鋼結構復習重點

1、鋼結構復習重點第一章1鋼結構優(yōu)點：質量輕而強度高，塑性和韌性好，材質均勻，工業(yè)化程度高工期短，密閉性好，綠色環(huán)保，抗震性好2鋼結構缺點：耐熱性好，防火性能差；耐腐蝕性差，造價相對較高第二章3鋼筋的力學性能：鋼材的強度，鋼材的塑性（伸長率截面收縮率），鋼材的冷彎性能，鋼材的抗沖擊韌性4伸長率：指鋼材受外力作用斷裂時，試件拉斷后的原標距長度得伸長量與原標距比值的百分率。5截面收縮率：指試件在拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分率，它是衡量鋼材塑性變形的一個比較真實和穩(wěn)定的力學指標。6鋼材的破壞形態(tài)：塑性破壞，脆性破壞7脆性破壞影響因素：裂紋尺寸，作用應力和材料韌性，鋼材的化學成分，

2、鋼板厚度，加載速度,應力性質和大小，最低使用溫度，連接方法和應力集中8提高鋼材抗脆性斷裂性能的主要措施：合理設計選擇正確的材料和連接方式力求構造合理，例如構件截面突然改變減少構件和截面的應力集中校長發(fā)生避免焊縫的密集和交叉選擇合理的鋼材質量等級；合理制作嚴格按圖紙施工例如不得隨意變更鋼材型號和等級不得隨意變更鋼材的連接房事提高焊縫質量避免焊縫出現非金屬夾渣和氣泡、裂紋、未熔透和咬邊等質量問題；合理使用結構在使用過程中不得隨意改變其設計使用功能不得在主要結構上盆子施焊避免使用過程重的意外損傷等9疲勞破壞:鋼材或構件在連續(xù)反復荷載作用下,在應力遠低于極限強度，甚至還低于屈服強度的情況下也會發(fā)生破壞

3、，這種破壞稱為疲勞破壞疲勞強度：疲勞破壞時，鋼材達到的最大應力稱為疲勞強度10影響疲勞強度因素：應力種類（拉應力壓應力剪應力復合應力），應力循環(huán)形式，應力循環(huán)次數，應力集中程度和殘余應力等11改善結構疲勞的措施：對低溫地區(qū)的焊接結構，要注意選用鋼材的白紙和鋼材厚度，如需鋼材進行冷加工，應將冷加工硬化部分的鋼材刨去；注意鋼材的焊接質量和高峰的正確布置，盡量避免各種焊縫缺陷的產生；力求避免應力集中現象出現；確保結構均衡受力，減小荷載沖擊和降低應力水平12影響鋼材性能的因素：化學元素的影響，生產工藝影響，鋼材的硬化，溫度的影響，應力集中影響13化學成分影響：碳元素增加，強度提高，耐腐蝕性疲勞強度冷彎

4、性能顯著下降，含量要求在0.22%以下。硅元素適量增加，強度提高，對塑性沖擊韌性冷彎性能和可焊性無顯著不良影響，含量過高會降低塑性沖擊韌性抗銹性和可焊性。鎰元素是弱脫氧劑，適量鎰可有效提高鋼材強度，消除硫氧對鋼材的熱脆影響，改善鋼材加工性能和冷脆傾向，同時不顯著降低塑性和沖擊韌性，含量過高會使鋼材變脆變硬，降低抗銹性和可焊性。硫元素屬于有害元素，引起鋼材熱脆，降低塑性沖擊韌性疲勞強度和抗銹性，含量不得超過0.055%。磷元素屬于有害元素，磷可提高強度抗銹性但會嚴重降低塑性沖擊韌性冷彎性能和可焊應，尤其低溫時發(fā)生冷脆，磷含量嚴格控制，不超過0.050%。氧和氮屬于有害元素，氧和硫類似，會使鋼材熱

