鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)

鋼結(jié)構(gòu)基本原理第一章緒論1、 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：（1） 強度高、重量輕；（2） 材性好，可靠度高；（3） 工業(yè)化程度高，工期短；（4） 密封性好；（5） 抗震性能好；（6） 耐熱性較好；2、 鋼結(jié)構(gòu)的缺點：（1） 鋼材價格相對較貴；（2） 耐銹蝕性差；（3） 耐火性差；第二章鋼結(jié)構(gòu)材料1、 鋼結(jié)構(gòu)對鋼材的要求：（1） 有較高的強度；（2） 塑性好；（3） 沖擊韌性好；（4） 冷加工性能好；（5） 可焊性好；（6） 耐久性好；2、 屈服點和流幅是鋼材的很重要的兩個力學(xué)性能指標(biāo)，前者是表示鋼材強度指標(biāo)，后者表示鋼材塑性變形指標(biāo)。3、 鋼材的工作性能：（1） 在設(shè)計時取屈服點為鋼材可以達到的最大應(yīng)力；（2） 鋼材符合理想的彈塑性本構(gòu)；（3） 鋼材破壞前的塑性變形很大，差不多等于彈性變形的200倍；（4） 屈強比可以看做衡量鋼材強度儲備的一個系數(shù)，屈強比越低鋼材的安全儲備越大。4、 伸長率不能代表鋼材的最大塑性變形能力，但測量斷面收縮率時容易產(chǎn)生較大的誤差。5、 鋼材的塑性指標(biāo)比強度指標(biāo)更為重要，塑性可以調(diào)節(jié)初始缺陷。6、 時效現(xiàn)象：在間歇反復(fù)荷載下，鋼材屈服點提高，韌性降低，并且極限強度也稍微提高。7、 疲勞：多次反復(fù)加荷后，鋼材的強度下降。8、 第四強度理論（折算應(yīng)力）：b=；'b2+b2+b2—Gb+bb+bb）+3G2+C2+■2）zsVxyz xyyzzx x^yz9、 鋼材的抗剪屈服點為抗拉屈服點的0.58倍。10、 韌性：鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，是衡量鋼材抗沖擊性能的指標(biāo)。11、 冷彎性能：鋼材在冷加工產(chǎn)生塑性變形時，對發(fā)生裂縫的抵抗能力，是衡量鋼材力學(xué)性能的綜合性指標(biāo)。12、 可焊性好是指焊縫安全、可靠、不發(fā)生焊接裂縫，焊接接頭和焊縫的沖擊韌性以及熱影響區(qū)的延伸性（塑性）和力學(xué)性能都不低于母材。13、 碳當(dāng)量是衡量普通低合金鋼中各元素對焊后母材的碳化反應(yīng)的綜合性能。14、 塑性破壞：也稱延性破壞。15、 脆性破壞：破壞前無明顯變形，平均應(yīng)力小。16、 剪應(yīng)力先超過晶粒的抗剪能力，將發(fā)生塑性破壞；拉應(yīng)力先超過晶粒的抗拉能力，將發(fā)生脆性破壞。17、 影響鋼材脆斷的直接因素是裂紋尺寸、作用力和材料的韌性。18、 提高鋼材抗脆斷性能的主要措施：（1） 加強施焊工藝管理；（2） 焊縫不宜過分集中，施焊時不宜過強約束，避免產(chǎn)生過大殘余應(yīng)力；（3） 進行合理細部構(gòu)造設(shè)計，避免產(chǎn)生應(yīng)力集中；（4） 選擇合理的鋼材；19、 疲勞破壞：鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，應(yīng)力雖然還低于極限強度，甚至還低于屈服點，也會發(fā)生破壞。屬于反復(fù)荷載作用下的脆性破壞。20、 疲勞極限：應(yīng)力循環(huán)即使反復(fù)無窮多次，試件仍然不會破壞。21、 損傷：塑性損傷、疲勞損傷、材質(zhì)變化、蠕變損傷等。22、 化學(xué)成分影響鋼材性能：（1） 碳：屈服點和抗拉強度提高；但塑性和韌性，特別是低溫沖擊韌性下降，可焊性、耐腐蝕性能、疲勞強度和冷彎性能明顯下降。（2） 硅：用以制成質(zhì)量較高的鎮(zhèn)靜鋼。適量硅可大為提高強度，而對塑性、沖擊韌性、冷彎性能及可焊性無明顯影響；過多則降低性能。（3） 錳：適量提高強度，消除熱脆，改善冷脆傾向；過量使鋼材脆硬，降低抗銹性和可焊性。（4） 釩：提高強度和抗銹性，不顯著降低塑性，有時有硬化作用。（5） 硫：大大降低塑性、沖擊韌性、疲勞強度和抗銹性，高溫變脆產(chǎn)生裂縫一一熱脆。（6） 磷：提高強度和抗銹性，但嚴(yán)重降低塑性、沖擊韌性、冷彎性能，冷脆。（7） 氧和氮：氧熱脆，氮冷脆。23、 沸騰鋼：錳作脫氧劑，塑性、韌性、可焊性較差，容易發(fā)時效和變脆。24、 鎮(zhèn)靜鋼：硅作脫氧劑，成品率低，成本較高，屈服點高、沖擊韌性好、冷彎性能、可焊性、抗銹性好，時效敏感性較小。25、 鋼材經(jīng)熱軋后，由于不均勻冷卻會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，一般在冷卻較慢處產(chǎn)生拉應(yīng)力，冷卻早的地方產(chǎn)生壓應(yīng)力。殘余應(yīng)力自平衡。26、 硬化：在重復(fù)荷載作用下，鋼材彈性極限有所提高。27、 藍脆現(xiàn)象：在250^左右時，鋼材抗拉強度提高而沖擊韌性下降。28、 低溫冷脆：當(dāng)溫度下降到某一數(shù)值時，鋼材的沖擊韌性突然急劇下降，試件斷口發(fā)生脆性破壞。29、 在一般情況下，由于結(jié)構(gòu)鋼材的塑性較好，當(dāng)內(nèi)力增大時，應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象會逐漸平緩。30、 選用鋼材的原則：（1） 結(jié)構(gòu)的類型及重要性；（2） 荷載的性質(zhì)；（3） 連接方法；（4） 結(jié)構(gòu)的工作溫度；

