長安大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)容總結(jié)DOC

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鋼結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容總結(jié)

概括

概括部分包括鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡史、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用、結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)

計(jì)法、鋼結(jié)構(gòu)的新發(fā)展；

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性、韌性好；材質(zhì)均勻和力學(xué)計(jì)算的假設(shè)比較吻合;鋼結(jié)構(gòu)制作簡單，施工工期短;鋼結(jié)構(gòu)的重量輕承受同樣荷栽下結(jié)構(gòu)

的重量;鋼結(jié)構(gòu)密閉性較好;鋼結(jié)構(gòu)耐腐化性差;鋼材耐熱但不耐火;鋼結(jié)構(gòu)在低平易其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂;鋼材的可重復(fù)使用性。

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用:工業(yè)廠房;大跨建筑結(jié)構(gòu);大跨度橋梁結(jié)構(gòu);多層和高層建筑;高聳結(jié)構(gòu);承受振動荷載影響及地震作用的結(jié)構(gòu);板殼結(jié)構(gòu);其他特種結(jié)構(gòu);可拆卸或搬動的結(jié)構(gòu);輕型鋼結(jié)構(gòu);和混凝土組合成的組合結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩大類；（1）承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力是出現(xiàn)不

適于連續(xù)承載的變形，包括推翻、強(qiáng)度破壞、疲倦破壞、喪失牢固、結(jié)構(gòu)變?yōu)殪`巧系統(tǒng)或出現(xiàn)過分的塑性變形。

（2）正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或長遠(yuǎn)性能的某項(xiàng)規(guī)定限值，包括出現(xiàn)影響正常使用或影響外觀的變形，出現(xiàn)影響正常使用或長遠(yuǎn)性能的局部破壞以及影響正常使用的振動。

n0(GGKQiCiQiK)fi1

n[]GKQ1KciQiKi2

鋼結(jié)構(gòu)的資料

鋼結(jié)構(gòu)的資料，包括鋼材單向均勻受拉時的力學(xué)性能、鋼結(jié)構(gòu)對資料性能的

要求、影響鋼材力學(xué)性能的因素、結(jié)構(gòu)鋼材的脆性破壞、鋼結(jié)構(gòu)的脆斷和疲倦、鋼材的采用及鋼材的規(guī)格；

對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求；

五個階段:圓滿彈性;非線性彈性;塑性流動;應(yīng)變硬化;

三個強(qiáng)度指標(biāo):比率極限fe;佩服點(diǎn)fy、f0.2;抗拉強(qiáng)度fu；設(shè)計(jì)時取佩服點(diǎn)為鋼材可以達(dá)到的最大應(yīng)力：

在開始進(jìn)入塑性流動范圍時，曲線顛簸較大，今后漸漸趨于平穩(wěn)，其最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別稱為上佩服點(diǎn)和下佩服點(diǎn)。上佩服點(diǎn)和試驗(yàn)條件（加荷速度、試件

形狀、試件對中的正確性）相關(guān)；下佩服點(diǎn)則對此不太敏感，設(shè)計(jì)中則以下佩服點(diǎn)為依據(jù)。關(guān)于沒出弊端和節(jié)余應(yīng)力影響的試件，比率極限和佩服點(diǎn)比較湊近，且佩服點(diǎn)前的應(yīng)變很小（對低碳鋼約為0.15%）。為了簡化計(jì)算，平常假設(shè)佩服點(diǎn)

以前鋼材為圓滿彈性的，佩服點(diǎn)今后則為圓滿塑性的，這樣即可把鋼材視為理想的彈-塑性體，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線表現(xiàn)為雙直線，如圖2.2理想的彈-塑性體的應(yīng)力

應(yīng)變曲線所示。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到佩服點(diǎn)后，將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的在使用上不同樣意的殘

余變形（此時，對低碳鋼c2.5%），表示鋼材的承載能力達(dá)到了最大限度。

因此，在設(shè)計(jì)時取佩服點(diǎn)為鋼材可以達(dá)到的最大應(yīng)力。

伸長率代表資料在單向拉伸時塑性應(yīng)變的能力；

冷彎性能合格是判斷鋼材在波折狀態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指

標(biāo)；

沖擊韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)

2232232redxyxyxyredred323fyfy0.58fy。鋼材抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度與抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度的關(guān)系是3影響鋼材性能的因素主要有哪些？化學(xué)成分的因素；成材過程的影響；鋼材

