【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《(完整版)河北工程大学钢结构复习总结》,欢迎阅读!
本word文档可编辑可修改 第一章 1、钢结构的特点: ①强度高,重量轻。②质地均匀,各向同性,抗 震能力好。 ③施工质量好,且工期短。 ④密封性好。 ⑤用螺栓连接的钢结构,可 装拆,适于移动性结构 ⑥抗震性好 ⑤用螺栓连接的钢结构,可拆 装,适用于移动性结构。 2、钢结构的缺点: ①耐腐蚀性差 ②耐热但不耐火 ③存在稳定性问题 ④会产生脆性破坏 3、钢结构的应用: ①重型工业厂房 ②高层房屋钢结构 ③大跨度结构 ④高耸结构 ⑤因运输条件不利或施工期 要求尽量缩短或施工现场场地 受到限制等原因采用钢结构 ⑥密封性要求较高的板壳结 构 ⑦需经常拆装和移动的各类 起重运输设备和钻探设备 第二章 钢材的力学性能指标:屈服强 度,抗拉强度,伸长率,冷弯性 能,冲击韧性 1、钢材的主要机械性能 ①强度:fy强度设计标准值, 设计依据;fu钢材的最大承载 强度。 ②塑性:钢材产生塑性变形而不 发生脆性断裂的能力,便于内力 重分布,吸收能量。 ③冷弯性能:在冷加工过程中 产生塑性变形时,对产生裂纹的 敏感性,是判别钢材塑性及冶金 质量的综合指标。 ④韧性-冲击韧性:钢材在一 定温度下塑变及断裂过程中吸 收能量的能力,用于表征钢材承 受动力荷载的能力(动力指标),按常温(20°)、零温(0°)、 负温(-20°、-40°)区分。 ⑤可焊性:表征钢材焊接后具 备良好焊接接头性能的能力- 不产生裂纹,焊缝影响区材性满 足有关要求。 2、试验 (1)拉伸试验: ①弹性变形阶段 与成正比,符合胡克定律,为一条 直线,为比例极限。 ②弹塑性变形阶段 曲线开 始偏离直线,到达屈服点后荷载 不增加而变形持续加大,发生了 塑性流动,曲线接近一水平线, 屈服点fy。 ③塑性变形阶段 曲线接 近一水平线 ④应变硬化阶段 曲线继 续上升,即在增加应力情况下应 变持续加大,但斜率逐渐减小。 ⑤颈缩阶段 试件发生 颈缩,曲线开始下降,直到试件 被拉断,最高点抗拉强度 fu。 (2)冷弯试验: 用以试验钢材的弯曲变形 性能和抗分层的性能。 对钢材试件要求弯曲 180°,无裂缝、断裂或起层为 合格。 规定对焊接承重结构即重 要的非焊接承重结构采用的钢 材应具有冷弯试验合格的保证。 冷弯实验可以检验钢材的 颗粒组织,结晶情况及存在的缺 陷大小和分布等。 (3)冲击韧性试验: 对直接承受动力荷载的钢 结构,其钢材需做冲击韧性试 验。 冲击韧性:表示带缺口的 钢材标准试件在冲击试验机上 被摆锤击断时所能吸收的机械 能。 表示试件抵抗脆性破坏的 能力。 3、塑性破坏:由于变形过大, 超过了材料的应变能力而产生 的破坏。 特征:变形大,持续时间长 4、弹性破坏:突然发生的,几 乎没有塑性变形的破坏 特征:没有变形,持续时间 短 5、各成分: 有益元素: (1)C:含C↑使强度↑塑性、 韧性、可焊性↓,应控制在≤ 0.22%,焊接结构应控制在≤ 0.20%。 (2)Si:含Si适量使强度↑ 其它影响不大,有益,应控制≤0.1 —0.3% (3)Mn:弱脱氧剂,含量增加, 使强度↑降低S、O的热脆影 响,改善热加工性能,对其它性 能影响不大,有益。过高影响可 焊性。 有害元素 (4)S:含量↑塑性、韧性、疲 劳强度,抗锈性↓; 高温时使钢材变脆—— 热脆现象。 (5)P:低温时使钢材变脆—— 冷脆现象;含量↑强度↑,塑性,冲击韧性,冷弯性能,可焊性↓ (6)O、N:O同S;N同P,控 制含量≤0.008%O,N 使钢的 晶粒粗细不匀。H使钢产生裂 纹。 6、热脆现象:当对钢材进行轧 制等热加工或电焊时,硫化铁即 行熔化使钢内形成微小裂纹,成 为热脆。 