钢结构课件
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钢结构 ppt课件
远眺纽约曼哈顿世贸大楼
绝 版 纽 约 世 贸 中 心 双 子 塔
撞击下的世界贸易中心
美国东部时间2001年9月11日上午8时 45分，一架起飞重量达160吨的波音767型 飞机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18 分钟后，又一架起飞重量为100吨的波音 757型飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南 塔。假设两架飞机的起飞重量是满负荷，再 考虑两种机型的速度是1000千米/小时，而 且以恐怖分子执意为之的心理，这个速度已 是下限，那么，在这种条件下，世界贸易中 心受到的冲量究竟有多少呢？
二、钢结构的应用
钢结构通常用于高层、大跨度、体型复 杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、 高温车间、密封性要求高、要求能活动 或经常装拆的结构。直观的说：大厦、 体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、 工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结 构自身的特点相一致的。
世界贸易中心边长=63.5米 世界贸易中心每层的建筑面积 =63.5×63.5≈4032平方米
如果除开间隔墙体所占面积，还有一般占摩天大 厦建筑面积达1/5～1/4的电梯井的面积，也就是说， 在3000平方米不到的面积里，浇灌了45～30吨的 高燃值的油料在燃烧（南塔有一部分溢出）。
我们可以估量，以液态燃油的漫溢性质，这数十吨 燃油所产生的热量，或可足以把受撞击层变成熔炉， 兼有楼体里面许多例如纸张、塑料制品、各类管线 气体等易燃易爆物品，特别是外幕墙玻璃被击破和 电梯井被穿透后，电梯井便变作拔气管，成了助燃 工具。所以被撞击后的世界贸易中心，远远看去， 就像两根硕大的烟囱。同时，高达1000℃的温度， 钢结构都易产生变形，更因上有重压，所以最终招 致崩落现象。而且，高温之下，燃油有气化的现象， 急速膨胀的气体，燃烧中必然夹杂着爆炸，这更是 致命的。
《钢结构设计培训》课件
02
03
进行初步的结构分析和计算 ，确定结构体系和基本构件
。
04
05
制定设计方案，包括结构形 式、材料选择、节点构造等
。
初步设计
总结词：对方案设计进行深 化和完善，确定主要构件的 尺寸和材料
04
考虑施工条件和工艺要求， 对结构进行必要的调整和优 化。
01 03
详细描述
02
对方案设计进行详细的结构 分析和计算，确定构件的截 面尺寸和材料。
《钢结构设计培训》ppt课件
目录
CONTENTS
• 钢结构设计概述 • 钢结构设计基础 • 钢结构设计流程 • 钢结构节点设计 • 钢结构防腐与防火设计 • 案例分析
01 钢结构设计概述
CHAPTER
钢结构定义
钢结构定义
指采用钢材为主要材料，通过焊 接、铆钉或螺栓连接等方式组成 承重结构，以承受建筑物的重量 和外力。
结构分析方法
有限元分析法
介绍有限元分析的基本原理、方 法和应用，帮助学员掌握这一常
用的结构分析工具。
结构动力分析
阐述结构动力分析的原理、方法和 应用，包括地震作用下的结构响应 分析等。
结构稳定性分析
讲解如何进行结构稳定性分析，确 保结构在各种工况下的稳定性。
结构稳定性
结构失稳的类型和原因
介绍常见的结构失稳类型、原因和后 果，强调稳定性在结构设计中的重要 性。
广泛应用。
公共设施
钢结构在体育场馆、会 展中心等公共设施中也
有广泛应用。
02 钢结构设计基础
CHAPTER
结构设计原理
01
02
03
结构设计基本原则
介绍结构设计的原则、目 标和限制条件，确保结构 的安全性、经济性和实用 性。
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。
钢结构培训PPT课件
要求高。 角接接头
两焊件端面间构成大于30°、小于 135°夹角的接头形式，承载能力较弱，
常用于不重要的结构中。
T形接头