的冷加工硬化；溫度影響；應(yīng)力會集；

鋼材有兩種性質(zhì)圓滿不同樣樣的破壞形式，即塑性破壞和脆性破壞；鋼結(jié)構(gòu)所用

的資料誠然有較高的塑性和韌性，一般為塑性破壞，但在必定的條件下，依舊有

脆性破壞的可能性。

疲倦斷裂的見解；

鋼的牌號由代表佩服點(diǎn)的字母Q、佩服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）、脫氧方法符號（Z、b、F）等四個部分依次次組成；

H型鋼和剖分T型鋼的規(guī)格應(yīng)均采用代號高度H×寬度B×腹板厚度ti×翼緣厚度t2表示；

鋼結(jié)構(gòu)的連結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)的連結(jié)和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括鋼結(jié)構(gòu)的連結(jié)方法、焊接連結(jié)和焊接結(jié)構(gòu)的

特點(diǎn)、對接焊縫的結(jié)構(gòu)和計(jì)算、角焊縫的結(jié)構(gòu)和計(jì)算、焊策應(yīng)力和焊接變形、普

通螺栓連結(jié)的結(jié)構(gòu)和計(jì)算及高強(qiáng)度螺栓的結(jié)構(gòu)和計(jì)算、構(gòu)件的拼接、柱頭和柱腳

設(shè)計(jì)、桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

焊縫按其查驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且吻合三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求必定數(shù)量的超聲波查驗(yàn)并吻合相應(yīng)級其他質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

不同樣樣鋼種的鋼材相焊接時，比方Q238鋼與Q345鋼相焊接，宜采用低組配方案，即宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。

側(cè)面角焊縫主要承受剪應(yīng)力，塑性較好，彈性模量低(E7104N/mm2)，強(qiáng)度也較低。正面角焊縫截面中的各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，焊根處存在著很

嚴(yán)重的應(yīng)力會集，正面角焊縫的破壞強(qiáng)度高于側(cè)面角焊縫，但塑性變形要差些。

焊策應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響（1）對靜力強(qiáng)度無影響；（2）降低了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度及受壓構(gòu)件的牢固性；（3）增加鋼材在低溫下的脆斷傾向；（4）降低結(jié)構(gòu)構(gòu)

件的疲倦強(qiáng)度

hfmin1.5t，t為較厚焊件厚度hfmax≤1.2t，較薄焊件厚度mm（單位為mm）自動焊hfmin≤1.5t-1mmt6mm:hfmaxt(1~2)mmt6mm:hfmaxtT形連結(jié)的單面角焊縫hfmin≤1.5t+1mmt≤4mm，hfmin=t側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計(jì)算長度lwmax60hf8hf不得小于和40mm。角焊縫強(qiáng)度計(jì)算fNfffwNffwhelwfhelw

N

f

f

TxTsin

ffwhlwfe

NNffwhelwN320.7hf3bfffwN1N(be)N3N3b2K1N2N2NeN3K2NN3b22Nx6MNyNyNM2helw2helw2y2helwAeTTrTrIpIxIyTrryTryTyTcosTrrxTrxIprIpIprIp

注意：中、的判斷；最大應(yīng)力點(diǎn)的判斷。

①螺栓只承受剪力；

螺栓連結(jié)受力情況可分為三類：②螺栓只承受拉力；③螺栓承受拉力和剪力的共同作用。

栓桿可能先被剪斷抗剪驗(yàn)算

板件可能先被擠壞螺栓承壓破壞抗擠壓驗(yàn)算

板件削弱太多而被拉斷凈截面驗(yàn)算端距范圍內(nèi)的板件沖剪破壞控制端距螺栓桿波折破壞控制被連結(jié)的板厚度Nvbnvd2fvbNcbdtfcbNminbmin[Nvb,Ncb]4NbAfbde2fbtet4t2Nt222Nv1NvNt1bNvbNtbNvbNtbNvNc

高強(qiáng)度螺栓連結(jié)有兩各樣類：一種是依靠摩擦阻力傳力，并以剪力不高出觸

面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，稱為摩擦型連結(jié)；高強(qiáng)度螺栓承壓型連結(jié)，開初由摩擦

傳力，后期則依靠栓桿抗剪和承壓傳力。一般螺栓與高強(qiáng)度螺栓承壓型連結(jié)同樣。

Nvb0.9nfP

Nvbnvd2fvbNcbdtfcbNmbinminN[vb,Ncb]42bdbNtb0.8PeNt4ft摩擦型連結(jié)NvNt1b0.9nfP，b0.8PbbNvNtNvNt

