(完整版)钢结构设计原理复习总结
钢结构知识点总结

钢结构知识点总结一、钢结构定义和优势1、钢结构是指由钢材制成的框架结构,可以用于各种建筑和工程中。
2、钢结构的优势包括高强度、轻质、抗震性好、施工速度快、可重复利用等特点。
二、钢结构材料1、常用的钢结构材料包括碳素钢、合金钢、不锈钢等。
2、不同的钢材具有不同的力学性能,可以根据具体的工程要求选择合适的材料。
三、钢结构的设计1、钢结构的设计要根据建筑的用途、荷载要求、施工条件等因素进行综合考虑。
2、设计中需要考虑结构的刚度、稳定性、承载能力等因素,以确保结构安全可靠。
四、钢结构的制造和施工1、钢结构的制造需要先加工成型,然后进行焊接和装配。
2、钢结构的施工需要考虑安全、精度和效率,通常采用现场焊接和组装的方式进行。
五、钢结构的连接1、钢结构的连接包括焊接、螺栓连接、铆接等方式,需要选择合适的连接方式来满足工程要求。
2、连接的质量对结构的安全性和稳定性有重要影响,需要进行严格控制和检测。
六、钢结构的防腐1、钢结构容易受到腐蚀的影响,需要进行防腐处理以延长使用寿命。
2、常用的防腐方法包括喷涂、镀锌、涂层等,需要根据具体环境条件进行选择。
七、钢结构的维护和保养1、钢结构需要定期进行维护和保养,以确保结构的正常运行和安全稳定。
2、维护和保养包括清洁、润滑、检查等工作,需要由专业人员进行操作。
八、钢结构的应用领域1、钢结构广泛应用于工业厂房、桥梁、船舶、石油化工设施等领域。
2、钢结构的应用可以提高建筑的安全性和稳定性,同时可以降低建筑的成本和施工周期。
九、钢结构的发展趋势1、随着技术的不断进步,钢结构的设计和施工工艺会不断改进,提高结构的安全性和可靠性。
2、钢结构的节能环保特性将会更受重视,未来可能会广泛应用于新型建筑和工程中。
综上所述,钢结构作为一种重要的建筑结构形式,具有许多优势和特点,广泛应用于各种建筑和工程中。
钢结构的设计、制造、施工、连接、防腐、维护和应用都需要专业知识和技能,希望本文的知识点总结对您有所帮助。
注册结构考试钢结构设计原理知识点汇总

螺栓净截面断裂,采用强度设计值f
轴心受压稳定性计算
(须先判定截面不局部屈曲)
实腹式构件
长细比
截面型心与剪心重合(十、等宽工)1弯曲屈曲2扭转屈曲
单轴对称构件
1非对称主轴弯曲2对称轴弯扭屈曲
等边单角钢跟两主轴弯曲计算长度有关,l0相等时,按7.2.2计算
紧固件连接
普通螺栓1抗剪(与承压取小值)2抗拉3剪力与轴力螺栓或者铆钉数量的调整p121
高强螺栓摩擦型1抗剪2抗拉3剪力与外拉力p119高强螺栓承压型p120螺栓承载力的折减11.4.5 p121
阶形柱
1下端柱μ2(单阶柱p92;双阶柱p94);
柱上端与横梁铰接按附录E.0.3(p255)×表8.3.3系数
上端柱
μ1=μ2/η1p94
与桁架型横梁刚接按附录E.0.4(p257)×表8.3.3折减系数
柱上端与实腹式梁刚接按P93公式计算,有限值
平面外
平面外的计算长度取面外支撑点之间的距离
压弯构件的局部屈曲和屈曲后强度
V1508827970可加好友可咨询
结构分析
内力分析的选择
一阶弹性分析
二阶效应系数θmax≤0.1采用一阶弹性分析P30
二阶p-△弹性分析
0.1<θmax≤0.25宜采用二阶或者直接分析P30
直接分析
θmax>0.25增大结构侧移刚度或采用直接分析P30
二阶p-△效应
无支撑框架结构杆端弯矩P34弯矩增大系数>1.33,增大结构侧移刚度
P41计算太难,往后做
局部
稳定性
腹板的稳定性
h0/tw≤80εk局部压力宜按构造配置横向(竖向)加劲肋P42 P47
钢结构设计总结

钢结构设计总结1. 引言钢结构是一种常见的结构形式,具有高强度、轻质、可塑性好等优点,广泛应用于建筑、桥梁、塔吊等领域。
在钢结构设计过程中,需要考虑结构的承载能力、稳定性、可靠性等因素,以确保结构的安全和耐用性。
本文将对钢结构设计的要点进行总结,并讨论一些常见的设计问题和注意事项。
