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《钢结构设计原理》课程教学大纲本科四年制《土木工程专业》适用（48学时）一、课程的目的和任务本课程是一门专业基础课，讲授钢结构的基本设计理论和方法。
课程的目的是培养学生掌握钢结构的特点、基本设计理论和方法，具有设计钢结构基本构件及其连接的能力。
二、课程的基本要求1．要求学生根据结构的具体设计条件、工作环境和不同种类钢材的性能，正确地选用钢材，并提出相应的性能指标要求。
2．要求学生掌握焊接和螺栓连接的特点，能正确地选用合理的连接方法，并准确地设计连接。
3．要求学生掌握钢结构基本受力构件（轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件）的计算理论、设计方法和构造要求。
三、课程的安排说明本课程讲授过程中要求条理清楚、重点突出；结合多媒体教学，讲授实际工程中基本构件的设计和构造措施，增加学生的感性认识。
四、课程内容第一章绪论1. 钢结构的特点和目前钢结构的应用领域。
2. 钢结构的设计方法。
3. 钢结构发展过程中存在的问题和最新发展动态。
第二章钢结构的材料1.钢结构所用钢材的要求。
2.钢材的塑性破坏和脆性破坏两种破坏形式。
3.钢材的主要性能、影响钢材性能的主要因素。
4.复杂应力状态下钢材的屈服条件。
5.钢材的种类和钢材的规格。
第三章钢结构的连接1. 钢结构的连接方法以及各种连接方法的特点。
2. 焊缝的形式以及不同形式焊缝连接的构造要求和计算方法。
3. 焊接残余应力和残余变形产生的原因以及减少焊接残余应力和残余变形的措施。
4. 螺栓连接的构造要求、工作性能和计算方法。
第四章轴心受力构件1. 轴心受力构件的强度计算。
2. 轴心受压构件的屈曲形式、整体稳定的概念以及整体稳定的计算。
3. 轴心受压构件的局部稳定的概念以及局部稳定的计算。
4. 实腹式和格构式轴心受力构件的截面设计。
5. 轴心受力构件典型柱头和柱脚的设计。
第五章 受弯构件1. 受弯构件强度和刚度的计算。
2. 梁的整体稳定的概念、影响梁的整体稳定的因素以及整体稳定的计算。
钢结构梁柱估算梁的设计：1.型钢梁设计由梁的荷载和支承情况根据内力计算得到梁的最大弯矩，根据选用的型钢材料确定其抗弯强度设计值，由此求得所需要的梁净截面抵抗矩，然后在型钢规格表中选择型钢的型号。
最后对选定的型钢梁截面进行强度、刚度和整体稳定验算。
2.组合梁设计梁的截面选择步骤为：估算梁的高度（一般用经济高度）、确定腹板的厚度和翼缘尺寸，然后验算梁的强度、稳定和刚度。
柱的设计：1.实腹柱设计截面选择的步骤如下：（1）假定柱的长细比，一般在50―90范围之内，轴力大而长度小时，长细比取小值，反之取大值；（2）根据已假定的长细比，查得轴心受压稳定系数。
然后根据已知轴向力和钢材抗压强度设计值求得所需截面积；（3）求出截面两个主轴方向所需的回转半径（根据已知的两个方向的计算长度和长细比）；（4）由此计算出截面轮廓尺寸的高和宽；（5）通过求得的截面面积和宽以及高，再根据构造要求、钢材规格等条件，选择柱的截面形式和确定实际尺寸；（6）验算实腹柱的截面强度、刚度，整稳和局稳；2.格构柱设计截面选择的步骤如下：（1）假定长细比，一般在50―90之间；（2）计算柱绕实轴整体稳定，用与实腹柱相同的方法和步骤选出肢件的截面规格。
根据假定的长细比，查稳定系数，最后确定所需的截面面积；（3）计算所需回转半径；（4）算出截面轮廓尺寸宽度和高度；（5）计算虚轴长细比；通过求得的面积、高度和宽度以及考虑到钢材规格及构造要求选择柱的截面形式和确定实际尺寸。
（6）强度、刚度和整稳验算；（7）缀条设计和缀板设计；回转半径就是惯性半径。
定义：任意形状截面的面积为A，则图形对y轴和z轴的惯性半径分别为iy=sqrt(Iy/A),iz=sqrt(Iz/A).特征：惯性半径是对某一坐标轴定义的；惯性半径的量纲为长度的一次方，单位为M；惯性半径的值恒为正。
用处：1,惯性矩Ix,回转半径ix=sqrt（Ix/A),长细比λx=lox/ix,截面验算：局部稳定b/t=(10+0.1λ)sqrt(235/fy);h0/tw=(25+0.5λ)sqrt(235/fy).2,知道了柱子的轴力和计算长度-假定长细比初步估计截面-选定截面计算长细比，回转半径惯性矩等-截面验算。
