1、鋼 結 構,第一章 概述第二章 建筑鋼材第三章 鋼結構的連接第四章 軸心受力構件第五章 梁（受彎構件）第六章 拉彎與壓彎構件,第一章 緒 論,第一節(jié) 鋼結構的特點與應用第二節(jié) 鋼結構的設計原理與方法第三節(jié) 鋼結構的發(fā)展,第一節(jié) 鋼結構的特點及應用,一、鋼結構的特點1、強度高、強重比大；塑性、韌性好；2、材質均勻，符合力學假定，安全可靠度高；3、工廠化生產，工業(yè)化程度高，施工速度快

2、；4、鋼結構耐熱不耐火；易銹蝕，耐腐性差。二、鋼結構的應用1、重型結構及大跨度建筑結構；2、多層、高層及超高層建筑結構；3、輕鋼結構；4、塔桅等高聳結構；5、鋼－混凝土組合結構。,第二節(jié) 鋼結構的設計原理與方法,結構設計首層規(guī)范《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068）規(guī)定：結構的可靠度應采用以概率論為基礎的極限狀態(tài)設計方法分析確定。鋼結構和其他建筑結構一樣，遵循“統(tǒng)一標準”要求，采用的也是以概率論為基礎，用分項

3、系數表達的極限狀態(tài)設j計方法。極限狀態(tài)設計方法，在前序課程（如鋼混結構、地基與基礎等），對此以作詳細介紹，此課就不再講述，認真進行復習。通過復習應掌握以下概念：結構的極限狀態(tài)；結構的基本功能要求；結構的可靠度；失效概率；荷載及強度的標準值與設計值。,第三節(jié) 鋼結構的發(fā)展,我國是最早應用鋼結構的國家，但是歷史的原因致使現代建筑鋼結構的應用及發(fā)展與發(fā)達國家相比，已有相當大的差距，最大的差距在于建筑鋼結構。97年新發(fā)布的《中國建筑技術

4、政策》中強調要重點發(fā)展建筑鋼結構，國家相關部門也多次發(fā)布文件，要求擴大鋼結構住宅的市場占有率。96年我國鋼產量已開始超億噸，居世界首位，為鋼結構發(fā)展奠定物質基礎，對鋼材的使用已由“節(jié)約使用”變?yōu)椤昂侠碛娩摗?、“加大建筑用鋼”。當今我國建筑業(yè)中發(fā)展最快的就是鋼結構，最缺的人才也是鋼結構專業(yè)，發(fā)展鋼結構以帶動其它相關產業(yè)的發(fā)展，已成為建筑業(yè)發(fā)展的重要任務。,第二章 建筑鋼材,第一節(jié) 建筑結構用鋼的基本要求第二節(jié) 鋼材的主要機械

5、性能第三節(jié) 影響鋼材性能的主要因素第四節(jié) 建筑結構用鋼的種類及選擇,第一節(jié) 建筑結構用鋼的基本要求,● 鋼材種類繁多，規(guī)格、用途也不相同，對建筑結構用鋼來說，主要有三方面的要求。1、較高的強度：結構的承載力大，所需的截面小，結構的自重輕；2、較好的塑性及韌性：塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動力荷載；3、良好的加工性能與耐久性：包括可焊性、冷彎性能以及耐腐性能；● 據上要求,《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-

6、2003推薦承重結構用鋼宜采用：炭素結構鋼中的Q235鋼及低合金高強結構鋼中的Q345、Q390和Q420鋼四種鋼材。,第二節(jié) 鋼材的主要機械性能,,,一、單向拉伸試驗曲線 根據鋼材單向拉伸性能曲線，工程應用中，鋼材的性能按理想彈塑性體考慮，fy定為鋼材拉、壓強度標準值。,二、鋼材的主要機械性能強度：fy 強度設計標準值，設計依據；fu鋼材的最大承載強度，安全儲備。塑性－δ5（δ10），鋼材產生塑變時而不發(fā)生脆性斷裂