2. 钢结构设计要点2.1 承载能力计算钢结构的承载能力计算是设计的核心内容之一。
常用的计算方法有强度设计法和极限状态设计法。
强度设计法主要通过确定截面的强度来计算结构的承载能力,而极限状态设计法则考虑结构在特定荷载作用下的极限状态,确定结构的最不利组合荷载。
在承载能力计算过程中,还需要考虑材料的强度及截面的形状和尺寸等因素。
2.2 稳定性设计钢结构的稳定性设计是保证结构在荷载作用下不失稳的重要环节。
常见的稳定性失效模式包括弯曲失稳、屈曲失稳和局部失稳等。
稳定性设计需要考虑结构的分担比、稳定系数和有效长度等参数,以确保结构在工作状态下的稳定性。
2.3 连接设计钢结构的连接设计是结构设计的关键环节之一。
连接的设计应考虑结构的受力特点、材料的强度和工作状态等因素。
常见的连接形式包括焊接、螺栓连接和铆接等。
在连接设计中,需要注意连接的刚度和强度,以确保连接部位的可靠性和耐久性。
2.4 防腐设计钢结构在使用过程中容易受到腐蚀的影响,因此防腐设计是保证结构寿命和可靠性的重要措施之一。
常见的防腐方法包括涂层防腐、热浸镀锌和电镀等。
在防腐设计中,需要考虑结构的环境条件、涂层的选择和施工质量等因素。
3. 常见设计问题和注意事项3.1 悬挑结构设计钢结构中的悬挑结构常见于建筑和桥梁等工程中。
在悬挑结构的设计中,需要考虑结构的自重和预制荷载,以及挂点、支座和悬挂绳索的选择等因素。
此外,还需要进行悬挑结构的稳定性分析,避免结构失稳。
3.2 柱设计钢结构中的柱承受着竖向荷载的传递和水平荷载的抗倾覆作用。
在柱的设计中,需要考虑柱的强度和稳定性,并合理选择柱截面的形状和尺寸。
钢结构设计 总复习

钢结构设计总复习一、名词解释1、结构的极限状态——当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态为该功能的极限状态。
2、结构的可靠度——结构在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的概率。
3、钢结构的疲劳断裂——是裂纹在连续重复荷载作用下不断扩展以至断裂的脆性破坏,塑性变形极小,破坏前没有明显破坏预兆,危险性较大。
4、应力循环——连续重复荷载之下应力从最大到最小重复一周叫做一个循环。
5、疲劳寿命——指在连续反复荷载作用下应力的循环次数,一般用n表示。
6、塑性——指钢材在应力超过屈服点后,能产生显著的残余变形(塑性变形)而不立即断裂的性质。
7、韧性——指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,是衡量钢材抵抗动力荷载能力的指标,它是强度和塑性的综合表现,是判断钢材在动力荷载作用下是否出现脆性破坏的重要指标之一。
8、可焊性——指在一定的焊接工艺和结构条件下,不因焊接而对钢材材性产生较大的有害影响。
9、冷弯性能——指钢材在常温下加工发生塑性变形时,对产生裂纹的抵抗能力,用冷弯试验来检验。
10、时效硬化——指钢材随时间的增长,钢材强度(屈服点和抗拉强度)提高,塑性降低、特别是冲击韧性大大降低的现象。
11、冷作硬化——指当钢材冷加工(剪、冲、拉弯等)超过其弹性极限卸载后,出现残余塑性变形,再次加载时弹性极限(或屈服点)提高的现象。
12、角焊缝的有效厚度he——平分角焊缝夹角α的截面称为角焊缝的有效截面,破坏往往从这个截面发生。
有效截面的高度(不考虑焊缝余高)称为角焊缝的有效厚度he13、压弯构件——既承受轴压力又承受弯矩的构件,广泛地使用于刚架柱中。
14、梁的弯曲扭转屈曲——如果在梁的侧向没有足够有效的支承,当梁承受的横向荷载或弯矩达到某一数值时,梁会突然发生侧向弯曲(绕截面弱轴弯曲)同时伴有绕纵轴的扭转,梁丧失了继续承载的能力,这一现象称为梁的弯曲扭转屈曲(简称弯扭屈曲)或称梁丧失了整体稳定。
钢结构设计重点内容总结

第一章重点内容1、平面结构和空间结构的受力特征与差异。
刚性结构和柔性结构的特征与差异。