7、冷脆现象:磷能使钢材在低 温时变脆,称为冷脆。 8、蓝脆现象:钢材在250o左右 时,强度提高,塑性、韧性下降, 钢材表面呈蓝色,产生裂纹,这 一反覆现象称之为蓝脆现象 。 9、热轧:将钢锭加热至塑性状 态(1150—1300℃),通过轧钢 机将其轧制成钢坯,然后在令其 通过一系列不同形状和孔径的 轧机,最后轧成所需形状和尺寸 的钢材,成为热轧。 10、轧制的影响:反复的轧制可 以改善钢材的塑性,同时可以使 钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺 陷焊合,使金属晶体组织密实, 晶粒细化,消除纤维组织缺陷, 使钢材的力学性能提高。 11、硬化现象:由于某种因素的 影响而使钢材强度提高,塑性、 韧性下降,增加脆性的现象称之 为硬化现象。 12、冷加工硬化(应变硬化): 钢材经冷拉、冷弯等冷加工而产 生塑性变形,卸荷后重新加荷, 可使钢材的屈服点得到提高,但 钢材的塑性和韧性却大大降低, 这种现象成为冷加工硬化。 13、时效硬化:加荷到应变硬化 阶段卸载后隔一定时间,再重新 加载,钢材的强度将继续有所提 高,这种现象叫做时效硬化。 14、人工时效:在塑性变形后对 钢材加热到 200—300℃,可使 时效在几小时内完成,成为人工 时效。 15、温度的影响: 正温影响: 总体影响规律为温度上升,钢材 的强度降低,塑性、韧性提高, 这一现象称之为热塑现象,温度 达600°左右时,钢材的强度几 乎降至为零,而塑性、韧性极大,易于进行热加工,此温度称之为 热煅温度。钢材在150°以上时 应采取隔热措施。 负温影响: 随着温度的降低钢材的强度提 高,塑性、韧性降低,脆性增大,称之为低温冷脆,当温度降至某 一特定温度时钢材的脆性急剧 增大,称此温度点为转脆温度。 (笔记:①温度小于 200℃时, 钢材性能非常稳定②250℃左右 时,钢材加工时出现裂纹,称之 为蓝脆现象③300—350℃发生 徐变④600℃时,抗拉强度、屈 服强度会一直降低趋近于 0) 16、复杂应力状态下钢材的屈服 条件: 17、复杂应力状态的影响: 18、钢材脆性断裂的因素: 钢材的质量 钢板的厚度 加荷的速度 应力的性质和大小 最低使用温度 连接的方法(焊接) 应力集中程度 19、防止脆性断裂的措施: 对低温地区的焊接结构要 注意选用钢材的材质 对焊接结构特别是低温地 区设计时要注意焊缝的正确布 置和施焊时注意焊缝的质量 力求避免应力集中 结构在使用时应避免使其 突然受力,要使加荷速度不致过 大 20、应力集中:当构件的截面发 生急剧改变,则该处将产生应力 高峰,此现象成为应力集中。 21、正确选用钢材应考虑的因 素: 结构的重要性(损坏带来的 后果的严重性) 荷载特征(静力荷载、动力 荷载) 连接方法(焊接或非焊接) 工作环境(温度等) 结构形式 应力状态(拉应力或压应 力) 板件厚度 22、钢材的表示方法以及试验要 求 Q屈服点—质量等级符号· 脱氧 方式 A ·(FbZ)不作冲击韧性试验要求 B ·(FbZ)作常温(20℃)冲击韧性试验要 求27J 碳素结构钢Q235—C·(Z) 作0℃冲击韧性试验要求 27J D ·(TZ)作—20℃冲击韧性试验要求 27J A 不作冲 击韧性试验要求 Q345— B 作常温 本word文档可编辑可修改 (20℃)冲击韧性试验要求 34J 低合金钢Q390—C作0℃冲 击韧性试验要求 34J Q420— D作— 20℃冲击韧性试验要求 34J E 作— 40℃冲击韧性试验要求 27J 23、型钢的表示方法 (1)钢板—厚×宽×长(㎜) (2)角钢 肢宽×厚 长肢×短肢×厚 (㎜) (3)工字钢I高度a/b/c (㎝) (4)槽钢(㎝) HW(宽翼缘)高 度×宽度×腹板厚度×翼缘宽 度 (5)H型钢HM(中翼缘)高 度×宽度×腹板厚度×翼缘宽 度 (㎜) HN(窄翼缘)高 度×宽度×腹板厚度×翼缘宽 度 (6)钢管 第三章 1、设计目的 (1)结构应能承受在正常施工 和正常使用时可能出现的各种 作用(作用是指各种荷载和如基 础沉降、温度变化及地震等对结 构的外加变形)在偶然事件发生 时及发生后,结构仍能保持必需 的整体稳定性。 (2)在正常使用荷载情况下, 结构具有良好的工作性能,满足 正常的使用要求,例如不发生影 响正常使用的过大变形。 (3)在正常使用维护下,结构 应具有足够的耐久性能,如不发 生严重的锈蚀而影响结构的使 用寿命等。 (填空:安全性 适用性耐久 性) 2、现阶段采用的设计方法: 规范中规定除疲劳计算外,采用 以概率理论为基础的极限状态 设计方法,用分项系数设计表达 式进行计算。 3、设计使用年限:是指结构或 结构构件不需进行大修即可按 其预定目的使用的设计规定时 期。 5年用于临时性结构 25年用于易于替换的结构构件 50年用于普通房屋和构筑物 100年用于纪念性建筑和特别 重要的建筑结构 4、极限状态:是指结构或构件 能满足设计规定某一功能要求 的临界状态。 承载能力极限状态:结构或构件 达到最大承载能力或达到不适 于继续承载的变形时的极限状 态。 正常使用极限状态:结构或构件 达到正常使用的某项规定的限 值时的极限状态。 5、可靠度:是指在规定时间内, 在规定的条件(正常设计、正常 施工、正常使用、正常维护)下, 完成预定功能的概率。 6、荷载效应:指荷载作用在所 设计的结构上引起的结构及其 构件的内力和变形。 结构抗力:指结构及其构件承受 荷载效应的能力。 7、设计值:设计公式中采用的 数值。 标准值:由规范及国家的标准中 规定的各种数值算得的相应值。 第四章 1、焊条选择 Q235焊件——E43系列 焊条 的fy=330N/mm2 Q345焊件——E50系列 焊条 的fy=410N/mm2 Q390焊件——E55系列 焊条 的fy=440N/mm2 Q420焊件——E55系列 焊条 的fy=440N/mm2 2、焊接形式 (1)根据焊件相对位置(接头 形式):对接接头、搭接接头、T 形街头 (2)根据施焊位置:平焊 (俯 焊)、横焊、立焊、仰焊 (3)根据截面构造:对接焊缝、 角焊缝 3、可焊性好:在一定的焊接工 艺条件下施焊,焊缝及其附近的 主体金属不会因焊接而产生裂 纹,焊接后结构的力学性能不低 于原来主体金属。 4、角焊缝焊脚尺寸的确定 上限: 下限: 5、焊缝长度 (1)对接焊缝 (2)角焊缝 6.不同焊接方法的优缺点: 对接焊缝传力最为直接,焊缝受 力明显,且基本不产生应力集 中,构造也最简单,但采用对接 焊缝不仅增加了边缘加工的工 序,而且对整个板材断料长度的 精度有严格的要求 角焊缝的受力较复杂,不如对接 焊缝明确,其传力也没有对接焊 缝直接,但由于角焊缝连接不需 对焊件边缘进行加工,对板件断 料尺寸的精度要求也没有对接 焊缝高,因而角焊缝在钢结构中 的应用远多于对接焊缝,而角焊 缝的应力集中较明显,纵向变形 较大。 第五章 1、五种破坏形式: (1)螺杆被剪断 (通过提高 螺栓材料的强度避免) (2)孔壁承压破坏(通过改变 连接钢材的种类避免) (3)开孔过多,构件被拉断(减 少开孔) (4)端距太小被拉断(使端距 可以避免) (5)螺栓杆弯曲 (限制 可以避免) 2、高强螺栓摩擦型连接的工作 原理:主要是依靠拧紧螺帽使螺 杆中产生较高的预拉力,从而使 连接处的叠板间产生较高的预 压力,而后依靠板件间的摩擦力 传递荷载,并以摩擦力将要被克 服时作为连接的承载能力极限 状态。 