钢结构
钢结构基本原理
钢结构基本原理
钢结构是一种使用钢材构建的建筑和结构系统。
它依靠钢材的高强度、高刚度和耐腐蚀特性来支撑和承载荷载。
钢结构的基本原理包括以下几个方面：
1. 强度和刚度：钢材具有出色的强度和刚度特性，使得钢结构能够承受较大的荷载和保持结构的稳定性。
钢材的强度通常以屈服强度和抗拉强度来描述。
2. 轻量化：相比于传统的混凝土结构，钢结构具有较低的自重。
这意味着在相同的承重能力下，钢结构能够减少建筑物的总重量，从而减少地基的负荷和降低整体成本。
3. 施工效率：钢结构的制造和安装过程相对简单和高效。
钢材可以在工厂预制，并在现场进行组装，这大大缩短了施工时间。
此外，钢结构的标准化和模块化设计使得其易于适应不同的建筑需求。
4. 耐久性：钢结构具有较高的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境条件下长期使用而不会出现显著的损坏。
此外，钢材可通过防锈和涂层等措施作进一步保护，延长其使用寿命。
5. 可塑性和可重构性：钢材具有良好的可塑性，可以通过冷弯和热处理等加工方式来实现各种形状和尺寸的构件。
这使得钢结构能够满足不同建筑设计需求，并且在需要时可以进行重构和改变。
综上所述，钢结构基于钢材的高强度、耐腐蚀性能以及制造和施工的高效性，成为现代建筑和结构工程中的重要选择。
它具有轻量化、耐久性、可塑性等优点，为各种建筑和结构项目提供了可靠且经济的解决方案。
钢结构设计的方法
钢结构设计的方法钢结构设计是指通过计算、分析和优化等方法，确定钢结构的尺寸、强度和稳定性，使其能够承受所设计的荷载和满足使用要求的一种工程设计方法。
下面将介绍钢结构设计的方法。
钢结构设计的方法包括荷载计算、材料选择、构件设计、连接设计和整体结构优化等几个方面。
首先是荷载计算。
荷载计算是钢结构设计的基础，它包括活载、恒载、风载、地震和温度荷载等。
在荷载计算时，需要根据结构的使用要求和设计规范，确定荷载的作用位置、大小和类型等。
根据这些荷载，可以计算出结构构件所受的内力和弯矩等。
其次是材料选择。
材料选择是指根据结构的使用要求和预算等因素，选择适合的钢材料。
常见的钢材包括普通碳素结构钢、高强度钢、不锈钢和耐候钢等。
在选择材料时，需要考虑钢材的强度、延展性、耐腐蚀性和可焊性等性能。
然后是构件设计。
构件设计是指根据结构的荷载和材料性能等要求，确定构件的尺寸和形状。
在构件设计时，需要考虑构件的强度和稳定性。
强度设计是指根据构件的截面尺寸和材料强度等，计算构件所能承受的最大力。
稳定性设计是指根据构件的长度、支承条件和荷载分布等，计算构件的稳定性能，以防止构件出现屈曲或侧扭等失稳现象。
接下来是连接设计。
连接设计是指通过螺栓、焊接和铆接等方法，将构件连接起来形成整体结构。
在连接设计时，需要考虑连接的强度、刚度和可靠性等。
连接的设计应满足构件的要求，同时也要满足设计规范和标准的要求。
最后是整体结构优化。
整体结构优化是指通过分析和计算等方法，对钢结构进行优化设计，以减少重量、降低成本和提高结构的性能。
在整体结构优化中，可以采用形式优化、拓扑优化和参数优化等方法，通过调整结构的形状、布置和材料等参数，来提高结构的使用效果。
综上所述，钢结构设计的方法包括荷载计算、材料选择、构件设计、连接设计和整体结构优化等几个方面。
这些方法在钢结构的设计过程中是相互关联和相互影响的，只有综合运用才能设计出满足要求的钢结构。
钢结构的基本类型
钢结构的基本类型钢结构是一种重要的建筑结构形式，广泛应用于工业厂房、商业建筑、桥梁等领域。
钢结构具有高强度、轻质化、施工方便等优点，因此备受青睐。
在钢结构中，基本类型主要包括框架结构、网架结构、壳体结构和悬索结构。
一、框架结构框架结构是钢结构中最常见的一种形式，其特点是由柱、梁和节点组成的网格结构。
