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1、钢结构钢结构考前辅导考前辅导本文由 liuyikg 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。钢结构考前辅导 钢结构复习要点 例题, 例题,考题详解第 1 章绪论 章绪论钢结构的特点 (1)材料强度高,塑,韧性好,钢材质量 材料强度高, 韧性好, 材料强度高 相对) 轻(相对) (2)材质均匀 材质均匀 钢材内部组织较接近于匀质和各向同性 接近于匀质和各向同性 体,实际受力和根据力学情况计算的结果 相吻合. (3)制造简便,工期短 制造简便, 制造简便(4)可焊性,密封性好 可焊性, 可焊性缺点: 缺点: (1)耐腐蚀性差 耐腐蚀性差在潮湿
2、和有腐蚀性介质的环境中,纲结构 耐腐蚀性差 容易锈蚀,要选用耐大气腐蚀的耐侯钢材,注意油漆防护,增 加了维护费用. (2)耐热不耐高温 耐热不耐高温当钢材受热温度在 200以内时.其主 耐热不耐高温 要性能变化很小,具有较好的耐热性能.但是,当温度在 600 以上时,其承载力几乎完全丧失.必须有隔热或采用防火涂料 等防护措施 (3)低温脆断 要高度重视 低温脆断 (4)变形较大(不利安装) 变形较大( 变形较大 不利安装)钢结构的应用 大跨钢结构 大跨度钢屋架 网架,网壳结构 ,悬索结构,拱架结构,桥梁 结构 结构跨度越大,自重在荷载中所占的比例就越大,减轻结构的 自重会带来明显的经济效益.
3、高层建筑 高耸建筑 轻型钢结构 容器和其他构筑物 概率极限状态设计法 传统容许应力法(安全系数法 57 年以前 年以前) (一)传统容许应力法(安全系数法 年以前) 多系数半概率法( 年旧规范 年旧规范) (二)多系数半概率法(74 年旧规范) (三)一次二阶矩概率极限状态设计法(分项系数法) 一次二阶矩概率极限状态设计法(分项系数法) 全概率极限状态设计法(发展方向) (四)全概率极限状态设计法(发展方向)结构设计准则-结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构 结构设计准则 (包括连接)由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值. 安全性-结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现
4、的各种荷载,外加变 安全性 形等的作用,在偶然事件发生后,能保证整体稳定性,不致倒塌. 适用性-结构在正常使用荷载下,应具有良好的工作性能.如不发生影响结 适用性 构正常使用的过大的变形等. 耐久性-结构在正常维护下,随时间变化仍能满足预定功能要求,如锈蚀而 耐久性 影响寿命等. 安全度-度量安全性的指标. 安全度 可靠性-指结构在规定时间(设计基准期,一般 50 年)内,规定条件(正常 可靠性 设计,正常施工,正常使用和正常维护)下,完成预定功能的能力. 可靠度-可靠度():结构在预定时间内,在规定条件下,完成预定功能 可靠度 的概率,是度量结构可靠性的指标. 可靠概率-可靠概率(Ps ):
5、结构能够完成预定功能的概率. 可靠概率 失效概率-失效概率(Pf):结构不能完成预定功能的概率. 失效概率 可靠概率与失效概率的关系:Ps + Pf =1 可靠概率与失效概率的关系作用效应-作用效应(S):结构上的作用引起的结构或其构件的内力和变形. 作用效应 结构抗力-结构抗力(R):结构或构件承受内力和变形的能力. 结构抗力 极限状态方程:Z=R-S=0 功能函数:Z=g(R,S)=R-S 极限状态方程 功能函数 承载力极限状态(第一极限状态) 承载力极限状态(第一极限状态)-结构或构件达到最大承载力(如强度,稳定,疲劳) 或达到不适于继续承载的变形(如塑性变形)时的极限状态. 正常使用极
6、限状态(第二极限状态) 正常使用极限状态(第二极限状态)-结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极 限状态. 荷载标准值-建筑结构在设计基准期内在正常情况下有可能出现的最大荷载值. 荷载标准值 荷载设计值-标准值乘以荷载分项系数. 荷载设计值 极限状态设计法公式(简单荷载情况) 极限状态设计法公式(简单荷载情况) ( + 0 G Gk Q1Q1k+ Qii=2n ciQik)fd( .3.13 1 ) ( + n o G Gk i=1 Qi ciQik)fd(1.3.14)v = vGk + vQ1k + ci vQik vi=2n(1.3.16)第 2 章 材料 章第一节 钢材的力学性能一