7、的能力，便于內力重分布，吸收能量，重要指標。冷彎性能－90o、180o，在冷加工過程中產生塑性變形時，對產生裂紋的敏感性，是判別鋼材塑性及冶金質量的綜合指標。韌性－沖擊韌性αk，鋼材在一定溫度下塑變及斷裂過程中吸收能量的能力，用于表征鋼材承受動力荷載的能力（動力指標），按常溫（20o）、零溫（0o） 、負溫（-20o、-40o）區(qū)分 ?？珊感裕碚麂摬暮附雍缶邆淞己煤附咏宇^性能的能力－不產生裂紋，焊縫影響區(qū)材性滿足有關要求。,第三

8、節(jié) 影響鋼材性能的主要因素,1、化學成份2、冶金及軋制3、冷作硬化與時效硬化4、復雜應力與應力集中5、殘余應力6、溫度,1、化學成份的影響 基本成份為Fe，炭鋼中含量占99％，C、Si、Mn為雜質元素，S、P、N、O為冶煉過程中不易除盡的有害元素。C：含C↑使強度↑塑性、韌性、可焊性↓，應控制在≤0.22%，焊接結構應控制在≤0.20%。Si：含Si適量使強度↑ 其它影響不大，有益，應控制≤0.1~0.3%Mn

9、：含Si適量使強度↑ 降低S、O的熱脆影響，改善熱加工性能，對其它性能影響不大，有益。S：含量↑使強度↑塑性、韌性、性能冷彎、可焊性↓； 高溫時使鋼材變脆－熱脆現象。P：低溫時使鋼材變脆－冷脆現象；其它同SO、N：O同S；N同P，控制含量≤0.008%,,2、冶金與軋制的影響冶金的影響主要為脫氧方法：沸騰鋼用Mn為脫氧劑，時間快，價格低，質量差；鎮(zhèn)靜鋼用Si為脫氧劑，時間慢，價格高，質量好。反復的軋制可以改善鋼材

10、的塑性，同時可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏松等缺陷焊合，使金屬晶體組織密實，晶粒細化，消除纖維組織缺陷，使鋼材的力學性能提高。3、冷作硬化與時效硬化由于某種因素的影響而使鋼材強度提高，塑性、韌性下降，增加脆性的現象稱之為硬化現象。冷加工時（常溫進行彎折、沖孔剪切等），鋼材發(fā)生塑性變形從而使鋼材變硬的現象稱之為冷作硬化。鋼材中的C、N，隨著時間的增長和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的“老化”現象稱之為時效硬化。,4、復

11、雜應力與應力集中的影響鋼材在多向同號應力場作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材強度增加，塑性、韌性下降，異號應力場時則相反。鋼構件由于截面的改變以及孔洞、凹槽、裂紋等原因而使構件內產生應力集中，應力集中實際為：局部應力增大并多為同號應力場。5、殘余應力的影響鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會產生在構件內部自相平衡的內力（P26,圖2.10）,殘余應力雖對構件的強度無影響，但對構件的變形（剛度）、疲勞以及穩(wěn)定承載力產生不利影

12、響（后續(xù)章節(jié)中將詳細介紹）。,6、溫度的影響 溫度的影響，一般可分正溫與負溫影響兩部分。正溫影響（P27，圖2.11）總體影響規(guī)律為溫度上升，鋼材的強度降低，塑性、韌性提高，這一現象稱之為熱塑現象，溫度達600o左右時，鋼材的強度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，易于進行熱加工，此溫度稱之為熱煅溫度。需要說明：鋼材在300o左右時，強度提高，塑性、韌性下降，鋼材表面呈藍色，這一反覆現象稱之為藍脆現象。鋼材在300o以上時應采取

13、隔熱措施。負溫影響（P27，圖2.12）隨著溫度的降低鋼材的強度提高，塑性、韌性降低，脆性增大，稱之為低溫冷脆，當溫度降至某一特定溫度時鋼材的脆性急劇增大，稱此溫度點為轉脆溫度。,第四節(jié) 建筑結構用鋼的種類與選擇 一、鋼材的牌號表示方法及結構用鋼的種類,鋼材牌號由：“Q、屈服點值、質量等級、脫氧方法”四部分組成。Q：表示“屈”字拼音首位字母，意為“屈服強度”；質量等級：分A~E五級（字序越高質量越好）；脫氧方法：F

