.01(,25.1时)8.0(svcr

6、f即 以截面的平均应力达到钢材的屈服应力为极限以截面的平均应力达到钢材的屈服应力为极限 fANn AN2/122202022222/1421zyzyzyyzie22202/7.25/wwtzlIIAi0i222020yxiiei)475.0224tlboytb)6.184220btly缀条柱的剪切变形缀条柱的剪切变形缀板柱的剪切变形缀板柱的剪切变形23585=yfAfV6.6.减小受压构件自由长度的支撑力减小受压构件自由长度的支撑力 )1(2401NFb)1(30mNFbm)4.06.0(60nNFibnfWMWMANnyyynxxxnfNNWMANExxxxmxx)8.01(1fWMANxb

7、xtxy14.1byyyz202lEIPcr0l1)2.1(3oibibNNSoibiNN,)2.1(3)(1oibibooNNS1o)/()/(1ffllhNhN)/(ffhN)/(llhN轴心受压构件发生局部失稳轴心受压构件发生局部失稳腹板失稳时的情况翼缘失稳时的情况 规范采用限制翼缘及腹板宽厚比（高厚比）的方规范采用限制翼缘及腹板宽厚比（高厚比）的方法以保证组成板件不会丧失局部稳定。法以保证组成板件不会丧失局部稳定。yf/235)1.010(yf/235)2.015(yf/235)17.013(yof/23518,0.1 时yof/23515,0.1 时6.1 最大应力法疲劳容许应力疲劳

8、容许应力6.2 常幅疲劳的应力幅法/NC1容许应力幅容许应力幅试验值试验值6.3 变幅疲劳的等效应力幅)(iiCN1)(iiienn6.4 吊车梁和吊车桁架的疲劳计算6102f6.5 有关疲劳计算的讨论140max10min10max140min ）（或wcwtwfftlNffehhh7.022wfffff22 bvvbvfdnN42 yefAP2.19.09.0uefAP2.19.09.09.01bttbvvNNNN ycwcfth23530 bftbcccfAmtftf)5.32(8.02)25.1(7bftbccbftcfAmtfffAt bftbcfAmtfcbftcffAt4.022

9、121ccbbbQQhMMVvwcccwcbbbfthQQthhMM22121 vf3487.0)/(12yNNvwcbbbfthhMM3421 yf/23521l CDACBABACDiiiiiitlNsinsiniiiiiitlNcoscosiuiiitflN2cos211ii2cos211uiiitflNuiiuiiifAftlNN)()(fANiiuiiiiiiiiiredft lNt lN22222cos21cos3sin3 （2 2）yfftl/23560/BC yftc/23515/yftc/23510/yftc/2355.17/yf/2355.17yftc/23510/1.焊接

10、结构的裂纹敏感和层状撕裂焊接结构的裂纹敏感和层状撕裂 焊接用钢材应严格控制含碳量（焊接用钢材应严格控制含碳量（C0.20），），并保证其塑性性能和冷弯试验合格。并保证其塑性性能和冷弯试验合格。钢材的可焊性可用碳当量钢材的可焊性可用碳当量Ceq和焊接裂纹感性和焊接裂纹感性指数指数Pcm进行评价。当进行评价。当Ceq0.4时，钢材的淬硬倾时，钢材的淬硬倾向不明显，可焊性优良。当向不明显，可焊性优良。当Ceq0.40.6时，淬时，淬硬倾向明显，冷裂纹的敏感将增大，需要采取预热硬倾向明显，冷裂纹的敏感将增大，需要采取预热措施。措施。2.关于温度区段长度的规定关于温度区段长度的规定 1 1 组合梁的组成

11、及其工作原理组合梁的组成及其工作原理 压型钢板组合梁通常由三部分组成，即：压型钢板组合梁通常由三部分组成，即：钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。（1）钢筋混凝土翼板）钢筋混凝土翼板组合梁的受压翼缘；组合梁的受压翼缘；（2）抗剪连接件）抗剪连接件混凝土翼板与钢梁共同工作混凝土翼板与钢梁共同工作的基础，主要用来承受翼板与钢梁接触面之间的纵的基础，主要用来承受翼板与钢梁接触面之间的纵向剪力；同时可承受翼板与钢梁之间的掀起力。向剪力；同时可承受翼板与钢梁之间的掀起力。（3）钢梁）钢梁在组合梁中主要承受拉力和剪力，在组合梁中主要承受拉力和剪力，钢梁的上翼缘用作混凝土翼板