框架结构的受力方式主要是柱受压、梁受弯和节点受剪。
框架结构的柱和梁通常采用H型钢或工字钢，节点则使用焊接连接或螺栓连接。
框架结构具有受力均匀、刚度大、稳定性好等优点，适用于大跨度、大层高的建筑。
二、网架结构网架结构是由由多个节点和杆件组成的三维空间结构。
网架结构的杆件通常采用管材或角钢，节点则采用焊接连接或螺栓连接。
网架结构具有刚度大、重量轻、施工方便等优点，适用于大跨度、大空间的建筑，如体育馆、展览馆等。
三、壳体结构壳体结构是一种采用曲面或曲线形状的薄壁结构。
壳体结构一般分为索杆壳体和板壳体两种形式。
索杆壳体采用索杆和薄壁结构组成，常见的有网壳、穹顶等。
板壳体则采用薄板材料，形成曲面结构，常见的有抛物面壳、球面壳等。
壳体结构具有造型独特、刚度高、抗震性能好等优点，适用于建筑外形要求较高的场所。
四、悬索结构悬索结构是一种由主梁和悬索组成的特殊结构形式。
主梁一般采用钢箱梁或钢桁架梁，悬索则采用钢索或钢绞线。
悬索结构的主梁通过悬索的张拉使之保持平衡，形成悬挂在空中的结构。
悬索结构具有大跨度、造型美观等特点，常见于大型桥梁和体育场馆等工程。
总结：钢结构的基本类型包括框架结构、网架结构、壳体结构和悬索结构。
不同类型的钢结构适用于不同的工程需求，具有各自独特的特点和优势。
在实际工程中，根据具体的建筑要求和设计要求，选择合适的钢结构类型，能够确保工程的安全可靠性，并提高施工效率。
随着科技的不断进步，钢结构在建筑领域的应用将会越来越广泛，为人们创造更多美丽、实用的建筑空间。
钢结构的定义和特点
钢结构的定义和特点引言钢结构是指由钢材制成的形式多样、用途广泛的建筑结构。
钢结构广泛应用于建筑、桥梁、矿山设备、航天器、海洋平台等领域。
本文将全面、详细、完整地探讨钢结构的定义和特点。
一、钢结构的定义钢结构是一种由钢材构成的建筑结构，它以钢结构材料的力学性能、可靠性和抗震性能为基础，经过设计、制造、安装和保养而形成。
钢结构一般由构件、节点和连接件组成，可以承受大跨度和大荷载，并具有良好的耐久性和可靠性。
二、钢结构的特点钢结构具有以下几个特点：1. 强度高、刚度大钢材具有高强度和较大的刚度，可以承受较大的荷载，能够满足各种工程的需求。
相比其他结构材料，如混凝土和木材，钢结构的自重比较轻，但承载能力却更高。
2. 施工周期短由于钢结构构件的制造工艺成熟、施工速度快，钢结构的施工周期一般较短。
此外，钢结构的拼装方式多样，如焊接、螺栓连接等，可以简化施工流程，提高施工效率。
3. 空间利用率高钢结构可以实现大跨度的自由支承，不需要中间柱子，因此可以最大程度地利用空间。
这对于要求大空间场所的建筑，如体育馆和会展中心，具有特别的优势。
4. 易于拆卸和重建钢结构可以按需拆卸、重建，具有一定的可持续性。
与传统建筑相比，钢结构的构件可以循环利用，减少了资源浪费，符合现代社会对绿色建筑的追求。
5. 适应性强钢结构适应性强，可以满足不同形式和用途的建筑需求。
它可以通过调整构件的尺寸、截面形状和连接方式，实现形式多样的结构，如框架结构、悬挂结构、网壳结构等。
6. 抗震性能好钢材具有良好的弹性和塑性，能够承受地震等自然灾害所带来的荷载。
钢结构在设计和施工过程中可以采取一系列措施，提高其抗震性能，保护人员的生命财产安全。
7. 维护成本低钢结构具有耐久性好、自然老化速度慢等特点，其维护成本相对较低。
此外，钢结构的表面涂层可以有效防止腐蚀和氧化，延长使用寿命。
三、钢结构的应用领域钢结构广泛应用于以下领域：1. 建筑领域钢结构在住宅、商业建筑中得到广泛应用，如高层建筑、超市、大型体育馆等。
钢结构施工质量标准及要求
钢结构施工质量标准及要求
一、质量标准
1、钢结构安装工程的质量检验评定,应在该工程焊接或高强度螺栓连接经质量检验评定符合标准后进行。
2、钢构件应符合设计要求和标准规定，钢构变形和涂层脱落应矫正和修补.