14、－沸騰鋼；Z－鎮(zhèn)靜鋼（一般省略）； b－半鎮(zhèn)靜鋼；TZ－特殊鎮(zhèn)靜鋼。注：炭素結構鋼分：A、B、C、D 四級，含所有脫氧方法；低合金結構鋼分：A、B、C、D、E五級，只有鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。 如前所述建筑結構用鋼，宜選炭素結構鋼中的Q235及低合金鋼中的Q345、Q390、Q420四種鋼材。,二、建筑結構用鋼的選擇,鋼材的質量和性能，由鋼材力學性能中的抗拉強度fu、屈服強度fy、伸

15、長率δ5（δ10）、冷彎180o及沖擊韌性αk，化學成分C、S、P等的極限含量，以及冶煉脫氧方法來衡量。選材時應根據結構的重要性、荷載性質（靜、動）、連接方法、工作溫度等因素來綜合考慮以選擇適宜鋼材。一般承重結構應有fu、fy、δ5以及C（ ≤0.22%）、S、P的極限含量合格保證；焊接及重要的非焊接承重結構還應具備冷彎180o合格保證（C≤0.2%）；承受動力荷載需要驗算結構疲勞強度時,還應根據具體情況增加對αk的不同要求。,第六節(jié)

16、 普通螺栓的連接,一、普通螺栓的連接構造螺栓的規(guī)格與表示 鋼結構一般選用C級（粗制）六角螺母螺栓，標識用M和工程直徑（mm）表示，例如M16、M20等螺栓的排列 螺栓的各距應滿足規(guī)定的要求（P71~72，表3.5~8）,,二、受力性能與計算1、受力分類螺栓根據作用不同，按螺栓受力可以分為：受剪、受拉及剪拉共同作用,,2、受剪連接受力性能與破壞形式五種破壞形式螺栓受剪破壞孔壁擠壓破壞連接板凈截面破壞螺栓

17、受彎破壞連接板沖剪破壞,單個受剪螺栓的承載力計算螺栓抗剪：孔壁承壓：最大承載力：,軸力作用受剪螺栓群的連接計算受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小，在一定范圍內，靠塑變可以均布內力，過大時，設計計算時仍按均布，但強度需乘折減系數β，當l1≥15d0時：

18、 當l1≥60d0時β＝0.7連接所需螺栓數量：連接板凈截面強度,扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計算扭矩作用：,軸力及剪力作用軸力扭矩共同作用下最大受力螺栓受拉螺栓連接受力性能與承載力,受彎矩作用螺栓連接計算,M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計算小偏心：大偏心:,拉剪共同作用螺栓連接計算

19、注：此類連接因無支托板，一般應考慮精制螺栓連接，以減少連接變形。,,第七節(jié) 高強度螺栓連接一、概述按受力特性分：摩擦型與承壓型抗剪連接時摩擦型以板件間最大摩擦力為承載力極限狀態(tài)；承壓型允許克服最大摩擦力后，以螺桿抗剪與孔壁承壓破壞為承載力極限狀態(tài)（同普通螺栓）。受拉時兩者無區(qū)別。高強螺栓采用Ⅱ級孔，便于施工。受傳力機理的要求，構造上除連接板的邊、端距≥1.5d0外其它同普通螺栓。高強螺栓的材料與強度等級由高

20、強材料經熱處理制成，按強度等級分10.9與8.8級。10.9級一般為20MnTiB、40Cr等材料，fu≥1000N/mm2，fu/fy≥0.9；8.8級一般為45＃鋼制成， fu≥800N/mm2，fu/fy≥0.8。,高強螺栓的預拉力（P85表3.9）二、摩擦型高強螺栓連接計算受剪連接計算一個螺栓抗剪承載力連接所需螺栓數凈截面強度：考慮50％孔前傳力,受拉連接高強螺栓計算由于高強螺栓的基本承載力為摩擦力，而摩

21、擦力預正壓力有關，為保證板件間保留一定的壓緊力《規(guī)范》規(guī)定:受彎連接結算（形心軸在中排）拉、剪共同作用連接計算三、承壓型高強螺栓連接 受力性能同普通螺栓，拉剪作用時以栓桿抗剪及孔壁承壓承力；受拉同摩擦型，計算公式總結如表3.11。,本章重點1、角焊縫的構造與計算；2、焊接殘余應力與變形的產生機理與影響；2、普通螺栓受剪連接的破壞形式與機理；3、高強螺栓連接的構造與計算。,第四章軸心受力構件