一焊件之端面与另一焊件表面构成复 角或近似直角的接头形式，受力情况 复杂，需采取加强措施。
搭接接头
两焊件部分重叠构成的接头形式，承 载能力低，应力分布不均匀，应避免 使用。
焊接质量检查与验收标准
高强度螺栓连接和铆钉连接承 载能力较高，普通螺栓连接承
载能力较低。
疲劳性能
高强度螺栓连接和铆钉连接疲 劳性能好，普通螺栓连接疲劳
性能较差。
安装拆卸方便性
普通螺栓连接安装拆卸方便， 高强度螺栓连接和铆钉连接安
装拆卸较困难。
适用范围
普通螺栓连接适用于次要结构 部位，高强度螺栓连接和铆钉
连接适用于重要结构部位。
维护保养
根据检查结果制定相应的维护保养 策略，如补漆、更换涂层等，确保 钢结构的防腐、防火性能得到有效 维护。
执行与记录
按照维护保养策略执行相关操作， 并做好记录，以便后续跟踪和管理。
案例分析：典型钢结
06
构工程实例剖析
高层建筑中应用实例分享
上海中心大厦
采用钢框架-核心筒结构体系，高度达632米，为世界第二高楼。通过高强度钢材和先进焊接技术实现结 构轻量化。
防火涂料种类和涂刷技巧
防火涂料种类
根据防火等级和使用要求，选择合适的防火涂料，如膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料等。
涂刷技巧
施工前对钢结构表面进行处理，确保表面平整、无油污和杂质；涂刷时采用适当的涂刷工具，确保涂层均匀、无 漏刷现象。
维护保养策略制定和执行
定期检查
定期对钢结构进行防腐、防火涂 层检查，发现问题及时处理。
两焊件端面间构成大于30°、小于 135°夹角的接头形式，承载能力较弱，
常用于不重要的结构中。
T形接头
一焊件之端面与另一焊件表面构成复 角或近似直角的接头形式，受力情况 复杂，需采取加强措施。
搭接接头
两焊件部分重叠构成的接头形式，承 载能力低，应力分布不均匀，应避免 使用。
焊接质量检查与验收标准
高强度螺栓连接和铆钉连接承 载能力较高，普通螺栓连接承
载能力较低。
疲劳性能
高强度螺栓连接和铆钉连接疲 劳性能好，普通螺栓连接疲劳
性能较差。
安装拆卸方便性
普通螺栓连接安装拆卸方便， 高强度螺栓连接和铆钉连接安
装拆卸较困难。
适用范围
普通螺栓连接适用于次要结构 部位，高强度螺栓连接和铆钉
连接适用于重要结构部位。
维护保养
根据检查结果制定相应的维护保养 策略，如补漆、更换涂层等，确保 钢结构的防腐、防火性能得到有效 维护。
执行与记录
按照维护保养策略执行相关操作， 并做好记录，以便后续跟踪和管理。
案例分析：典型钢结
06
构工程实例剖析
高层建筑中应用实例分享
上海中心大厦
采用钢框架-核心筒结构体系，高度达632米，为世界第二高楼。通过高强度钢材和先进焊接技术实现结 构轻量化。
防火涂料种类和涂刷技巧
防火涂料种类
根据防火等级和使用要求，选择合适的防火涂料，如膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料等。
涂刷技巧
施工前对钢结构表面进行处理，确保表面平整、无油污和杂质；涂刷时采用适当的涂刷工具，确保涂层均匀、无 漏刷现象。
维护保养策略制定和执行
定期检查
定期对钢结构进行防腐、防火涂 层检查，发现问题及时处理。
《建筑钢结构全部》课件
20世纪初
随着工业化和城市化的发展，建筑钢 结构的应用逐渐广泛，开始应用于高 层建筑和大型公共设施等领域。
建筑钢结构的研究热点
高性能钢材的研发
01
通过改进钢材的成分和生产工艺，提高钢材的强度、韧性和耐
腐蚀性等性能，以满足更高要求的建筑结构需求。
新型连接技术的研发
02
针对建筑钢结构的特点，研究更加可靠、高效的连接方式和技
色建造方式，降低能耗和排放。
轻质化
为了减轻建筑自重、降低地震反应和节约 材料，未来建筑钢结构将向轻质化方向发 展。
智能化
随着物联网、传感器等技术的发展，未来 建筑钢结构将实现智能化监控和管理，提 高结构的安全性和可靠性。
THANKS
感谢观看
将制造好的钢结构在现场进行 组装，然后采用适当的吊装机 械将其安装到基础上。
焊接与固定
根据需要对接头进行焊接，并 对关键部位进行固定，确保结 构稳定。
04
建筑钢结构的防腐与防火
建筑钢结构的防腐措施
表面涂层防腐
Hale Waihona Puke 在钢结构表面涂覆防锈 漆、防火涂料等，以提 高其耐久性和防腐性能
。
电化学保护