5、脆，氮和磷類似，會使鋼材冷脆。銅元素提高抗銹性，提高強度，對可焊性有不利影響14鋼材的冶煉有三種：電爐鋼平爐鋼氧氣轉爐鋼，根據鋼的脫氧程度不同，有沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼15鋼材的硬化包括時效硬化，應變硬化和應變時效硬化，時效硬化：鋼材緊緊隨時間增長而變脆的現象；應變硬化：鋼材經過冷加工而產生塑性變形，卸載后重新加載，可使鋼材屈服點得到提高，但鋼材塑性和韌性明顯降低的現象；應變時效硬化：鋼材經過應變硬化后，其時效硬化屈服將加快，從而在較短時間內鋼材又產生顯著的時效硬化的現象16藍脆現象：在250c附近時，鋼材的抗拉強度略有提高，而塑性韌性都下降，此時加工有可能產生裂縫，因鋼材表面氧

6、化膜呈藍色，此現象稱為藍脆現象17冷脆現象：溫度從常溫下降到一定值時，鋼材的沖擊韌性突然急劇下降，試件斷口呈脆性破壞，這現象稱為冷脆現象。鋼材由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉變的溫度叫冷脆轉變溫度，冷脆轉變溫度越低的鋼材，它韌性越好。18應力集中現象：當構件截面發(fā)生急劇變化，出現幾何不連續(xù)現象，使構件截面上的一些區(qū)域產生局部高峰應力，這就是應力集中現象，應力集中越嚴重，鋼材塑性越差。18鋼材分類碳素結構鋼，低合金鋼，優(yōu)質碳素結構鋼，優(yōu)質鋼絲繩，建筑結構用鋼板19碳素結構鋼分為Q195,215,235,275,Q是屈服強度中的屈，后接的數字表述屈服強度的大小，數字越大，表示含碳量越大，強度和硬度越大，塑性

7、越低。質量等級分為ABC明級，由A到D表示質量由低到高，A級無沖擊功規(guī)定，對冷彎實驗只在需方有要求時才進行；B級要求提供20c時沖擊功不小于27焦耳；C級要提供0c時沖擊功不小于27焦耳，D級要求提供負20c時沖擊功不小于27焦耳。20根據脫氧程度不同鋼材分為沸騰鋼（F）,鎮(zhèn)鋼（Z）,特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ,AB級的脫氧方法TZ,用 Z,分為 八種，可以是FZ,C級只能是Z,D級鋼只能是TZ表示牌號時也可以省略21低合金高強度鋼Q345,390,420,460,500,550,620,690345,390,420按質量等級分為ABCD五級。低合金鋼的脫氧方法為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼22鋼材選用標準：即可

8、以使結構安全可靠滿足使用要求，又可以最大限度得節(jié)約鋼材，以降低造價。23鋼材選用考慮：結構的類型和重要性，荷載的性質，連接方法，結構的工作溫度，結構的受力性質，結構形式和鋼材厚度。第三章24鋼結構的連接方法：焊縫連接，螺栓連接和鐘釘連接三種。25焊縫連接優(yōu)點：構造簡單，各種樣式的構件都可以直接相連，用料經濟，不削弱截面，制造加工方便，可實現自動化操作，連接的密閉性好，結構剛度大。缺點：在焊縫鍍金的熱影響區(qū)內，鋼材的金相組織會發(fā)生改變，會導致局部材質變脆，焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件的承載力降低，焊縫結構對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴展到整體，低溫冷脆問題較為突出26螺栓連接分為普

9、通螺栓連接和高強度螺栓連接普通螺栓分為ABC三級，AB級為精制螺栓,性能等級有5.6級和8.8級。C級為粗制螺栓。性能等級有4.6級和4.8級。下面以4.6級的C級螺栓為例：小數點前的數字表示螺栓成品的抗拉強度不小于400兆帕，小數點及小數點后的數字表示屈強比（屈服強度和抗拉強度之比）為0.6。27高強度螺栓抗拉強度應分別不低于800兆帕和1000兆帕，即前者的性能等級為8.8級后者為10.9級。高強度螺栓分為大六角頭型和扭剪型二種28高強度螺栓連接有二個類型：一種是只依靠板層間的摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設計準則，稱為摩擦型連接；另一種允許接觸面滑移，以連接達到破壞的極限承

