钢结构基本原理ppt
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钢结构基本原理课件：第五章
b
5.2.2 梁的刚度 v≦[v]
或
v [பைடு நூலகம் ] l l
V -- 由荷载标准值产生的最大挠度 [v]-- 梁的容许挠度 l – 梁的跨度 对等截面简支梁：
3
5qk l M k l [v ] v l 384EI x 10EI x l
Ix --- 毛截面惯性矩 E --- 梁的容许挠度
5m 5m
2 为 3.0 kN/m（不包括次梁自重） 次梁 次梁 ，活荷载
5m 5m
5m 5m
[ 例 5.2 ] 平台梁梁格布置如图所 示，次梁
Mx 整体稳定验算公式： f bWx
' b
查附表3.2： b 0.73 0.6
0.282 ＝1.07 1.07 0.68 b 0.73 Mx 182.25106 2 2 305 . 3 N / mm f 215 N / mm b' Wx 0.68 878103
应重新计算荷载和内力 ，验算强度和稳定。
[ 例5.3] 如图所示焊接工字形等 截面简支梁，跨度为15m ， 在距支 座5m 处各有一个次梁，次梁传来的集中荷载设计值为F 200kN， 梁腹板在次梁处设有支 承加劲肋。梁自重的设 计值为2.4kN / m， 钢材为Q 235 钢。要求：验算梁的强 度和整体稳定性。
②计算截面几何特性 A 2 24 1.4 1.0 120 187.2cm2 1 I x 2 24 1.4 60.7 1.0 1203 391600 cm4 12 y 240 1 3 4 I y 2 1.4 24 3226cm 14 12 Iy 3226 x iy 4.15cm 1200 A 187.2 10 S 24 1.4 60.7 60 1.0 30 3840cm3 14
钢结构基本原理ppt课件
N1Vy V/n
N1Tx
N1T
y1 r1
T1y xi2yi2
N1Ty
N1T
x1 r1
T1x xi2yi2
验算公式：
N 1N 1 T x2N 1 T yN 1 T y2N m b in
注意： y1≤3x时，N1T=N1XT=Ty1/Σyi2
x1≤3y时，N1T=N1yT=T. x1/Σxi2
应力集中：应力集中越严重，出现同号三相应力场的应力水平越接近，
钢材越趋于脆性。
温度：高温热塑性变形，低温冷脆（脆性温度转变区）
荷载类型：加载速度：低温脆性破坏
循环荷载 高周疲劳—— n514 0 fy
低周疲劳—— n＝ 120 ～ 5140 fy
疲劳：钢材在连续交变荷载作用下，会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹
30
受拉螺栓连接：
1、受力：沿杆轴方向受拉。 破坏：栓杆被拉断。
2、单个螺栓受拉承载力设计值
Ntb Ae ftb
de2 4
ftb
f tb 值的由来：考虑橇杠作用，并对其进行简化，从 而采如用 ftb 0.8f 来考虑。
3、螺栓群受拉连拉计算。
1>轴心力：
n
N
N
b t
.
31
2>偏心力作用下
a.小偏心情况：螺栓群全部受拉。
逐渐扩展，直到最后破坏，这种现象称为疲劳。
疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。 其破坏过程经历裂纹的产生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段， 是延时断裂。
.
9
钢 柱 上 焊 接 牛 腿 （ 腹 板 和 翼 缘 ）
.