22、,第一節(jié) 概 述第二節(jié) 軸心受力構件的強度與剛度第三節(jié) 實腹式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定第四節(jié) 實腹式軸心受壓構件的局部穩(wěn)定第五節(jié) 實腹式軸心受壓構件的截面設計第六節(jié) 格構式軸心受壓構件,第一節(jié) 概 述軸心受力構件分軸心受拉及受壓兩類構件，作為一種受力構件，就應滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。正常使用極限狀態(tài)的要求用構件的長細比來控制；承載能力極限狀態(tài)包括強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面的

23、要求。穩(wěn)定問題是鋼構件的重點問題，所有鋼構件都涉及到穩(wěn)定問題，是鋼構件設計的重點與難點。本章將簡單講述鋼結構的鋼結構穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎。軸心受力構件的截面分：實腹式與格構式兩類（P97圖4.2）實腹式又分型鋼截面（包括普通型鋼與薄壁型鋼），組合截面（鋼板組合與型鋼組合截面）格構式截面又分綴條式截面與綴板式截面,第二節(jié) 軸心受力構件的強度與剛度一、軸心受力構件的強度 以凈截面的平均應力強度為準則：即

24、二、軸心受力構件的剛度 以構件的長細比來控制，即第三節(jié) 實腹式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問題的概述 所謂的穩(wěn)定是指結構或構件受載變形后，所處平衡狀態(tài)的屬性。如圖4.4，穩(wěn)定分穩(wěn)定平衡、隨遇平衡、不穩(wěn)定平衡。結構或構件失穩(wěn)實際上為從穩(wěn)定平衡狀態(tài)經過臨界平衡狀態(tài)，進入不穩(wěn)定狀態(tài)，臨界狀態(tài)的荷載即為結構或構件的穩(wěn)定極限荷載，構件必須工作在臨界荷載之前。,穩(wěn)定問題為鋼結構的重點問題，所有鋼結構構件均件

25、均存在穩(wěn)定問題，穩(wěn)定問題分構件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心受壓構件的整體失穩(wěn) 1、理想條件：絕對直桿、材料均質、無荷載偏心、無初始應 力、完全彈性。 2、典型失穩(wěn)形式（p101，圖4.5） 彎曲失穩(wěn)－只有彎曲變形； 扭轉失穩(wěn)－只有扭轉變形。 彎扭失穩(wěn)－彎曲變形的同時伴隨有扭轉變形。 單對稱截面繞對稱軸（或不對稱截面）彎曲失穩(wěn)時，由于截

26、面的形心（內力作用點）與剪心（截面的扭轉中心）不重合，截面內的內力分量相對于剪心產生偏心產生扭矩，從而產生扭轉變形。失穩(wěn)承載力低于彎曲失穩(wěn)承載力。 只有類似于十字型截面扭轉失穩(wěn)承載力小于彎曲失穩(wěn)承載力，其他截面一般來說彎曲穩(wěn)定承載力均大于扭轉失穩(wěn)承載力。,3、理想構件的彈性彎曲失穩(wěn)根據右圖列平衡方程解平衡方程：得4、理想構件的彈塑性彎曲失穩(wěn)構件失穩(wěn)時如果截面應力超出彈性極限，則構件進入彈塑

27、性工作階段，這時應按切線模量理論進行分析,3、實際構件的整體穩(wěn)定 實際構件與理想構件間存在著初始缺陷，缺陷主要有：初始彎曲、殘余應力、初始偏心。⑴、初始彎曲的影響⑵、初始偏心的影響,⑶、殘余應力的影響 前面已講：鋼構件在軋制、焊接、剪切等過程中，會在鋼構件中產生內部自相平衡的殘余應力，殘余應力對構件的強度無影響，但會對構件的穩(wěn)定承載力產生不利影響。注：殘余應