7、,强度 屈服强度 fy-设计标准值(设计时可达的最大应力); -设计标准值 屈服强度 -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 抗拉强度 -钢材的最大应力强度, 为钢材的强度 -钢材的最大应力强度 安全储备系数. 安全储备系数. 理想弹塑性-工程设计时将钢材的力学性能, -工程设计时将钢材的力学性能 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 二,塑性-材料发生塑性变形而不断裂的性质 重要指标-好坏决定结构安全可靠度,内力重分布, -好坏决定结构安全可靠度 重要指标-好坏决
8、定结构安全可靠度,内力重分布,保 证塑性破坏,避免脆性破坏. 证塑性破坏,避免脆性破坏. 用伸长率衡量三,韧性-钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力,用于表 韧性-钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力, -钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力 征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力, 征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力,动力指 是强度与塑性的综合表现. 标,是强度与塑性的综合表现. 用冲击韧性衡量,分常温与负温要求. 用冲击韧性衡量,分常温与负温要求. 冷弯性能-钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力. -钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力 四,冷弯性能-钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力. 是判别钢材塑性及冶金质量
9、的综合指标. 是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标. 可焊性- -钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的 五,可焊性-钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的 抵抗能力, 抵抗能力,以及焊接后具备良好性能的指 标.通过焊接工艺试验进行评定第二节 钢结构的破坏形式塑性破坏与脆性破坏 影响因素-化学成分,冶金质量,温度,冷作硬化, 影响因素-化学成分,冶金质量,温度,冷作硬化, -化学成分 时效,应力集中,复杂应力. 时效,应力集中,复杂应力.第 3 节 钢材性能的影响因素 节一,化学成分-C,S,P,Mn,Si 化学成分- Mn, 二,冶金与轧制 三,时效 温度-正温与负温,热塑现象, 四,温度-正
10、温与负温,热塑现象,冷脆现 象 五,冷作硬化 应力集中与残余应力- 六,应力集中与残余应力-残余应力的概念 以及它的影响. 以及它的影响. 复杂应力状态-强度理论,同号应力, 七,复杂应力状态-强度理论,同号应力, 异号应力. 异号应力.钢材的品种, 第五节 钢材的品种,牌号与选择品种-炭素钢 Q235;低合金钢 Q345,Q390, 品种-炭素钢 Q235;低合金钢 Q345,Q390,Q420 Q235 Q345 牌号的表示方法- 屈服强度值,质量等级( 牌号的表示方法-Q,屈服强度值,质量等级(碳 素钢 AD 低合金钢 AE AD, AE) 冶金脱氧方法( 素钢 AD,低合金钢 AE),