2、平面结构主要介绍梁、刚架(框架)和拱三类。
张弦梁:受理机理、构造特点。
拱:构造特点、拱脚水平推力处理、内力计算、合理拱轴线、平面内和平面外的稳定性。
重型桁架:理解为何要考虑按照刚接节点计算内力和应力(因为焊接连接实际更接近于刚接,传递的弯矩引起轴向应力较大,不容忽视)。
3、空间结构主要介绍网架、网壳、悬索(索膜)、张拉整体结构、箱式模块化结构。
要求掌握悬索(索膜)结构的构造特点和类型,理解张拉整体结构的概念,了解箱式模块化结构的特点和不同高度模块化建筑的基本结构形式。
第二章重点内容1、重型工业厂房的基本结构布置原则。
2、屋盖支撑(各项支撑布置位置、作用)。
3、屋架的主要荷载、基本内力计算与组合、杆件计算长度取值。
4、屋架典型节点的构造、计算方法。
5、厂房框架柱的截面选择、计算长度系数。
柱间支撑布置原则、基本构造、计算简图。
第三章重点内容1、门式刚架结构基本结构组成,重点是屋盖支撑和柱间支撑布置原则。
2、门式刚架设计、计算基本过程。
3、门式刚架柱、斜梁的强度、稳定性计算方法(考虑屈曲后强度利用有效截面)。
第四章重点内容1、网架的基本型式(看到图片能说出型式名称,熟悉受力特点和适用范围)。
2、网架内力计算方法(包括温度和地震作用下的内力计算方法)。
3、节点构造和设计方法(重点是焊接球节点和螺栓球节点;支座节点清楚各种类型支座节点名称,能约束什么位移,能释放什么位移)4、网架安装方法(熟悉各种安装方法名称、操作方法、特点、适用范围)。
第五章重点内容1、网壳结构的基本型式(重点是圆柱面和球面网壳的型式名称,熟悉受力特点和适用范围)。
2、网壳基本受力特性。
3、网壳稳定性(失稳形式、稳定性影响因素)。
4、网壳基本内力计算方法。
5、网壳节点(重点是焊接球节点和螺栓球节点设计方法;支座节点清楚各种类型支座节点名称,能约束什么位移,能释放什么位移)。
钢结构复习资料

钢结构复习资料钢结构是现代建筑中广泛应用的一种结构形式,具有强度高、自重轻、施工速度快等诸多优点。
为了更好地掌握钢结构的相关知识,以下是对钢结构的全面复习资料。
一、钢结构的特点和应用钢结构的特点十分显著。
首先,它的强度高,能够承受较大的荷载,适用于大跨度和高层建筑。
其次,钢结构的自重相对较轻,这意味着在基础设计和运输安装方面可以节省成本和降低难度。
再者,钢结构的塑性和韧性良好,在受到外力作用时能够有较好的变形能力,从而提高结构的抗震性能。
钢结构在许多领域都有广泛的应用。
在工业建筑中,如厂房、仓库等,钢结构因其大跨度和灵活的空间布局而备受青睐。
在民用建筑领域,高层建筑和大型公共建筑如体育馆、展览馆等也常采用钢结构。
此外,桥梁工程中钢结构的应用也越来越多,如斜拉桥、悬索桥等。
二、钢结构的材料钢结构所使用的材料主要是钢材。
钢材的种类繁多,常见的有碳素结构钢、低合金高强度结构钢等。
碳素结构钢根据屈服强度的不同分为几个等级,如 Q235 钢等。
低合金高强度结构钢则通过添加少量的合金元素,提高了钢材的强度和综合性能。
钢材的性能指标包括强度、塑性、韧性、冷弯性能和可焊性等。
强度是钢材最重要的性能指标之一,通常用屈服强度和抗拉强度来表示。
塑性通过伸长率和断面收缩率来衡量,反映了钢材在破坏前的变形能力。
韧性则表示钢材抵抗冲击荷载的能力。
冷弯性能可以检验钢材在常温下的弯曲变形能力,也是衡量钢材质量的一个重要指标。
可焊性则关系到钢结构的连接质量。
三、钢结构的连接钢结构的连接方式主要有焊接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊接连接是钢结构中最常用的连接方式之一。
它具有不削弱构件截面、构造简单、节省钢材等优点。
但焊接过程中容易产生焊接残余应力和焊接变形,需要采取相应的措施进行控制。
螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。
普通螺栓连接施工简单,但连接强度相对较低。