广州城建职业学院实训指导书系别：建筑工程技术系年级专业: 09 建工技术专业实训项目: 钢结构设计《钢结构设计》实训指导书课程名称：钢结构设计适用专业：建筑工程技术开课学期：第四学期总学时：50 课程类别：理论+实践（38+12）课程性质：限选考核形式：考查一、实训项目名称及目标：1、型钢梁设计1）知识目标●了解梁的类型和应用；●掌握梁的强度、刚度、整体稳定和局部稳定计算；●掌握型钢梁的设计。
2）能力目标●能进行型钢梁设计。
2、轴心受压（压弯）柱设计1）知识目标●了解轴心受力构件的截面形式；●掌握轴心受力构件的强度和刚度计算；●掌握轴心受力构件的稳定性计算；●掌握实腹式轴心受压构件的截面设计；●掌握实腹式压弯构件的截面设计。
2）能力目标●能实腹式轴心受压构件的截面设计；●格构式轴心受压构件的截面设计。
3、钢结构连接设计1）知识目标●了解钢结构的连接方法和特点；●掌握对接焊缝及角焊缝的构造、工作性能及计算方法；●掌握螺栓排列及构造要求；●掌握普通螺栓和高强螺栓连接的性能和计算方法。
2）能力目标●能进行钢结构连接（焊接连接、螺栓连接）设计；4、钢结构参观实习报告1）知识目标●了解轻钢结构的类型、特点和适用范围；●了解网架结构的类型、特点和适用范围；●了解屋架结构的组成、形式、杆件、支撑体系；●了解钢结构的制作、防腐与防火。
2）能力目标●能正确分析各类钢结构体系。
二、实训报告写作格式及要求1、实训报告预计2周内完成，截止18周周五上交，由学习委员统一收齐。
2、实训项目任务划分按学号进行分组选做，要求独立完成，如遇抄袭，抄袭和被抄袭成绩都记为零分。
3、采用A4纸，报告书打印或手写均可。
四个项目同封面一起装订。
封面和项目内容如下：三、实训任务、设计步骤及设计案例项目一 型钢梁设计一）设计参数说明：学号尾数选做3、6、9、0任务一；学号尾数选做1、4、7任务二；学号尾数2、5、8选做任务三。
任务一、设计某车间工作平台热轧型钢次梁截面。
《钢结构》考试试题（一）班级：姓名：学号一、填空题1.建筑钢材的破坏形式有2.钢材按化学成分可分为3.钢结构常用的焊接方法有4.焊缝按连接构件之间的相对位置分为5.轴心受力构件在荷载作用下能正常工作的基本要求分别是6.钢梁按制作方法可分为和7.常用屋架形式有：8.目前钢结构的除锈方法有9.结构的可靠性是指二、简答题1.什么是钢材的时效硬化，什么是冷作硬化？他们对钢材性能有什么影响？2.钢材有哪些主要的力学性能指标？它们各用来衡量钢材在哪方面的性能？3.钢屋架有哪几种支撑？分别说明各自的作用？三、焊缝连接计算焊接工字形梁（如图所示）在板与翼缘处设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受的M=150kN·m , V=350kN ,试验算拼接的对接焊缝。
已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，施焊时采用引弧板。
（2=Nf w/185mmt2f w=）125mmN/v-260*16-380*12-260*16四、螺栓连接计算（15分）两截面为-360×12的钢板，采用双盖板，C级普通螺栓拼接，螺栓采用M20，钢板为Q235，承受轴心拉力设计值N=850KN ，试设计此连接。
（2/130mm N f b v =2/305mm N f b c = mm d 5.210=）《钢结构》考试试题一答案一、填空题：1. 塑性破坏和脆性破坏2. 碳素钢和低合金钢3. 焊接连接，铆钉连接，螺栓连接4. 平接，搭接，T 型连接和角接5. 强度要求，刚度要求，稳定性要求6. 型钢梁和组合梁7. 平行弦屋架，三角形屋架和梯形屋架8. 水冷却法，屏蔽法，水喷淋法（涂抹防火涂料）9. 安全性，适用性，耐久性二、简答题：1.时效硬化：是指轧制钢材放置一段时间后，其力学性能发生变化的现象。
刚才经过时效硬化，其强度提高，其塑性和韧性则降低。
冷作硬化：又称钢材的应变硬化，是指根据钢材在拉伸过程中表现得力学性能，将钢材在使用前进行加载超过屈服点后再卸载，使钢材的弹性提高，塑性降低。
《钢结构》网上辅导材料六型钢梁和组合梁的设计一、考虑腹板屈曲后强度的组合梁设计腹板受压屈曲和受剪屈曲后都存在继续承载的能力，称为屈曲后强度。
承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜考虑腹板屈曲后强度，则腹板高厚比达到250时也不必设置纵向加劲肋。
