钢结构设计全套教学课件

第一章 绪论 1.1.1 钢结构的特点1.1.1 钢结构的特点钢结构的特点1.强度高强度高2.塑性塑性、韧性好韧性好3.材质均匀材质均匀、性能稳定性能稳定4.制作简便，施工工期短制作简便，施工工期短5.重量轻重量轻6.耐腐蚀性差耐腐蚀性差7.耐热不耐火耐热不耐火.1第一章 绪论 1.1.2 钢结构的应用1.1.2 钢结构的应用钢结构的应用1大：大：大跨度结构大跨度结构2重：重：重型工业厂房重型工业厂房3高：高：高层建筑、高耸结构高层建筑、高耸结构4动：动：受动荷载作用的厂房受动荷载作用的厂房5轻：轻：荷载较小的轻钢结构荷载较小的轻钢结构6:可拆装的结构可拆装的结构7:容器和其它构筑物容器和其它构筑物 2第一章 绪论1.2 钢结构的设计方法1.2 钢结构的设计方法钢结构的设计方法u 设计方法：设计方法：以概率理论为基础的以概率理论为基础的极限状态设计方法极限状态设计方法 u 计算疲劳计算疲劳仍采用仍采用容许应力幅法容许应力幅法u 计算计算强度、稳定、连接强度、稳定、连接用用荷载荷载设计值设计值u 计算计算疲劳、变形疲劳、变形用用荷载荷载标准值标准值u 对于对于直接直接承受承受动力荷载动力荷载的结构：的结构：在计算在计算强度和稳定强度和稳定时，动力荷载设计值时，动力荷载设计值应应乘乘动力系数动力系数 在计算在计算疲劳和变形疲劳和变形时，动力荷载标准值时，动力荷载标准值不应不应乘乘动力系数动力系数3轻质轻质材料的质量密度与强度的比值材料的质量密度与强度的比值 小小Q235钢钢C30混凝土混凝土附附1:轻质高强轻质高强Q235钢钢 密度密度：7850kg/m3 强度强度：235N/mm2 C30混凝土混凝土 密度密度：2450kg/m3 强度强度：20N/mm2 6附附2:塑性、韧性好塑性、韧性好塑性和韧性是概念上塑性和韧性是概念上完全不同完全不同的两个物理量的两个物理量塑性塑性承受承受静力荷载静力荷载时，材料吸收变形能的能力。时，材料吸收变形能的能力。塑性好塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证突然断裂，给人以安全保证 韧性韧性承受承受动力荷载动力荷载时，材料吸收能量的多少。时，材料吸收能量的多少。韧性好韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。，说明材料具有良好的动力工作性能。7附附3:耐热不耐火耐热不耐火100以内以内，强度无影响，强度无影响150以上以上，必须进行遮挡处理，必须进行遮挡处理600左右左右，钢材进入塑性，无承载能力，钢材进入塑性，无承载能力措施措施：防火涂料、防火漆、外包混凝土：防火涂料、防火漆、外包混凝土8 钢结构设计原理第二章 钢结构的材料2.1 钢结构对材料的钢结构对材料的要求要求2.2 钢材的钢材的破坏形式破坏形式2.3 钢材的钢材的主要性能主要性能及及鉴定鉴定2.4 影响钢材性能的影响钢材性能的因素因素2.5 钢材的钢材的种类规格种类规格和和选择选择9第二章 钢结构的材料2.1 钢结构对材料的要求u较高的强度。较高的强度。2.1 钢结构对材料的要求钢结构对材料的要求u足够的变形能力，塑性、韧性好。足够的变形能力，塑性、韧性好。u良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）。钢结构设计规范（钢结构设计规范（GB50017-2003）规定：）规定：承重结构承重结构的钢材应具有的钢材应具有抗拉强度抗拉强度、伸长率伸长率、屈服强度屈服强度和和硫、磷硫、磷含量含量的合格保证，对的合格保证，对焊接结构焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。尚应具有碳含量的合格保证。焊焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有还应具有冷冷弯试验弯试验的合格保证。需要验算的合格保证。需要验算疲劳疲劳的的焊接结构焊接结构的钢材，应具有的钢材，应具有常温或负温常温或负温冲击韧性冲击韧性的合格保证。对需要验算的合格保证。对需要验算疲劳疲劳的的非焊接结非焊接结构构的钢材应具有的钢材应具有常温常温冲击韧性冲击韧性的合格保证。的合格保证。u其它特殊要求其它特殊要求10第二章 钢结构的材料2.2 钢材的破坏形式u 塑性破坏塑性破坏：破坏前：破坏前有有明显的变形明显的变形，破坏历时时，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。间长，可以采取补救措施。2.2 钢材的破坏形式钢材的破坏形式u 脆性破坏脆性破坏：破坏前：破坏前没有没有明显的变形明显的变形，破坏发生，破坏发生 突然，没有机会补救。突然，没有机会补救。l脆性破坏的原因脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等。不合理、使用不当等。应尽量发挥材料的塑性应尽量发挥材料的塑性 避免一切脆性破坏的可能性避免一切脆性破坏的可能性 11第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能一、强度一、强度2.3 钢材的主要性能钢材的主要性能强度指标是由钢材的强度指标是由钢材的单向均匀受拉单向均匀受拉试验测得的试验测得的强度指标：强度指标：比例极限比例极限 ；屈服强度屈服强度 ；极限强度极限强度 试验条件试验条件：标准试件标准试件在常温（在常温（20）下缓慢加载，）下缓慢加载，一次完成一次完成12第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能 钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段1.弹性阶段弹性阶段:应力最高点对应应力最高点对应比例极限比例极限2.弹性模量弹性模量3.应力应力2.弹塑性阶段弹塑性阶段:应力介于应力介于 和和 之间之间 弹塑性模量弹塑性模量 是变数是变数3.塑性阶段塑性阶段:应力达到屈服强度应力达到屈服强度4.强化颈缩阶段强化颈缩阶段:应力最高点对应抗拉极限应力最高点对应抗拉极限13第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能 钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体1.计算简便计算简便2.与与 相差不大相差不大3.虽然虽然 ，但，但 对应对应 的应变非常大（不满足正的应变非常大（不满足正 常使用极限状态）常使用极限状态）4.