钢    结   构 第一章   概述 第二章   建筑钢材 第三章   钢结构的连接 第四章   轴心受力构件 第五章   梁（受弯构件） 第六章   拉弯与压弯构件  第一章  概述 第一节 钢结构的特点及应用 第二节 钢结构的设计方法 第三节 钢结构的设计要求 第四节 钢结构的发展方向 第五节 本课程的主要内容、特点和学习方法 第一节 钢结构的特点及应用 一、钢结构的特点   二、钢结构的应用   二、钢结构的应用   二、钢结构的应用   二、钢结构的应用   第二节  钢结构的设计方法       第二章   钢结构的材料 第一节  钢结构对钢材性能的要求 第二节  结构钢材的主要力学性能 第三节  影响结构钢材力学性能的主要因素 第四节  复杂应力作用下结构钢材的屈服条件 第五节  钢材的破坏形式 第六节  结构钢材的种类、规格及其应用 第七节  钢结构的连接材料     第一节  钢结构对钢材性能的要求 一、钢结构的特点   第五节  复杂应力作用下结构钢材的屈服条件           第六节  钢材的破坏形式 第七节  结构钢材的种类、规格及其选用 二、结构钢材选材原则 1、为什么要求结构用钢有较高的屈服强度和抗拉强度？ 2、结构用钢的力学性能有哪些？ 3、什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？ 4、塑性破坏和脆性破坏的特点是什么？什么时候容易发生脆性破坏？ 5、导致构件发生脆性破坏的原因有哪些？ 6、影响疲劳破坏的因素有哪些？ 7、什么情况下构件需要验算其疲劳强度？ 8、钢材中碳的含量与钢材的各项力学性能之间有什么关系？ 9、什么情况下会发生应力集中现象？它对构件有什么影响？    第三章 钢结构的连接 第一节  连接分类及特点 第二节  对接焊缝连接设计 第三节  角焊缝连接设计 第四节  焊接残余应力和焊接残余应变 第五节  普通螺栓连接设计 第六节  高强度螺栓连接设计   第四章 轴心受力构件 第一节  概   述 第二节  轴心受拉构件 第三节  实腹式轴心受压构件 第四节  格构式轴心受压构件 第五节  柱头和柱脚设计    第五章   受弯构件-梁 第一节  概   述 第二节  梁的强度和刚度 第三节  梁的扭转 第四节  梁的整体稳定 第五节  梁的局部稳定和加劲肋设计 第六节  考虑腹板屈曲后强度梁的设计 第七节  钢梁的设计  第二节  梁的强度与刚度 第四节   梁的局部稳定和加劲肋设计 第七节  钢梁的设计   第六章   拉弯和压弯构件 二、梁的抗剪强度 三、梁的局部承压强度 四、折算应力 五、梁的刚度 一、梁的抗弯强度 例题：某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所示，无削弱。材料为Q345钢。集中荷载设计值为Pk=429kN，为间接动力荷载，均布荷载q=1.35KN/m，试计算该梁的强度。 （Ix=230342cm2,A=146cm2)     第三节  梁的扭转 一、剪力流和剪切中心 1、截面中剪应力的合力作用线与对称轴的交点S，称为剪切中心。 2、当横向荷载V通过S，梁只产生弯曲变形，当横向荷载V不通过S，梁产生弯曲并同时伴有扭转变形。 扭转 自由扭转 约束扭转 二、自由扭转 特点： 1、各截面的翘曲变形相同，纵向纤维保持直线且长度 保持不变。 2、截面上只有剪应力没有正应力。 开口薄壁构件 三、约束扭转 特点： 1、各截面的翘曲变形不相同，纵向纤维扭成不均匀的曲 曲线形。 2、截面上既有剪应力也有正应力，而且各纵向纤维正 应力沿杆长度方向发生变化。 约束扭转 自由扭转 翘曲扭转 剪应力 翘曲正应力和翘曲剪应力 = + = + 例题：某焊接工字形等截面简支楼盖梁，截面尺寸如下图所示，无削弱。