10
梁柱节点：梁分别连接在柱的腹板和翼缘（连接角钢与
钢结构基本原理(戴国欣版)课件
铆钉连接
铆钉连接的优点
铆钉连接具有结构简单、承载能力高 、耐久性好等优点，适用于承受较大 载荷的结构。
铆钉连接的缺点
铆钉连接的分类
根据铆钉的类型和用途的不同，铆钉 连接可以分为实心铆钉连接、空心铆 钉连接等。
铆钉连接施工难度较大，可能对结构 造成损伤，且成本较高。
复合连接方式
复合连接方式的优点
复合连接方式结合了焊接、螺栓连接和铆钉连接的优点，具有更 高的承载能力和稳定性。
应用领域
桥梁、建筑、船舶、车辆等。
钢材的强度等级
Q235、Q345、Q390等。
钢材的力学性能
01
弹性模量
钢材在弹性阶段的应 力与应变之比。
02
屈服点
钢材在屈服阶段的最 小应力值。
03
抗拉强度
钢材在拉伸断裂时的 最大应力值。
04
冲击韧性
钢材抵抗冲击载荷的 能力。
钢材的加工性能
可塑性
钢材在塑性变形过程中 ，抵抗断裂的能力。
造成破坏。
结构失稳和倒塌
02
地震作用下，结构的支撑和连接部位可能发生失稳或断裂，导
致结构整体倒塌。
构件和连接的破坏
03
地震中，钢结构的梁、柱、节点和连接部位可能发生断裂、扭
曲或变形，导致结构失效。
钢结构的抗震设计
结构选型和布置
选择合适的结构形式和布置方式，使其具有较好 的抗震性能。
抗震承载力计算
根据地震烈度和结构重要性，计算结构的抗震承 载力，确保结构在地震中不发生严重破坏。
抗震构造措施
采取有效的抗震构造措施，如加强支撑、增加节 点连接等，提高结构的抗震能力。
抗震构造措施
加强梁柱节点、主次梁节点等关 键部位的连接，确保节点在地震 中不发生断裂或失效。
钢结构基本原理全套精美课件
11 2.1 钢结构对材料的要求
第二章 钢结构的材料
2.2 钢材的破坏形式
塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。
脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生 突然，没有机会补救。
脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等。
➢ 应尽量发挥材料的塑性 ➢ 避免一切脆性破坏的可能性
10
第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 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》GB50017-2003规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 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冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
15 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ f y 作为钢结构设计的最大应力 ➢ 简化计算, 采用理想弹塑性模型 ➢ fu 作为钢材实际破坏强度
16 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
二、塑性性能
塑性：在静力荷载作用下，钢材吸收变形能的能力
衡量塑性性能的指标：伸长率
l1 l0 100%
时效硬化——随时间的增长，碳和氮的化合物从晶体中析出，使 材料硬化的现象。
应变时效——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，因此也称“人工时效”。
27 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响
第二章 钢结构的材料
2.2 钢材的破坏形式
塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。
脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生 突然，没有机会补救。
脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等。
