轻型门式刚架钢结构设计精品PPT课件

两种形式螺栓在受拉时没有区别。
高强度螺栓和普通螺栓连接受力的主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧 紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。而高强度螺栓时 靠拧紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，此预拉力将被连接的构件 夹紧。靠构件夹紧而由接触面间的摩阻力来承受连接内力是高强度螺栓连接29 受力的特点。
2.受弯构件 计算内容:强度、整体稳定、局部稳定、刚度
强度：
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整体稳定：
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局部稳定：
腹板：通过加劲肋保证局部稳定
翼缘：通过限制翼缘宽厚比防止局部失稳
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强度：
拉弯或压弯构件
稳定性：
刚度：
主要由梁的挠度和柱的侧移控制
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钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、 螺栓连接和铆钉连接三种。
优点：施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装连接，也便于拆
卸，适用于需要装拆结构和临时性连接。
缺点：需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量，且对制造的
精度要求较高；螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接件常需相互搭接或增设 辅助连接板（或角钢），因而构造较繁且多费钢材。
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普通螺栓连接的构造 普通螺栓的形式和规格
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钢结构构件设计计算（强度、刚度、稳定性）
1.轴心受力构件 承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定（型钢不必验算）
正常使用极限状态：刚度（对于轴心受力构件，主要由长细比控制）
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轴心受力构件的强度及整体稳定:
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《钢规》：
轴心受力构件的刚 度:
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《门规》：
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受压构件的局部稳定:
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高强度螺栓的受力特点（钢结构连接节点通常采用高强螺栓）
高强度螺栓连接按设计和受力要求可分为摩擦型和承压型两种。
摩擦型连接在承受剪切时，以外剪力达到板件间可能发生的最大摩阻力 为极限状态；当超过时板件间发生相对滑移，即认为连接已失效而破坏。
承压型连接在受剪时，则允许摩擦力被克服并发生板件间相对滑移，然 后外力可以继续增加，并以此后发生的螺杆剪切或孔壁承压的最终破坏为极 限状态。
压型钢板等。
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建筑钢结构主要荷载： ➢ 恒、活荷载 ➢ 风荷载 ➢ 雪荷载（下雪地区） ➢ 地震作用 ➢ 吊车荷载
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恒荷载 轻型钢板屋面恒荷载一般为0.2~0.3 kN/M2 活荷载（与屋面雪荷载不同时考虑）
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风荷载（一般为控制性荷载）
➢ 风对屋面、墙体的压力、吸力 山墙采用抗风柱抵抗风载
雪荷载（积雪不均匀系数）
钢柱柱脚的构造
柱脚的作用是将柱身的压力均匀的传给基础，并和基础牢固的连 接起来。在整个柱中，柱脚是比较费钢费工的部分。设计时应力求简 明，并尽可能符合结构的计算简图，便于安装固定。
柱脚按其与基础的连接方式的不同可分为铰接和刚接两类，轴 心受压柱、框架柱或压弯构件，这两种形式均有采用铰接柱脚不能抵 抗弯矩，刚接柱脚可以抵抗弯矩。柱脚通过锚栓固定于基础，锚栓的 直径一般为24~32mm。
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地震荷载作用
一般来讲，对于门式轻钢结构，低烈度区，地震不起控制作 用。 钢结构的阻尼比取0.03~0.05，比混凝土结构要小。
钢结构抗震方面的优势主要是从材料较轻，承载力高，地 震过程中弹塑性变形较大，基本不会发生断裂，即钢结构 允许的变形能力大。
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吊车荷载（厂房中经常见）
吊车梁一般设计成简支梁。
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a)
b)
柱 双螺母及垫板
底板
锚栓
柱 双螺母及垫板
底板
锚栓
铰接柱脚
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a)
b)
柱
加劲板
底板
锚栓
柱
锚栓支承托座 加劲板 底板
焊缝连接
螺栓连接
铆钉连接
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（一）焊缝连接
焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成 焊缝，从而将焊件连接成为一体。
优点：不削弱构件截面，节约钢材，构造简单，制造方便，连接刚度
大，密封性能好，在一定条件下易于采用自动化作业，生产效率高。
缺点：焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能使某些部位
钢结构采用的普通形式为大六角头型，其代号用字母M与公称 和直径（mm）表示。工程中常用M18，M20，M22，M24。按国际 标准，螺栓统一用螺栓的性能等级来表示，如“4.6级”、“8.8级” 等。小数点前数字表示螺栓材料的最低抗拉强度，如“4”表示 400N/mm2，“8”表示800N/mm2。小数点后的数字（0.6、0.8）表示 螺栓材料的屈强比，即屈服点与最低抗拉强度的比值。
材质变脆，对结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响；焊缝连接的塑性 和韧性较差，施焊时可能产生缺陷，使疲劳强度降低。
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焊缝符号集及标注方法
《焊缝符号表示法》规定：焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必 要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。
基本符号：表示焊缝的横截面形状，如用“ ”表示角焊缝,用“V”表示V 形坡口的对接焊缝；
补充符号：补充说明焊缝的某些特征，用“ ”表示现场安装焊缝，用 “ ”表示焊件三面带有焊缝；
指引线 ：一般由横线和带箭头的斜线组成，箭头指向图形相应焊缝处， 横线上方和下方用来标注基本符号和焊缝尺寸等。
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焊缝符号
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（二）螺栓连接
螺栓连接是通过螺栓这种紧固件把连接件连接成为一体。 螺栓连接分普 通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
缺点：耐腐蚀性较差，耐火性差，造价较高。
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钢材种类及规格
（1）碳素结构钢 常用Q-235，质量等级A、B、C、D
（2）低合金高强度钢 常用Q345、Q390、Q420，质量等级A、B、C、D、E
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设计指标
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钢材的规格
1.钢板 热轧钢板有厚钢板（厚度4.5~60mm），薄钢板（厚度0.35~4mm）， 还有扁钢（厚度4~60mm，宽度30~200mm），符号“ -长度×宽度×厚度） 2.热轧型钢 H型钢、角钢、工字钢、槽钢 具体规格可查阅型热轧钢规格表 3.冷弯薄壁型钢 由薄钢板经模压或弯曲而制成，其壁厚一般为1.5~5mm，包括C型，Z型，
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内容纲要
• 内容
➢ 一、钢结构基本知识回顾 ➢ 二、门式刚架结构设计分析 ➢ 三、设计实例分析 ➢ 四、总结
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一、钢结构基本知识回顾
➢ 1.材料性质 ➢ 2.钢结构的主要荷载 ➢ 3.构件设计 ➢ 4.钢结构的连接
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钢结构的特点：
1.材料性质
➢ 优点：轻质高强，材质均匀，工业化生产，施工 工期短；钢结构抗震性能好。