以以 作为设计强度的依据，具有较大的强度储备，作为设计强度的依据，具有较大的强度储备，若出现偶然因素，使人们有机会补救若出现偶然因素，使人们有机会补救l 屈强比屈强比 ：Q235钢为钢为0.57，Q345钢为钢为0.6714第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能 简化计算简化计算,采用理想弹塑性模型采用理想弹塑性模型 作为钢结构设计的最大应力作为钢结构设计的最大应力 作为钢材实际破坏强度储备作为钢材实际破坏强度储备15第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能二、塑性性能二、塑性性能塑性塑性：在：在静力荷载静力荷载作用下，钢材吸收作用下，钢材吸收变形能变形能的能力的能力衡量塑性性能的指标：衡量塑性性能的指标：伸长率伸长率试验条件试验条件：标准试件标准试件在常温（在常温（20）下缓慢加载，）下缓慢加载，一次完成一次完成16第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能三、冲击韧性三、冲击韧性冲击韧性冲击韧性：在：在动力荷载动力荷载作用下，材料吸收作用下，材料吸收能量能量的能力的能力衡量冲击韧性的指标：衡量冲击韧性的指标：冲击功冲击功 韧性是钢材强度和塑性的综合指标韧性是钢材强度和塑性的综合指标 梅氏梅氏U型缺口型缺口试件试件:冲击试验冲击试验的标准试件型式：的标准试件型式：夏比夏比V型缺口型缺口试件试件:我国采用夏比我国采用夏比V型缺口试件型缺口试件 冲击韧性受温度的影响冲击韧性受温度的影响17第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能四、冷弯性能四、冷弯性能 冷弯性能冷弯性能是检验钢材适应是检验钢材适应冷加工冷加工（常温下加工）（常温下加工）的能力和显示的能力和显示钢材内部缺陷钢材内部缺陷状况的一项指标状况的一项指标 冷弯性能冷弯性能是考察钢材在是考察钢材在复杂应力状态复杂应力状态下发展下发展塑性塑性 变形变形能力的指标能力的指标 冷弯性能冷弯性能由由冷弯试验冷弯试验确定确定18第二章 钢结构的材料2.3 钢材的主要性能 钢材物理性能指标钢材物理性能指标l弹性模量弹性模量l泊松比泊松比l剪变模量剪变模量l线膨胀系数线膨胀系数l质量密度质量密度19附图附图1 1：拉伸试件：拉伸试件20附附图图2 2：冲冲击击韧韧性性试试验验21附附图图3 3：冷冷弯弯试试验验22第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响一、生产过程一、生产过程2.4 各种因素对钢材主要性能的影响各种因素对钢材主要性能的影响普通碳素钢普通碳素钢中中Fe占占99%，其他其他杂质元素占杂质元素占1%普通低合金钢普通低合金钢中有中有5%的合金元素的合金元素碳（碳（C）：钢材强度的主要来源，但是随其）：钢材强度的主要来源，但是随其含量增加含量增加，强度增强度增 加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。一般一般 控制在控制在0.120.22%，在，在0.2以下时，可焊性良好以下时，可焊性良好硫（硫（S）：热脆性热脆性，不得超过，不得超过0.05%磷（磷（P）：冷脆性冷脆性。抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低。抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低。不得超过不得超过0.045%影响钢材性能的两大方面：生产过程影响钢材性能的两大方面：生产过程 使用过程使用过程1：化学成分：化学成分23第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响锰（锰（Mn）：合金元素。）：合金元素。弱脱氧剂弱脱氧剂。与。与S形成形成MnS，熔点为，熔点为 1600，可以消除一部分，可以消除一部分S的有害作用。的有害作用。硅（硅（Si）：合金元素。）：合金元素。强脱氧剂强脱氧剂。氧（氧（O）：有害杂质，效果同：有害杂质，效果同S。氮（氮（N）：有害杂质，效果同：有害杂质，效果同P。242：冶炼，浇铸和轧制：冶炼，浇铸和轧制l冶炼：平炉炼钢平炉炼钢 成本高，质量好（成本高，质量好（6小时小时100t左右）左右）氧气顶吹转炉炼钢氧气顶吹转炉炼钢 成本低，质量也可（成本低，质量也可（15分钟分钟150t）侧吹碱性转炉炼钢侧吹碱性转炉炼钢 成本低，质量较差成本低，质量较差 电炉炼钢电炉炼钢 成本高，质量最好成本高，质量最好l 浇铸：浇铸过程中因脱氧程度不同，最终成为镇静钢，半浇铸过程中因脱氧程度不同，最终成为镇静钢，半 镇静钢和沸腾钢镇静钢和沸腾钢l轧制：钢材的轧制能使金属的晶粒便细，也能使气泡，钢材的轧制能使金属的晶粒便细，也能使气泡，裂纹等焊合，改善了钢材的力学性能。薄板因滚轧次数多，裂纹等焊合，改善了钢材的力学性能。薄板因滚轧次数多，其强度比厚板略高。其强度比厚板略高。第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材性能的影响253：热处理：热处理 热处理的目的在于取得高强度的同时能够持良好的热处理的目的在于取得高强度的同时能够持良好的塑性和韧性。一般钢材一热轧状态交货，某些高强度钢材塑性和韧性。一般钢材一热轧状态交货，某些高强度钢材则在轧制后经过热处理才出厂。则在轧制后经过热处理才出厂。热处理的方法：正火，回火，淬火和调质等。热处理的方法：正火，回火，淬火和调质等。第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材性能的影响26第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响四、使用过程四、使用过程冷作硬化冷作硬化当加载超过材料当加载超过材料比例极限比例极限卸载后，出现卸载后，出现残余变形残余变形，再，再次加载则次加载则屈服点提高，塑性和韧性降低屈服点提高，塑性和韧性降低的现象，也称的现象，也称“应变硬化应变硬化”应变时效应变时效钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易析出。即钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同时可以加速时效硬化冷作硬化的同时可以加速时效硬化，因此也称，因此也称“人工时效人工时效”。时效硬化时效硬化随时间的增长随时间的增长，碳和氮的化合物碳和氮的化合物从晶体中析出，使从晶体中析出，使材料硬化的现象。材料硬化的现象。