天大《钢结构设计原理》学习笔记一

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1、钢结构设计原理—学习笔记一主题：《钢结构设计原理》学习笔记内容：《钢结构设计原理》学习笔记一教学目的、要求:通过本周的学习，了解钢结构的组成特点及应用，掌握钢结构的计算方法，了解钢结构材料力学性能及影响因素，钢结构对钢材的要求等。教学内容：基本内容：钢结构的特点和应用，计算方法及钢结构的发展；钢结构对钢材的要求；钢材的主要性能及其影响因素；钢材的疲劳；钢材的脆性断裂；钢种钢号及钢材的选择。重点：钢结构的特点和应用；对钢结构用材的要求难点：钢结构的极限状态和概率极限状态；影响钢材性能的因素基本要求：1、了解钢

2、结构的组成特点及应用2、掌握钢结构的计算方法3、掌握钢结构材料力学性能及影响因素4、了解钢结构对钢材的要求。第一章概述§1．1特点和应用一、特点1、材料强度高、塑性、韧性好52（1）强度：钢：E=2.06´10N/mms42混凝土（C20）：E=2.55´10N/mmc2钢：抗拉f=375~460N/mmu2屈服f=235N/mmy2混凝土（C20）：抗拉f=1.1N/mmu2屈服f=10N/mmy1钢结构设计原理—学习笔记一（2）塑性好（3）韧性好2、材质均匀3、制造简便，施工周期短4、质量轻（1）单位密

3、度强度高3钢：r=7850kg/msfy235==0.03r7850s3混凝土r=2500kg/mcf10==0.004r2500c（2）屋架（3）方便吊装5、耐腐蚀性差6、耐热不耐火二、应用范围1、大跨度结构2、重型厂房3、动力荷载4、可拆装5、高耸结构6、容器7、轻型8、桥梁2钢结构设计原理—学习笔记一§1．2组成一、单层房屋1、特点：（1）以重力荷载为主（2）水平力次要（3）地震力非控制2、做法：平面承重（1）系列竖向平面（2）纵向支撑连接（3）主要形式实腹式、格构式、实腹格构复合式（4）受力特点传力

4、路径图1-2单层厂房组成3、平板网架网状筒壳4、穹顶5、预应力二、多层房屋1、比较2、体系（1）刚架3钢结构设计原理—学习笔记一图1-3高耸房屋结构（2）带撑（3）筒式（4）悬挂§1．3计算方法一、概率极限状态设计法1、基本原则技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。要解决根本问题是在可靠和经济之间选择最佳平衡预定功能包括：强度要求，刚度要求，稳定性要求。2．极限状态设计法Z=R-SZ——功能函数R——结构的抵抗力S——荷载对结构的综合效应3、功能极限状态（1）承载能力极限状态结构或构件达到最大承载能力或出

5、现不适于继续承载的变形。（2）正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限制。4、可靠度（1）定义：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。（2）P=P(Z³0)（1-1）r（3）失效概率：P=P(Z<0)f（4）P=1-Prf（1-2）二、结构物体的可靠指标1、基本变量荷载，材料性能，几何参数，计算公式精确性2、两个基本变量R，S3、m——平均值s——标准差m=m-m（1-3）zRs222s=s+s（1-4）zRs4钢结构设计原理—学习笔记一mz令b=（1-5）szm

6、-mRs则b=（1-6）22s+sRsP=1-P=f(b)rf4、关于b和P对应关系f5、m与s的影响因素RR材料性能、构件几何尺寸、结构计算模式三、设计表达式1、承载能力极限状态（1-7）5钢结构设计原理—学习笔记一2、正常使用极限状态§1．4钢结构的发展一、高强度钢材应用低合金钢：Q235，16Mn，15MnV连接材料：8.8级和10.9级高强度螺栓二、结构构件的极限状态理论三、结构的革新1、预应力钢结构2、蒙皮结构3、钢管混凝土4、空间结构第二章钢结构材料§2．1钢结构对钢材的要求一、较高的强度二、足

7、够的变形能力：塑性：结构破坏前变形比较明显从而减少脆性破坏，还能调整局部高峰应力韧性：动荷载作用下，能吸收比较多的能量。§2．2钢材的主要性能一、塑性破坏和脆性破坏1、塑性材料：有屈服现象或没有屈服现象但有很大的塑性变形脆性材料：没有屈服现象及塑性变形2、钢结构需要塑性材料3、钢结构可能发生塑性破坏或脆性破坏二、拉伸试验NDls=e=Al6钢结构设计原理—学习笔记一7钢结构设计原理—学习笔记一三、冷弯试验四、冲击试验测量冲击韧性§2．3性能成因影响因素一、化学成分铁Fe碳C1、钢材：含碳量小于2%常用的普通

8、碳素结构钢，低合金钢等2、C成分是形成钢强度的主要成分低碳钢：C<0.25%中碳钢：0.25~0.6%高碳钢：>0.6%钢结构含碳量不大于0.22%3、Mn：1.2~1.6%，起脱氧的作用，提高钢材强度Si：0.12~0.3%，提高强度，不显著降低塑性、韧性4、钒V，铜Cu提高钢抗腐蚀能力钛Ti硼B提高塑性和韧性5、S有害物质，提高脆性O、N有害元素，提高脆性6、P冷脆，提高强度和抗锈蚀能力二、熔炼、浇注和轧制冶