利用阴极保护技术，通 过外加电流使钢结构成 为阴极，从而减缓腐蚀
速度。
防锈处理
对钢结构进行除锈、除 污、干燥等预处理，以
提高其防锈能力。
定期维护
定期对钢结构进行检查 、维修和涂装，以保持
其良好的防腐状态。
建筑钢结构的防火设计
使用耐火材料
选用耐火等级较高的材料，以提高钢 结构在火灾中的稳定性。
设置防火涂料
在钢结构表面涂覆防火涂料，以提高 其耐火极限。
防火分隔
钢结构教学课件PPT轴心受力构件
第六章 轴心受力构件
§6.1 轴心受力构件的应用及截面形式
6.1.1 轴心受力构件的应用
a)
轴心受力构件是指承受通过截面形 心轴线的轴向力作用的构件。包括 轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心 受压构件（轴心压杆）。
在钢结构中应用广泛，如桁架、网 架中的杆件，工业厂房及高层钢结 构的支撑，操作平台和其它结构的 支柱等。
1、弹性弯曲屈曲
欧拉（Euler）早在1744年通过对理想轴心压杆的整体稳定问题进 行的研究，当轴心力达到临界值时，压杆处于屈曲的微弯状态。 在弹性微弯状态下，根据外力矩平衡条件，可建立平衡微分方程， 求解后得到了著名的欧拉临界力和欧拉临界应力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
其临界力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
2、弹塑性弯曲屈曲
1889年恩格塞尔，用应力－应变曲线的切线模量代替欧拉公式中 的弹性模量E，将欧拉公式推广应用于非弹性范围，即：
Ncr
2Et I
l02
2 Et
2
A
（6.3.5）
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠的摩擦力 均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力，因此最 外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：
N f
An,1
其中：An,1 b n1 d0 t;
+
+
+
+
b)
++
§6.1 轴心受力构件的应用及截面形式
6.1.1 轴心受力构件的应用
a)
轴心受力构件是指承受通过截面形 心轴线的轴向力作用的构件。包括 轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心 受压构件（轴心压杆）。
在钢结构中应用广泛，如桁架、网 架中的杆件，工业厂房及高层钢结 构的支撑，操作平台和其它结构的 支柱等。
1、弹性弯曲屈曲
欧拉（Euler）早在1744年通过对理想轴心压杆的整体稳定问题进 行的研究，当轴心力达到临界值时，压杆处于屈曲的微弯状态。 在弹性微弯状态下，根据外力矩平衡条件，可建立平衡微分方程， 求解后得到了著名的欧拉临界力和欧拉临界应力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
其临界力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
2、弹塑性弯曲屈曲
1889年恩格塞尔，用应力－应变曲线的切线模量代替欧拉公式中 的弹性模量E，将欧拉公式推广应用于非弹性范围，即：
Ncr
2Et I
l02
2 Et
2
A
（6.3.5）
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠的摩擦力 均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力，因此最 外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：
N f
An,1
其中：An,1 b n1 d0 t;
+
+
+
+
b)
++
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。
钢结构图PPT课件
▪ 栓焊梁
• 工厂焊接、工地（现场）螺栓连接
21
下承式简支栓焊梁
22
钢梁结构图的内容
➢ 设计轮廓图 ➢ 节点图 ➢ 杆件图 ➢ 零件图
23