1：钢材的硬化27第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响2：温度的影响：温度的影响1.正温范围正温范围 100以内以内 对钢材性能对钢材性能无影响无影响；150以上以上 随温度升高，总的趋势是随温度升高，总的趋势是强度、弹性模量降低强度、弹性模量降低，塑性增大塑性增大 250左右左右 抗拉强度略有提高，塑性和韧性降低，脆性增抗拉强度略有提高，塑性和韧性降低，脆性增 加加蓝脆现象蓝脆现象。该温度区段称为。该温度区段称为“蓝脆区蓝脆区”。250350 在应力不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续在应力不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续 变形变形徐变现象徐变现象。600左右左右 弹性模量趋于零弹性模量趋于零，承载能力几乎完全丧失。，承载能力几乎完全丧失。28第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响2.负温范围负温范围 当温度当温度低于常温低于常温时，钢材的时，钢材的脆脆 性倾向随温度降低而增加性倾向随温度降低而增加。T1 T2 之间之间温度转变脆性区温度转变脆性区，冲，冲击功急剧下降。而且不同的钢材其击功急剧下降。而且不同的钢材其脆性转变区温度不同，必须通过试脆性转变区温度不同，必须通过试验确定。使用验确定。使用温度必须高于温度必须高于T1 ，但不一定高于但不一定高于T229第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响3：应力集中的影响：应力集中的影响构造缺陷构造缺陷：构件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变等：构件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变等应力集中应力集中：由于构造缺陷，应力不均匀，力线变曲折，：由于构造缺陷，应力不均匀，力线变曲折，缺陷处缺陷处 有高峰应力有高峰应力。应力集中的危害：塑性降低，脆性增加应力集中的危害：塑性降低，脆性增加 构造设计时应构造设计时应避免截面突变和尖锐角避免截面突变和尖锐角的情况的情况4：厚度的影响：厚度的影响随着厚度的增加，钢材的随着厚度的增加，钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降均下降30第二章 钢结构的材料2.4 各种因素对钢材主要性能的影响5:连续反复荷载连续反复荷载 钢材在连续反复荷载作用下易出现钢材在连续反复荷载作用下易出现疲劳破坏现象疲劳破坏现象.疲劳破坏的概念疲劳破坏的概念 疲劳破坏的过程疲劳破坏的过程:分为三个阶段分为三个阶段,裂纹的形成裂纹的形成,裂纹缓慢裂纹缓慢 扩展与最后迅速断裂扩展与最后迅速断裂.计算疲劳计算疲劳采用采用容许应力幅法容许应力幅法6:加荷速度加荷速度 1材性试验要求材性试验要求缓慢加载缓慢加载 按应变速率按应变速率=d/dt=d/dt把加荷速率分为三级：把加荷速率分为三级：缓慢加荷缓慢加荷 =10-5s-1 中速加荷中速加荷 =10-3s-1 动力加荷动力加荷 =10s-1 2要考虑要考虑动荷载动荷载对结构的对结构的不利影响不利影响加荷速度高加荷速度高，钢材屈服点提高，呈，钢材屈服点提高，呈脆性脆性。因此，。因此，31第二章 钢结构的材料 2.5 钢的种类和钢材规格2.5 钢材的种类规格和选择钢材的种类规格和选择一、一、钢的种类钢的种类1.按化学成分分按化学成分分普通碳素钢普通碳素钢 Q235普通低合金钢普通低合金钢 Q345、Q390、Q420平炉平炉 成本高，质量好（成本高，质量好（6小时小时100t左右）左右）氧气顶吹转炉氧气顶吹转炉 成本低，质量也可（成本低，质量也可（15分钟分钟150t）2.按炉种分按炉种分3.按脱氧程度分按脱氧程度分沸腾钢（沸腾钢（F）脱氧较差脱氧较差镇静钢（镇静钢（Z）脱氧充分脱氧充分半镇静钢（半镇静钢（b）脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间特殊镇静钢（特殊镇静钢（TZ）32第二章 钢结构的材料2.5 钢的种类和钢材规格4.按质量等级分按质量等级分A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量B、C、D级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击 韧性（分别为韧性（分别为20、0、-20）及碳、硅、）及碳、硅、锰、硫、磷含量锰、硫、磷含量E级：级：除满足除满足D级的要求外，还要求级的要求外，还要求-40时的冲击韧性时的冲击韧性5.钢材编号钢材编号碳素钢：碳素钢：Q质量等级（质量等级（AD）脱氧程度（）脱氧程度（F，b）低合金钢：低合金钢：Q质量等级（质量等级（AE）如如Q235-AF、Q345-C33第二章 钢结构的材料2.5 钢的种类和钢材规格二：二：钢材的选择钢材的选择（1）结构或构件的重要性；）结构或构件的重要性；（2）荷载的种类（静荷载或动荷载）；）荷载的种类（静荷载或动荷载）；（3）连接方法（焊接或非焊接）；）连接方法（焊接或非焊接）；（4）工作条件（温度，腐蚀等）工作条件（温度，腐蚀等）34第二章 钢结构的材料2.5 钢的种类和钢材规格三、钢材的规格三、钢材的规格1.热轧钢板热轧钢板（1）工字钢）工字钢 普通工字钢普通工字钢 20a H型钢型钢 HW3003001015 T型钢型钢 TW1503001015（2）槽钢）槽钢 32b（3）角钢）角钢 L12510 L1258010（4）钢管）钢管 40062.热轧型钢热轧型钢（参考型钢表）（参考型钢表）3.冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢壁厚壁厚1.55mm35钢结构设计原理第三章 构件的截面承载力强度3.1 轴心受力构件的强度及截面选择轴心受力构件的强度及截面选择3.2 梁的强度及截面选择梁的强度及截面选择3.3 拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度36第三章 构件的截面承载能力强度3.1 轴心受力构件的强度及截面选择轴心受力构件的强度及截面选择一：轴心受力构件的应用和截面形式一：轴心受力构件的应用和截面形式 轴心受力构件的概念：荷载作用线和截面形心线重合的构轴心受力构件的概念：荷载作用线和截面形心线重合的构 件。件。轴心受力构件的分类：轴心受拉和轴心受压构件。轴心受力构件的分类：轴心受拉和轴心受压构件。