10、載力作為設計準則，稱為承壓型連接。承壓型連接承載力高于摩擦型，但承壓型只適用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構中。29佛釘連接的制造有熱鉀和冷抑二種方法，熱佛是由燒紅的佛坯插入構件的釘孔中，用鐘釘槍或壓怫機怫合而成。冷怫是在常溫下怫合而成，在建筑結構中一般采用熱佛鐘釘連接由于構造復雜，費鋼費工，現在已經很少采用，但由于鐘釘連接的塑性和韌性較好，傳力可靠，質量易于檢查，在一些重型和直接承受動力荷載的結構中，有時仍然采用。30焊接方法通常采用電弧焊，電弧焊有手工電弧焊，埋弧焊，氣體保護焊，電阻焊。手工電弧焊所用焊條應與焊件鋼材相適應，一般采用等強度原則，對Q235鋼采用E43型焊條(E4300

11、E4328,對Q345鋼采用E50型焊條(E5001E5048，對Q390鋼和Q420鋼采用E55型焊條(E5500E5518。焊條型號中，字母E表示焊條，前二位數字為熔敷金屬的最小抗拉強度，第三四數字表示適用焊接位置，電流種類以及藥皮類型，不同強度鋼材相焊接時，如Q235鋼和345鋼相焊接，宜采用低組配方案，即采用與低強度鋼材相適應的焊條，用E4&31氣體保護焊：是利用二氧化碳氣體或其他惰性氣體作為保護介質的一種電弧熔焊方法電阻焊：是利用電流通過焊件接觸點表面電阻所產生的熱來融化金屬，再通過加壓使其焊合32焊縫連接，按被連接鋼材的相互位置可分為對接，搭接T形連接和角部連接，這些連接所采用的焊

12、縫主要有對接焊縫、角焊縫以及對接與角接組合焊縫。對接連接主要用于厚度相同或相近的二構件的相互連接；T形連接常用于制作組合截面，角部連接主要用于制作箱形截面，有連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫。33焊縫按施焊位置可分為平焊，橫焊，立焊，仰焊。仰焊操作條件最差，質量不易保證，因此盡量避免采用。34焊縫缺陷是指焊接過程中產生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內部的缺陷。常見的缺陷有裂紋，焊瘤，燒穿，弧坑，氣孔，夾渣，咬邊，未融合，未焊透等，以及焊縫尺寸不符合要求，焊縫成型不良。35焊縫缺陷的存在將削弱焊縫的受力面積，并在缺陷處引起應力集中，對連接的強度，沖擊韌性，冷彎性能等均有不利影響，因此焊縫質量檢驗極為重

13、要，焊縫質量檢驗包括焊縫外觀檢查和焊縫內部缺陷的檢查，外觀檢查主要采用目視檢查，輔以磁粉探傷，滲透探傷檢查表面和近表面缺陷。內部缺陷的檢查主要采用射線探傷和超聲波探傷（更好）。36焊縫按檢驗方法和質量要求分為1級，2級3級。三級焊縫只要求對全部焊縫做外觀檢查且符合三級質量標準，一級二級焊縫除外觀檢查外，還要求一定數量的超聲波檢驗并符合相應級別的質量標準。37最大焊腳尺寸：為了避免燒穿較薄構件，減少焊接應力和焊接變形，角焊縫的尺寸不宜太大，規(guī)范規(guī)定，除了直接焊接鋼管結構的焊角腳尺寸Hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，焊腳尺寸Hf不宜大于交薄焊件厚度的1.2倍。38最小焊腳尺寸：焊腳尺寸不宜太小，以保

14、證焊縫的最小承載能力，并防止焊縫因冷卻過快產生裂紋，規(guī)范規(guī)定，角焊縫的焊腳尺寸Hf不得小于1.5，t,t為較厚焊件厚度。角焊縫的最小計算長度，側面角焊縫或正面角焊縫的計算長度都不得小于8Hf和40毫米。39焊接應力的分類：有沿焊縫長度方向的縱向焊接應力，垂直于焊縫長度方向的橫向焊接應力和沿厚度方向的焊接應力40焊接應力對結構性能的影響：1對結構靜力強度的影響，對在常溫下工作并具有一定塑性的鋼材，由于鋼材屈服會引起截面應力重分布現象，因而在靜荷載作用下，焊接應力是不會影響結構強度的。2對結構剛度的影響，殘余應力會降低結構的剛度，對于有殘余應力的軸心受拉構件，當加載時，由于截面塑性區(qū)逐漸加寬，而二