设 计 轮 廓 图
表示整个钢 梁结构的示 意图。
只画出杆件 中心线。
2000
上平纵联
桥门架
主桁
6X8000=48000
A1 A2 A3 A4 A'3 A'2 A'1
100
13601 填 板 1-260× 12× 355
8000
B9 节 点 板 D4
-1120× 12× 1460
80909080
11760
480 50
50 15 75
60
460 13601 仅 在 主 桁 内 侧 与 横 梁
连 结 处 有 此 螺 栓 孔 8000
主 桁 外 侧
钢结构图
图学教研室
1
钢结构图
§ 15-1 § 15-2 § 15-3
概述 钢屋架结构图 钢梁结构图
2
§15-1 概述
➢钢结构
由型钢连接而成的结构物，例如:钢梁、钢屋 架、钢塔架、钢脚手架等。
➢钢结构图
用来表示钢结构的图样。
➢型钢
型钢是由钢厂按照标准规格轧制而成的钢材， 其断面形状和尺寸是定型的，例如:角钢、工 字钢、槽钢等。
3
型 钢 的 代 号 及 标 注
4
钢结构中型钢的连接方法 常用钢结构连接方法有三种：
➢ 焊接 ➢ 铆接 ➢ 螺栓连接
5
焊接
➢将被连接的型钢在连接部位加热， 使其和焊条一起熔化，凝固后成为 不可分割的整体。
➢焊缝类型
• 工厂焊接、工地（现场）螺栓连接
21
下承式简支栓焊梁
22
钢梁结构图的内容
➢ 设计轮廓图 ➢ 节点图 ➢ 杆件图 ➢ 零件图
23
设 计 轮 廓 图
表示整个钢 梁结构的示 意图。
只画出杆件 中心线。
2000
上平纵联
桥门架
主桁
6X8000=48000
A1 A2 A3 A4 A'3 A'2 A'1
100
13601 填 板 1-260× 12× 355
8000
B9 节 点 板 D4
-1120× 12× 1460
80909080
11760
480 50
50 15 75
60
460 13601 仅 在 主 桁 内 侧 与 横 梁
连 结 处 有 此 螺 栓 孔 8000
主 桁 外 侧
钢结构图
图学教研室
1
钢结构图
§ 15-1 § 15-2 § 15-3
概述 钢屋架结构图 钢梁结构图
2
§15-1 概述
➢钢结构
由型钢连接而成的结构物，例如:钢梁、钢屋 架、钢塔架、钢脚手架等。
➢钢结构图
用来表示钢结构的图样。
➢型钢
型钢是由钢厂按照标准规格轧制而成的钢材， 其断面形状和尺寸是定型的，例如:角钢、工 字钢、槽钢等。
3
型 钢 的 代 号 及 标 注
4
钢结构中型钢的连接方法 常用钢结构连接方法有三种：
➢ 焊接 ➢ 铆接 ➢ 螺栓连接
5
焊接
➢将被连接的型钢在连接部位加热， 使其和焊条一起熔化，凝固后成为 不可分割的整体。
➢焊缝类型
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优点：用料经济、不削弱截面、连接密封性好、整体性好。 缺点：焊接部位附近材质变脆，产生残余应力及残余应变。
二、焊缝连接形式和种类
1、按被连接钢材的相对位置分：对接、搭接、T行连接、角接 2、按施焊的方位分：平焊、立焊、横焊、仰焊 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） N 四、对接焊缝的计算 f w或f w
钢 材 的 主 要 力 学 性 能 强度 塑性 冲击韧性 冷弯性能 可焊性 Z向收缩率
屈服强度fy 为设计依据 抗拉强度fu为安全储备
伸长率δ 、断面收缩率Ψ 衡量 钢材承受动力荷载的能力
是判别钢材塑性及冶金质 量的综合指标
一、钢结构的特点 1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。 二、钢结构的应用 重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、 高耸结构、组合结构 三、钢结构的设计方法（极限状态设计法） 1、承载能力极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计法 四、钢材的主要力学性能
f f
2
2 f
f
w f
例题3：如下图所示，两等边角钢2∟125×10通过角焊缝 与一厚度为8mm的节点板连接，不采用引弧板，已知 N=300KN，焊角高度hf=8mm，求焊缝的最小长度l1和 l2.