高强度螺栓连接具有强度高、连接可靠等优点,但施工要求较为严格。
铆钉连接在钢结构中的应用相对较少,因为其施工复杂、劳动强度大。
钢结构复习知识点总结
钢结构复习知识点总结1.钢结构是用钢板和各种钢型,如角钢,工字钢,槽钢,钢管和薄壁型钢等制成的结构,在钢结构制造厂中加工制造,运到现场进行安装。
2.钢结构的特点有:(1)自重轻而承载力大(2)钢材接近于匀质等向体(3)塑性和韧性好(4)有良好的焊接性能(5)有不渗透的特性(6)耐腐蚀性差(7)制造工厂化,施工装配化(8)耐热性能好,防火性能差3.钢材具有低温脆性,高温软化的性能。
4.钢结构适合应用在以下范围:(1)重型工业厂房(2)大跨度结构(3)高耸结构和高层建筑(4)受动力荷载作用的结构(5)可拆卸和移动的结构(6)容器和管道(7)轻型钢结构(8)其他建筑物5.钢结构适用于高,大,重型和轻型结构6.结构的可靠性是指结构在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的概率,是结构安全性,适用性和耐久性的槪称,用来度量结构可靠性的指标称可靠指标。
7.根据结构或构件能否满足预定功能的要求来确定它们的极限状态,一般有两种,即承载力极限状态(构建和连接的强度破坏,疲劳破坏和因过度变形不适于继续承载,结构和构建丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆等)和正常使用极限状态(影响结构,构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的变形,影响正常使用或耐久性能的局部损坏等)8.结构或构件的承载力(又称抗力)为R,它取决于材料的强度和构件的截面面积刚度等几何因素。
9.作用是荷载,温度变化,基础不均匀沉降和地震等的统称,它对结构或构件产生的效应是同时施加于结构或构件的若干种作用分别引起结构或构件中产生的内力,这些内力的总和称为作用效应,一般称为荷载效应,用S来表示。
10.极限状态方程式:Z=g(R,S)=R-S=0;(当R>S时,结构或构件处于可靠状态;当R<S时,结构或构件处于失效状态;当R=S时,结构或构件处于极限状态)在实际中,绝大数的Z值大于零(R>S)。
11.结构或构件的失效概率和可靠概率的和为。
钢结构课程设计总结
钢结构课程设计总结一、引言钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁和其他工程领域的结构形式。
在钢结构课程设计中,我们通过学习和实践,掌握了钢结构的基本原理、设计方法和施工流程。
本文将对我们在课程设计中的学习和经验进行总结,以期对今后的学习和实践有所启示。
二、课程设计内容在钢结构课程设计中,我们主要学习了以下内容:1. 钢结构的基本原理:学习了钢材的力学性质、钢结构的荷载计算原理以及钢结构的稳定性分析等。
通过理论学习和案例分析,我们对钢结构的工作原理有了更深入的了解。
2. 钢结构的设计方法:学习了钢结构的构件设计原则、连接设计原则以及整体结构的设计原则。
通过实例分析和软件辅助设计,我们掌握了如何进行钢结构的设计,并能够根据不同的项目需求进行合理的设计选择。
3. 钢结构的施工流程:学习了钢结构的预制与安装工艺、施工组织与管理以及施工质量控制等。
通过参观工地和实地考察,我们对钢结构的施工过程有了更直观的认识,并了解了如何确保施工质量和安全。
三、课程设计经验在钢结构课程设计中,我们积累了一些宝贵的经验,总结如下:1. 理论与实践相结合:钢结构设计是一门实践性很强的学科,理论知识只是基础,要通过实践来加深理解。
在课程设计中,我们注重理论与实践相结合,通过实际操作和案例分析,将理论知识应用到实际问题中。
2. 团队合作:钢结构设计是一个复杂的工程,需要多个专业的人员共同合作完成。
在课程设计中,我们分工合作,每个人负责不同的任务,通过协作和沟通,最终完成了高质量的设计方案。
3. 注重细节和安全:在钢结构设计中,细节决定质量,安全是首要考虑的因素。