应用：广泛应用于各类主要承重结构及各种支撑系统。应用：广泛应用于各类主要承重结构及各种支撑系统。截面形式：热轧型钢截面截面形式：热轧型钢截面 冷弯薄壁型钢截面冷弯薄壁型钢截面 焊接组合截面焊接组合截面二：轴心受力构件的强度二：轴心受力构件的强度 设计准则：轴心受力构件的承载能力极限以净截面上的平设计准则：轴心受力构件的承载能力极限以净截面上的平 均应力不超过屈服强度均应力不超过屈服强度fy 为准则。为准则。强度计算公式：强度计算公式：=N/A=N/An nf 3.1 轴心受力构件的强度及截面选择37第三章 构件的截面承载能力强度3.2 梁的强度及截面选择梁的强度及截面选择一：梁的类型一：梁的类型 梁的概念：荷载作用方向垂直于构件的形心线方向。梁的概念：荷载作用方向垂直于构件的形心线方向。应用：广泛应用于各类房屋建筑和桥梁工程中。应用：广泛应用于各类房屋建筑和桥梁工程中。梁的类型：梁的类型：按制作方法分：型钢梁，焊接组合梁按制作方法分：型钢梁，焊接组合梁 按受力情况分：单向弯曲梁，双向弯曲梁按受力情况分：单向弯曲梁，双向弯曲梁 按支承情况分：简支梁，连续梁，悬臂梁按支承情况分：简支梁，连续梁，悬臂梁 按截面变化分：等截面梁，变截面梁按截面变化分：等截面梁，变截面梁二：梁的强度二：梁的强度 1.梁的弯曲强度梁的弯曲强度正应力正应力 a.在荷载作用下梁的四个工作阶段：在荷载作用下梁的四个工作阶段：弹性工作阶段弹性工作阶段 弹塑性工作阶段弹塑性工作阶段3.2 梁的强度及截面选择38第三章 构件的截面承载能力强度 塑性工作阶段塑性工作阶段 应变强化阶段应变强化阶段3.2 梁的强度及截面选择ttwhyf bf ydcf yyf dyf yf b.b.正应力设计准则：对承受静载和间接动载的梁，允许考虑正应力设计准则：对承受静载和间接动载的梁，允许考虑 截面有一定程度的塑性发展，取弹塑性截面有一定程度的塑性发展，取弹塑性 工作阶段为承载能力极限。工作阶段为承载能力极限。39第三章 构件的截面承载能力强度3.2 梁的强度及截面选择c.c.正应力强度计算公式正应力强度计算公式应用公式时需注意：应用公式时需注意：a 对需要计算疲劳的梁，不考虑截面塑性发展。对需要计算疲劳的梁，不考虑截面塑性发展。b 当梁的受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于当梁的受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于 13 235/fy时，亦不考虑截面塑性发展。时，亦不考虑截面塑性发展。2.2.梁的剪切强度梁的剪切强度剪应力剪应力 剪应力强度计算公式剪应力强度计算公式40第三章 构件的截面承载能力强度3.梁的局部抗压强度梁的局部抗压强度局部压应力局部压应力 梁在承受固定集中荷载处，无加劲肋或承受移动集中荷载梁在承受固定集中荷载处，无加劲肋或承受移动集中荷载作用时，荷载通过翼缘传至腹板，使之受压。为保证荷载的传作用时，荷载通过翼缘传至腹板，使之受压。为保证荷载的传递，应计算此处的压应力。递，应计算此处的压应力。在腹板计算高度边缘处的局部承压强度应按下式计算：在腹板计算高度边缘处的局部承压强度应按下式计算：3.2 梁的强度及截面选择4.4.梁的复杂应力强度梁的复杂应力强度折算应力折算应力 在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、在梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力时，剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力时，应按下式验算折算应力：应按下式验算折算应力：41第三章 构件的截面承载能力强度3.3 拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度一：应用：广泛应用于各类建筑结构中一：应用：广泛应用于各类建筑结构中二：截面形式：可参考轴心受力构件及梁的截面形式选用二：截面形式：可参考轴心受力构件及梁的截面形式选用三：设计准则三：设计准则：（：（1 1）边缘纤维屈服准则）边缘纤维屈服准则 （2 2）全截面屈服准则）全截面屈服准则 （3 3）部分发展塑性准则）部分发展塑性准则 钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017GB50017采用的准则：部分发展塑性准则采用的准则：部分发展塑性准则四：强度计算公式：四：强度计算公式：单向压弯（拉弯）构件：单向压弯（拉弯）构件：3.3 拉弯压弯、构件的强度42第三章 构件的截面承载能力强度 双向压弯（拉弯）构件：双向压弯（拉弯）构件：3.3 拉弯、压弯构件的强度应用上述两个公式时需应用上述两个公式时需注意注意：a、对直接承受动载的构件，不考虑截面塑性发展。、对直接承受动载的构件，不考虑截面塑性发展。b、当构件的受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比、当构件的受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比 大于大于13 235/fy时，亦不考虑截面塑性发展。时，亦不考虑截面塑性发展。43钢结构设计原理第四章 单个构件的承载力稳定性4.1 轴心受压构件的整体稳定轴心受压构件的整体稳定4.2 受弯构件的整体稳定受弯构件的整体稳定4.3 压弯构件面内和面外的整体稳定压弯构件面内和面外的整体稳定4.4 板件的稳定板件的稳定44第四章 单个构件的承载力-稳定4.1 轴心受压构件的整体稳定轴心受压构件的整体稳定4.1.1：整体稳定的基本概念和理论：整体稳定的基本概念和理论 1.整体稳定的基本概念整体稳定的基本概念 在荷载作用下，当轴心受压构件处于不稳定的平衡状在荷载作用下，当轴心受压构件处于不稳定的平衡状 态时轻微扰动将使轴心受压构件产生很大的变形而最后丧态时轻微扰动将使轴心受压构件产生很大的变形而最后丧 失承能力，这种现象就称为轴心受压构件失去整体稳定。失承能力，这种现象就称为轴心受压构件失去整体稳定。简称整体失稳。简称整体失稳。2.整体稳定的基本理论整体稳定的基本理论 .理想轴心压杆理想轴心压杆 a.a.基本假设：杆件为等截面，杆件绝对顺直，荷载作用线基本假设：杆件为等截面，杆件绝对顺直，荷载作用线 与杆轴完全重合，杆件材料为均质弹性体，与杆轴完全重合，杆件材料为均质弹性体，杆件只发生弯曲小变形。杆件只发生弯曲小变形。b.b.屈曲形式（理想轴心压杆的整体失稳称为屈曲）：屈曲形式（理想轴心压杆的整体失稳称为屈曲）：弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲。弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲。(P100)(P100)4.1 轴心受压构件的整体稳定45 c.c.理想轴心压杆稳定承载力的确定理想轴心压杆稳定承载力的确定 临界荷载：理想轴心压杆达到整体失稳临界状态时所承临界荷载：理想轴心压杆达到整体失稳临界状态时所承 担的荷载。担的荷载。临界应力：临界荷载在杆件横截面上引起的正应力。临界应力：临界荷载在杆件横截面上引起的正应力。.弯曲屈曲弯曲屈曲 弹性阶段失稳时：弹性阶段失稳时：欧拉理论：欧拉理论：N Ncrcr=2 2EI/EI/l 2 2 弹塑性阶段失稳时：弹塑性阶段失稳时：切线模量理论：切线模量理论：N Ncrcr=2 2E Et tI/I/l 2 2 双模量理论：双模量理论：N Ncrcr=2 2E Er rI/I/l 2 2 .扭转屈曲扭转屈曲 弹性阶段失稳时：弹性阶段失稳时：N Nz z=(GI=(GIt t+2 2EIEI/l2 2)/)/i0 02 2 弹塑性阶段失稳时：弹塑性阶段失稳时：N Nz z=(GI=(GIt t+2 2E Et tI I/l2 2)/)/i0 02 2 .弯扭屈曲弯扭屈曲 弹性阶段失稳时弹性阶段失稳时(N NEyEy-N)(N-N)(Nz z-N-N）-N-N2 2（a a0 0/i0 0）2 2=0 =0 第四章 单个构件的承载力-稳定4.1 轴心受压构件的整体稳定46第四章 单个构件的承载力-稳定 d.d.初始缺陷及杆端约束的影响初始缺陷及杆端约束的影响 初始缺陷的影响：残余应力初始缺陷的影响：残余应力 初弯曲初弯曲 初偏心初偏心 杆端约束的影响：计算长度杆端约束的影响：计算长度 l0 0=l .实际轴心压杆实际轴心压杆 基本理论：压溃理论（最大强度理论或极限承载力准则）基本理论：压溃理论（最大强度理论或极限承载力准则）极限承载力的确定：试验极限承载力的确定：试验+计算机模拟计算机模拟 柱子曲线：柱子临界应力柱子曲线：柱子临界应力crcr与柱子长细比与柱子长细比的关系曲线。的关系曲线。（稳定系数（稳定系数与长细比与长细比的关系曲线）的关系曲线）我国的柱子曲线可参见我国的柱子曲线可参见P97P97图图4-154-15和和4-164-16，根据残余应力，根据残余应力 的分布及其峰值与初弯曲的影响共分四条。的分布及其峰值与初弯曲的影响共分四条。4.1 轴心受压构件的整体稳定47第四章 单个构件的承载力-稳定4.1.2：轴心受压构件的整体稳定计算：轴心受压构件的整体稳定计算.实腹式构件实腹式构件 1.1.截面形式：型钢截面，组合截面。截面形式：型钢截面，组合截面。2.2.整体稳定计算公式整体稳定计算公式 =N/A =N/A f 3.3.稳定系数稳定系数的确定的确定 轴心受压构件的稳定系数轴心受压构件的稳定系数应根据构件的长细比、钢应根据构件的长细比、钢 材屈服强度及截面分类查表获得。材屈服强度及截面分类查表获得。构件长细比构件长细比应按下列规定确定：应按下列规定确定：a.a.对截面为双轴对称或极对称的构件，采用实际长比对截面为双轴对称或极对称的构件，采用实际长比 x x=l=l0 x0 x/ix x y y=l=l0y0y/iy y 对双轴对称十字形截面构件对双轴对称十字形截面构件,x x或或y y取值不得小于取值不得小于 5.07b/t 5.07b/t。b.b.对截面为单轴对称的构件，绕非对称轴的长细比按实际对截面为单轴对称的构件，绕非对称轴的长细比按实际 计算；绕对称轴的长细比按换算长细比计算，换算长细计算；绕对称轴的长细比按换算长细比计算，换算长细 比公式见规范。比公式见规范。4.1 轴心受压构件的整体稳定48第四章 单个构件的承载力-稳定.格构式构件格构式构件 1.1.截面形式及组成截面形式及组成 单肢：型钢（两肢、三肢或四肢等）单肢：型钢（两肢、三肢或四肢等）缀材：角钢，钢板。缀材：角钢，钢板。2.2.虚虚、实轴及剪切变形对虚轴稳定性的影响实轴及剪切变形对虚轴稳定性的影响 实轴：与单肢腹板垂直的轴线实轴：与单肢腹板垂直的轴线 虚轴：与缀材面垂直的轴线虚轴：与缀材面垂直的轴线 剪切变形对虚轴稳定性的影响：剪切变形对虚轴稳定性的影响：格构式构件绕虚轴发生弯曲失稳时，剪力由比柔弱格构式构件绕虚轴发生弯曲失稳时，剪力由比柔弱 的缀材负担，剪切变形较大，对构件临界力的降低的缀材负担，剪切变形较大，对构件临界力的降低 不能忽略不计。经理论分析，对虚轴稳定性用换算不能忽略不计。经理论分析，对虚轴稳定性用换算 长细比长细比0 x 0 x 来代替实际的长细比，就可以考虑这一来代替实际的长细比，就可以考虑这一 影响了。影响了。3 3.整体稳定计算公式整体稳定计算公式 =N/A f=N/A f 4.1 轴心受压构件的整体稳定49第四章 单个构件的承载力-稳定4.4.稳定系数稳定系数的确定的确定 轴心受压构件的稳定系数轴心受压构件的稳定系数应根据构件的长细比、钢材屈应根据构件的长细比、钢材屈 服强度及截面分类查表获得。服强度及截面分类查表获得。对格构式构件，对实轴的长细比按实际计算；对虚轴的长对格构式构件，对实轴的长细比按实际计算；对虚轴的长 细比按换算长细比计算。细比按换算长细比计算。换算长细比计算公式参见规范。换算长细比计算公式参见规范。5.5.缀材设计缀材设计 a.a.缀材承担的剪力缀材承担的剪力 V=V=（Af/85Af/85）fy/235 fy/235 b.b.缀条设计缀条设计 基本假设：平行弦桁架基本假设：平行弦桁架 缀条内力：轴力缀条内力：轴力 N Nt t=V=Vb b/(ncos/(ncos)c.c.缀板设计缀板设计 基本假设：多层刚架基本假设：多层刚架 缀板内力：剪力缀板内力：剪力 T=V T=Vb bl/al/a 弯矩弯矩 M=V M=Vb bl/2 l/2 4.1 轴心受压构件的整体稳定50第四章 单个构件的承载力-稳定4.2 受弯构件的整体稳定受弯构件的整体稳定4.2.1：梁整体稳定的基本概念和理论：梁整体稳定的基本概念和理论 1.整体稳定的基本概念整体稳定的基本概念 当梁受荷后，荷载较小时，梁仅在弯矩作用平面内弯曲，当梁受荷后，荷载较小时，梁仅在弯矩作用平面内弯曲，但当荷载逐渐增加，达到某一数值时，梁将突然发生侧向但当荷载逐渐增加，达到某一数值时，梁将突然发生侧向 弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力。这种现象称为梁的弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力。这种现象称为梁的 弯曲扭转屈曲（弯扭屈曲）或梁丧失整体稳定。弯曲扭转屈曲（弯扭屈曲）或梁丧失整体稳定。(P112)2.