（5） 結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)；（6） 結(jié)構(gòu)形式和鋼材厚度;第三章鋼結(jié)構(gòu)的可能破壞形式1、鋼結(jié)構(gòu)可能的破壞形式：（1） 結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)；（2） 結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的局部失穩(wěn)；（3） 結(jié)構(gòu)的塑性破壞；（4） 結(jié)構(gòu)的脆性斷裂；（5） 結(jié)構(gòu)的疲勞破壞；（6） 結(jié)構(gòu)的損傷累積破壞；第四章受拉構(gòu)件及索1、 毛截面屈服準(zhǔn)則（截面無削弱）："AfN<Np2、 凈截面斷裂準(zhǔn)則（截面有削弱）：N"fN<min(N,N)在滿足屈強比f>1.25的條件下:yN<Af3、 凈截面效率：A a門=—^=1——A ln門越小。影響因素：連接長度越長，門門越小。連接板至構(gòu)件截面形心距離越大，截面分散應(yīng)力越不均勻，4、 邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：NM八——+—<1Mex5、全截面屈服準(zhǔn)則N+M<iMp6、部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則:N

+AfyyWxfy第五章軸心受壓構(gòu)件1、 一般情況下軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)形態(tài)：a） 雙軸對稱：工字型、H形，只出現(xiàn)彎曲失穩(wěn)；b） 單軸對稱：不對稱工字型、T形、槽形，繞非對稱軸彎曲失穩(wěn)；繞對稱軸彎扭失穩(wěn);c） 無對稱軸：不等肢L形，彎扭失穩(wěn)；d） 中心對稱：十字型、Z形，扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。2、 軸心受壓構(gòu)件的強度：N"f3、 整體穩(wěn)定：兀2EAa）歐拉臨界力（理想彈性軸心壓桿）：N=一E 入2b） 極限承載力：N廣中Afyc） 格構(gòu)式構(gòu)件換算長細比人0按公式計算4、局部穩(wěn)定：a） 穩(wěn)定系數(shù)k按支座條件取對應(yīng)值b） 板屈曲后還會有很大的承載能力，其屈曲后強度來源于板面內(nèi)橫向的薄膜張力。c） 實腹構(gòu)件局部失穩(wěn)通過寬厚比板件來控制。d） 為保證格構(gòu)柱單肢穩(wěn)定性不低于整體，其長細比綴條柱：人<0.7人=0.7max（X,人）綴板柱：%<min（40,0.5X），X>50e） 剪力實用計算公式：V=A??^f） 計算綴條穩(wěn)定性時需對設(shè)計強度需乘以折減系數(shù)Y0一一1 ……ag） 綴板驗算：T=V—，M=V—ic i2、c, M T,r當(dāng),>40時，只需驗算強度：a=—<f,‘=1.5亦<fvdbh）軋制截面不需要驗算局部穩(wěn)定，自動滿足;第六章受彎構(gòu)件1、 受彎構(gòu)件的主要破壞形式：a） 截面強度破壞：邊緣屈服后根據(jù)彈性核大小判斷承載力；制作處受剪破壞；b） 整體失穩(wěn)：彎矩作用平面內(nèi)、彎矩作用平面外；c） 局部失穩(wěn)：分為彈性和彈塑性；彈性局部失穩(wěn)說明受彎構(gòu)件局部遭到破壞，承載性能開始惡化，但不一定作為構(gòu)件整體遭到破壞的判別標(biāo)準(zhǔn)。2、 截面抗彎強度設(shè)計：強度準(zhǔn)則計算公式邊緣屈服準(zhǔn)則M=Wf全截面塑性準(zhǔn)則M廣Wpxfy有限塑性發(fā)展準(zhǔn)則mlWxfy3、 抗剪強度計算：截面有削弱時也使用毛截面計算而a） 開口截面：t=矛；ItVb） 工字形截面剪力王要由腹板承受：t=-Aw4、 局部承壓強度：一般考慮在集中荷載作用處設(shè)置支撐加勁肋F

