钢结构构件的受力特点及其连接类型

   钢结构的抗拉、抗压强度都很高，构件断面小，自重较轻，结构性能好，所以它适用于多种结构形式，如梁、桁架、刚架、拱、网架、悬索等，应用非常广泛。在高层建筑及桥梁中的应用越来越多。用作钢结构的材料必须具有较高的强度、塑性韧性较好、适宜于冷加工和热加工；同时，还必须具有很好的可焊性。钢结构的钢材宜采用Q235、Q345（16Mn）、Q390（15MnV）和Q420。

   1.钢结构的连接

    钢结构是由钢板、型钢通过必要连接形成的结构。钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。

    （1）焊缝连接：焊缝连接是目前钢结构的主要连接方法。其优点是构造简单，节约钢材，加工方便，易于采用自动化操作，在直接承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用部分焊透的对接焊缝。

     （2）铆钉连接：铆接由于构造复杂，用钢量大，现已很少采用。因为铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，易于检查，在一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然采用。

     （3）螺栓连接：螺栓连接又分为普通螺栓和高强度螺栓两种。普通螺栓施工简单，拆、装方便。普通螺栓一般由Q235制成。高强度螺栓用合金钢制成，高强度螺栓制作工艺精准，操作工序多，要求高。目前，在我国桥梁及大跨度结构房屋及工业厂房中已广泛采用。

  2.钢结构的受力特点

  （1）受弯构件

   钢梁是最常见的受弯构件。

   1）钢梁的截面形式

    钢梁的截面形式一般有型钢和钢板组合梁两类。型钢梁多采用工字钢和H型钢，钢板组合梁常采用焊接工字形截面。

   2）钢梁的强度、刚度和稳定性计算

抗弯强度计算：取梁内塑性发展到一定深度作为极限状态。对需要计算疲劳的梁，不考虑梁塑性发展。为保证梁的受压翼缘不致产生局部失稳，应限制其自由外伸宽度与其厚度之比。

2））抗剪强度计算：梁的抗剪强度按弹性设计。

3））刚度计算：梁必须具有一定的刚度才能有效地工作，刚度不足将导致梁挠度太大，影响结构正常使用。因此，设计钢梁除应满足各项强度要求之外，还应满足刚度要求。

  梁的挠度计算时采用荷载标准值，可不考虑螺栓孔引起的截面削弱。

4））钢梁的整体稳定计算：当有铺板（各种钢筋混凝土板或钢板）密铺在梁的受压翼缘上与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时，或者工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度与宽度之比满足相应要求时，梁的整体稳定可不计算。除此之外，应验算梁的整体稳定性。

5））钢梁的局部稳定计算：梁腹板通常采用加劲肋来加强腹板的局部稳定性，梁翼缘的局部稳定一般是通过限制板件的宽厚比来保证的。扎制的工字钢和槽钢等型钢一般不会发生局部失稳。

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知识点：钢结构构件连接、结构工程