28、力對弱軸的影響大于對 強軸的影響,4、實際軸壓構件的工程計算方法 初始彎曲與初始偏心的影響規(guī)律相同，按概率理論兩者同時取最大值的幾率很小，工程中把初彎曲考慮為最大（桿長的千分之一）以兼并考慮初彎曲的影響；按彎曲失穩(wěn)理論計算，考慮彎扭失穩(wěn)的影響，同時考慮殘余應力的影響，根據各類影響因素的不同將構件截面類型分為a、b、c及d四類（詳見p112，圖4.16及p113，表4.4a）。

29、a類為殘余應力影響較小，c類為殘余應力影響較大，并有彎扭失穩(wěn)影響，a、c類之間為b類，d類厚板工字鋼繞弱軸。 《規(guī)范》計算公式 ψ按λ計算,第四章軸心受力構件,第一節(jié) 概 述第二節(jié) 軸心受力構件的強度與剛度第三節(jié) 實腹式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定第四節(jié) 實腹式軸心受壓構件的局部穩(wěn)定第五節(jié) 實腹式軸心受壓構件的截面設計第六節(jié) 格構式軸心受壓構件,第一節(jié) 概 述軸心

30、受力構件分軸心受拉及受壓兩類構件，作為一種受力構件，就應滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。正常使用極限狀態(tài)的要求用構件的長細比來控制；承載能力極限狀態(tài)包括強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面的要求。穩(wěn)定問題是鋼構件的重點問題，所有鋼構件都涉及到穩(wěn)定問題，是鋼構件設計的重點與難點。本章將簡單講述鋼結構的鋼結構穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎。軸心受力構件的截面分：實腹式與格構式兩類（P97圖4.2）實腹式又分型鋼截面（包括普

31、通型鋼與薄壁型鋼），組合截面（鋼板組合與型鋼組合截面）格構式截面又分綴條式截面與綴板式截面,第二節(jié) 軸心受力構件的強度與剛度一、軸心受力構件的強度 以凈截面的平均應力強度為準則：即二、軸心受力構件的剛度 以構件的長細比來控制，即第三節(jié) 實腹式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問題的概述 所謂的穩(wěn)定是指結構或構件受載變形后，所處平衡狀態(tài)的屬性。如圖4.4，穩(wěn)定分穩(wěn)定平衡、隨遇平衡、不穩(wěn)定

32、平衡。結構或構件失穩(wěn)實際上為從穩(wěn)定平衡狀態(tài)經過臨界平衡狀態(tài)，進入不穩(wěn)定狀態(tài)，臨界狀態(tài)的荷載即為結構或構件的穩(wěn)定極限荷載，構件必須工作在臨界荷載之前。,穩(wěn)定問題為鋼結構的重點問題，所有鋼結構構件均件均存在穩(wěn)定問題，穩(wěn)定問題分構件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心受壓構件的整體失穩(wěn) 1、理想條件：絕對直桿、材料均質、無荷載偏心、無初始應 力、完全彈性。 2、典型失穩(wěn)形式（p101，圖4.5） 彎曲失穩(wěn)－只有彎曲變形

33、； 扭轉失穩(wěn)－只有扭轉變形。 彎扭失穩(wěn)－彎曲變形的同時伴隨有扭轉變形。 單對稱截面繞對稱軸（或不對稱截面）彎曲失穩(wěn)時，由于截面的形心（內力作用點）與剪心（截面的扭轉中心）不重合，截面內的內力分量相對于剪心產生偏心產生扭矩，從而產生扭轉變形。失穩(wěn)承載力低于彎曲失穩(wěn)承載力。 只有類似于十字型截面扭轉失穩(wěn)承載力小于彎曲失穩(wěn)承載力，其他截面一般來說彎

34、曲穩(wěn)定承載力均大于扭轉失穩(wěn)承載力。,3、理想構件的彈性彎曲失穩(wěn)根據右圖列平衡方程解平衡方程：得4、理想構件的彈塑性彎曲失穩(wěn)構件失穩(wěn)時如果截面應力超出彈性極限，則構件進入彈塑性工作階段，這時應按切線模量理論進行分析,3、實際構件的整體穩(wěn)定 實際構件與理想構件間存在著初始缺陷，缺陷主要有：初始彎曲、殘余應力、初始偏心。⑴、初始彎曲的影響⑵、初始偏心的影響,⑶、殘余應力的影響