材料为Q345钢。集中荷载设计值为Pk=400kN，为间接动力荷载，均布荷载q=1KN/m，试计算该梁的强度。     第四节  梁的整体稳定 临界弯矩的影响因素： 梁的截面形状和尺寸 荷载的种类和荷载作用位置 梁的受压翼缘自由长度 纯弯矩作用： 第三节  实腹式轴心受压构件 承载能力极限状态 正常使用极限状态 强度、整体稳定、局部稳定 刚度（控制长细比） 一、轴心受压构件的强度 二、实腹式轴心受压构件的整体稳定 1、关于稳定的概述 N较小时： N增加到Ncr时： N大于Ncr时： 欧拉临界力 微弯可恢复 微弯不可恢复 产生很大的弯曲变形  随即破坏 一、轴心受拉构件的验算 承载能力极限状态 正常使用极限状态 强度验算 刚度验算 二、轴心受压构件的验算 承载能力极限状态 正常使用极限状态 强度、整体稳定、局部稳定验算 刚度验算 三、欧拉临界力 欧拉临界应力 影响临界应力的因素 截面残余应力 长细比λ 初始偏心 初始弯曲 2、轴心受压构件的整体稳定验算： 稳定系数 思考题：工字形截面更容易沿着哪个轴发生失稳破坏？提高轴心受压构件的稳定承载能力的措施有哪些？ 例2：一焊接工字形钢柱，翼缘为焰切边，截面尺寸如图所示， 该柱承受轴心压力设计值N=1200KN，柱的计算长度为 Lx=7m，Ly=3.5m，钢材为Q345，试验算该柱的整体稳定性。 三、实腹式轴心受压构件的局部稳定 板件越宽越薄 板件越容易失稳 局部失稳 促使构件整体破坏 保证局部失稳不先于整体失稳 控制板件局部失稳的方法 限制宽厚比b/t 处理H、工字形腹板局部失稳的方法 1、增加板件厚度 3、任其腹板局部失稳 2、增加纵、横向加劲肋 轧制的型钢构件一般都满足局部 稳定要求，无需进行局部稳定验 算。 四、轴心受压构件的刚度 以构件的长细比来控制，即 轴心受压构件的验算 限制宽厚比b/t 验算强度 验算整体稳定性 验算局部稳定性 验算刚度 例3：图示轴心受压构件，Q235钢，截面无消弱， 翼缘为轧制边。试验算该截面是否满足要求。 五、实腹式轴心受压构件的截面设计 1、设计原则 肢宽壁薄 等稳定性 构造简单 P125：例题4.3 第四节  格构式轴心受压构件 一、格构式轴心受压构件的组成 强度、整体稳定、分肢稳定 刚度 承载能力极限状态 正常使用极限状态 二、格构式轴心受压构件的整体稳定性 绕实轴（Y-Y）的稳定性 绕虚轴（X-X）的稳定性 （和实腹式构件相同） 不同于实  腹式构件 长细比增大系数 换算长细比的计算 双肢缀条柱 双肢缀板柱 例题4：一格构式轴心受压柱截面如图(4.21)所示，承受轴心压力设计值N=1500KN，虚轴方向的计算长度为6m，实轴方向的计算长度为3m，钢材为Q345，试验算其强度及整体稳定性。 三、分肢的稳定性 缀条柱 缀板柱 例题5：一格构式轴心受压柱截面如图(4.21)所示，承受轴心压力设计值N=1500KN，虚轴方向的计算长度为6m，实轴方向的计算长度为3m，钢材为Q345，试验算其分肢的稳定性。 四、刚度验算 以构件的长细比来控制，即 格构式 轴心受压构件的验算 验算强度 验算整体稳定性 双肢稳定 验算刚度 虚轴 实轴 缀条 缀板 缀条 缀板 第五节  柱头和柱脚的设计 一.柱头的定义及作用  柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用是将梁等上部结构的荷载传到柱身。  ?二、柱头的连接方式  （1）将梁连于柱侧面的侧面连接  （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接  （1）将梁连于柱侧面的侧面连接  N  垫板  顶板  加劲肋  腹板  （2）将梁直接放在柱顶上的顶

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