1． 受剪腹板的极限承载力腹板极限剪力设计值 V u 应按下列公式计算：当8.0s ≤λ时 v w w u f t h V = （1a ）当2.18.0s ≤<λ时 [])8.0(5.01v w w u--=s f t h V λ （1b ） 当2.1s >λ时 2.1v w w u /s f t h V λ= （1c ）式中 λs ──用于腹板受剪计算时的通用高厚比。
2．受弯腹板的极限承载力腹板高厚比较大而不设纵向加劲肋时，在弯矩作用下腹板的受压区可能屈曲。
屈曲后的弯矩还可继续增大，但受压区的应力分布不再是线性的，其边缘应力达到y f 时即认为达到承载力的极限。
图1 受弯矩时腹板的有效宽度 假定腹板受压区有效高度为ρh c ，等分在h c 的两端，中部则扣去（1-ρ）h c 的高度，梁的中和轴也有下降。
为计算简便，假定腹板受拉区与受压区同样扣去此高度，这样中和轴可不变动。
梁截面惯性矩为（忽略孔洞绕本身轴惯性矩）w c x c w c x xe t h I h t h I I 32)1(21)2()1(2ρρ--=--= （2） 梁截面模量折减系数为 xw c x xe x xe e I t h I I W W 2)1(13ρα--=== （3） 腹板受压区有效高度系数ρ按下列原则确定：当85.0≤b λ时 ρ=1.0（4a ） 当25.185.0≤<b λ时 )85.0(82.01--=b λρ（4b ） 当25.1>b λ时 b b λλρ/)/2.01(-= （4c ）梁的抗弯承载力设计值为f W M x e x eu αγ= （5）以上式中的梁截面模量W x 和截面惯性矩I x 以及腹板受压区高度均按截面全部有效计算。
《钢结构》复习资料01．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）：耐热性差、耐火性好02．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）钢结构钢结构03．下列均为大跨度结构体系的一组是（）网壳、悬索、索膜04．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）可靠性05．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂06．钢结构设计最基本的要求不包括（）造型美观07．用来衡量承载能力的强度指标指的是（）屈服强度08．钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段，其中第2阶段是（）弹塑性阶段09．钢材拉伸过程中，随变形的加快，应力应变曲线出现锯齿形波动，直到出现应力保持不变而应变仍持续增大的现象，此阶段应为（）塑性阶段10．钢材的抗拉强度能够直接反映（）钢材内部组织的优劣11．钢材的强屈比越高，则钢材的安全储备（）越大12．钢材在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力称为（）塑性13．伸长率越大，则钢材的塑性越（）越好14．下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是（）碳含量增加，可焊性增强15．下列均为钢材中的有益元素的一组是（）硅和锰16．在高温时熔化于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐从纯铁中析出，形成自由碳化物和氮化物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为（）时效硬化17．钢材在连续反复荷载作用下，应力还低于极限抗拉强度，甚至低于屈服强度，发生的突然的脆性断裂称为（）疲劳破坏18．下列各因素对钢材疲劳强度影响最小的是（）静力强度19．钢材的疲劳破坏属于（）脆性破坏20．高性能建筑结构用钢简称（）高建钢01．钢结构的连接按照连接的方法主要分为焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和销轴连接，其中出现最早的是（）铆钉连接02．摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力取决于（）高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小03．摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接的不同之处体现在（）设计计算方法和孔径方面04．利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧熔焊方法指的是（）气体保护焊05．与焊件在同一平面内，且焊缝金属充满母材的焊缝称为（）对接焊缝06．按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊，其中操作条件最差的是（）仰焊07．常见的焊缝缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（）裂纹08．焊缝的表示方法中，符号“V”表示的是（）V形破口的对接焊缝09．对接焊缝的构造规定主要包括（）坡口、引弧板和过渡坡10．焊缝长度方向与作用力垂直的角焊缝是（）正面角焊缝11．焊缝长度方向与作用力平行的角焊缝是（）侧面角焊缝12．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为（）两端大、中间小13．直角角焊缝的强度计算公式，式中符号表示（）正面角焊缝的强度设计值增大系数14．焊接残余应力不影响结构（构件）的（）静力强度15．螺栓的排列方式说法有误的一项是（）相比并列排列，错列排列截面削弱较大，是目前常用的排列形式16．下列关于螺栓在构件排列的相关要求说法有误的一项是（）受压构件，当沿作用力方向的螺栓距过小时，在被连接的板件间易发生张口或鼓曲现象17．普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为（）抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接18．高强度螺栓连接分为（）摩擦型连接和承压型连接19．普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接，其中最常见的是（）抗剪型连接20．螺栓群在轴力作用下的受剪连接，各个螺栓的内力沿螺栓群长度方向不均匀，分布特点为（）两端大、中01．轴心受力构件主要包括（）轴心受压构件和轴心受拉构件02．设计轴心压杆时需计算的内容有（）强度、整体稳定性、局部稳定性、刚度（长细比）03．一般情况下，轴心受力构件满足刚度要求采取的措施是限制构件的（）长细比04．理想轴心受压构件可能的三种失稳形式分别是（）弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳05．双轴对称截面的构件最常见的屈曲形式是（）弯曲失稳06．单轴对称T形截面构件，当绕非对称轴屈曲时，其屈曲形式为（）弯曲屈曲07．轴心受压杆件一般是由若干个板件组成，且板件的厚度与宽度相比都比较小，当杆件受压时，由于沿外力作用方向受压应力作用，板件本身也有可能发生翘曲变形而退出工作，这种现象称为轴心受压杆件的（）局部失稳08．选择实腹式轴心受压构件截面时，第一步应（）根据轴心压力的设计值和计算长度选定合适的截面形式09．格构式轴心受压构件缀条设计时，由于剪力的方向不定，斜缀条选择截面时应按（）轴心受压杆10．确定轴心受压实腹柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近，其目的是（）达到经济效果11．当轴压构件的局部稳定不满足时,下列措施相对有效的是（）增加板件厚度12．格构式柱穿过分肢的轴称为实轴，一般记作（）y轴, z轴13．格构式柱绕实轴的计算与实腹杆件完全相同，其承载力为两个分肢压杆承载力之（）和14．柱子与梁的连接节点称为（）柱头15．刚接柱脚与铰接柱脚的区别在于（）能否传递弯矩16．轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于（）基础材料的抗压能力17．下列关于柱脚底板厚度的说法错误的是（）其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些18．轴心受压构件的靴梁的高度主要取决于（）其与柱边连接所需的焊缝长度19．梁的主要内力为（）弯矩20．受弯构件有实腹式和格构式之分,其中格构式受弯构件称为（）桁架01．梁在横向荷载作用下使截面受剪时，剪应力合力的作用点称为（）剪切中心02．