N1 N 2 N 0
e2 N1 N k1 N e1 e2 e1 N2 N k2 N e1 e2
H型钢柱
钢板A
一、角焊缝的形式
N w f f f 侧面角焊缝（焊缝长度方向∥受力方向） helw
helw
正面角焊缝 （焊缝长度方向⊥受力方向） f N f f fw
斜角焊缝 一、角焊缝的尺寸要求
1、最小焊角尺寸 2、最大焊角尺寸 3、侧面角焊缝的最小计算长度 4、侧面角焊缝的最大计算长度
第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
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。
螺栓受剪破坏 孔壁挤压破坏
2 πd b b 螺栓抗剪：N V nV fV 4 b b 孔壁承压：N C d t f C
N
b v,min
min N ; N
b V
b C
4、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算
当l1 15d0时：N Nvb,min n
当l1 15d0时：N Nvb,min n
2、螺栓的排列应考虑以下因素
受力要求 构造要求 施工要求
二、普通螺栓的抗剪连接计算
受剪
普通螺栓连接按受力分类
受拉 剪拉共同作用
1、受剪连接的破坏形式
螺栓受剪破坏 破 坏 形 式 孔壁挤压破坏 连接板净截面破坏 螺栓受弯破坏 连接板冲剪破坏 连接计算保证 验算钢板的强度保证
t 5d 构造要求保证
例题2：两截面为-14×400mm的钢板，采用双盖板(厚度为 7mm）和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢材Q235，试计算 该连接所能承担的最大拉力N。
受剪
普通螺栓连接按受力分类 1、受剪连接的五种破坏形式
螺栓杆受剪破坏 孔壁挤压破坏
受拉 剪拉共同作用
焊接缺点
焊接部位附近材质变 脆 产生残余应力及残余应变
焊缝连接形式和种类
按被连接钢材的相对位置分 按施焊的方位分 对接焊缝 按受力特点分 角焊缝
三、铆钉、螺栓连接
铆钉连接
摩擦型 高强度螺栓连接 承压型
通过摩擦力抗剪 通过孔壁与螺栓杆 相互挤压抗剪
普通螺栓连接
第二节 对接焊缝连接设计
一、对接焊缝的构造
四、直角角焊缝的强度验算
正面角焊缝的验算 侧面角焊缝的验算
f 和 f 同时作用
r
f
N f f fw helw
N f f fw helw
f f
2
2 f
f
w f
N f f h l
w f e w
N f hl
w f e w
1、承受轴心力作用时角焊缝连接计算
N1e1 N 2e2 0
2、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算
例题1：钢板A通过两条角焊缝固定在H型钢柱上，已知作用 在钢板A上的拉力N=500KN，L=600mm，偏心距e=100mm 焊条采用E43手工焊（采用引弧板）， θ等于30度， 焊角高hf=8mm，试验算焊缝的强度。
H型钢柱
1、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。 2、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承载能力。 3、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆 性破坏。
第五节 普通螺栓连接设计
一、普通螺栓的连接构造 1、螺栓的规格与表示
钢结构一般选用C级（粗制）六角螺母螺栓，标识用M和螺 栓直径（mm）表示，例如M16、M20等。主要用于受拉连 接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。
1、轴向受力的对接焊缝
1、 max
l wt
t
c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
Mymax VS f t w或f cw 2、 max x f vw Ix I xt
3、 2 3 2 1.1 f t w
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
1
2、变幅疲劳计算
第七节 结构钢材的种类、规格及其选
一、结构钢材的种类
Q235A.b
1、Q：表示“屈”字拼音首位字母，意为“屈服强度”； 2、质量等级：分A~E五级（字序越高质量越好）； 3、脱氧方法：F－沸腾钢；b－半镇静钢； Z－镇静钢（一般 省 略）； TZ－特殊镇静钢。 注：1、炭素结构钢（Q235)分：A、B、C、D 四级，含 所 有脱氧方法； 2、低合金结构钢(Q345\Q390\Q420)分： A、 B、C、D、E五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。
一、 只有正应力 f
只有剪应力 f f 3
有正应力和剪应力 2 3 2 f
二、钢材的破坏形式 塑性破坏 脆性破坏
三、发生脆性破坏的原因 1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载
钢材疲劳破坏的影响因素
应力幅（即最大应力和最小应力的差值） 反复荷载引起的应力种类（拉、压应力、剪应力等） 应力循环形式 应力循环次数 应力集中程度及残余应力
钢结构对钢材性能的要求 结构钢材的主要力学性能 影响结构钢材力学性能的主要因素 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件 钢材的破坏形式 结构钢材的种类、规格及其应用 钢结构的连接材料
