鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)重點

1、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)重點第一章1 鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點：質(zhì)量輕而強度高， 塑性和韌性好，材質(zhì)均勻，工業(yè)化程度高 工期短，密閉性好，綠色環(huán)保，抗震性好鋼結(jié)構(gòu)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鋼筋的力學(xué)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，鋼材的抗沖擊韌性伸長率：指鋼材受外力作用斷裂時，試件拉斷后的原標(biāo)距長度得伸長量與原標(biāo)距比值的百分率。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(xué)指標(biāo)。鋼材的破壞形態(tài)：塑性破壞，脆性破壞脆性破壞影響因素：裂紋尺寸，作用應(yīng)力和材料韌性，鋼材的化學(xué)成分， 鋼

2、板厚度，加載速度，應(yīng)力性質(zhì)和大小， 最低使用溫度， 連接方法和應(yīng)力集中去；注意鋼材的焊接質(zhì)量和高峰的正確布置， 盡量避免各種焊縫缺陷的產(chǎn)生； 力求避免應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)；確保結(jié)構(gòu)均衡受力， 減小荷載沖擊和降低應(yīng)力水平影響鋼材性能的因素：化學(xué)元素的影響，生產(chǎn)工藝影響，鋼材的硬化，溫度的影響，應(yīng)力集中影響化學(xué)成分影響：碳元素增加，強度提高，耐腐蝕性疲勞強度冷彎性能顯著下降， 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。錳元素是弱脫氧劑， 適量錳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

3、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(yán)重降低塑性 沖擊韌性 冷彎性能和可焊應(yīng)， 尤其低溫時發(fā)生冷脆， 磷含量嚴(yán)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(zhuǎn)爐鋼 , 根據(jù)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)靜鋼鋼材的硬化包括時效

4、硬化，應(yīng)變硬化和應(yīng)變時效硬化，時效硬化：鋼材緊緊隨時間增長而變脆的現(xiàn)象；應(yīng)變硬化：鋼材經(jīng)過冷加工而產(chǎn)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(xiàn)象； 應(yīng)變時效硬化：鋼材經(jīng)過應(yīng)變硬化后， 其時效硬化屈服將加快，從而在較短時間內(nèi)鋼材又產(chǎn)生顯著的時效硬化的現(xiàn)象16 藍脆現(xiàn)象：在 250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(chǎn)生裂縫，因鋼材表面氧化膜呈藍色， 此現(xiàn)象稱為藍脆現(xiàn)象冷脆現(xiàn)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(xiàn)象稱為冷脆現(xiàn)象。 鋼材由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫冷脆轉(zhuǎn)變溫度，

5、冷脆轉(zhuǎn)變溫度越低的鋼材，它韌性越好。應(yīng)力集中現(xiàn)象：當(dāng)構(gòu)件截面發(fā)生急劇變化，出現(xiàn)幾何不連續(xù)現(xiàn)象， 使構(gòu)件截面上的一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力， 這就是應(yīng)力集中現(xiàn)象， 應(yīng)力集中越嚴(yán)重，鋼材塑性越差。18 鋼材分類碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)鋼絲繩，建筑結(jié)構(gòu)用鋼板19 碳素結(jié)構(gòu)鋼分為Q195,215,235,275,Q 是屈服強度中的屈，后接的數(shù)字表述屈服強度的大小，數(shù)字越大，表示含碳量越大，強度和硬度越大，塑性越低。質(zhì)量等級分為 ABCD四級，由 A 到 D 表示質(zhì)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 20時沖擊功不小于 27 焦耳； C

6、級要提供0時沖擊功不小于 27 焦耳， D 級要求提供負20時沖擊功不小于 27 焦耳。20 根據(jù)脫氧程度不同鋼材分為沸騰鋼（ F），鎮(zhèn)靜鋼（ Z），特殊鎮(zhèn)靜鋼（ TZ），AB級的脫氧方法可以是 FZ,C 級只能是 Z,D 級鋼只能是 TZ，用 Z， TZ 表示牌號時也可以省略低合金高強度鋼分為Q345,390,420,460,500,550,620,690八 種 ，345,390,420 按質(zhì)量等級分為 ABCDE五級。低合金鋼的脫氧方法為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼鋼材選用標(biāo)準(zhǔn)：即可以使結(jié)構(gòu)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。鋼材選用考慮：結(jié)構(gòu)的類型和重要性，荷載的性質(zhì)，連

7、接方法，結(jié)構(gòu)的工作溫度，結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)，結(jié)構(gòu)形式和鋼材厚度。第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接方法：焊縫連接，螺栓連接和鉚釘連接三種。焊縫連接 優(yōu)點：構(gòu)造簡單，各種樣式的構(gòu)件都可以直接相連，用料經(jīng)濟，不削弱截面，制造加工方便， 可實現(xiàn)自動化操作， 連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點：在焊縫鍍金的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織會發(fā)生改變， 會導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆，焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件的承載力降低， 焊縫結(jié)構(gòu)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。

8、 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(shù)點前的數(shù)字表示螺栓成品的抗拉強度不小于 400 兆帕，小數(shù)點及小數(shù)點后的數(shù)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(yīng)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(shè)計準(zhǔn)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載力作為設(shè)計準(zhǔn)則， 稱為承壓型連接。 承壓型連接承載力

9、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(jié)構(gòu)中。鉚釘連接的制造有熱鉚和冷鉚二種方法，熱鉚是由燒紅的鉚坯插入構(gòu)件的釘孔中， 用鉚釘槍或壓鉚機鉚合而成。冷鉚是在常溫下鉚合而成，在建筑結(jié)構(gòu)中一般采用熱鉚。鉚釘連接由于構(gòu)造復(fù)雜， 費鋼費工，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用，但由于鉚釘連接的塑性和韌性較好， 傳力可靠，質(zhì)量易于檢查， 在一些重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，有時仍然采用。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(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)， 一般采用等強度原則，對 Q235鋼采用 E43 型焊條（E4300E4328）, 對 Q345 鋼采用