35、 前面已講：鋼構件在軋制、焊接、剪切等過程中，會在鋼構件中產生內部自相平衡的殘余應力，殘余應力對構件的強度無影響，但會對構件的穩(wěn)定承載力產生不利影響。注：殘余應力對弱軸的影響大于對 強軸的影響,4、實際軸壓構件的工程計算方法 初始彎曲與初始偏心的影響規(guī)律相同，按概率理論兩者同時取最大值的幾率很小，工程中把初彎曲考慮為最大（桿長的千分之一）以兼并考慮初彎曲的影響；按

36、彎曲失穩(wěn)理論計算，考慮彎扭失穩(wěn)的影響，同時考慮殘余應力的影響，根據各類影響因素的不同將構件截面類型分為a、b、c及d四類（詳見p112，圖4.16及p113，表4.4a）。 a類為殘余應力影響較小，c類為殘余應力影響較大，并有彎扭失穩(wěn)影響，a、c類之間為b類，d類厚板工字鋼繞弱軸。 《規(guī)范》計算公式 ψ按λ計算,第五章 梁（受彎構件）,第一節(jié)概述第二節(jié)梁的強度與剛度第三節(jié)

37、梁的整體穩(wěn)定第四節(jié)梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設計第五節(jié)梁的截面設計,第一節(jié) 概 述梁主要是用作承受橫向荷載的實腹式構件（格構式為桁架），主要內力為彎矩與剪力；梁的正常使用極限狀態(tài)為控制梁的撓曲變形；梁的承載能力極限狀態(tài)包括：強度、整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性；梁的截面主要分型鋼與鋼板組合截面梁格形式主要有：簡式梁格（單一梁）、普通梁格（分主、次梁）及復式梁格（分主梁及橫、縱次梁），具體詳見P141圖5.2,第二節(jié)梁的強度與剛度,

38、一、梁的強度梁在荷載作用下將產生彎應力、剪應力，在集中荷載作用處還有局部承壓應力，故梁的強度應包括：抗彎強度、抗剪強度、局部成壓強度，在彎應力、剪應力及局部壓應力共同作用處還應驗算折算應力。1、抗彎強度彈性階段：以邊緣屈服為最大承載力彈塑性階段：以塑性鉸彎矩為最大承載力,彈性最大彎矩塑性鉸彎矩截面形狀系數梁的《規(guī)范》計算方法以部分截面發(fā)展塑性（1/4截面）為極限承載力狀態(tài)單向彎曲雙向彎曲式中：γ為塑性

39、發(fā)展系數，按P143，表5.1b1/t≥13及直接承受動力荷載時γ=1.0,二、抗剪強度三、腹板局部壓應力四、折算應力兩σ同號取1.1， 異號取1.2五、梁的剛度控制梁的撓跨比小于 規(guī)定的限制（為變形量的限制）,第三節(jié) 梁的整體穩(wěn)定,一、梁的失穩(wěn)機理梁受彎變形后，上翼緣受壓，由于梁側向剛度不夠，就會發(fā)生梁的側向彎曲失穩(wěn)變形，梁截面從上至下彎曲量不等，就形成截面的扭轉變形，同時還有彎矩作用平面

40、那的彎曲變形，故梁的失穩(wěn)為彎扭失穩(wěn)形式，完整的說應為：側向彎曲扭轉失穩(wěn)。從以上失穩(wěn)機理來看， 提高梁的整穩(wěn)承載力 的有效措施應為提高 梁上翼緣的側移剛度， 減小梁上翼緣的側向 計算長度,二、影響梁整體穩(wěn)定的因素主要因素有：截面形式，荷載類型，荷載作用方式，受壓翼緣的側向支撐。三、整體穩(wěn)定計算 表達式,三、梁的整體穩(wěn)定保證措施提高梁的整體穩(wěn)定承載力的關鍵是，增強梁受壓翼緣的抗側