b= cV.l=a+5h+2h5、 折算應(yīng)力：所有的應(yīng)力應(yīng)當(dāng)是發(fā)生在同一點的應(yīng)力b=\：'b2+b2—g+3T26、 剪力中心：彎曲中心、扭轉(zhuǎn)中心，截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)中心；設(shè)計時應(yīng)使橫向力作用線靠近剪力中心。7、 自由扭轉(zhuǎn)：截面應(yīng)力為扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力；單位長度的扭轉(zhuǎn)角處處相等a） 截面上受等值反響的一對扭矩作用；b） 構(gòu)件端部截面的縱向纖維不受約束。8、 約束扭轉(zhuǎn)：上下翼緣存在等值反向的雙力矩。9、 翹曲：約束扭轉(zhuǎn)時，構(gòu)件截面不再保持為平面。10、 整體失穩(wěn)，影響臨界彎矩的主要因素：因素臨界彎矩側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度、抗翹曲剛度+構(gòu)件跨度-截面不對稱程度+荷載作用方式系數(shù)+橫向荷載作用位置+支承對位移的約束程度+11、 可以不進行整體穩(wěn)定計算的情況：a）有足夠剛度的鋪板覆蓋在受彎構(gòu)件的受壓翼緣上并與其牢固連接，能有效阻止受壓醫(yī)院的側(cè)向變形；b）受彎構(gòu)件的自由長度小于某一臨界值。12、 局部穩(wěn)定設(shè)計準(zhǔn)則：a） 板件局部失穩(wěn)的臨界應(yīng)力不小于材料的屈服強度；b） 板件局部失穩(wěn)的臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件的整體穩(wěn)定臨界應(yīng)力；c） 板件局部失穩(wěn)的臨界應(yīng)力不小于實際工作應(yīng)力。（最經(jīng)濟）13、 桁架機制：有橫向加勁肋的簡支梁受剪局部失穩(wěn)后，主壓應(yīng)力不變，主拉應(yīng)力增加。梁的上下翼緣猶如上下弦桿，橫向加勁肋如同受壓豎桿，失穩(wěn)區(qū)段內(nèi)的斜向張拉力帶則起到受拉斜桿的作用。14、 反復(fù)荷載、塑性設(shè)計中，不考慮利用屈曲后強度。第七章壓彎構(gòu)件1、破壞形式強度破壞整體失穩(wěn)局部失穩(wěn)與受彎構(gòu)件類似平面內(nèi)失穩(wěn)、平面外失穩(wěn)類似于軸心受力構(gòu)件2、強度MH ^—yWfxy3、整體穩(wěn)定a）平面內(nèi)整體穩(wěn)定性寬厚比相當(dāng)大的板件組成的截面（冷彎薄壁型構(gòu)件），在全截面發(fā)展塑性的可能性較小，一般以邊緣屈服準(zhǔn)則作為設(shè)計準(zhǔn)則。確定平面內(nèi)穩(wěn)定性的兩種方式：試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計、力學(xué)模型數(shù)值分析平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計算方式：