如梁或杆件两端承受大小相等而方向相反的一对扭矩；而且两端的支承条件又不限制端部截面的自由翘曲，则杆件产生均匀的扭转，称为（）自由扭转03．横向荷载作用下，梁的受压翼缘和腹板都可能因弯曲压应力和剪应力的作用而偏离其平面位置，出现波形鼓曲，这种现象称为（）梁局部失稳04．构件和板件失稳的根本原因是截面存在（）压应力05．保证工字形截面梁受压翼缘局部稳定的方法是（）限制其宽厚比06．为避免腹板局部承压破坏，在支座和固定的集中荷载处应布置（）支承加劲肋07．工字形截面梁受压翼缘宽厚比限值为，式中b为（）翼缘板外伸宽度08．组合梁截面选择时，一般首先考虑（）抗弯强度要求09．下列关于组合梁截面沿长度的改变说法正确的一项（）单层翼缘板改变截面时宜改变翼缘板宽度而非厚度10．工字形截面梁受压翼缘，对Q235钢，保证局部稳定的宽厚比限值为，对Q345钢，此宽厚比限值应为（）比15更小11．工业厂房和多层房屋的框架柱属于（）压弯构件12．对于单向压弯构件，如果在非弯矩作用方向有足够的支撑阻止构件发生侧向位移和扭转，就会在弯矩作用的平面内发生弯曲失稳破坏，破坏时构件的变形形式为（）弯矩作用平面内的弯曲变形13．偏心受力构件可采用多种截面形式，按截面几何特征分为（）开口截面和闭口截面14．偏心受力构件可采用多种截面形式，按截面分布连续性分为（）实腹式截面和格构式截面15．偏心受力构件如果截面沿两个主轴方向作用弯矩较接近，宜选用（）双轴对称截面16．计算拉弯、压弯构件强度时，根据不同情况，可以采用三种不同的强度计算准则，其中以构件最大受力截面形全截面屈服准则17．单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布（）可能在拉、压侧都出现塑性18．框架柱在框架平面外（沿房屋长度方向）的计算长度取决于（）支撑构件的布置19．在其他条件相同时，通常刚架的有侧移屈曲荷载相比无侧移屈曲荷载要（）小20．高层建筑钢结构的框架梁和框架柱的主要连接应采用（）刚性连接二、判断题（每小题2分，共20分）对”对“错”对对“错”01．梁的变形以剪切变形为主，弯曲变形很小，常忽略不计。
《钢结构》网上辅导材料六型钢梁和组合梁的设计一、考虑腹板屈曲后强度的组合梁设计腹板受压屈曲和受剪屈曲后都存在继续承载的能力，称为屈曲后强度。
承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜考虑腹板屈曲后强度，则腹板高厚比达到250时也不必设置纵向加劲肋。
1． 受剪腹板的极限承载力腹板极限剪力设计值 V u 应按下列公式计算：当8.0s ≤λ时 v w w u f t h V = （1a ）当2.18.0s ≤<λ时 [])8.0(5.01v w w u --=s f t h V λ （1b ）当2.1s >λ时 2.1v w w u/s f t h V λ= （1c ） 式中 λs ──用于腹板受剪计算时的通用高厚比。
2．受弯腹板的极限承载力腹板高厚比较大而不设纵向加劲肋时，在弯矩作用下腹板的受压区可能屈曲。
屈曲后的弯矩还可继续增大，但受压区的应力分布不再是线性的，其边缘应力达到y f 时即认为达到承载力的极限。
图1 受弯矩时腹板的有效宽度 假定腹板受压区有效高度为ρh c ，等分在h c 的两端，中部则扣去（1-ρ）h c 的高度，梁的中和轴也有下降。
为计算简便，假定腹板受拉区与受压区同样扣去此高度，这样中和轴可不变动。
梁截面惯性矩为（忽略孔洞绕本身轴惯性矩）w c x c w c x xe t h I h t h I I 32)1(21)2()1(2ρρ--=--= （2） 梁截面模量折减系数为 xw c x xe x xe e I t h I I W W 2)1(13ρα--=== （3） 腹板受压区有效高度系数ρ按下列原则确定：当85.0≤b λ时 ρ=1.0（4a ） 当25.185.0≤<b λ时 )85.0(82.01--=b λρ（4b ） 当25.1>b λ时 b b λλρ/)/2.01(-= （4c ）梁的抗弯承载力设计值为f W M x e x eu αγ= （5）以上式中的梁截面模量W x 和截面惯性矩I x 以及腹板受压区高度均按截面全部有效计算。
3．弯矩和剪力共同作用下梁的极限承载力图2 弯矩与剪力相关曲线梁腹板同时承受弯矩和剪力的共同作用，承载力采用弯矩M 和剪力V 的相关关系曲线确定。
假定弯矩不超过翼缘所提供的弯矩f M 时，腹板不参与承担弯矩作用，即在f M M ≤的范围内相关关系为一水平线，0.1/=u V V 。