➢ 应尽量发挥材料的塑性 ➢ 避免一切脆性破坏的可能性
10
第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 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》GB50017-2003规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 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冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
15 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ f y 作为钢结构设计的最大应力 ➢ 简化计算, 采用理想弹塑性模型 ➢ fu 作为钢材实际破坏强度
16 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
二、塑性性能
塑性：在静力荷载作用下，钢材吸收变形能的能力
衡量塑性性能的指标：伸长率
l1 l0 100%
时效硬化——随时间的增长，碳和氮的化合物从晶体中析出，使 材料硬化的现象。
应变时效——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，因此也称“人工时效”。
27 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响
钢结构全套PPT教学课件
防腐防火处理效果评价
厚度检测
使用涂层测厚仪检测防腐防火 涂层的厚度，确保满足设计要 求。
耐腐蚀性测试
通过盐雾试验、湿热试验等模 拟环境测试方法，评估防腐处 理效果。
外观检查
观察防腐防火处理后的钢结构 表面是否平整、无气泡、无裂 纹等缺陷。
附着力测试
采用划格法或拉开法等测试方 法，检测防腐防火涂层与钢结 构基材的附着力。
结构分析与计算方法
结构分析方法
弹性力学方法、塑性力学方法、有限 元方法等。
计算内容
计算软件
SAP2000、ANSYS、ABAQUS等通 用有限元软件，以及专用钢结构分析 软件如Midas/Gen、3D3S等。
内力分析、变形计算、稳定性验算、 疲劳分析等。
构造措施与节点设计
01
02
03
构造措施
保证结构整体性和稳定性 的措施，如设置支撑、加 强刚度等。
认真阅读图纸，了解钢结构的构 造、节点形式和安装要求，掌握 相关技术标准和验收规范。
制定施工方案
根据工程特点和现场条件，制定 切实可行的施工方案，包括安装 顺序、吊装方法、安全措施等。
材料和设备准备
按照图纸要求，准备好所需的钢 材、连接件、紧固件等材料，以 及吊装设备、焊接设备、测量工 具等。
现场拼装和吊装技术
前景展望
随着城市化进程的加快和建筑业的持续发展，钢结构将在未来建筑领域中发挥更 加重要的作用。同时，随着新材料和新技术的不断涌现，钢结构的应用范围将进 一步扩大，市场前景广阔。
02 钢结构设计原理 与方法
设计基本原则与规范要求
设计基本原则
确保结构安全、适用、经济、美观；符合现行国家规范和行 业标准；考虑施工便利性和可持续性。
《钢结构基本原理》PPT课件
编辑ppt
25
第三节 钢结构课程的学习方法
根据教学大纲要求，课程只讲钢结构的基本构件、基 本原理部分，即前面六章内容；
本课程的特点是：大家对钢结构的感性认识少，结构 构造复杂，理论性强（特别是稳定理论）；
受课时限制，不能过多的详解例题，一定要记好笔记， 从机理理解一些理论问题，加强课前预习与课后复习；
第一章第一章绪论绪论第二章第二章钢结构材料钢结构材料第三章第三章钢结构连接钢结构连接第四章第四章轴心受力构件轴心受力构件第五章第五章受弯构件受弯构件第六章第六章拉弯与压弯构件拉弯与压弯构件22第一章第一章第一节第一节钢结构的特点与应用范围钢结构的特点与应用范围第二节第二节钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法第三节第三节钢结构课程的学习方法钢结构课程的学习方法33第一节第一节钢结构的特点及应用范围钢结构的特点及应用范围一钢结构的特点一钢结构的特点11强度高强重比大强度高强重比大重量轻基础费用减少抗震性重量轻基础费用减少抗震性能好
