钢结构2012学习教程.pptx

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1、钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure轴心受力构件的截面形式轴心受力构件的截面形式a）型钢截面；b)实腹式组合截面；c)格构式组合截面图6.1.3轴心受力构件的截面形式实腹式截面格构式截面实腹式构件比格实腹式构件比格构式构件构造简构式构件构造简单，制造方便，单，制造方便，整体受力和抗剪整体受力和抗剪性能好，但截面性能好，但截面尺寸较大时钢材尺寸较大时钢材用量较多；而格用量较多；而格构式构件容易实构式构件容易实现两主轴方向的现两主轴方向的等稳定性，刚度等稳定性，刚度较大，抗扭性能较大，抗扭性能较好，用料较省。较好，用料较省。第三章第三章 构

2、件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第1页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度轴心受力构件的设计：轴心受力构件的设计：承载能力的极限状态：轴心受拉构件强度控制轴心受压构件强度和稳定控制正常使用的极限状态：通过保证构件的刚度限制其长细比第2页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure六章六章 轴心受力构件轴心受力构件轴心受力构件以截面上的平均应力达到钢材的屈服强度作为

3、强轴心受力构件以截面上的平均应力达到钢材的屈服强度作为强度计算准则。度计算准则。（6.2.1）N轴心力设计值；A构件的毛截面面积；f钢材抗拉或抗压强度设计值。3.1.2轴心受拉构件的强度轴心受拉构件的强度1.1.截面无削弱截面无削弱构件以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态。构件以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态。设计时，作用在轴心受力构件中的外力设计时，作用在轴心受力构件中的外力N应满足：应满足：第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第3页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心

4、受力构件轴心受力构件2.有孔洞等削弱有孔洞等削弱 弹性阶段应力分布不均匀；弹性阶段应力分布不均匀；极限状态净截面上的应力为均匀屈服应力。极限状态净截面上的应力为均匀屈服应力。（5.2.25.2.2）图6.2.1截面削弱处的应力分布NNNNs0 smax=3s0 fy(a)弹性状态应力(b)极限状态应力构件以净截面的平均应力达到屈服强度为强度极限状态。构件以净截面的平均应力达到屈服强度为强度极限状态。构件以净截面的平均应力达到屈服强度为强度极限状态。构件以净截面的平均应力达到屈服强度为强度极限状态。设计时应满足设计时应满足设计时应满足设计时应满足（6.2.2）An构件的净截面面积第三章第三章 构

5、件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度应力塑性重分布第4页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度按正常使用极限状态的要求，轴心受力构件均应具有一定的刚度，保证构件不会产生过度的变形轴心受力构件的刚度通常用长细比(slendernessratio)来衡量，长细比愈小，表示构件刚度愈大，反之则刚度愈小式中：拉杆按各方向计算得的最大长细比；l0 计算拉杆长细比时的计算长度；i 截面的回转半径（与l0相对应）；容许长细比。按规范采用。3.

6、1.3轴心受拉构件的刚度轴心受拉构件的刚度第5页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第6页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第7页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构

7、件例题31第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第8页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度3.2梁的类型和强度梁的类型和强度3.2.1梁的类型梁的类型按弯曲变形状况分按弯曲变形状况分：单向弯曲构件单向弯曲构件构件在一个主轴平面内受弯构件在一个主轴平面内受弯 双向弯曲构件双向弯曲构件构件在二个主轴平面内受弯构件在二个主轴平面内受弯按支承条件分按支承条件分：简支梁、连续梁简支梁、连续梁 、悬臂梁、悬臂梁 钢梁一般都用

8、简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支座钢梁一般都用简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支座不均匀沉陷所产生的不利影响。不均匀沉陷所产生的不利影响。不论何种支承的梁，当截面内力已知不论何种支承的梁，当截面内力已知时，进行截面设计的原则和方法是相同的。时，进行截面设计的原则和方法是相同的。第9页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度按传力系统的作用分类：按传力系统的作用分类：荷载荷载 楼板楼板（次梁次梁）主梁主梁 柱柱 基础

9、基础 次梁主要承受均布荷载，主梁主要承受集中荷载。次梁主要承受均布荷载，主梁主要承受集中荷载。第10页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度热轧型钢梁热轧型钢梁(a)焊接组合截面梁焊接组合截面梁(b)冷弯薄壁型钢梁冷弯薄壁型钢梁(c)空腹式截面梁空腹式截面梁(d)组合梁组合梁(e)梁的截面形式梁的截面形式图3.1.1梁的截面形式第11页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructu

10、re第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度3.2.2梁的弯曲、剪切强度梁的弯曲、剪切强度（1）梁的正应力梁的正应力4 4个工作阶段：个工作阶段：（1 1）弹性工作阶段）弹性工作阶段 最大弯矩最大弯矩 （2 2）弹塑性工作阶段）弹塑性工作阶段 （3 3）塑性工作阶段）塑性工作阶段 最大弯矩最大弯矩 （4 4）应变硬化阶段）应变硬化阶段 式中式中 钢材屈服强度；钢材屈服强度；梁净截面模量；梁净截面模量；梁塑性净截面模量；梁塑性净截面模量；中和轴以上净截面面积对中和轴的面积矩；中和轴以上净截面面积对中和轴的面积矩；中和轴以下净截面面积对中和轴

11、的面积矩；中和轴以下净截面面积对中和轴的面积矩；第12页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度c)弹性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMyAwfy）时，塑性中和轴将位于翼缘范围内，按上述相同方法可以得到：第55页/共59页0.13第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第56页/共59页3部分发展塑性准则偏安全地采用直线式相关公式：一部分进入塑性，另一部分截面还处于弹性阶段采用弹性截面模量Wex当构件部分塑性发展时，近似采用直线关系式：第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度第57页/共59页钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第六章第六章 轴心受力构件轴心受力构件第三章第三章 构件的截面承载能力强度构件的截面承载能力强度例题例题3-6P81第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页