10、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(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強度，第三四數(shù)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(yīng)的焊條，用 E43。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(zhì)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(chǎn)生的熱來融化金屬， 再通過加壓使其焊合焊縫連接，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

11、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(gòu)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。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(zhì)量不易保證，因此盡量避免采用。焊縫缺陷是指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)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。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(yīng)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(zhì)量檢驗極

12、為重要，焊縫質(zhì)量檢驗包括焊縫外觀檢查和焊縫內(nèi)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(nèi)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(zhì)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一級二級焊縫除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波檢驗并符合相應(yīng)級別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。最大焊腳尺寸：為了避免燒穿較薄構(gòu)件，減少焊接應(yīng)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(jié)構(gòu)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。最小焊腳尺寸：焊腳

13、尺寸不宜太小，以保證焊縫的最小承載能力， 并防止焊縫因冷卻過快產(chǎn)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(cè)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。焊接應(yīng)力的分類：有沿焊縫長度方向的縱向焊接應(yīng)力，垂直于焊縫長度方向的橫向焊接應(yīng)力和沿厚度方向的焊接應(yīng)力40 焊接應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響： 1 對結(jié)構(gòu)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(yīng)力重分布現(xiàn)象，因而在靜荷載作用下， 焊接應(yīng)力是不會影響結(jié)構(gòu)強度的。 2 對結(jié)構(gòu)剛度的影響，殘余應(yīng)力會降低結(jié)構(gòu)的剛度，對于有殘余應(yīng)力的軸心受拉

14、構(gòu)件，當(dāng)加載時，由于截面塑性區(qū)逐漸加寬， 而二側(cè)彈性區(qū)逐漸減小， 必然導(dǎo)致構(gòu)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(yīng)力對結(jié)構(gòu)的疲勞強度有明顯不利影響。焊接變形是焊接構(gòu)件經(jīng)過局部加熱冷卻后產(chǎn)生的不可恢復(fù)變形，包括縱向收縮，橫向收縮，角變形，彎曲變形，扭曲變形。螺栓的排列在構(gòu)件上排列應(yīng)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(gòu)件上的排列應(yīng)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(gòu)件有沿折線或直線破壞的可能， 對受壓構(gòu)件，

15、當(dāng)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(xiàn)象 2 構(gòu)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(zhuǎn)動螺栓板手?jǐn)Q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(dāng)栓件直徑較小，板件較厚時，栓件可能先被剪斷； 2 當(dāng)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(nèi)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

16、形。高強度螺栓有摩擦型連接和承壓型連接我國規(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 , 噴砂（丸）后生赤銹和鋼絲刷消除浮銹或?qū)ξ唇?jīng)處理的干凈軋制表面不做處理等第四章軸心受力構(gòu)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(gòu)式組合截面軸心受拉構(gòu)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(gòu)件連接， 符合經(jīng)濟要求，符合穩(wěn)定性要求軸心受力構(gòu)件的剛度是以限制其長細比來保證的影響軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)的因素有長細比，截面，材質(zhì)截面選擇和驗算的步驟： 1 先假定長細比計算所需的回轉(zhuǎn)半徑 2 計算所需的截面面積選擇型鋼號 3

17、計算幾何特征驗算最大長細比和構(gòu)件的整體穩(wěn)定性 4 當(dāng)壓桿截面孔洞削弱較大時應(yīng)驗算凈截面的強度 5 對于內(nèi)力較小的壓桿應(yīng)控制長細比整個構(gòu)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(xiàn)在格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸方向的整體穩(wěn)定，分肢穩(wěn)定以及輟材的設(shè)計方法面有所不同第五章受彎構(gòu)件的截面形式有實腹式和空腹式兩大類實腹式受彎構(gòu)件按制作方法可以分為型鋼梁和組合梁兩大類影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素： 1 梁側(cè)向無支承長度或受壓翼緣側(cè)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(zhì) 5 沿梁截面高度

18、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(cè)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(shù)值時11 梁的平面內(nèi)計算長度：支座之間的距離梁的平面外計算長度：梁側(cè)面支撐點的距離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，不需要計算提高腹板穩(wěn)定性的有效措施有增加腹板厚度或是設(shè)計腹板加勁肋， 常用的加勁肋形式有橫向加勁肋，縱向加勁肋和短加勁肋三種梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處宜設(shè)置支承加勁肋加勁肋必須具有足夠的抗彎剛度，以保證腹板屈曲時在該處基本無出平面的位移16 單向彎曲型鋼梁的設(shè)計截面選擇步驟： 1 計算梁的最大彎矩和剪力 2 求所需的凈截面模量， 選出適當(dāng)規(guī)格的型鋼 3 驗算抗彎強度剛度和整體穩(wěn)定性由于型鋼截面的翼緣和腹板厚度較大，不必驗算局部穩(wěn)定； 端部無大的削弱時， 也不必驗算剪應(yīng)力。而局部應(yīng)力也只在有較大集中荷載或支座反力處才驗算18 組合梁的截面設(shè)計包括兩部分內(nèi)容： 1 如何初選截面尺寸 2 對初選的截面進行各種驗算（強度，整體穩(wěn)定性和撓度）梁的拼接有工廠拼接和工地拼接兩種第六章與軸心受拉構(gòu)件相比，拉彎構(gòu)件的計算一般只需考慮強度和剛度兩個方面。 但對以承受彎矩為主的拉彎構(gòu)件，