我们注重每一个细节的设计和施工,保证结构的安全可靠。
同时,我们也关注施工过程中的安全问题,制定了详细的安全措施,确保施工人员的安全。
4. 不断学习和创新:钢结构领域的知识更新很快,我们要不断学习和跟进最新的设计理念和技术。
在课程设计中,我们积极探索和尝试新的设计方法和技术手段,提高设计效率和质量。
钢结构设计原理期末总结(第一章、第二章)
钢结构设计原理期末总结(第一章、第二章)Chapter1绪论1.钢结构的优缺点a.优点:(1)轻质高强——(2)质地均匀,各向同性——①塑性韧性好→③抗震性能好——②计算与实际相符,安全可靠度高(3)工业化程度高——工期短(4)具有可焊性——封闭性能好(5)250℃内钢材性质变化很小——耐热性较好(6)易加固维修,拆卸或改建——经济,绿色,环保b.缺点:(1)造价相对昂贵(2)耐锈蚀性差(3)耐火性差(4)压力与弯矩等作用下存在构件局部与结构整体失稳问题(5)低温下易脆断2.钢结构用于土木工程时的主要结构形式(1)重型工业厂房(2)高层房屋建筑(3)大跨度结构(4)高耸结构(5)板壳结构(6)移动性结构3.各种钢结构形式中组成构件的分类Chapter2钢结构材料1.钢结构对钢材的要求Ⅰ钢材力学性能(机械性能)的要求a.有较高的强度——①屈服强度f y高→减小构件截面尺寸,节约钢材,降低造价——②抗拉强度f u高→增加结构的安全储备b.塑性好——避免脆性破坏,提高构件延性,提高抗震能力c.冲击韧性好——提高结构抗动力荷载的能力,避免裂纹和脆性断裂d.冷加工性能好——保证钢材加工过程中不发生裂纹或脆断Ⅱ其它性能要求a.可焊性好——①施工可焊性→焊缝金属和近缝区钢材不发生裂纹②使用可焊性→焊缝和焊接热影响区的力学性能不低于母材的力学性能b.耐久性好——钢结构的使用寿命2.钢材的工作性能及相应的评定指标和试验确定Ⅰ单向均匀受拉的静力拉伸试验应力应变曲线a.弹性阶段b.屈服阶段c.强化阶段d.颈缩阶段Ⅱ钢材的主要工作性能——评定指标a.强度——①屈服强度f y→设计时钢材可达到的最大应力,即强度标准值——②抗拉强度f u→钢材破坏前所能承受的最大应力——③强屈比f u/f y≥1.2→钢材强度储备系数b.塑性——概念:指应力超过屈服点后,试件产生明显的残余塑性变形而不断裂的性质——①伸长率δ=(l-l0)/l0→表示钢材断裂前发生塑性变形的能力,愈大塑性愈好——②断面收缩率ψ=(A0-A)/A0→表示试件颈缩区横断面面积在断裂前后的相对减缩c.冲击韧性——概念:指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量与抵抗冲击荷载的能力d.冷弯性能——概念:指钢材在冷加工(常温加工)时,对产生裂缝的抵抗能力e.可焊性——概念:指钢材经过焊接能够获得良好的焊接接头的性能f.耐久性——概念:耐腐蚀性,抗疲劳性和耐时效性g.Z向伸缩率——概念:当钢材较厚或承受沿厚度方向的拉力时,所要求的沿板厚方向的收缩率——防止沿厚度方向的分层与撕裂3.应力比、应力幅、应力循环次数的概念及相互关系Ⅰ相关概念a.应力比ρ=σmin/σmax——指反复荷载引起的应力循环中绝对值最小的峰值应力σmin与绝对值最大的峰值应力σmax的比值。
钢结构复习资料
钢结构复习资料一、钢结构概述1、钢结构是指用钢材料组成的结构,主要指以钢材为主,由钢柱、钢梁、钢架等构件组成的结构。
2、钢结构的特点:强度高、自重轻、构造精密、安装方便、耐久性好。
3、钢结构的应用范围:主要用于大型厂房、场馆、超高层建筑、桥梁、高速公路等。
二、钢结构的材料1、钢材的种类:碳素钢、合金钢。
2、钢材的力学性能:抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性。
3、钢材的工艺性能:可焊性、可加工性。
4、钢材的质量控制:化学成分分析、力学性能试验、金相组织检验。
三、钢结构的设计与计算1、结构设计的基本原则:安全、适用、经济、美观。