3、定位轴线基础的标高、地脚螺栓、混凝土强度应符合设计要求和国家现行标准的规定。
4、支座位置做法正确，接触面平稳牢固。
二、检查验收
1、钢架安装后应先检查现场连接部位的质量。
2、钢架安装质量主要检查钢柱基准点标高，柱脚底座中心线对定位轴线偏移，柱垂直度；吊车梁顶面标高,跨距、跨中垂直度，接头部位中心错位及顶面高差；吊车梁的侧向弯曲、挠曲、发装在钢柱上对牛腿中心线偏移：檩条的间距、弯曲矢高。
3、钢架安装的允许偏差必须保证在规定范围内以保证符合设计受力状态及整体稳定性要求。
4、钢架支座的标高轴线位移跨中挠度，经测量做出记录。
三、施工注意事项
1、施工前应首先检查基础预埋件的标高和轴线尺寸，出现误差必须调整后方可施工。
基础混凝土必须达到规定强度。
2、钢梁、柱现场拼装,必须调直、对齐方可连接，不可用螺栓强
行安装。
3、现场焊接施工须由有上岗合格证的焊工施焊，对焊接部位并应偏号并在检查记录,全部焊缝均须检查。
4、螺栓孔眼不对，不得任意扩孔或改为焊接。
5、钢梁吊装须制订吊装方案,吊点布置必须合理,所用绳卡、吊具须经计算确定。
6、涂层的补除应按涂装工艺分层处理，严禁在底层未处理情况下，涂施面层。
《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
图文详解钢结构识图
图文详解钢结构识图建筑体系：1.门式钢架体系：1.1基本构件图：1.2说明：力学原理：门式钢架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，钢架为平面受力体系。
为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。
刚架：钢架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。
支撑、系杆：钢性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。
柔性支撑为圆钢。
系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。
屋面檩条、墙梁：一般为C型钢、Z型钢。
承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。
1.3门式钢架的基本形式：a.典型门式钢架b.带吊车的门式钢架c.带局部二层的门式钢架1.4基本节点a.柱脚节点b.梁、柱节点局部二层节点参照多层框架体系。
1.5钢架衍生形式吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。
山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。
2.多层框架体系2.1框架图示2.2说明力学模型：a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。
b.刚接-支撑框架：横向采用钢接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。
c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。
d.有时为保证足够的刚度，在钢接框架中亦设置支撑。
框架柱：框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。
所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。
框架梁：框架梁一般采用H型截面。
楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。
支撑：支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。
2.3基本节点a.柱脚节点：柱脚节点同门式钢架体系。
b.柱、梁节点：支撑、系杆：1.图示：2.说明支撑分为柔性支撑和刚性支撑两种。
柔性支撑由圆钢制作，安装时必须张紧，主要用于门式刚架结构。
刚性支撑由型钢制作，用于多层框架、吊车梁下段支撑等刚度要求高的结构中。
系杆和支撑联合作用，形成封闭的受力体系。
在支撑端头有刚性构件和传递压力的情况下，不需设置系杆。
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。
钢结构梁各部位名称
钢结构梁各部位名称钢结构梁是一种常见的建筑梁，由于其优良的力学性能和耐久性，被广泛应用于各种建筑和工程项目中。