第一节 钢结构对钢材性能的要求
较高的强度
钢 材 性 能 要 求
足够的变形能力（较好的塑性和韧性）
良好的加工性能
第三节 钢材的主要力学性能
第三章 钢结构的连接
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
连接分类及特点 对接焊缝连接设计 角焊缝连接设计 焊接残余应力和焊接残余应变 普通螺栓连接设计 高强度螺栓连接设计
第一节 连接分类及特点
一、连接概述
焊缝连接 连 接 紧固件连接
二、焊缝连接
用料经济
焊接优点
不削弱截面 连接密封性好、整体性好
疲劳计算的条件
直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接， 且当应力变化循环次数超过5万次。
疲劳计算 1、常幅疲劳计算
C 常幅疲劳容许应力幅 n 例题：某承受轴心拉力的钢板（两侧为半自动切割） 钢板承受重复荷载作用，预期循环次数n=5×105，其 容许应力幅为多少？
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
颠覆 经济、安全、适用、耐久 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
正常使用极限状态
第二章 钢结构的材料
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
e 2d
2、抗剪连接的工作性能
0-1 摩擦传力的弹性阶段
1-2 滑移阶段
2-3栓杆直接传力的弹性阶段
3-4栓杆直接传力的弹塑性阶段
3、单个普通螺栓的抗剪承载力计算
例题1：两截面为-14×400mm的钢板，采用双盖板（厚度为7mm） 和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢板为Q235，求每个螺栓所能承 担的最大剪力。
用
二、结构钢材选材原则 1、结构或构件的重要性 2、荷载性质 3、连接方法 4、应力特征 5、结构的工作温度 6、钢材厚度
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？
钢
第一章
结 构
概述 建筑钢材 钢结构的连接 轴心受力构件 梁（受弯构件） 拉弯与压弯构件
第二章
第三章 第四章 第五章 第六章
二、焊缝连接形式和种类
1、按被连接钢材的相对位置分：对接、搭接、T行连接、角接 2、按施焊的方位分：平焊、立焊、横焊、仰焊 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） N 四、对接焊缝的计算 f w或f w
钢 材 的 主 要 力 学 性 能 强度 塑性 冲击韧性 冷弯性能 可焊性 Z向收缩率
屈服强度fy 为设计依据 抗拉强度fu为安全储备
伸长率δ 、断面收缩率Ψ 衡量 钢材承受动力荷载的能力
是判别钢材塑性及冶金质 量的综合指标
一、钢结构的特点 1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。 二、钢结构的应用 重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、 高耸结构、组合结构 三、钢结构的设计方法（极限状态设计法） 1、承载能力极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计法 四、钢材的主要力学性能
f f
2
2 f
f
w f
例题3：如下图所示，两等边角钢2∟125×10通过角焊缝 与一厚度为8mm的节点板连接，不采用引弧板，已知 N=300KN，焊角高度hf=8mm，求焊缝的最小长度l1和 l2.
N1 N 2 N 0
e2 N1 N k1 N e1 e2 e1 N2 N k2 N e1 e2
H型钢柱
钢板A
一、角焊缝的形式
N w f f f 侧面角焊缝（焊缝长度方向∥受力方向） helw
helw
正面角焊缝 （焊缝长度方向⊥受力方向） f N f f fw
斜角焊缝 一、角焊缝的尺寸要求
1、最小焊角尺寸 2、最大焊角尺寸 3、侧面角焊缝的最小计算长度 4、侧面角焊缝的最大计算长度
第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
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。
螺栓受剪破坏 孔壁挤压破坏
2 πd b b 螺栓抗剪：N V nV fV 4 b b 孔壁承压：N C d t f C
N
b v,min
min N ; N
b V
b C
4、普通螺栓群的轴心抗剪承载力计算
当l1 15d0时：N Nvb,min n
当l1 15d0时：N Nvb,min n
2、螺栓的排列应考虑以下因素
受力要求 构造要求 施工要求
二、普通螺栓的抗剪连接计算
受剪
普通螺栓连接按受力分类
受拉 剪拉共同作用
1、受剪连接的破坏形式
螺栓受剪破坏 破 坏 形 式 孔壁挤压破坏 连接板净截面破坏 螺栓受弯破坏 连接板冲剪破坏 连接计算保证 验算钢板的强度保证
t 5d 构造要求保证
例题2：两截面为-14×400mm的钢板，采用双盖板(厚度为 7mm）和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢材Q235，试计算 该连接所能承担的最大拉力N。
受剪
普通螺栓连接按受力分类 1、受剪连接的五种破坏形式
螺栓杆受剪破坏 孔壁挤压破坏
受拉 剪拉共同作用
焊接缺点
焊接部位附近材质变 脆 产生残余应力及残余应变
焊缝连接形式和种类