11、冶金脱氧方法(F,b,Z, TZ) TZ) 影响选择的因素 结构的重要性(结构的安全等级分一级(重要), 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( ),三级 ),荷载情况 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 ),连接方法 不能用于焊接结构), 静荷载),连接方法(Q235A 不能用于焊接结构), 环境温度. 环境温度.第 3 章 钢结构的连接 章第 1 节 钢结构的连接方法与特点 节焊接连接-对接焊缝, 焊接连接-对接焊缝,角焊缝 螺栓连接-普通螺栓, 螺栓连接-普通螺栓,高强螺栓 铆钉连接-已
12、基本被高强螺栓代替. 铆钉连接-已基本被高强螺栓代替.第 2 节 焊缝连接 节一,焊接特性 1,焊接方法-电弧焊(手工,自动埋弧以及气体保护焊), ,焊接方法-电弧焊(手工,自动埋弧以及气体保护焊), 电阻焊和气焊. 电阻焊和气焊. 2,特点-省材,方便,适用强;热影响区变脆,残余应力 ,特点-省材,方便,适用强;热影响区变脆, 与变形,质量变动大. 与变形,质量变动大. 3,焊缝缺陷-裂纹,气孔,未焊透,夹渣,烧穿等. ,焊缝缺陷-裂纹,气孔,未焊透,夹渣,烧穿等.4,焊接形式 , 按焊件相对位置-平接(对接),搭接以及垂直连接. ),搭接以及垂直连接 按焊件相对位置-平接(对接),搭接以及
13、垂直连接. 按施焊位置-俯焊(平焊),横焊,立焊以及仰焊. ),横焊 按施焊位置-俯焊(平焊),横焊,立焊以及仰焊. 按截面构造- 按截面构造-对接焊缝及角焊缝第 3 节 对接焊缝的构造与计算 节一,构造 破口形式- 单边 V 双边 V 型及 X 破口形式-I 型,单边V 型,双边 V 型,U 型,K 型及 X 型. 引,落弧板 变厚度与变宽度的连接- 斜面. 变厚度与变宽度的连接-1:4 斜面. 质量等级与强度-一级综合性能与母材相同; 质量等级与强度-一级综合性能与母材相同; 二级强度与母材相同; 二级强度与母材相同; 三级折减强度 计算-同构件. -同构件 二,计算-同构件.第 4 节
14、角焊缝的构造与计算 节一,构造角焊缝分直角与斜角(锐角与钝角)两种截面. 角焊缝分直角与斜角(锐角与钝角)两种截面. 直角型又分普通,平坡,深熔型(凹面型);直角型又分普通,平坡,深熔型(凹面型); 板件厚度悬殊时角焊缝设计及边缘焊缝(P56, 3.21) 板件厚度悬殊时角焊缝设计及边缘焊缝(P56,图 3.21) 二,受力特性 正面焊缝应力状态复杂,但内力分布均匀,承载力高; 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. 侧面焊缝应力状态简单,但内力分布不均,承载力低. 破坏为 45 喉部截面,设计时忽略余高. 破坏为 45o 喉部截面,
15、设计时忽略余高. 三,角焊缝的计算 f f + ( f )2 f fw 2M = f6M 2 mhelwN f fw 2 helwT = fT r T r = IP Ix +I yf =N f f fw 2 helwf =第 5 节 普通螺栓连接 节一,连接性能与构造 受剪连接的破坏形式-板端冲剪,螺杆受弯,螺杆剪切, -板端冲剪 受剪连接的破坏形式-板端冲剪,螺杆受弯,螺杆剪切, 孔壁挤压,板件净截面(直线,折线).构造满足前两种, 孔壁挤压,板件净截面(直线,折线).构造满足前两种, ).构造满足前两种 t5d). (e2do;t5d). 受剪连接受力方向螺栓受力不均,一定长度时需折减.
16、受剪连接受力方向螺栓受力不均,一定长度时需折减. 受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限. 受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限. 施工及受力要求,螺栓有排布距离要求(栓距,线距,边距, 施工及受力要求,螺栓有排布距离要求(栓距,线距,边距, 端距). 端距). 分精制( 及粗制( 不能用于主要受力连接) 分精制(A,B 级)及粗制(C 级,不能用于主要受力连接) 二,计算 1,单个连接承载力 ,受剪连接 d 2 b b b b N min = min(NV , N cb ) N cb = d t f cb 抗剪与承压: NV = nV 抗剪与承压: fV 4,受拉连接N =b Vd e24ftb2 2,拉剪共同作用 2,螺栓群连接计算 , ,轴力或剪力作用NV N t b + b 1 N N V t n= N V ;n = b b N