临界荷载（临界弯矩）的确定临界荷载（临界弯矩）的确定 根据梁整体失稳时的平衡条件，建立三个微分方程。通根据梁整体失稳时的平衡条件，建立三个微分方程。通 过求解微分方程即可确定临界荷载。过求解微分方程即可确定临界荷载。临界弯矩的通用计算公式参见临界弯矩的通用计算公式参见P114。3.影响梁整体稳定的因素及提高粱整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素及提高粱整体稳定的措施 影响因素：荷载类型，荷载作用在截面上的位置，梁侧影响因素：荷载类型，荷载作用在截面上的位置，梁侧 抗弯刚度，梁侧向抗扭刚度，梁的侧向支撑抗弯刚度，梁侧向抗扭刚度，梁的侧向支撑 点间距离，梁的支承情况。点间距离，梁的支承情况。4.2 受弯构件的整体稳定 51第四章 单个构件的承载力-稳定 提高措施：加宽受压翼缘板，提高提高措施：加宽受压翼缘板，提高Iw和和It 减小梁的侧向计算长度，主要是减小梁受压减小梁的侧向计算长度，主要是减小梁受压 翼缘的侧向自由弯曲长度。翼缘的侧向自由弯曲长度。4.2.2:4.2.2:梁的整体稳定计算梁的整体稳定计算 M Mx绕强轴作用的最大弯矩绕强轴作用的最大弯矩 W Wx x按受压边缘纤维确定的梁的毛截面抵抗矩按受压边缘纤维确定的梁的毛截面抵抗矩 b b梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数4.2 受弯构件的整体稳定52第四章 单个构件的承载力-稳定4.2 受弯构件的整体稳定 梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 的计算的计算:1.1.焊接工字形等截面简支梁和轧制焊接工字形等截面简支梁和轧制H H型钢简支梁型钢简支梁b b工字形截面简支梁的等效弯矩系数，参见附录附表工字形截面简支梁的等效弯矩系数，参见附录附表1515y y=l1 1/i/iy y梁在侧向支承点间对截面弱轴梁在侧向支承点间对截面弱轴y-yy-y的长细比的长细比AA梁的毛截面面积梁的毛截面面积hh梁的截面高度梁的截面高度t t1 1梁受压翼缘的厚度梁受压翼缘的厚度b b截面不对称影响系数，双轴对称工字形截面取截面不对称影响系数，双轴对称工字形截面取b b=0=0，加强受压翼缘的，加强受压翼缘的 工字形截面取工字形截面取b b=0.8=0.8（2 2b b-1-1），加强受拉翼缘的工字形截面取），加强受拉翼缘的工字形截面取 b b=（2 2b b-1-1）；）；b b=I=I1 1/(I/(I1 1+I+I2 2)，I I1 1和和I I2 2分别为受压翼缘和受拉翼缘对分别为受压翼缘和受拉翼缘对 y y轴的惯性矩。轴的惯性矩。53第四章 单个构件的承载力-稳定4.2 受弯构件的整体稳定2.2.轧制普通工字钢简支梁轧制普通工字钢简支梁4.4.双轴对称工字形等截面（含双轴对称工字形等截面（含H H型钢）悬臂梁型钢）悬臂梁3.3.轧制槽钢简支梁轧制槽钢简支梁b直接查规范表B.2。当查得的b0.6时，应用b代替b。b的计算公式同焊接工字形等截面简支梁，但公式中的b查规范表B.4；y=l1/iy(l1为悬臂梁的悬伸长度）。当求得的b0.6时，应用b代替。54第四章 单个构件的承载力-稳定4.2 受弯构件的整体稳定4.2.3:梁整体稳定的保证梁整体稳定的保证规范规定，当符合下列情况之一时，不必计算梁的整体稳定：规范规定，当符合下列情况之一时，不必计算梁的整体稳定：1.1.有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘并与其牢固连接，能阻止梁有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向侧移时；受压翼缘的侧向侧移时；2.2.工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度 与其宽度与其宽度 之比不超过之比不超过P119P119，表，表4-74-7所规定的数值时；所规定的数值时；3.3.箱形截面简支梁，其截面尺寸满足箱形截面简支梁，其截面尺寸满足 时。时。55第四章 单个构件的承载力-稳定4.3 压弯构件的整体稳定稳定4.3 压弯构件的整体稳定压弯构件的整体稳定压弯构件的失稳压弯构件的失稳 弯矩作用平面内的弯曲失稳弯矩作用平面内的弯曲失稳 弯矩作用平面外的弯扭失稳弯矩作用平面外的弯扭失稳4.3.1:弯矩作用平面内的整体稳定弯矩作用平面内的整体稳定一一.双轴对称截面压弯构件弯矩作用双轴对称截面压弯构件弯矩作用平面内平面内的整体稳定计算的整体稳定计算 公式：公式：56第四章 单个构件的承载力-稳定4.3 压弯构件的整体稳定规范对等效弯矩系数规范对等效弯矩系数 的取值作了以下规定：的取值作了以下规定：（1 1）无横向荷载但有端弯矩作用时：）无横向荷载但有端弯矩作用时：同向曲率取同向曲率取“”，反向曲率（有反弯点）取，反向曲率（有反弯点）取“”（2 2）有端弯矩和横向荷载同时作用时：）有端弯矩和横向荷载同时作用时：（3 3）无端弯矩但有横向荷载作用时：）无端弯矩但有横向荷载作用时：2.2.有侧移框架柱和悬臂构件有侧移框架柱和悬臂构件 1.1.无侧移框架柱和两端支承的构件无侧移框架柱和两端支承的构件57第四章 单个构件的承载力-稳定4.3 压弯构件的整体稳定二二.单轴对称截面压弯构件在弯矩作用单轴对称截面压弯构件在弯矩作用平面内平面内的稳定计算公式：的稳定计算公式：W1x受压区边缘的毛截面抵抗矩，W1x=Ix/y1W2x受拉区边缘的毛截面抵抗矩，W2x=Ix/y21x与W1x相应的截面塑性发展系数2x与W2x相应的截面塑性发展系数58第四章 单个构件的承载力-稳定4.3 压弯构件的整体稳定4.3.2:弯矩作用平面外的稳定弯矩作用平面外的稳定压弯构件弯矩作用压弯构件弯矩作用平面外平面外的稳定计算公式：的稳定计算公式：59第四章 单个构件的承载力-稳定4.3 压弯构件的整体稳定1.1.工字形截面（含工字形截面（含H H型钢型钢 ）：均匀弯曲梁的整体稳定系数均匀弯曲梁的整体稳定系数 的近似计算公式的近似计算公式2.T2.T形截面形截面 ：（2 2）弯矩使翼缘受拉时）弯矩使翼缘受拉时3.3.箱形截面箱形截面：注：以上公式已考虑了构件的弹塑性失稳问题，注：以上公式已考虑了构件的弹塑性失稳问题，时不必换时不必换 算算（1 1）弯矩使翼缘受压时）弯矩使翼缘受压时60第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定4.4 4.4 板件的稳定板件的稳定构件的局部稳定构件的局部稳定 2.2.