2222NvddNt1bnvbbeftb承壓型連結(jié)NvbNtbNv4fv，Nt4NvNcb/1.21dtfcb1.2nN當(dāng)連結(jié)長度l1/d0>15時1.1l10.7b150d0NminN1TTr1Tr1r2x2y2iiiN1TxN1TcosN1Ty1Ty1Ty1r1ri2xi2yi2N1TyN1Tx1Tx1Tx1sinN1Trr2x2y21iiiNiMyi/yi2N1My1/yi2Ntb普通螺栓群偏心受拉Wey2/(ny)nAei1NminN/nNe1y/yi20eyi2/(ny1)N1Ney1/yi2Ntb(NiNeyi/yi2)繞最下排螺栓

eNmaxN/nNey/y2Nb繞螺栓形心軸1itTr1Ty1N1TyTx1N1TN1Txyi2xi2yi2ri2xi2

22(N1TxN1N)2(N1TyN1F)2Ty1NTx1Fbxi2yi2nxi2yi2nNminMy1bN1NNebN12Ntn2y1Nt形心軸yiyi承受拉力、彎矩和剪力NiNMy1n2yiV0.9nf(nP1.25Nti)Nti0.8P

特別注意：彎矩、獨(dú)愛受拉時是繞那個軸轉(zhuǎn)動。

軸心受力構(gòu)件

軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度，剛度要求、整體牢固和板件的局部牢固、截面設(shè)計(jì)。

軸心受壓構(gòu)件與軸心受拉構(gòu)件計(jì)算內(nèi)容有什么差異？

NN0.5n1/n)l0[]ffNN(1iAnAn高強(qiáng)螺栓摩擦型連結(jié)的板件1—1截面N軸心受力構(gòu)件凈截面強(qiáng)度An確定軸心壓桿整體牢固臨界應(yīng)力的方法，一般有以下四種：屈曲準(zhǔn)則；邊緣

佩服準(zhǔn)則；最大強(qiáng)度準(zhǔn)則；經(jīng)驗(yàn)公式；

初始弊端影響：實(shí)質(zhì)的壓桿與理想的壓桿不同樣樣樣，不可以防備地存在初始弊端。

這些弊端有力學(xué)弊端和幾何弊端兩種。力學(xué)弊端包括節(jié)余應(yīng)力和截面各部分佩服

點(diǎn)不一致等；幾何弊端包括初波折和加載獨(dú)愛等。其中對壓桿波折失穩(wěn)影響最大

的是節(jié)余應(yīng)力、初波折和初獨(dú)愛。

Nfl0x/ixl0y/iyAxy121/222224(1e2/i2)22yzyzyz0yz20zAi02Ai02/l2GIt/(2E)I/l2It/25.7maxIItkn3II1h23222223ibiti/2bht/24i0e0ixiy1

工字形截面軸心受壓構(gòu)件局部牢固驗(yàn)算考慮等牢固性，保證板件的局部失穩(wěn)臨

k2E2界應(yīng)力不小于構(gòu)件整體牢固的臨界應(yīng)力（fy），即t12(1v2)fybb(100.1)235h0(25235tw0.5)tfyfy柱最大承載力、設(shè)計(jì)、驗(yàn)算：NN強(qiáng)度承載力f、整體牢固承載力f，取小值NmaxAnALox，Loy取值可否同樣？取決于x、y方向支撐點(diǎn)的散布。

格構(gòu)式受壓構(gòu)件對虛軸牢固計(jì)算時，考慮剪切變形的影響而采用換算長細(xì)比。

ox2A22x27x1oxA1Affy軸心受壓格構(gòu)柱平行于綴材面的剪力為：V23585

受彎構(gòu)件

受彎構(gòu)件的強(qiáng)度，構(gòu)件的變形限制、構(gòu)件的整體牢固和板件的局部牢固、截

面設(shè)計(jì)；

MxfMxMyfxWnxxWnxyWnyVSFfmaxfvctwlzItw222Mxh0VSFc3c1fWnxhItwctwlz梁的整體牢固性

影響梁的整體牢固性的因素有（1）梁側(cè)向支承點(diǎn)間距或梁的側(cè)向長度；（2）截面形狀、尺寸；（3）荷載種類及荷載作用點(diǎn)地址；（4）梁端拘束及弊端。