编辑ppt
17
编辑ppt
18
索穹顶结构
汉城奥运会体操馆
亚特兰大佐治亚穹顶 用编辑钢ppt量不到30 kg /m2
19
编辑ppt
20
重型厂房结构
西安变压器厂（400t吊车）
编辑ppt
21
容器和其他构筑物
大连西太平洋石化有限公司 1500立方米CF-62钢球罐
编辑ppt
陕西铜川天然气公司 1000立方米天然气球罐
东方明珠电视塔
编辑ppt
12
鸟巢
编辑ppt
13
鸟巢
容纳8万人，平面 为椭圆形,长轴 340m,短轴292m。 屋盖中间有一个 146m×76m的开口
钢结构基本原理-黄PPT课件
可加工性
钢材可以通过锯、钻、铣 等加工方式制成各种形状 和尺寸的构件。
连接方式多样性
钢材可以通过焊接、螺栓 连接能
耐腐蚀
钢材在潮湿的环境中容易 生锈，可以通过涂装防锈 漆来提高耐久性。
耐火性
钢材在高温下容易软化和 变形，需要采取防火措施 来提高耐火性。
维护要求
钢材需要定期进行清洁和 维护，保持其外观和性能 的稳定。
03
钢结构的连接方式
焊接连接
压焊
通过施加压力使金属结合，如电 阻焊、超声波焊等。
焊接特点
高效、灵活、适应性强，但易产 生焊接缺陷和应力集中。
01
02
熔融焊接
通过熔化金属达到连接目的，包 括电弧焊、气焊等。
03
04
钎焊
使用熔点低于母材的金属作为钎 料，将母材连接起来。
钢结构基本原理-黄ppt课 件
目录
• 钢结构概述 • 钢结构的材料特性 • 钢结构的连接方式 • 钢结构的稳定性分析 • 钢结构的抗震性能 • 钢结构的设计与优化
01
钢结构概述
钢结构的定义与特点
定义
由钢材为主要材料，通过焊接、 铆钉或螺栓连接而成的结构形式 ，广泛应用于工业和民用建筑、 桥梁、塔桅、容器等领域。
。
增加支撑体系
增设支撑杆件，提高结构的整 体稳定性。
优化结构布局
合理布置钢结构的受力体系， 避免出现应力集中或过于复杂
的结构形式。
选用优质材料
采用高强度钢材，提高材料的 屈服点和抗拉强度，从而提高
结构的抗震性能。
06
钢结构的设计与优化
结构设计的基本原则
安全性和稳定性
确保结构在各种预期负载和 环境条件下都能保持稳定， 不发生破坏或过大的变形。
钢结构基本原理》第2章 钢结构的材料幻灯片PPT
当σeq< fy时，钢材处于弹性阶段； 当三σ轴eq≥拉f应y时力，作钢用材下处，于破塑坏性表阶现段为。脆性。
有一向为异号应力，且同号两个应力相差又较大， 破坏为塑性。
钢结构基本原理
平面应力状态
eq 1 22 21 2
σ eq σ x 2 σ2 y σ xσy 3 τx 2y
普通梁
σeq σ23τ2
名义应力低于屈服点、材料处于弹性阶段，当 荷载循环到达一定次数后，钢材会发生突然脆性断 裂破坏，疲劳计算方法详见第9章。
(二)低周疲劳破坏
反复应力高于屈服强度、材料处于弹塑性阶段， 反复荷载会使钢材的剩余应变逐渐增长，最后产生 突然破坏。
钢结构基本原理
出版社 科技分社
(三)包辛格〔Bauschinger〕效应
对于没有缺陷和剩余应力 影响的试件,可认为钢材是图 2-3所示理想弹-塑性体，经历 两个阶段，即假定钢材应力小 于fy时是完全弹性的，应力超 过fy后那么是完全塑性的。设 计时，取fy作为强度限值，而 取fu作为材料的强度储藏。
图2-3 理想弹-塑性 应力-应变曲线图
钢结构基本原理
出版社 科技分社
钢结构基本原理
本章内容
出版社 科技分社
第一节 钢材的工作性能 第二节 钢构造对钢材性能的要求 第三节 影响钢材性能的主要因素 第四节钢材的种类、规格和选用原那么
钢结构基本原理
出版社 科技分社
第一节 钢材的工作性能
一、钢材静力单向均匀拉伸时的性能 钢材的主要强度指标和变形性能根据常温〔20
±5°〕、静载条件下标准试件一次拉伸试验确定。 常温静载条件下，图2-1所示低碳钢标准试件
单向一次拉伸试验得到的简化光滑应力-应变曲线如 图2-2所示，钢材历经五个阶段 :
有一向为异号应力，且同号两个应力相差又较大， 破坏为塑性。
钢结构基本原理
平面应力状态
eq 1 22 21 2
σ eq σ x 2 σ2 y σ xσy 3 τx 2y
普通梁