15、側彈性區(qū)逐漸減小，必然導致構件變形增大，剛度降低。3對低溫工作的影響，增加鋼材在低溫下的脆斷傾向，使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展。4對疲勞強度的影響，焊接殘余應力對結構的疲勞強度有明顯不利影響。41焊接變形是焊接構件經過局部加熱冷卻后產生的不可恢復變形，包括縱向收縮，橫向收縮，角變形，彎曲變形，扭曲變形。42螺栓的排列在構件上排列應該簡單統(tǒng)一整齊緊湊，通常分為并列和錯列二種形式。螺栓在構件上的排列應滿足下列要求：1受力要求，在受力方向螺栓的端距過小時，鋼材有剪斷或撕裂的可能，各排螺栓距和線距太小時，構件有沿折線或直線破壞的可能，對受壓構件，當沿作用方向螺栓距過大時，被連接的板件間容易發(fā)生鼓曲和張口現象2

16、構造要求，螺栓的中距和邊距不宜過大，否則鋼板間不能緊密粘合，潮氣容易侵入縫隙使鋼材銹蝕。3施工要求，要保證一定的空間，便于轉動螺栓板手擰緊螺冒。43普通螺栓的受剪到破壞過程四個階段：1摩擦傳力的彈性階段2滑移階段3栓件傳力的彈性階段4彈塑性階段44受剪螺栓破壞形式：1當栓件直徑較小，板件較厚時，栓件可能先被剪斷；2當栓件直徑較大，板件較薄時，板件可能先被擠壞，也把此破壞叫螺栓承壓破壞，端距太小，端距范圍內的板件有可能被栓件沖剪破壞4板件可能因為螺栓孔削弱太多而被拉斷5螺桿的彎曲變形。45高強度螺栓有摩擦型連接和承壓型連接46我國規(guī)范推薦采用的接觸面處理方法：噴砂（丸），噴砂（丸）后涂無機富鋅漆

17、，噴砂（丸）后生赤銹和鋼絲刷消除浮銹或對未經處理的干凈軋制表面不做處理等第四章1軸心受力構件的界面形式可分為：熱扎型鋼截面，冷彎薄壁型鋼截面，用型鋼和鋼板連接而成的組合截面，格構式組合截面2軸心受拉構件截面形式的要求：符合強度剛度的要求，制作簡便便于和相鄰的構件連接，符合經濟要求，符合穩(wěn)定性要求3軸心受力構件的剛度是以限制其長細比來保證的4影響軸心受壓構件的穩(wěn)定系數的因素有長細比，截面，材質5截面選擇和驗算的步驟：1先假定長細比計算所需的回轉半徑2計算所需的截面面積選擇型鋼號3計算幾何特征驗算最大長細比和構件的整體穩(wěn)定性4當壓桿截面孔洞削弱較大時應驗算凈截面的強度5對于內力較小的壓桿應控制長細

18、比6整個構件繞實軸的受力情況主要有強度剛度整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性四個方面，其中最重要的是整體穩(wěn)定。與實腹式軸心受壓不同之處主要表現在格構式軸心受壓構件繞虛軸方向的整體穩(wěn)定，分肢穩(wěn)定以及輟材的設計方法面有所不同第五章7受彎構件的截面形式有實腹式和空腹式兩大類8實腹式受彎構件按制作方法可以分為型鋼梁和組合梁兩大類9影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素：1梁側向無支承長度或受壓翼緣側向支承點的間距2梁截面的尺寸，包括各種慣性矩3梁端支座對截面的約束4荷載性質5沿梁截面高度方向的荷載作用點位置6鋼梁的初始缺陷影響10不需要驗算整體穩(wěn)定性的情形：1有鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相接，能阻止梁受壓翼緣的側向位移時2工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度與其寬度之比不超過所規(guī)定的數值時11梁的平面內計算長度：支座之間的距離梁的平面外計算長度：梁側面支撐點的距離12熱扎型鋼由于扎制條件，其板件寬厚比較小，都能滿足局部穩(wěn)定要求，不需要計算13提高腹板穩(wěn)定性的有效措施有增加腹板厚度或是設計腹板加勁肋，常用的加勁肋形式有橫向加勁肋，縱向加