名稱公式特點單項表達式N=^Af中°值受影響因素較多，使用不便。相關(guān)公式N+甲/yWxx1^M^1-0.8衛(wèi)N，k NEx，-fd部分發(fā)展塑性b） 平面外整體穩(wěn)定性平面外整體失穩(wěn)呈現(xiàn)彎扭狀態(tài)。計算公式：上k+.&骯xV/甲A甲Wdc） 格構(gòu)式構(gòu)件單肢穩(wěn)定對于綴條，可以按軸心受力構(gòu)件計算單肢在各桿軸力作用下的穩(wěn)定性。對于綴板，平面內(nèi)穩(wěn)定需考慮剪力引起的局部彎矩。綴條穩(wěn)定與軸心受壓類似4、局部穩(wěn)定a）設(shè)計準(zhǔn)則：不允許發(fā)生局部失穩(wěn)考慮利用屈曲后強度第八章鋼結(jié)構(gòu)的連接1、焊接方式電弧焊最常用，不同鋼種焊接，宜用與低強度鋼材相適應(yīng)的焊條電渣焊電弧焊的一種，常用于高層建筑等鋼結(jié)構(gòu)中箱型柱的內(nèi)部橫隔板與柱的焊接電阻焊適用于板疊厚度不超過12mm氣焊薄鋼板、小型結(jié)構(gòu)2、 焊接形式a） 對接焊縫：直縫、斜縫;b） 角焊縫：側(cè)縫、端縫。3、 焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點a）優(yōu)點

不需要打孔鉆眼，省工省時，截面不受到削弱；不限形狀、無輔助零件、構(gòu)造簡單、傳力路線短、適應(yīng)面廣；氣密性、水密性好，結(jié)構(gòu)剛性大，整體性好；b）缺點：熱影響區(qū)使鋼材變脆；殘余應(yīng)力容易發(fā)生脆性破壞，降低壓桿穩(wěn)定的臨界荷載，影響尺寸和形狀;局部裂縫易擴散到整體；4、對接焊縫優(yōu)點用料經(jīng)濟、傳力平順、沒有明顯應(yīng)力集中，適合承受動荷載的構(gòu)件引弧板解決焊縫起點終點因不能熔透產(chǎn)生的凹形焊口分級一級：外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢查二級：外觀檢查、超聲波探傷三級：外觀檢查計算lw=l-2t一 N軸心受力：?！?—lt一 Nsin0 Ncos0斜向受力：^— 7 ，C一lt lt剪力：C一丁Flt一…一 NM復(fù)合作用：bmax一。n+bM=f+二w wT ——max—wmax ltIf \c Mh VSb=.9+b尹+3T2，b=—-0,T=y-b5、角焊縫焊腳尺寸焊縫根腳至焊縫外邊的尺寸，不宜太大，一面焊縫穿透較薄的焊件；不宜過小，以免局部加熱嚴(yán)重。有效焊腳高度h=0.7hf計算公式\(NT￥( ￥J二+匕<fw，A=ZhlVAP A f f ew卜ff7kf7

Mr MrbM= 5T，QM= ，I=I+IfyI fxI ffxfyf f6、剪力螺栓的破壞形式：a） 螺桿剪斷破壞；b） 鋼板孔壁擠壓破壞;c） 凈截面斷裂；d） 邊緣沖切破壞；e） 彎曲破壞；7、普通螺栓計算:單個螺栓[n}=minVAT 兀d2/N=n耳fb-N,Nb]，，N=d￡tfb剪力螺栓群(N、"n)2(MxV++">x2n)2 「1<[n}J V拉力螺栓群Nmin=7±瑩max i剪拉螺栓群J當(dāng)設(shè)支托時，剪力由:(NVEr'V7N=Vvn支托承受，〔wJ'