钢结构设计原理复习

《钢结构设计原理复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、钢结构设计原理复习第1章绪论基本要求：1．掌握钢结构的特点和正确理解钢结构的应用范围；2．了解钢结构在我国的发展趋势；§1．2钢结构的特点及其合理的应用范围一.特点钢结构是由钢板、型钢、冷弯薄壁型钢等通过焊接或螺栓连接所组成的结构1.轻质高强2.塑性、韧性好※塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证；韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。3.各向同性，性能稳定可以直接应用力学中

2、给出的结论，如叠加原理等。4.可焊性，不易渗漏可焊性使连接简化，使结构应用范围增大，容易做成复杂形状。不易渗漏：各种压力容器※后果：存在残余应力5.制造简便，施工周期短6.耐腐蚀性差7.耐热但不耐火100℃以内强度无影响150℃以上必须进行遮挡处理※600℃左右E→0结构倒塌措施：防火涂料，防火漆，外包混凝土8.存在稳定问题——设计时考虑二.合理的应用范围大——跨度大。l重——主要是重工业厂房，内有大吨位重级工作制吊车，l高——高层建筑，塔桅结构。地王大厦（84层），京广大厦（53层），广州（上海，汕头）电视塔，北京气象塔（325米

3、）等。l动——受动力作用的厂房，机座，地震区内要求较高的建筑。l轻——荷载较小的轻型结构，其用钢量可能低于RC的用钢量，如大棚等。l小——小型、可拆装结构，临时建筑等。如塔吊，临时展棚等。第2章钢结构的材料基本要求1.掌握钢结构的两种破坏形式；2.掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标；3.掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素；4.掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法；5.了解结构用钢材的种类、牌号、规格6.理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。§2.1钢结构对材料的要求（1）较高的强度——良好塑性和韧性（2）足够的

4、变形能力——良好塑性和韧性（3）良好的加工性能——适应冷、热加工，可焊性好（4）对环境的良好适应性——耐腐蚀、耐火、耐疲劳§2．2钢材主要性能钢材的两种破坏形式塑性破坏——破坏前有明显的变形，破坏历时时间长，断口发暗，可以采取补救措施。脆性破坏——破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时产生的变形远比材料应有的变形能力小，破坏发生突然，断口平齐、发亮，无机会补救。从拉伸曲线可以得到，，∵∴通过对曲线的分析，假定钢材为理想的弹性塑性体。因为：1）计算简便；2）与相差不大3）虽然＞＞，但对应的应变非常大4）以作为设计强度的依据，具有较大的强度

5、储备，出现偶然因素，使人们有机会补救。二.冷弯性能常温下弯曲180°(按原有厚度)，检查外表面，不能有裂纹、起层（或分层）．这是衡量材料塑性及均匀程度的更加严格的要求．三．冲击韧性材料在受动力荷载时的韧性指标。低温下，冲击韧性急剧下降．故应测其负温冲击韧性§2·3各种因素对钢材性能的影响一．化学成分普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质元素占1%；普通低合金钢中有＜5%的合金元素。●碳（C）：钢材强度的主要来源，但是随其含量增加，强度增加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。一般控制在0.22%以下，在0.2以下时，可焊性良好。●硫（S

6、）：热脆性。不得超过0.05%。●磷（P）：冷脆性。抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低。不得超过0.045%。●锰（Mn）：合金元素。弱脱氧剂。与S形成MnS，（熔点为1600℃），可以消除一部分S的有害作用。●硅（Si）：合金元素。强脱氧剂。●钒（V）：合金元素。细化晶粒，提高强度，其碳化物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊接结构。●氧（O）：有害杂质。●氮（N）：有害杂质。二．冶金缺陷常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹等。偏析——化学成分分布的不均匀程度。三．构造缺陷试件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变时，应力不均匀，力

7、线变曲折，缺陷处有高峰应力——应力集中。结果：塑性降低，脆性增加。原因：不正确的设计（构造不合理）、制造（不光滑）及使用。五．钢材的硬化冷作硬化——当荷载超过材料比例极限卸载后，出现残余变形，再次加载则比例极限（或屈服点）提高的现象，也称“应变硬化”。（主观的）时效硬化——随时间的增长，碳和氮的化合物从晶体中析出，使材料硬化的现象。（客观的）应变时效——钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同时可以加速时效硬化，因此也称“人工时效”。六．温度的影响七．厚度、直径的影响八．残余应力的影响§2．5钢材的疲劳钢材疲劳破坏的

8、特征钢材的疲劳——钢材在连续循环荷载作用下，当循环次数达到某一值n时钢材的破坏。2．特点：（1）疲劳破坏时，应力远小于材料静力强度；（2）破坏属于突然的脆性破坏。3．原因：缺陷—→微观裂纹—→宏观裂纹§2．6钢材的种类和规格一．钢种普