薄板的临界荷载薄板的临界荷载均匀压应力作用下，板件的临界应力为：均匀压应力作用下，板件的临界应力为：4.4.14.4.1：轴心受压构件的板件稳定：轴心受压构件的板件稳定1.1.1.基本概念基本概念 在均匀压力的作用下，当压力达到某一数值时，板在均匀压力的作用下，当压力达到某一数值时，板件不能维持平面平衡状态而产生突曲现象，板件屈曲。因为板件件不能维持平面平衡状态而产生突曲现象，板件屈曲。因为板件只是构件的一部分，所以把这种屈曲现象称为丧失局部稳定只是构件的一部分，所以把这种屈曲现象称为丧失局部稳定(P137)(P137)61第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定3.3.轴心压杆的局部稳定轴心压杆的局部稳定-板件宽厚比板件宽厚比 轴心压杆局部稳定计算采用轴心压杆局部稳定计算采用等稳定准则等稳定准则，即保证板件的局部，即保证板件的局部失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界应力。失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界应力。以工字形截面轴压构件为例：（以工字形截面轴压构件为例：（P140P140）（1 1）翼缘板）翼缘板三边简支，一边自由的均匀受压板三边简支，一边自由的均匀受压板62第四章 单个构件的承载力-稳定（2 2）腹板）腹板两边简支，两边弹性嵌固的均匀受压板两边简支，两边弹性嵌固的均匀受压板4.4 板件的稳定63第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定4.4.2 4.4.2 受弯构件的板件稳定受弯构件的板件稳定1.1.翼缘板的局部稳定翼缘板的局部稳定64第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定 梁受压翼缘板的局部稳定计算采用等强度准则，即保证受压梁受压翼缘板的局部稳定计算采用等强度准则，即保证受压翼缘的局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度。翼缘的局部失稳临界应力不低于钢材的屈服强度。a.a.工字形截面梁的受压翼缘工字形截面梁的受压翼缘 三边简支，一边自由的均匀受压板三边简支，一边自由的均匀受压板65第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定b.b.箱形截面梁的受压翼缘箱形截面梁的受压翼缘 受压翼缘的局部稳定不满足时，受压翼缘的局部稳定不满足时，可加大翼缘板的厚度。可加大翼缘板的厚度。四边简支的均匀受压板四边简支的均匀受压板66第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定2 2、腹板的局部稳定、腹板的局部稳定 梁腹板受到梁腹板受到弯曲正应力、剪应力和弯曲正应力、剪应力和局部压应力局部压应力的作用。在这些应力的作用下，的作用。在这些应力的作用下，梁腹板的失稳形式如图所示。梁腹板的失稳形式如图所示。67第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定a.a.提高粱腹板局部稳定的措施提高粱腹板局部稳定的措施 横向加劲肋横向加劲肋：防止由：防止由剪应力剪应力和和局部压应力局部压应力引起的腹板失稳；引起的腹板失稳；纵向加劲肋纵向加劲肋：防止由：防止由弯曲压应力弯曲压应力引起的腹板失稳，通常布置引起的腹板失稳，通常布置 在受压区；在受压区；短加劲肋短加劲肋：防止由防止由局部压应力局部压应力引起的腹板失稳，布置在受引起的腹板失稳，布置在受 压区。同时布置有横向加劲肋和纵向加劲肋时，压区。同时布置有横向加劲肋和纵向加劲肋时，断纵不断横断纵不断横。加大腹板厚度加大腹板厚度不经济不经济 设置加劲肋设置加劲肋经济有效经济有效 对承受静载或间接动载的受弯构件，宜对承受静载或间接动载的受弯构件，宜考虑腹板屈曲后强度考虑腹板屈曲后强度。对直接承受动力荷载的梁，提高粱腹板局部稳定可采取以下对直接承受动力荷载的梁，提高粱腹板局部稳定可采取以下措施：措施：68第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定69第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定 考虑到几种应力同时作用的情况，并考虑工程设计经验，规考虑到几种应力同时作用的情况，并考虑工程设计经验，规范对在梁腹板上配置加劲肋作了以下规定：范对在梁腹板上配置加劲肋作了以下规定：（1 1）：当）：当h h0 0/t/tw w80 235/fy80 235/fy时，无局部压应力（时，无局部压应力（c c=0=0）时，一）时，一般可不配置加劲肋。有局部压应力（般可不配置加劲肋。有局部压应力（c c00）时，按构造要求配）时，按构造要求配置置横向加劲肋横向加劲肋。加劲肋间距应满足。加劲肋间距应满足0.5h0.5h0 0a2ha2h0 0。（2 2）：当）：当h h0 0/t/tw w80 235/fy80 235/fy时，一般应按计算要求配置时，一般应按计算要求配置横向加劲横向加劲肋肋。（3 3）：当）：当h h0 0/t/tw w150 235/fy150 235/fy（受压翼缘扭转未受到约束）或（受压翼缘扭转未受到约束）或h h0 0/t/tw w150 235/fy150 235/fy（受压翼缘扭转受到约束）或仅配置横向加劲（受压翼缘扭转受到约束）或仅配置横向加劲肋还不足以满足腹板局部稳定要求时，均应配置肋还不足以满足腹板局部稳定要求时，均应配置纵向加劲肋纵向加劲肋。必。必要时尚应在受压区配置要时尚应在受压区配置短加劲肋短加劲肋，并均应按规定计算。，并均应按规定计算。（4 4）：在梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜布置）：在梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜布置 支承加劲肋支承加劲肋。b.腹板加劲肋的设置原则70第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定c.c.腹板局部稳定计算腹板局部稳定计算 加劲肋有三种布置情况，分别进行腹板局部稳定验算。加劲肋有三种布置情况，分别进行腹板局部稳定验算。（1 1）仅用横向加劲肋加强的腹板）仅用横向加劲肋加强的腹板 71第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定724.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定734.