与普通螺栓有何区别:普通螺栓 连接螺帽的拧紧程度为一般,沿 螺杆产生的轴向拉力不大,因而 在抗剪连接中虽然连接板件接 触面有一定的摩擦力,但其值甚 小,摩擦力会迅速被克服而主要 依靠孔壁承压和螺杆受剪传递 荷载。 3、螺栓等级含义:小数点前的 数字表示螺栓抗拉强度的 1/100,小数点后的数字表示屈 强比的10倍。 4.6级普通螺栓:表示螺栓材料 的抗拉强度不小于 400N/mm2, 屈强比为0.6. 8.8级高强螺栓:表示螺栓材料 的抗拉强度不小于 800N/mm2, 屈强比为0.8. 4、孔前传力:验算板件最外列 螺栓处的净截面强度时,一小部 分力在孔前已由有效摩擦面上 的摩擦力传给另一个板件。净截 面处板件中的力已减小为 第六章 1.组成:格构式轴心受压构件, 由两个或两个以上相同截面的 分肢用缀件相连而成。 实轴:截面中垂直于分肢的形 心轴 虚轴:截面中垂直于缀件平 面的形心轴 2、换算长细比:用不考虑剪切 变形影响的欧拉临界力公式的 形式来表示相应得到的长细比。 3、缀板、缀条:钢板,角钢 4.特点:格构式柱的分肢轴线间 距可以根据需要进行调整,使截 面对虚轴有较大的惯性矩。因而 适用于荷载不大而柱身高度较 大时。当格构式柱截面宽度较大 时,因缀条柱的刚度较缀板柱为 大,宜采用缀条柱。缺点:构造 复杂。 第七章 1、保证梁不会整体失稳的条件: (1)当梁上有铺板(钢筋混凝 土板和钢板)密铺在梁的 受压翼缘上并与其牢固相 连,能阻止梁受压翼缘的 侧向位移时,可不计算梁 的整体稳定性 (2)当工字型截面(含H形截 面)简支梁的 不超过 附表1.8中的规定值时, 可不计算梁的整体稳定性 (是梁侧向支承点间的 距离,当无中间侧向支承 点时,为梁的跨度, 是 梁受压翼缘的宽度) (3)当箱形截面简支梁的截面 尺寸满足 且不超过 时 可不计算梁的整体稳定性。 2、提高梁的整体稳定性的因素 (措施): (1)梁侧向无支长度或受压翼 缘侧向支承点的间距ll 越 小,整体稳定性越好,可通过增 加侧向支撑来减小。 (2)梁截面的尺寸,包括各种 惯性矩 惯性矩越大梁的稳 定性越好,可通过增加受压翼缘 的宽度b来改变。 (3)梁端支座对截面的约束 支座如能提供对截面y轴的转 动约束,梁的整体稳定性可提 高。 (4)梁所受荷载类型 改变荷 载作用点 3、组合梁(钢板梁)梁高的设 计 (1)梁的最大高度 由建 筑设计或工艺根据梁下面 房屋必需具备的净空所提 出,结构设计时必需满足 此要求 (2)梁的最小高度 根据 正常使用极限状态的要 本word文档可编辑可修改 求,梁在荷载标准值作用 下的挠度不得超过设计规 范规定的容许值,由最大 挠度可估算梁的最小高 度,此要求必须满足。 理论 (3)梁的经济高度 上可推到出一个梁的高度 使整个梁的用钢量为最 少,这个高度成为经济高 度 不一定要满足 4、工字型截面焊接板梁组成板 件的局部稳定性问题处理方法: (1)对翼缘板,采用限制其宽 厚比以保证不使翼缘板局部失 稳。 (2)对直接承受动力荷载的吊 车梁或其他不考虑腹板屈 曲后强度的板梁,在其腹 板配置加劲肋,把腹板分 成若干区格,对各区格计 算其稳定性,保证不使局 部失稳。 (3)对承受静力荷载和间接动 力荷载的板梁,容许腹板 局部失稳,考虑腹板的屈 曲后强度,计算腹板局部 屈曲后梁截面的抗弯和抗 剪承载力。 5、加劲肋的种类:支承加劲肋、 横向加劲肋、纵向加劲肋、短加 劲肋 6、腹板通用高厚比:钢板受弯、 受剪或受压的屈服强度除以相 应的腹板区格抗弯、抗剪或局部 承压弹性屈曲临界应力之商的 平方根。 7、加劲肋的设置 本文来源:https://www.dywdw.cn/582104b725284b73f242336c1eb91a37f1113283.html