钢结构梁由多个部位组成，每个部位都有其特定的名称和功能。
下面将介绍钢结构梁各部位的名称和作用。
1. 上弦杆：上弦杆是钢结构梁的上部构件，通常由钢板或钢梁制成。
它承受着梁的主要压力和弯曲力，起到了支撑和传递荷载的作用。
2. 下弦杆：下弦杆是钢结构梁的下部构件，也通常由钢板或钢梁制成。
它承受着梁的主要拉力和弯曲力，与上弦杆一起形成了梁的整体结构。
3. 竖杆：竖杆是连接上弦杆和下弦杆的垂直构件，通常由钢管或钢柱制成。
它起到了支撑和稳定梁的作用，使得梁能够承受更大的荷载。
4. 斜杆：斜杆是连接上弦杆和下弦杆的斜向构件，通常由钢管或钢柱制成。
它能够增加梁的刚度和稳定性，使得梁能够更好地抵抗外部荷载和地震力。
5. 横向连接件：横向连接件是连接上弦杆和下弦杆的水平构件，通常由钢板或钢梁制成。
它能够增加梁的整体刚度和稳定性，使得梁能够更好地分担荷载。
6. 纵向连接件：纵向连接件是连接上弦杆和下弦杆的纵向构件，通常由钢板或钢柱制成。
它能够增加梁的整体刚度和稳定性，使得梁能够更好地分担荷载。
7. 节点：节点是连接各个构件的重要部位，通常由钢板或钢柱制成。
它承受着构件之间的力，并通过螺栓或焊接等方式将构件连接在一起。
8. 拉索：拉索是一种用于增加梁的稳定性和刚度的构件，通常由钢丝绳或钢索制成。
它通过与横向连接件和纵向连接件相连，使得梁能够更好地抵抗外部荷载和地震力。
9. 支座：支座是用于支撑和固定梁的重要部位，通常由钢板或钢柱制成。
它能够承受梁的重量，并将荷载传递到基础上，保证梁的稳定性和安全性。
10. 螺栓：螺栓是连接构件的重要工具，通常由高强度钢制成。
它通过将构件紧密连接在一起，增加了梁的整体刚度和稳定性。
11. 焊缝：焊缝是通过焊接将构件连接在一起的部位，通常由焊条或焊丝制成。
它能够增加梁的整体刚度和稳定性，并提高连接的强度和可靠性。
钢结构发展历程
钢结构发展历程
钢结构是一种重要的建造结构形式，具有高强度、轻质、耐久、可塑性强等优点，广泛应用于各种建造和工程领域。
以下是钢结构发展的历程：
1. 18世纪末至19世纪初：工业革命的兴起为钢结构的发展奠定了基础。
英国工程师约瑟夫·皮尔斯（Joseph Paxton）在1851年伦敦世界博览会上设计并建造了世界上第一座钢结构建造——水晶宫。
水晶宫采用了大量的铁和玻璃，成为了当时的建造奇迹。
2. 20世纪初至20世纪中叶：随着钢铁工业的发展，钢结构的应用逐渐扩大。
在美国，钢结构的应用得到了快速发展，其中最著名的例子是纽约的埃菲尔铁塔。
埃菲尔铁塔建于1930年，高381米，成为当时世界上最高的建造物。
3. 20世纪中叶至今：钢结构的应用范围进一步扩大，技术水平不断提高。
随着计算机技术的发展，钢结构设计和施工变得更加精确和高效。
现代的钢结构建造包括高层建造、桥梁、体育场馆、机场航站楼等。
其中，迪拜的哈利法塔是目前世界上最高的建造，高828米，采用了先进的钢结构技术。
4. 钢结构的未来发展：随着人们对可持续发展和环境保护的重视，钢结构的设计和施工也在不断创新。
绿色建造和节能建造的需求推动了钢结构材料的研发，例如使用可再生能源进行钢铁生产，减少碳排放。
同时，钢结构的轻质化和模块化设计也是未来的发展趋势，以提高建造的可持续性和施工效率。
总结起来，钢结构的发展历程经历了从早期的实验性应用到现代化的大规模应用的过程。
随着技术的进步和需求的变化，钢结构的应用范围将继续扩大，并在建造领域发挥更加重要的作用。
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钢结构特点：1强度高，塑性好，韧性好 2质量轻 3材质均匀，其实际受力情况和力学计
算的假定比较符合 4制作简便，施工工期短 5密闭性较好 6耐腐蚀性差 7耐热但不耐火 8
在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂
结构的极限状态：1承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或是出现不
适于继续承载的变形 2正常使用极限状态
屈服强度fy－－设计标准值（设计时可达的最大应力）；
抗拉强度fu－－钢材的最大应力强度，fu/fy为钢材的强度安全储备系数。
理想弹塑性－－工程设计时将钢材的力学性能，假定为一理想弹塑性体
塑性－－材料发生塑性变形而不断裂的性质
钢材性能3个实验：1单向拉伸实验，高强度钢残余应变0.2%; 伸长率：试件被拉断的绝对
变形值与试件原标距之比的百分比 2冷弯性能实验：钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能