2、结构设计的内容:荷载分析、结构计算、节点设计。
3、结构设计的基本步骤:方案设计→初步设计→详细设计→施工图设计。
4、结构分析方法:力法、位移法、能量法。
5、节点设计方法:焊接节点、螺栓连接节点、铆钉连接节点。
四、钢结构的制造与安装1、钢结构制造的基本步骤:材料准备→加工制作→焊接→检验。
2、钢结构安装的基本步骤:基础准备→构件吊装→连接固定→调整验收。
3、钢结构施工质量控制:原材料质量、加工精度、焊接质量、安装精度。
4、钢结构施工安全控制:高处作业安全、吊装作业安全、焊接作业安全。
五、钢结构的维护与检修1、钢结构防腐措施:涂装防腐涂料、阴极保护等。
2、钢结构防火措施:喷涂防火涂料、空心钢填充珍珠岩等。
3、钢结构检修周期:一般每年一次,重要结构每年至少两次。
钢结构设计原理复习资料一、钢结构设计的基本原则1、安全性原则:钢结构设计应始终以安全为首要考虑因素,确保结构在正常运营状态下不出现危险情况,即使在突发事件发生时也能保持一定的稳定性。
2、经济性原则:在满足安全性和功能性的前提下,钢结构设计应尽可能地降低成本,提高经济效益。
3、功能性原则:钢结构设计应满足建筑物的使用功能和业主的需求,确保结构在使用过程中具有良好的工作性能。
4、环保性原则:钢结构设计应尽量减少对环境的影响,采用环保材料和节能技术,降低能耗和碳排放。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
钢结构的特点:1.钢材强度高、塑性和韧性好2.钢结构的重量轻3.材质均匀,和力学计算的假定比较符合4.钢结构制作简便,施工工期短5.钢结构密闭性好6.钢结构耐腐蚀性差7.钢材耐热但不耐火8.钢结构可能发生脆性断裂钢结构的破坏形式钢材有两种性质完全不同的破坏形式,即塑性破坏和脆性破坏。
钢结构所用材料虽然有较高的塑性和韧性,但一般也存在发生塑性破坏的可能,在一定条件下,也具有脆性破坏的可能。
塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度fu 后才发生。
破坏前构件产生较大的塑性变形,断裂后的断口呈纤维状,色泽发暗。
在塑性破坏前,构件发生较大的塑性变形,且变形持续的时间较长,容易及时被发现而采取补救措施,不致引起严重后果。
另外,塑性变形后出现内里重分布,使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀,因而提高了结构的承载能力。
构件应力超过屈服点,并且达到抗拉极限强度后,构件产生明显的变形并断裂。
常温及静态荷载作用下,一般为塑性破坏。
破坏时构件有明显的颈缩现象。
常为杯形,呈纤维状,色泽发暗。
在破坏前有很明显的变形,并有较长的变形持续时间,便于发现和补救。
脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点fy ,断裂从应力集中处开始。
冶金和机械加工过程中产生的缺陷,特别是缺口和裂缝,常是断裂的发源地。
破坏前没有任 何预兆,破坏时突然发生的,断口平直并呈有光泽的晶粒状。
由于脆性破坏前没有明显的预兆,无法及时察觉和采取补救措施,而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁,后果严重,损失较大,因此,在设计,施工和使用过程中,应特别注意防止钢结构的脆性破坏。
在破坏前无明显变形,平均应力也小(一般都小于屈服点),没有任何预兆。
局部高峰值应力可能使材料局部拉断形成裂纹;冲击振动荷载;低温状态等可导致脆性破坏。
平直和呈有光泽的晶粒。
突然发生的,危险性大,应尽量避免。
低碳钢的应力应变曲线:1.弹性阶段:OA 段:纯弹性阶段εσE = A 点对应应力:p σ(比例极限)AB 段:有一定的塑性变形,但整个OB 段卸载时0=ε B 点对应应力:e σ(弹性极限)2.屈服阶段:应力与应变不在呈正比关系,应变增加很快,应力应变曲线呈锯齿波动,出现应力不增加而应变仍在继续发展。