当截面全部有效而腹板边缘屈服时，腹板可以承受剪应力的平均值约为vy f 65.0左右。
对于薄腹板梁，腹板也同样可以负担剪力，可偏安全地取为仅承受剪力最大值u V 的0.5倍，即当5.0/≤u V V 时，取0.1/=eu M M 。
在图2所示相关曲线A 点（eu f M M /，1）和B 点（1，0.5）之间的曲线可用抛物线表达，由此抛物线确定的验算式为115.02≤--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-f eu f u M M M M V V这样，在弯矩和剪力共同作用下梁的承载力为当≤f M M / 1.0时 u V V ≤（6a ） 当5.0/≤u V V 时 eu M M ≤（6b ） 其他情况 0.1)15.0(2≤--+-f eu f u M M M M V V （6c ）f h A h h A M f f f )(222211+⋅= （7） 式中 M ，V ──梁的同一截面处同时产生的弯矩和剪力设计值；当V <0.5V u ，取V =0.5V u ；当M<M f ，取M=M f ；M f ——梁两翼缘所承担的弯矩设计值；A f1、h 1——较大翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离；A f2、h 2——较小翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离；M eu ，V u ──梁抗弯和抗剪承载力设计值。
4．考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋的设计当仅配置支承加劲肋不能满足式（6）的要求时，应在两侧成对配置中间横向加劲肋。
（1）腹板高厚比超过170y f /235（受压翼缘扭转受到约束时）或超过150yf /235（受压翼缘扭转未受到约束时）也可只设置横向加劲肋，其间距一般采用0)5.1~0.1(h a =。
（2）中间横向加劲肋 梁腹板在剪力作用下屈曲后以斜向张力场的形式继续承受剪力，梁的受力类似桁架，张力场的水平分力在相邻区格腹板之间传递和平衡，而竖向分力则由加劲肋承担，为此，横向加劲肋应按轴心压杆计算其在腹板平面外的稳定，其轴力为cr w u s t h V N τ0-= （8）若中间横向加劲肋还承受固定集中荷载F ，则F t h V N cr w u s +-=τ0 （9）（3）支座加劲肋 支座加劲肋除承受梁支座反力R 外，还承受张力场斜拉力的水平分力H t 。
200)/(1)(h a t h V H cr w a t +-=τ （10）H t 的作用点可取为距上翼缘h 0/4处（图3a ）。
图3 梁端构造为了增加抗弯能力，还应在梁外延的端部加设封头板。
可采用下列方法之一进行计算：①将封头板与支座加劲肋之间视为竖向压弯构件，简支于梁上下翼缘，计算其强度和稳定；②将支座加劲肋按承受支座反力R 的轴心压杆计算，封头板截面积则不小于)16/(30ef H h A t c =，式中e 为支座加劲肋与封头板的距离；f 为钢材强度设计值。
梁端构造还有另一方案：即缩小支座加劲肋和第一道中间加劲肋的距离a 1（图3b ），使范围内的8.0≤s λ，此种情况的支座加劲肋就不会受到H t 的作用。
二、型钢梁的设计型钢梁中应用最广泛的是工字钢和H 型钢。
型钢梁设计一般应满足强度、整体稳定和刚度的要求。
型钢梁腹板和翼缘的宽厚比都不太大，局部稳定常可得到保证，不需进行验算。
首先按抗弯强度（当梁的整体稳定有保证时）求出需要的截面模量)/(max f M W x nx γ= （11）由截面模量选择合适的型钢，然后验算其他项目。
由于型钢截面的翼缘和腹板厚度较大，不必验算局部稳定；端部无大的削弱时，也不必验算剪应力。
而局部压应力也只在有较大集中荷载或支座反力处才验算。
三、梁的拼接和连接1．梁的拼接梁的拼接分为工厂拼接和工地拼接两种。
由于钢材规格和现有钢材尺寸的限制，必须将钢材接长，这种拼接常在工厂中进行，称为工厂拼接。
由于运输或安装条件的限制，梁必须分段运输，然后在工地进行拼装连接，称为工地拼接。
型钢梁的拼接可采用对接焊缝连接（图4a ），但由于翼缘与腹板连接处不易焊透，故有时采用拼接板拼接（图4b ）。
拼接位置均宜设在弯矩较小处。