力。检验弯曲变形能力和塑形性能，暴露冶金缺陷，是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。
3冲击韧性实验：钢材抵抗冲击荷载的能力，他用材料在断裂或塑变时吸收的总能量来量度，
，动力指标，是强度与塑性的综合表现。
化学成分：高温，硫热脆；低温，磷冷脆；氧热脆；氮冷脆；锰硅脱氧剂
冷作硬化：冷拉,冷弯，冲孔，机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高钢的
屈服点，同时降低了钢的塑性和韧性
时效硬化: 随时间的进展使屈服强度和抗拉强度提高，伸长率和冲击韧性降低的现象。人工
时效：材料塑性变形后加热，使时效硬化发展特别迅速。应变时效：应变硬化后加时效硬化
蓝脆：在250℃左右，钢材强度略有提高，塑性和韧性下降，材料有转脆的倾向，表面氧化
膜呈现蓝色
徐变：应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形
应力集中：构件应力分布不均匀，在某些区域产生局部高峰应力，另外一些区域应力降低
钢的疲劳：在直接的连续反复的动力荷载作用下，钢材的强度将降低。疲劳强度取决于应力
集中和应力循环次数。常幅疲劳：如果反复作用的荷载数值不随时间变化，则在所有应力循
环内的应力幅将保持常量
影响钢材选择的因素：结构的重要性（结构的安全等级分一级（重要），二级（一般），三级
（次要））、荷载情况（动、静荷载）、连接方法（Q235A不能用于焊接结构）、环境温度，钢
材厚度
钢结构连接方法:焊接连接，螺栓连接，铆钉连接 焊缝：构造简单，各种形式的构建都可
直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工简便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，
结构刚度大。局部材质变脆，构件承载力降低，低温冷脆问题突出。铆钉：构造复杂，费钢
费工，塑性韧性好，传力可靠，质量便于检查
焊接形式按焊件相对位置－对接、搭接、T形连接、角部连接。按施焊位置－平焊、横焊、
立焊以及仰焊。按截面构造－对接焊缝及角焊缝
焊缝缺陷－裂纹、气孔、焊瘤、未焊透、夹渣、烧穿等
最大焊脚尺寸：hf<=1.2t;当t>6mm,hf<=t-(1~2)mm,当t<=6mm,hf<=t最大：h<=1.5根号t
螺栓连接构造要求：1满足容许距离；2每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久螺栓
数不宜少于两个；3对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺帽或其他防止螺帽
松动的有效措施；4由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接；
5当型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时，拼接板宜采用钢板；6沿杆轴方向受拉的螺栓
连接中的端板，应适当增加其刚度
螺栓群连接按弹性设计法的假设：1连接板件绝对刚性，螺栓为弹性体；2连接板件绕螺栓
群形心旋转，各螺栓所受剪力大小与该螺栓群至形心距离ri成正比，其方向与连线ri垂直
螺栓有效截面组成的核心距：ρ=∑yi2/(ny1),e<=ρ时为小偏心受拉
轴心受力构件截面形式：实腹式（制作简便，与其他构件连接较方便）格构式（容易使压杆
实现两主轴方面的等稳定性，刚度大，抗扭性能好，用料省）
轴心受力构件设计：承载力极限状态，受拉构件以强度控制；受压 强度和稳定性；正常使
用极限状态，保证构件的刚度——限制长细比；轴心受拉强度和刚度验算，受压 强度稳定
性和刚度的验算
确定轴心压杆整体稳定临界应力的方法：1屈曲准则，①弯曲屈曲②扭转屈曲③弯扭屈曲；
2边缘屈服准则：以有初偏心和初弯曲等的压杆为计算模型，截面边缘应力达到屈服点即视
为压杆承载能力的极限；3最大强度准则：以有初始缺陷的压杆为依据，但考虑塑性深入截
面，以构件最后破坏时能达到的最大轴心压力值作为压杆的稳定极限承载能力；4经验公式
轴心受压柱子曲线：压杆失稳时临界应力σcr与长细比λ之间的关系曲线，按最大强度准则
确定。压杆极限承载力有关：长细比、截面形状、弯曲方向、残余应力水平及分布情况
轧制圆管以及轧制普通工字钢绕x轴失稳时的残余应力影响较小，属a类；格构式构件绕虚
轴的稳定计算取b类
实腹柱设计：实腹轴心受压柱一般采用双轴对称截面，以避免弯扭失稳。选择原则：1面积
的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；2使两