其最高点和最低点分别称为上屈服点和下屈服点;下屈服点稳定,设计中以下屈服点为依据。
3.强化阶段:随荷载的增大,应力缓慢增大,但应变增加较快。
当超过屈服台阶,材料出现应变硬化,曲线上升,至曲线最高处,这点应力fu 称为抗拉强度或极限强度。
4.颈缩阶段:截面出现了横向收缩,截面面积开始显著缩小,塑像变形迅速增大,应力不断降低,变形却延续发展,直至F 点试件断裂。
疲劳破坏:钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况(应力集中程度和残余应力)、作用的应力幅、反复荷载的虚幻次数,而和钢材的静力强度无明显关系。
钢结构的连接方法:焊接连接:不削弱构件截面,构造简单,节约钢材,焊缝处薄。
弱铆钉连接:塑性和韧性极好,质量容易检查和保证,费材又费工。
螺栓连接:操作简单便于拆卸。
焊接连接的优点:1.焊件间可以直接相连,构造简单,制作加工方便2.不削弱截面,节省材料3.连接的密闭性好,结构的刚度大4.可实现自动化操作,提高焊接结构的质量。
缺点:1.焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆2.焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低3.焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,容易扩展至整个截面,低温冷脆问题也比较突出。
焊接连接通常采用的方法为电弧焊(包括手工电弧焊)自动(半自动)埋弧焊和气体保护焊。
侧面角焊缝主要承受剪力,塑性较好,应力沿焊缝长度方向的分布不均匀,呈两端打而中间小的状态。
焊缝越长,应力分布不均匀性越显著,但临界塑性工作阶段时,产生应力重分布,可使应力分布的不均与现象渐趋缓和。
焊脚不能过小:否则焊接时产生的热量较小,而焊件厚度较大,致使施焊是冷却速度过快,产生淬硬组织,导致母材开裂。
焊脚不能过大:1.较薄焊件容易烧穿或过烧2.冷却时的收缩变形加大,增大焊接应力,焊件容易出现翘曲变形 计算长度不能过小:1.焊件的局部加热严重,焊缝起灭狐所引起的缺陷相距较近,及可能的其他缺陷使焊缝不够可靠。
对于搭接连接的侧面角焊缝而言,由于力线弯折大,也会造成严重的应力集中。
不能过长:侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀,两端大而中间小,焊缝越长,应力集中越明显。
焊接残余应力对结构性能的的影响:1.焊接应力不会影响结构的静力强度2.焊接应力的存在增大了结构的变形,故降低了结构的刚度。
3.焊接应力必定会降低受压构件的稳定承载力4.在厚板或具有交叉焊缝的强狂下,将产生三向焊接拉应力。
阻碍了塑性变形的发展,增加了钢材在低温下的脆断倾向。
5.会对结构的疲劳强度有明显的不利影响。
普通螺栓连接的工作性能:抗剪连接时最常见的螺栓连接。
在抗剪试验中,试件由零载一直加载至连接破坏的全过程,经历了以下三个阶段:1.弹性阶段:施加荷载之初,连接中的剪力较小,荷载靠板件接触面间的摩擦力传递,螺栓杆与孔壁之间的间隙保持不变2.相对滑移阶段:当荷载增大,连接中的剪力达到板件间摩擦力的最大值,板件间产生相对滑移,其最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙,直至螺栓杆与孔壁接触3.弹塑性阶段:荷载继续增加,连接所承受的外力主要靠螺栓与孔壁接触传递。
螺栓杆主要受剪力外,还承受弯矩和轴向拉力,而孔壁则受到挤压。
由于材料的弹性,也由于螺栓杆的伸长受到螺帽的约束,增大了板件间的压紧力,使板件间的摩擦力增大,曲线呈上升状态。
荷载继续增加,在此阶段即使有很小的增量,连接的剪切变形也迅速加大,直到连接的最后破坏。