按被连接钢材的相对位置分 按施焊的方位分 对接焊缝 按受力特点分 角焊缝
三、铆钉、螺栓连接
铆钉连接
摩擦型 高强度螺栓连接 承压型
通过摩擦力抗剪 通过孔壁与螺栓杆 相互挤压抗剪
普通螺栓连接
第二节 对接焊缝连接设计
一、对接焊缝的构造
四、直角角焊缝的强度验算
正面角焊缝的验算 侧面角焊缝的验算
f 和 f 同时作用
r
f
N f f fw helw
N f f fw helw
f f
2
2 f
f
w f
N f f h l
w f e w
N f hl
w f e w
1、承受轴心力作用时角焊缝连接计算
N1e1 N 2e2 0
2、弯矩、轴力和剪力共同作用时角焊缝连接计算
例题1：钢板A通过两条角焊缝固定在H型钢柱上，已知作用 在钢板A上的拉力N=500KN，L=600mm，偏心距e=100mm 焊条采用E43手工焊（采用引弧板）， θ等于30度， 焊角高hf=8mm，试验算焊缝的强度。
H型钢柱
1、当构件具有良好的塑性时，残余应力不影响构件的强度。 2、残余应力降低了构件的刚度及构件的稳定承载能力。 3、残余应力降低了构件的疲劳强度并且容易使构件发生脆 性破坏。
第五节 普通螺栓连接设计
一、普通螺栓的连接构造 1、螺栓的规格与表示
钢结构一般选用C级（粗制）六角螺母螺栓，标识用M和螺 栓直径（mm）表示，例如M16、M20等。主要用于受拉连 接及次要构件和临时固定构件的受剪连接。
1、轴向受力的对接焊缝
1、 max
l wt
t
c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
Mymax VS f t w或f cw 2、 max x f vw Ix I xt
3、 2 3 2 1.1 f t w
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
1
2、变幅疲劳计算
第七节 结构钢材的种类、规格及其选
一、结构钢材的种类
Q235A.b
1、Q：表示“屈”字拼音首位字母，意为“屈服强度”； 2、质量等级：分A~E五级（字序越高质量越好）； 3、脱氧方法：F－沸腾钢；b－半镇静钢； Z－镇静钢（一般 省 略）； TZ－特殊镇静钢。 注：1、炭素结构钢（Q235)分：A、B、C、D 四级，含 所 有脱氧方法； 2、低合金结构钢(Q345\Q390\Q420)分： A、 B、C、D、E五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。
一、 只有正应力 f
只有剪应力 f f 3
有正应力和剪应力 2 3 2 f
二、钢材的破坏形式 塑性破坏 脆性破坏
三、发生脆性破坏的原因 1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载
钢材疲劳破坏的影响因素
应力幅（即最大应力和最小应力的差值） 反复荷载引起的应力种类（拉、压应力、剪应力等） 应力循环形式 应力循环次数 应力集中程度及残余应力
钢结构对钢材性能的要求 结构钢材的主要力学性能 影响结构钢材力学性能的主要因素 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件 钢材的破坏形式 结构钢材的种类、规格及其应用 钢结构的连接材料
第一节 钢结构对钢材性能的要求
较高的强度
钢 材 性 能 要 求
足够的变形能力（较好的塑性和韧性）
良好的加工性能
第三节 钢材的主要力学性能
第三章 钢结构的连接
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
连接分类及特点 对接焊缝连接设计 角焊缝连接设计 焊接残余应力和焊接残余应变 普通螺栓连接设计 高强度螺栓连接设计
第一节 连接分类及特点
一、连接概述
焊缝连接 连 接 紧固件连接
二、焊缝连接
用料经济
焊接优点
不削弱截面 连接密封性好、整体性好
疲劳计算的条件
直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接， 且当应力变化循环次数超过5万次。
疲劳计算 1、常幅疲劳计算
C 常幅疲劳容许应力幅 n 例题：某承受轴心拉力的钢板（两侧为半自动切割） 钢板承受重复荷载作用，预期循环次数n=5×105，其 容许应力幅为多少？
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
颠覆 经济、安全、适用、耐久 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
正常使用极限状态
第二章 钢结构的材料
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
e 2d
2、抗剪连接的工作性能
0-1 摩擦传力的弹性阶段
1-2 滑移阶段
2-3栓杆直接传力的弹性阶段
3-4栓杆直接传力的弹塑性阶段
3、单个普通螺栓的抗剪承载力计算
例题1：两截面为-14×400mm的钢板，采用双盖板（厚度为7mm） 和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢板为Q235，求每个螺栓所能承 担的最大剪力。
用
二、结构钢材选材原则 1、结构或构件的重要性 2、荷载性质 3、连接方法 4、应力特征 5、结构的工作温度 6、钢材厚度
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？
钢
第一章
结 构
概述 建筑钢材 钢结构的连接 轴心受力构件 梁（受弯构件） 拉弯与压弯构件
第二章
第三章 第四章 第五章 第六章