σeq σ23τ2
名义应力低于屈服点、材料处于弹性阶段，当 荷载循环到达一定次数后，钢材会发生突然脆性断 裂破坏，疲劳计算方法详见第9章。
(二)低周疲劳破坏
反复应力高于屈服强度、材料处于弹塑性阶段， 反复荷载会使钢材的剩余应变逐渐增长，最后产生 突然破坏。
钢结构基本原理
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(三)包辛格〔Bauschinger〕效应
对于没有缺陷和剩余应力 影响的试件,可认为钢材是图 2-3所示理想弹-塑性体，经历 两个阶段，即假定钢材应力小 于fy时是完全弹性的，应力超 过fy后那么是完全塑性的。设 计时，取fy作为强度限值，而 取fu作为材料的强度储藏。
图2-3 理想弹-塑性 应力-应变曲线图
钢结构基本原理
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钢结构基本原理
本章内容
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第一节 钢材的工作性能 第二节 钢构造对钢材性能的要求 第三节 影响钢材性能的主要因素 第四节钢材的种类、规格和选用原那么
钢结构基本原理
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第一节 钢材的工作性能
一、钢材静力单向均匀拉伸时的性能 钢材的主要强度指标和变形性能根据常温〔20
±5°〕、静载条件下标准试件一次拉伸试验确定。 常温静载条件下，图2-1所示低碳钢标准试件
单向一次拉伸试验得到的简化光滑应力-应变曲线如 图2-2所示，钢材历经五个阶段 :
钢结构基本原理优秀课件
fk＝fy。 常用结构钢材的强度设计值f（design value）可查材料
手册（见附表1.1）。弹性设计时，构件的应力不能大于f值。
抗拉强度fu在实际构件中是不允许达到的，钢材的抗拉强 度fu值高，可以增加结构的安全保障。
伟
主
编 ）
第2章 钢结构的材料
钢 另外，Q235钢材在屈服
结 构 基 本 原 理
图2.3 理想弹－塑性的应力－应变曲线
第2章 钢结构的材料
钢 结
高强度钢材没有明显的屈服
构 台阶，这类钢的屈服点是根据
σ
基 实验分析结果人为规定的，称 f0.2 S
本 原 理
为条件屈服（用f0.2表示，定 义为试件卸载后其残余应变为
E
（ 2%时所对应的应力）。这类
黄 钢材在设计中不宜利用塑性。 呈 伟 主 编 ）
伟 主
度比常温拉伸试验的强度低得多，应另行测定“强度”。
编 耐疲劳性：钢结构或构件在长期连续的交变荷载或重复荷
） 载作用下，应力虽低于fy也会发生破坏，称为“疲劳破坏”。
呈 良好方法，常作为静力拉伸试验和
伟 主 编
冲击试验的一种补充试验，是一项 衡量钢材力学性能的综合指标。
）
a
d
a
d+2.1a
图2.5 冷弯1800试件
第2章 钢结构的材料
钢
2.1.3 冲击韧性
结
构 冲击韧性是衡量钢材强度、
基 塑性及材质的一项综合指标。
本 钢材的韧性与轧制方法、环境
原 温度有关。冲击韧性由冲击试
0 0.2
ε
图2.4 高强度钢的应力－应变曲线
第2章 钢结构的材料
钢 结 构 钢材在单向受压时（短试件） ，抗压强度与单向受拉时 基 相同。钢材受扭转时的应力－应变曲线也与受拉时相似，但 本 剪切屈服点和抗剪强度低于fy和fu；剪变模量G也低于弹性模 原 量E。钢材和铸钢件的弹性模量、剪变模量、线膨胀系数α 理 和质量密度ρ列于表2.1。
手册（见附表1.1）。弹性设计时，构件的应力不能大于f值。
抗拉强度fu在实际构件中是不允许达到的，钢材的抗拉强 度fu值高，可以增加结构的安全保障。
伟
主
编 ）
第2章 钢结构的材料
钢 另外，Q235钢材在屈服
结 构 基 本 原 理
图2.3 理想弹－塑性的应力－应变曲线
第2章 钢结构的材料
钢 结
高强度钢材没有明显的屈服
构 台阶，这类钢的屈服点是根据
σ
基 实验分析结果人为规定的，称 f0.2 S
本 原 理
为条件屈服（用f0.2表示，定 义为试件卸载后其残余应变为
E
（ 2%时所对应的应力）。这类
黄 钢材在设计中不宜利用塑性。 呈 伟 主 编 ）
伟 主
度比常温拉伸试验的强度低得多，应另行测定“强度”。