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定744.4 板件的稳定（2 2）同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板）同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板应分别计算区格应分别计算区格和区格和区格的局部稳定性的局部稳定性第四章 单个构件的承载力-稳定754.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定764.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定774.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定784.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定794.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定804.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定814.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定824.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定（3 3）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格）在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格834.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定844.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定854.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定864.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定 注：计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作用应注：计算时，先布置加劲肋，再计算各区格的平均作用应力和相应的临界应力，使其满足稳定条件。力和相应的临界应力，使其满足稳定条件。874.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定d.d.加劲肋的构造和尺寸加劲肋的构造和尺寸884.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定894.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定904.4 板件的稳定第四章 单个构件的承载力-稳定e.e.支承加劲肋的计算支承加劲肋的计算1.1.按轴心压杆计算支承加劲肋在按轴心压杆计算支承加劲肋在腹板平面外的稳定性腹板平面外的稳定性。2.2.支承加劲肋的支承加劲肋的端面承压强度端面承压强度 按下式计算：按下式计算：3.3.支承加劲肋与腹板的支承加劲肋与腹板的连接焊缝连接焊缝，应按承受全部集中力或支座反，应按承受全部集中力或支座反 力进行计算，假定应力沿焊缝长度均匀分布。力进行计算，假定应力沿焊缝长度均匀分布。支承加劲肋支承加劲肋承受固定集中荷载或支座反力的横向加劲肋。承受固定集中荷载或支座反力的横向加劲肋。91第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定4.4.3:4.4.3:压弯构件的板件稳定压弯构件的板件稳定1.1.翼缘板的局部稳定翼缘板的局部稳定根据受压最大的翼缘和构件等稳定的原则，根据受压最大的翼缘和构件等稳定的原则，压弯构件的翼缘一般都在弹塑性状态屈曲，压弯构件的翼缘一般都在弹塑性状态屈曲，翼缘宽厚比的容许值为：翼缘宽厚比的容许值为：b/t13 235/fyb/t13 235/fy当强度和稳定计算中取当强度和稳定计算中取x x=1.0=1.0时，时，b/tb/t可放宽到可放宽到15 235/fy15 235/fy2.2.腹板的局部稳定腹板的局部稳定 当当000 01.61.6时，时，h h0 0/t/tw w（16160 0+0.5+0.5+25+25）235/fy 235/fy 当当1.61.60 02.02.0时，时，h h0 0/t/tw w（48480 0+0.5+0.5-26.2-26.2）235/fy 235/fy 92第四章 单个构件的承载力-稳定4.4 板件的稳定其中，其中，是构件弯矩作用平面内的长细比，当是构件弯矩作用平面内的长细比，当30100100时，取时，取=100=100。0 0是与腹板上下边缘的最大压是与腹板上下边缘的最大压应力和最小应力有关的应力梯度，应力和最小应力有关的应力梯度，0 0=（maxmax-minmin)/)/maxmax 在宽度很大的实腹式压弯构件中腹板的在宽度很大的实腹式压弯构件中腹板的高厚比不满足要求时，可采取下列措施：高厚比不满足要求时，可采取下列措施：、当腹板高度较小时，可加大腹板厚度；、当腹板高度较小时，可加大腹板厚度；、当腹板高度较大时：、当腹板高度较大时：a.a.设置纵向加劲肋。设置纵向加劲肋。h h0 0取翼缘与纵向加劲肋取翼缘与纵向加劲肋之间的距离。之间的距离。b.b.考虑腹板部分退出工作，取腹板两侧与翼考虑腹板部分退出工作，取腹板两侧与翼缘相连接的各宽缘相连接的各宽c=20tc=20tw w 235/fy 235/fy，作为腹板，作为腹板的有效截面，然后进行构件的整体稳定计算的有效截面，然后进行构件的整体稳定计算但计算其长细比时仍按整个截面考虑。但计算其长细比时仍按整个截面考虑。93钢结构设计原理第五章 整体结构中的压杆和压弯构件5.1 桁架中压杆的计算长度桁架中压杆的计算长度5.2 框架柱的计算长度框架柱的计算长度 结构和构件丧失稳定属于整体性问题。需要通过整体分析来确定它们的临界荷载。不过，为了计算方便，目前在设计工作中的作法是把所计算的受压构件（或压弯构件）从结构中分离出来计算，计算时考虑结构其他部分对它的约束作用，并用计算长度来体现这种约束。94第五章 整体结构中的压杆和压弯构件 5.1 桁架中压杆的计算长度5.1:5.1:桁架中压杆的计算长度桁架中