螺栓抗剪连接达到极限承载力时,可能的破坏形式:1.螺杆剪断:螺栓杆直径较小而板件较厚2.孔壁挤压破坏:直径较大、板件较薄3.构件拉断:板件截面可能因为螺栓孔削弱太多而被拉断4.端部钢板冲剪破坏:端距太小,端距范围内的板件可能会被螺栓杆冲剪破坏。
前三种似乎通过计算避免破坏,第四种通过构造方法避免高强度螺栓连接的工作性能:高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于普通螺栓连接在受剪时依靠螺栓栓杆承压和抗剪来传递剪力,在拧紧螺帽是螺栓产生的预拉力很小,其影响可以忽略。
而高强度螺栓除了其材料强度高之外,拧紧螺栓还施加很大的预拉力,使被连接板件的接触面之间产生压紧力,因而板件间存在很大的摩擦力。
预拉力、连接板件抗滑移系数和钢材种类都直接影响其承载力。
高强螺栓受剪受拉强度中,受拉强度较大。
由于预拉力作用,板件间在承受荷载前已经存在较大的压紧力,拉力作用首先要抵消这种压紧力。
轴心受力构件的设计应同时满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
轴心受拉构件的设计需要分别进行强度和刚度的计算,轴心受压构件的设计需要进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度计算。
轴心受力构件的刚度通过限制其长细比来保证。
理想轴心受压构件:假设构件完全挺直,荷载沿构件形心轴作用,在受荷之前构件无初始应力、初弯曲和初偏心等缺陷,截面沿构件时均匀的。
三种屈曲形式丧失稳定:1.弯曲屈曲:构件的截面只绕一个主轴旋转,构件纵轴有直线变为曲线,这是双轴对称截面构件最常见的屈曲形式。
(工字形)2.扭转屈曲:失稳时构件除支承端外的各截面均绕纵轴扭转(十字形截面)3.弯扭屈曲:单轴对称截面构件绕对称轴屈曲是,在发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转(T 形)工字形截面受压翼缘翼缘板外伸部分的宽厚比与长细比的关系:yf t b 235)1.010(1λ+≤ λ取构件两方向长细比的较大值,小于30取30,大于100取1001.长细比2.钢种双肢缀条式格构式构件的换算长细比:12027A A x x +=λλ(也是等稳法则的稳定条件。
靠虚轴、实轴等稳即等稳法则。
)x λ整个构件对虚轴的长细比 A1一个节间内两侧斜缀条毛截面面积之和折算应力:f c c 12223βτσσσσ≤+-+1.12.1 31111222====≤+-+βσσβσσψσσβτσσσσ同号时,和当异号时,和当c c wc n x c c It F y I M f(στ c σ腹板计算高度边缘同一点的弯曲正应力、剪应力和局部压应力)6.0φb ϕ时梁已进入非弹性工作阶段,整体稳定临界应力有明显降低,必须对其修正。
0.1282.007.1≤-=⋅b b ϕϕ 当1===⋅y b b f σϕϕ即y f =σ则控制构件强度用fy 来控制而不用σ受压翼缘板的外伸部分为三边简支板:yf t b 235131≤ 当梁在弯曲Mx 作用的强度按弹性计算:y f t b 235151≤ t 为翼缘板的厚度,b1翼缘板的外伸宽度弯曲应力、剪应力和局部压应力共同作用下,计算腹板的局部稳定是,首先应布置加劲肋(增加局部稳定),然后进行局部稳定计算,若不满足要求,应调整加劲肋间距重新验算。
不考虑腹板屈曲后强度时,组合梁腹板宜按下列规定配置加劲肋:1、当y w f t h 235800≤时,可不配置横向加劲肋。
有局部压应力时构造配置。
2、当y w f t h 235800>时,按计算配置横向加劲肋 。
3、当y w f t h 2351700≥(受压翼缘受到约束,如连有刚性铺板),同时配置横向加劲肋和纵向加劲肋。
当y w f t h 2351500≥(其他情况),同时配置横向加劲肋和纵向加劲肋。
任何情况下要求y w f t h 2352500≤ 加劲肋的间距0025.0h a h ≤≤。