41、移及扭轉剛度，當滿足一定條件時，就可以保證在梁強度破壞之前不會發(fā)生梁的整體失穩(wěn)，可以不必驗算梁的整體穩(wěn)定，具體條件詳見P153四、梁的側向支撐側向支撐作用是為梁提供側向支點，減小側向計算長度，故要求側向支撐應可靠，能有效地承受梁側彎產生的側向力（實際為彎曲剪力），由于側彎主要是受壓翼緣彎曲引起，同第四章，側向力可以寫為：如果為支桿應按軸心受壓構件計 算，同時應注意如書P154圖5.11 所示的有效支撐。夾支座：梁

42、為側向彎曲扭轉失穩(wěn)，所以支座處應采取措施限制梁的扭轉。,第四節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設計,一、概述同軸壓構件一樣，為提高梁的剛度與強度及整體穩(wěn)定承載力，應遵循“肢寬壁薄”的設計原則，從而引發(fā)板件的局部穩(wěn)定承載力問題。翼緣板受力較為簡單，仍按限制板件寬厚比的方法來保證局部穩(wěn)定性。腹板受力復雜，而且為滿足強度要求，截面高度較大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，會使腹板取值很大，不經濟，一般采用加勁肋的方法來減小板件尺寸，從而提高

43、局部穩(wěn)定承載力。 圖中：1－橫向加勁肋 2－縱向加勁肋 3－短加勁肋,二、翼緣板的局部穩(wěn)定設計原則－－等強原則按彈性設計（不考慮塑性發(fā)展γ=1.0），因有殘余應力影響，實際截面已進入彈塑性階段，《規(guī)范》取Et=0.7E。若考慮塑性發(fā)展(γ＞1.0），塑性發(fā)展會更大Et=0.5E。當 時， γ=1.0,三、腹板的屈曲屈曲應力統(tǒng)一表

44、達式（k值相見p167，表5.9）,剪切應力屈曲如不設加勁肋，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23彎曲應力彈性屈曲如不設加勁肋， k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭轉不約束）,局部壓應力彈性屈曲按a/h0=2設置橫向加勁肋， k≈18.4,η=1.0復合應力作用板件屈曲僅配置橫向加勁肋配有縱向加勁肋的上區(qū)格（偏心受壓）配有縱向加勁肋的下區(qū)格（偏心受壓，σc2≈σc）,四、加勁肋的配

45、置與構造1、配置規(guī)定（P169，表5.10）,2、加勁肋的構造橫向加勁肋貫通，縱向加勁肋斷開；橫向加勁肋的間距a應滿足 ，當 且 時，允許縱向加勁肋距受壓翼緣的距離應在 范圍內；上述各式中，h0為梁腹板的計算高度，hc為梁腹板受壓區(qū)高度，對于單

46、對稱截面，前述表5.10中4、5項中有關縱向加勁肋規(guī)定中的h0應取2hc。加勁肋可以成對布置于腹板兩側，也可以單側布置，支承加勁肋及重級工作制吊車梁必須兩側對稱布置。加勁肋必須具備一定剛度，截面尺寸及慣性矩應滿足：,橫向加勁肋的截面尺寸雙側布置時單側布置時：bs不應小于上式的1.2倍。截面慣性矩的要求（同時配置橫、縱肋時）橫向肋：縱向肋： 當 時 當

47、 時橫向加勁肋應按右圖示切角， 避免多向焊縫相交，產生復雜 應力場。,支承加勁肋構造與計算在梁支座處及較大集中荷載作用處，應布置支承加勁肋，支承加勁肋實際上就是加大的橫向加勁肋，支承加勁肋分梁腹板兩側成對布置的平板式，及凸緣式兩種。,其作用除保證腹板的局部穩(wěn)定外，還應承受集中力作用，故除滿足橫向加勁肋的有關尺寸及構造要求外，尚滿足如下所述幾方面承載力的要求。穩(wěn)定性計算

48、 注：平板式按b類；凸緣式按c類端面刨平抵緊示應驗算端面承壓端面焊接時以及支承肋與腹板的焊縫應按第三章方法驗算焊縫強度,第四節(jié) 鋼梁的設計,一、型鋼梁的設計1、根據實際情況計算梁的最大彎距設計值Mmax；2、根據抗彎強度，計算所需的凈截面抵抗矩：3、查型鋼表確定型鋼截面4、截面驗算強度驗算：抗彎、抗剪、局部承壓（一般不需驗算折算應力強度）；剛度驗算：驗算梁的撓跨比整體穩(wěn)定驗算（型鋼截面局部穩(wěn)定一般不