图4 型钢梁的拼接焊接组合梁的工厂拼接，翼缘和腹板的拼接位置最好错开并用直对接焊缝相连。
腹板的拼接焊缝与横向加劲肋之间至少应相距10w t （图5）。
对接焊缝施焊时宜加引弧板，并采用一级或二级焊缝，这样焊缝可与主体金属等强。
图5 组合梁的工厂拼接梁的工地拼接应使翼缘和腹板基本上在同一截面处断开，以便分段运输。
高大的梁在工地施焊时应将上、下翼缘的拼接边缘均做成向上开口的V 形坡口，以便俯焊（图6）。
有时将翼缘和腹板的接头略为错开一些（图6b ）。
图6 组合梁的工地拼接 图7 采用高强度螺栓的工地拼接较重要或受动力荷载的大型梁，其工地拼接宜采用高强度螺栓（图7）。
当梁拼接处的对接焊缝采用三级焊缝时，应对受拉区翼缘焊缝进行验算。
对用拼接板的接头，应按下列规定的内力进行计算的内力进行计算：翼缘拼接板及其连接所承受的内力1N 为翼缘板的最大承载力f A N fn ⋅=1 （12）式中 fn A ——被拼接的翼缘板净截面积。
腹板拼接板及其连接，主要承受梁截面上的全部剪力V ，以及按刚度分配到腹板上的弯矩I I M M w w /⋅=，式中w I 为腹板截面惯性矩；I 为整个梁截面的惯性矩。
2．次梁与主梁的连接次梁与主梁的连接型式有叠接和平接两种。
叠接将次梁直接搁在主梁上面，用螺栓或焊缝连接，构造简单，但需要的结构高度大，其使用常受到限制。
图8a 是次梁为简支梁时与主梁连接的构造，而图8b 是次梁为连续梁时与主梁连接的构造示例。
如次梁截面较大时，应另采取构造措施防止支承处截面的扭转。
图8 次梁与主梁的叠接平接（图9）是使次梁顶面与主梁相平或略高、略低于主梁顶面，从侧面与主梁的加劲肋或在腹板上专没的短角钢或支托相连接。
图9a 、b 、c 是次梁为简支梁时与主梁连接的构造，图8d 是次梁为连续梁时与主梁连接的构造。
平接虽构造复杂，但可降低结构高度，在实际工程中应用较广泛。
图9 次梁与主梁的平接四、组合梁的设计1．截面选择组合梁截面应满足强度、整体稳定、局部稳定和刚度的要求。
设计组合梁时，首先需要初步估计梁的截面高度、腹板厚度和翼缘尺寸。
（1）梁的截面高度确定梁的截面高度应考虑建筑高度、刚度和经济三个方面的要求。
.建筑高度是指梁的底面到铺板顶面之间的高度，通常由生产工艺和使用要求决定。
确定了建筑高度也就确定了梁的最大高度m ax h 。
刚度要求确定了梁的最小高度m in h 。
刚度条件要求梁在全部荷载标准值作用下的挠度v 不大于容许挠度[]T v 。
梁的经济高度，梁用钢量最少的高度。
经验公式为)mm (30073-=x e W h （13）式中x W 的单位为mm 3， e h 的单位为mm 。
实际采用的梁高，应介于建筑高度和最小高度之间，并接近经济高度。
梁的腹板高度w h 可稍小于梁的高度，一般取腹板高度w h 为50mm 的倍数。
（2）腹板厚度腹板厚度应满足抗剪强度的要求。
初选截面时，可近似的假定最大剪应力为腹板平均剪应力的1.2倍，根据腹板的抗剪强度计算公式vw w f h V t m ax 2.1≥ （14） 由式（14）确定的w t 值往往偏小。
为了考虑局部稳定和构造等因素，腹板厚度一般用下列经验公式进行估算5.3ww h t = （15）式（15）中，w t 和w h 的单位均为mm 。
实际采用的腹板厚度应考虑钢板的现有规格，一般为2mm 的倍数。
对于非吊车梁，腹板厚度取值宜比式（15）的计算值略小；对考虑腹板屈曲后强度的梁，腹板厚度可更小，但腹板高厚比不宜超过250y f /235。
（3）翼缘尺寸图10 组合梁截面已知腹板尺寸，可求得需要的翼缘截面积f A 。
已知 2221212130h W h A h t I x f w x =⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 由此得每个翼缘的面积2132161h h t h h W A w w x f -= 近似取01h h h ≈≈，则翼缘面积为061h t h W A w w x f -= （16） 翼缘板的宽度通常为1b ＝（1/6~l/2.5）h ，厚度t ＝f A /1b 。
翼缘板常用单层板做成，当厚度过大时，可采用双层板。
确定翼缘板的尺寸时，应注意满足局部稳定要求，使受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t之比b /t ≤15y f /235（弹性设计）或13y f /235（考虑塑性发展）。