个主轴方向等稳定性，即使φx=φy以达到经济的效果；3便于与其他构件进行连接；4尽可
能构造简单，制造省工，取材方便
格构式柱的换算长细比：在格构式柱的设计中，对虚轴失稳的计算，常以加大长细比的办法
来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。
在柱的横截面上穿过肢件腹板的轴叫实轴，穿过两肢之间缀板材面的轴称为虚轴
实腹式截面局部稳定：局部稳定的概念－板件的屈曲，局部失稳并不意味构件失效，但是局
部的失稳会导致整体失稳提前发生；局部稳定承载力与支承条件、受力形式与状态及板件尺
寸有关。局部稳定的保证原则－保证整体失稳之前不发生局部失稳，等稳原则－局部稳定承
载力等于整体稳定承载力。等强原则－局部稳定承载力等于某一整体稳定达不到的强度值。
局部稳定的控制方法－限制板件的宽（高）厚比。
梁的截面：型钢梁与组合梁。梁格布置：简单梁格、普通梁格、复杂梁格
桁架：主要承受横向荷载的格构式受弯构件。特点：以弦杆代替翼缘、以腹杆代替腹板，而
在各节点将腹杆与弦杆连接。弯矩表现为上、下弦杆的轴心压力和拉力，剪力则表现为各腹
杆的轴心压力或拉力
梁的强度：抗弯强度，抗剪强度，局部承压强度，在复杂应力下的强度。抗弯刚度不够时，
增大截面的任意尺寸均可，但以梁的高度最为有效。抗剪强度不足时，最有效的办法是增大
腹板的面积，常加大腹板厚度。
腹板计算高度：轧制型钢梁，为腹板与上下翼缘相接处两内弧起点间的距离；焊接组合梁，
为腹板高度；铆接（或高强螺栓连接）组合梁，为上下翼缘与腹板连接的铆钉（或高强螺栓）
线间最近距离
梁的刚度：用荷载作用下的挠度大小来度量
梁的整体失稳：当荷载增大到某一数值后，梁在向下弯曲的同时，将突然发生侧向弯曲或扭
转变形而破坏。梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩，称为临界荷载或临界
应力；与梁的侧向抗弯刚度、扭转刚度、荷载沿梁跨分布情况及其在截面上作用点位置有关。
整体稳定不足时，加大梁的截面尺寸（增加受压翼缘宽度最有效）或增加侧向支承
梁的局部失稳：组合梁板中压应力或剪应力达到某一数值时，腹板或受压翼缘有可能偏离其
平面位置，出现波形鼓曲。热轧型刚宽厚比小，都满足局部稳定要求。限制宽厚比的办法来
保证梁受压翼缘板的稳定性。
加劲肋作用：横向防止由剪应力和局部应力引起的腹板失稳，纵向防止弯曲压应力引起的腹
板失稳，短加劲肋防止由局部压应力引起的腹板失稳。
梁的截面高度：考虑建筑高度（决定梁的最大高度）、刚度条件（最小高度）、经济条件。
腹板的局部稳定通常是采用配置加劲肋来保证
次梁与主梁的连接形式有叠接和平接
拉弯构件需计算其强度和刚度（限制长细比），压弯构件需计算强度、整体稳定（弯矩作用
平面内和平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）
拉弯和压弯构件以截面出现塑性铰作为其强度极限
压弯构件的截面尺寸由稳定承载力确定
压弯构件的稳定：弯矩作用平面内的稳定——弯曲失稳，边缘屈服准则的计算方法，数值计
算方法；弯矩作用平面外的稳定——弯扭失稳
单根压弯构件的计算长度可根据构件端部的约束条件按弹性稳定理论确定
高强度螺栓：摩擦型（只依靠板层间的摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面摩擦力作为设
计原则）承压型连接（允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承载力作为设计原则）。摩
擦型剪切变形小，弹性性能好，施工较简便，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动力荷载的
结构；承压型的承载力高于摩擦型，连接紧凑，但剪切变形比摩擦性大，只适用于承受静力
荷载或间接承受动力荷载的结构。注意当连接板件较小时承压型的承载力小于摩擦型。受拉
连接时两者无区别，都以0.8P为承载力
正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀，承载力高；侧面焊缝应力状态简单，但内力分布
不均，承载力低
净截面强度－轴压构件如无截面消弱，整稳控制可不验算强度
受弯构件（梁）：正常使用极限状态：控制梁的变形承载能力，极限状态：强度、整体稳定、
局部稳定，梁的截面：型钢梁与组合梁，梁格布置：简单梁格、普通梁格、复杂梁格。梁的
工作状态，弹性阶段－边缘屈服，塑性铰－全截面屈服，考虑部分发展塑性，塑性发展系数
翼缘的局部稳定保证原则－等强原则