49、需驗算）。根據驗算結果調整截面，再進行驗算，直至滿足。,二、組合梁的截面設計1、根據受力情況確定所需的截面抵抗矩2、截面高度的確定最小高度：hmin由梁剛度確定；最大高度：hmax由建筑設計要求確定；經濟高度：he由最小耗鋼量確定；選定高度：hmin≤h≤hmax；h≈he，并認為h0≈he3、確定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），則有： 或按經驗公式：,3、確定翼緣寬度確定了腹板厚度后，可按抗彎要求

50、確定翼緣板面積Af，已工字型截面為例：有了Af ，只要選定b、t中的其一，就可以確定另一值。4、截面驗算強度驗算：抗彎、抗剪、局部承壓以及折算應力強度）；剛度驗算：驗算梁的撓跨比；整體穩(wěn)定驗算；局部穩(wěn)定驗算（翼緣板）根據驗算結果調整截面，再進行驗算，直至滿足。根據實際情況進行加勁肋結算與布置,4、腹板與翼緣焊縫的計算連接焊縫主要用于承受彎曲剪力，單位長度上剪力為：當梁上承受固定的集中荷載且未設支承了時，

51、上翼緣焊縫同時承受剪力T1及集中力F的共同作用，由F產生的單位長度上的力V1為：,第六章 拉彎與壓彎構件,第一節(jié) 概述第二節(jié) 拉彎與壓彎構件的強度與剛度第三節(jié) 實腹式壓彎構件的整體穩(wěn)定第四節(jié) 實腹式壓彎構件的局部穩(wěn)定第五節(jié) 實腹式壓彎構件的截面設計第六節(jié) 格構式壓彎構件,第一節(jié) 概 述,拉彎與壓彎構件實際上就是軸力與彎矩共同作用的構件，也就是為軸心受力構件與受彎構件的組合，典型的三種拉、壓彎構件如下圖所示。

52、同其他構件一樣，拉、壓彎構件也需同時滿足正常使用及承載能力兩種極限狀態(tài)的要求。正常使用極限狀態(tài)：滿足剛度要求。承載能力極限狀態(tài)：需滿足強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面要求。截面形式：同軸心受力構件， 分實腹式截面與格構式截面實腹式：型鋼截面與組合截面格構式：綴條式與綴板式,第二節(jié) 拉、壓彎構件的強度與剛度一、強度兩個工作階段，兩個特征點彈性工作階段：以邊緣屈服為特征點（彈性承載力）彈塑性工作階段：以塑性鉸彎距為特

53、征點（極限承載力）極限承載力,聯立以上兩式，消去η，則有如下相關方程 －－軸力單獨作用時最大承載力 －－彎距單獨作用時最大承載力 如右圖所示，為計算方便，改用線性相關方程（偏安全）《規(guī)范》公式,關于±號的說明－－如右

54、圖所示對于單對稱截面，彎距繞非對稱軸作用時，會出現兩種控制應力狀況。不考慮塑性發(fā)展（γ=1.0）的情況直接承受動力荷載時；格構式構件，彎距繞虛軸作用時；當 時。二、剛度一般情況，剛度由構件的長細比控制，即：,第三節(jié) 實腹式壓彎構件的整體穩(wěn)定,一、概 述 實腹式壓彎構件在軸力及彎距作用下，即可能發(fā)生彎矩作用平面內的彎曲失穩(wěn)

55、，也可能發(fā)生彎矩作用平面外的彎曲扭轉失穩(wěn)（類似梁）。兩方面在設計中均應保證。二、彎矩作用平面內的整體穩(wěn)定 以右圖示理想的壓彎構件為例 考慮初彎曲 的影響 以受壓邊緣纖維屈服為破壞準則，則有,如果M=0，則構件變?yōu)檩S心壓桿，則有代入上式便有：聯立1、2兩式，消去 則有：如果和梁一樣允許一定的塑性發(fā)展，則有《規(guī)范》公式