编 耐疲劳性：钢结构或构件在长期连续的交变荷载或重复荷
） 载作用下，应力虽低于fy也会发生破坏，称为“疲劳破坏”。
呈 良好方法，常作为静力拉伸试验和
伟 主 编
冲击试验的一种补充试验，是一项 衡量钢材力学性能的综合指标。
）
a
d
a
d+2.1a
图2.5 冷弯1800试件
第2章 钢结构的材料
钢
2.1.3 冲击韧性
结
构 冲击韧性是衡量钢材强度、
基 塑性及材质的一项综合指标。
本 钢材的韧性与轧制方法、环境
原 温度有关。冲击韧性由冲击试
0 0.2
ε
图2.4 高强度钢的应力－应变曲线
第2章 钢结构的材料
钢 结 构 钢材在单向受压时（短试件） ，抗压强度与单向受拉时 基 相同。钢材受扭转时的应力－应变曲线也与受拉时相似，但 本 剪切屈服点和抗剪强度低于fy和fu；剪变模量G也低于弹性模 原 量E。钢材和铸钢件的弹性模量、剪变模量、线膨胀系数α 理 和质量密度ρ列于表2.1。
钢结构ppt课件.ppt
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状
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可靠度
概率度量
可靠性
定量描述
质量指标
安全性
安全度
适用性
耐久性
结构的极限状态： 承载能力极限状态 正常使用极限状态
承载能力极限状态表达式
基本组合 可变荷载效应控制的组合
0 G Gk Q1 Q1k n Qi ci Qik f
i2
永久荷载效应控制的组合
0 G Gk n Qi ci Qik f
应力集中严重
传力平缓
正面角焊缝
直接动力荷载作用 侧面角焊缝
焊脚尺寸要求：
1）最小焊接脚尺寸：防止冷却过快形成裂纹
hf 取值要求：
hf min 1.5 tmax
自动焊用hfmin-1 自动焊用hfmin+1
且hfmin 在t≤4mm 时取hfmin=t
2）最大焊脚尺寸hfmax , 防止“过烧”及过大残余应力和变形。
钝边d:手工焊 2mm ，自动焊4～8mm. 间隙a:手工焊 2～4mm，自动焊0～2mm
避免应力集中的措施
焊接宽度不同或相差4mm以上时，放坡≤1/4 设置引弧板：埋弧焊≤50mm；手工焊>20mm.
无法设引弧板时的处理：计算时扣除起落弧坑的影响
（每端减去t—对接焊缝或hf —角焊缝）
二对接焊缝计算
正面角焊缝：轴心力N作用 正应力沿长度方向均匀，但横截面上应力状态复杂。破坏可 能沿三个断面开展。 特点：强度，刚度大，塑性较差。
角焊缝强度条件的一般表达式简化原则: 1) 有较截面简化：he=hfcos450=0.7hf. 2) 应力简化：截面上应力均匀分布。 3)受力形式：受轴心力Nx,Ny作用。
磷（氮）
——
——
——
——
降低热（冷） 脆，改善热加
工能力
热脆
冷脆
含量控制％
温度的影响
t由常温上升fy, fu NhomakorabeaE
t≤1500C
t在2500C左右
250~3500C
4000C
6000C
0
塑性
冲击韧性
其它
蓝脆 δ 徐变
降温过程的变化：低温冷脆
各种因素对钢材性能的影响
应力集中：应力集中越严重，出现同号三相应力场的应力水平越接近，
思考：牛腿问题的处理？
在同时承 受较大正 应力和剪 应力的梁 腹板与翼 缘交接处 受拉区端 部的不利 点，还应 验算其折 算应力
角焊缝的构造和计算
角焊缝分类
1>按长度方向与外力作用方向：
正面角焊缝
侧面角焊缝
2>按截面形式：
普通型：hf之比 1：1 平坦型：hf之比 1：1.5 凹面型：hf之比1：1
焊件边缘 hfmin≤1.2tmin 防止咬边
t≤6mm hfmin≤t t>6mm hfmin＝t-(1~2)mm
3）其余各项要求详见教材，课后自学并记忆。
侧面角焊缝：轴心力N作用。 剪应力弹性阶段 分布均匀 塑性阶段 应力分布趋于均匀。 特点：塑性较好，破坏常由两端开始并沿450喉部截面迅速断裂。
焊接方法（注意焊条的牌号和选用原则） 电弧焊： 电渣焊: 电流 液态熔渣 电阻热 电阻焊:电流 接件接触点表面电阻
焊接接头及焊缝形式： 1>分类 接头 相互位置 对接,搭接,“T”角接等 焊缝 截面形状 对接焊缝——受力性能较好 制造复杂 角焊缝——受力复杂 制造简单 2>施焊方式：平,立,俯,仰.