12、的支座并用来固定抗钢梁的上翼缘用作混凝土翼板的支座并用来固定抗剪连接件，在组合梁受弯时，抵抗弯曲应力的作用剪连接件，在组合梁受弯时，抵抗弯曲应力的作用远不及下翼缘，故钢梁宜设计成上翼缘截面小于下远不及下翼缘，故钢梁宜设计成上翼缘截面小于下翼缘截面的不对称截面。翼缘截面的不对称截面。组合梁的工作原理组合梁的工作原理1.组合梁截面的基本假定组合梁截面的基本假定（1）组合梁截面变形符合平面假定；）组合梁截面变形符合平面假定；（2）钢梁与混凝土翼板之间的相互连接可靠，虽）钢梁与混凝土翼板之间的相互连接可靠，虽然有微小的相对位移，但可忽略不计；然有微小的相对位移，但可忽略不计；（3）钢材与混凝土均为理想

13、的弹塑性体。）钢材与混凝土均为理想的弹塑性体。（4）忽略钢筋混凝土翼板受压区中钢筋的作用；）忽略钢筋混凝土翼板受压区中钢筋的作用；（5）假定剪力全部由钢梁承受，同时不考虑剪力）假定剪力全部由钢梁承受，同时不考虑剪力对组合梁抗弯承载力的影响。对组合梁抗弯承载力的影响。2.2.混凝土翼板的有效宽度混凝土翼板的有效宽度 取下式中的最小值：取下式中的最小值：式中式中 bc1、bc2相邻钢梁间净距相邻钢梁间净距s0的的1/2。3/0lbceccehbb120210cccebbbb 3.3.组合梁的截面设计组合梁的截面设计 组合梁的截面高度一般为跨度的组合梁的截面高度一般为跨度的1/151/16，为，为使

14、钢梁的抗剪强度与组合梁的抗弯强度相协调，钢使钢梁的抗剪强度与组合梁的抗弯强度相协调，钢梁截面高度不宜小于组合梁截面总高度梁截面高度不宜小于组合梁截面总高度h的的1/2.5。组合梁的截面计算有弹性分析法和塑性分析法两组合梁的截面计算有弹性分析法和塑性分析法两种，组合梁的承载能力一般用塑性分析法计算。种，组合梁的承载能力一般用塑性分析法计算。由于在荷载标准值作用下的截面弯矩由于在荷载标准值作用下的截面弯矩M往往小于往往小于组合梁在弹性阶段的极限弯矩组合梁在弹性阶段的极限弯矩Me，因此组合梁在正，因此组合梁在正常使用极限状态下的挠度一律按弹性分析法计算。常使用极限状态下的挠度一律按弹性分析法计算。组

15、合梁的计算分两阶段组合梁的计算分两阶段施工阶段和使用阶段。施工阶段和使用阶段。（1）施工阶段：钢梁承受混凝土和钢梁的自重以）施工阶段：钢梁承受混凝土和钢梁的自重以及施工活荷载，钢梁应计算强度、稳定性和刚度。及施工活荷载，钢梁应计算强度、稳定性和刚度。（2）使用阶段：钢梁上的混凝土翼板已终凝形成）使用阶段：钢梁上的混凝土翼板已终凝形成组合梁承受在使用期间的荷载。应按钢与混凝土组合组合梁承受在使用期间的荷载。应按钢与混凝土组合梁进行截面的强度、刚度及裂缝宽度计算。梁进行截面的强度、刚度及裂缝宽度计算。组合梁在正弯矩作用下的抗弯强度计算组合梁在正弯矩作用下的抗弯强度计算 正弯矩作用下，组合梁的塑性中

16、和轴可能位于钢正弯矩作用下，组合梁的塑性中和轴可能位于钢筋混凝土翼板内，也可能位于钢梁截面内，计算时分筋混凝土翼板内，也可能位于钢梁截面内，计算时分两种情况考虑。两种情况考虑。（1）当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内）当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内，即，即Af bcehcfc时：时：yxfbMcceccefbAfx（2）当塑性中和轴位于钢梁截面内即）当塑性中和轴位于钢梁截面内即Afbcehcfc时，时，1yfAyfhbMcccce)(5.0ffhbAAcccec 组合梁在负弯矩作用下的抗弯强度计算组合梁在负弯矩作用下的抗弯强度计算 负弯矩作用区段，受力类似钢筋混凝土梁，混负弯矩作用区段，受力类似钢筋混凝土梁，混凝土开裂退出工作，拉力由翼板内配置的纵向钢筋凝土开裂退出工作，拉力由翼板内配置的纵向钢筋承受：承受：CVN fAfEANscdcscv7.043.0 cdcsfEA43.0