①梁的側(cè)向抗彎剛度EIy、抗扭剛度GIt越大，臨界彎矩Mcr越大；②梁受壓翼緣的自由長度l1越大，臨界彎矩Mcr越?。虎酆奢d作用于下翼緣比作用于上翼緣的臨界彎矩Mcr大。

幾何尺寸及支承情況圓滿同樣的情況下不同樣樣荷載種類下受彎構(gòu)件，彎矩散布不同樣樣，牢固性怎樣比較。

規(guī)范規(guī)定，當(dāng)吻合以下情況之一時，梁的整體牢固可以獲取保證，不用計(jì)算：

（1）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固連結(jié)，能阻截梁受壓翼緣

的側(cè)向位移時，比方圖5.12(a)中的次梁即屬于此種情況。

（2）工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度l1[圖5.12(b)]中的次梁l1等于其

跨度l；對主梁，則l1等于次梁間距]與其寬度b1之比不高出表5.2所規(guī)定的數(shù)值時；

（3）箱形截面簡支梁，其截面尺寸（圖5.13箱形截面）知足h/b06，且

l1b095（235/fy）時（箱形截面的此條件很簡單知足）。MxMxMyf

f

bWxbWxyWy4320Ah2235[1yt1b1.070.282/bbbb]梁翼緣b13235b15235b040235tfytfytfy梁腹板的受力狀態(tài)（彎、剪、局壓）、腹板的失穩(wěn)形式（受壓區(qū)軸向壓、45度方向、受壓區(qū)橫向壓）、腹板加勁肋的配置（縱向加勁肋、橫向加勁肋、縱、橫向加勁肋）。

各加勁肋的作用？

梁的剛度驗(yàn)算要求在荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和動力系數(shù)）作用下的位移不大于規(guī)范規(guī)定的贊成值。

v5qkl35qkl2Mxl[v]l384EIx488EIx10EIxl

拉彎和壓彎構(gòu)件

拉彎和壓彎構(gòu)件強(qiáng)度、構(gòu)件的整體牢固和板件的局部牢固、構(gòu)件的計(jì)算長度、截面設(shè)計(jì)；

拉彎構(gòu)件破壞形式：實(shí)腹式為出現(xiàn)塑性鉸；格構(gòu)式（含冷彎薄壁）為邊佩服。

彎矩大時，有彎矩作用平面外失穩(wěn)的可能。

壓彎構(gòu)件破壞形式：出現(xiàn)塑性鉸強(qiáng)度破壞；

單向壓彎：彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)（波折）和彎矩作用平面

外失穩(wěn)（彎扭）；

雙向壓彎：彎扭失穩(wěn)；

板件的局部失穩(wěn)。

對拉彎、壓彎構(gòu)件，則需要計(jì)算強(qiáng)度、整體牢固（彎矩作用平面內(nèi)牢固和彎矩

作用平面外牢固）、局部牢固和剛度（限制長細(xì)比）。

NMxfNMxMyAnxWnxAnxWnxfyWny

壓彎構(gòu)件的整體牢固分為彎矩作用平面內(nèi)牢固性和彎矩作用平面外牢固性兩

種形式。

NmxMxfNmxMxfxAW10.8NAW11.25Nx1xNExx2xNExNtxMxfyAbW1xNmxMxtyMyNtxMxmyMyfAfyAbxW1xxW1x10.8NWyW1y10.8Nxby1yNExNy

b≤15235/fy，b≤13235/fyb0≤40235/fyttt當(dāng)0≤0≤1.6時h0≤1600.525235/fy0maxmin/maxtw當(dāng)1.6≤0≤2時h0≤4800.526.2235/fymax]tw彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體牢固性計(jì)算

NmMxf邊緣佩服準(zhǔn)則xANW1x1xNExAffy計(jì)算壓彎構(gòu)件的綴材時，應(yīng)取構(gòu)件實(shí)質(zhì)剪力和按式（V235）計(jì)85算所得剪力兩者中的較大值。

屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

屋蓋結(jié)構(gòu)，包括屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和部署、屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)、鋼檁條設(shè)計(jì)

及一般鋼屋架設(shè)計(jì)。

廠房結(jié)構(gòu)的組成：（1）橫向框架；（2）屋蓋結(jié)構(gòu)；（3）支撐系統(tǒng)；（4）吊車

梁和制動梁（或制動桁架）；（5）墻架承受墻體的自重細(xì)風(fēng)荷載。

支撐的作用：①保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用；②防備壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防備拉桿產(chǎn)生過大的振動；③肩負(fù)和傳達(dá)水平荷載（如風(fēng)