3、熟悉焊缝质量检验规定；
3、了解焊接残余应力和变形的成因，熟悉焊接应力与 变形对结构工作性能的影响和减少焊接应力与变形的措 施；
连接概述
钢结构的连接方法： 焊接： 栓接 普通螺栓连接：A，B，C三级 高强螺栓连接 磨擦型高强度螺栓连接 承压型高强度螺栓连接 铆接：
比较：三者优缺点及使用范围比效。
焊接符号及标注方法：
1>符号：由图形符号,辅助符号,引出线组成。
2> 具体要求 图形符号 辅助符号
焊接质量级别：一、二、三级
将所能收集到的 焊缝符号列表画 出并标明其含义
对接焊缝的构造
坡口要求： t很小(手≤6mm.自≤12mm I形 t=7～20mm单边V形 . J形或V 形 t>20mm形 U形 K形或X形
钢结构基本原理
绪
论
设计理论：概率极限状态设计法
加工
建筑钢材
构件
（杆件）
理论指导
钢结构
良好的机 械性能
强塑韧 度性性
轴受拉
心弯弯
受构压
力件弯
构
构
件
件
焊栓铆 接接接
连接
可 焊
可靠性
性
安全性 耐久性 适用性
强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：保持原有平衡状态的能力
钢结构的设计方法
结构的功能要求
i1
对于一般排架、框架结构，由可变荷载效应控制的组合， 可采用下式计算：
0 G Gk n QiQik f
i1
偶然组合：偶然作用的代表值不乘分项系数，与偶然作 用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采 用适当的代表值，具体的设计表达式及各种系数，应符 合专门规范的规定。
钢结构的材料学习要求：
钢材越趋于脆性。
温度：高温热塑性变形，低温冷脆（脆性温度转变区）
荷载类型：加载速度：低温脆性破坏
循环荷载 高周疲劳—— n 5104 fy 低周疲劳—— n＝102～5104 fy
疲劳：钢材在连续交变荷载作用下，会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹
逐渐扩展，直到最后破坏，这种现象称为疲劳。 疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。 其破坏过程经历裂纹的产生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段， 是延时断裂。
1、掌握钢材的机械性能和钢材的机械性能指标，建筑 用钢的种类、规格和选用；
2、熟悉各种因素对钢材机械性能的影响，尤其是一些 特殊影响如冷脆、热脆、兰脆，钢材疲劳破坏的特征 等；
3、了解钢材疲劳计算
钢 结 构 的 材 料
化
含量增加
学
成
fy,fu
分
的
塑性
影
响
韧性
冷弯性能
可焊性
抗锈
其它
碳
硅（锰）
硫（氧）
1:简化原则：对接焊缝可视为焊件截面的延续组成部分，即 焊接中的应力分布与原焊件原有的相同。
轴心力作用
＝ N
lwt
f
t
w或f
w c
M,N共同作用时（梁内）
矩 形 截
max
M
Wx
ftw
IT
面
max
VS w I wtw
f
w v
字 形 截
面
12＋3
2 1
1.1 ftw
问：为什么 ft w 前要乘以一系数1.1？
钢 柱 上 焊 接 牛 腿 （ 腹 板 和 翼 缘 ）
梁柱节点：梁分别连接在柱的腹板和翼缘（连接角钢与
梁焊缝相连，与柱螺栓相连）
柱与柱间支撑与柱脚的连接
（柱脚已埋入混凝土地面以下）
梁
与
支
俯视
撑
间
的
连
接
仰视
连接学习要求：
1、掌握各种连接的特点和适用范围；
2、掌握对接焊缝、直角角焊缝、普通螺栓、高强度螺 栓连接的构造和计算；