结构设计原理4

《结构设计原理4》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、第十八章钢结构的基本概念钢结构的优缺点：1.材质均匀，可靠度高； 2.强度高，质量轻3塑性和韧性好 4.制造、安装方便5.可焊性和密封性好6耐热性较好7耐腐蚀和耐火性差桥梁常用的钢结构形式：1实腹板梁式结构2桁架式结构3拱或钢架式结构4拱与梁或桁架的组合结构5斜拉结构钢结构设计的基本要求1必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，结构安全可靠2符合桥梁的使用要求，具有良好的耐久性3节约钢材，减轻结构重要4缩短制造安装时间5便于运输、检查和养护第十九章钢结构的材料钢结构对材料的要求1）较高的强度：抗拉强度和屈服强度较高。屈服强

2、度高：减小构件的截面，节约钢材，降低造价抗拉强度高：增加结构的安全储备。2）良好的塑性：避免结构发生脆性破坏，提高结构的抗震能力。3）韧性好：提高结构抗动荷载的能力，避免发生裂纹断裂和脆性断裂4）良好的工艺性能：冷加工、热加工好，保证钢材不发生脆断和裂纹。5）可焊性好：保证钢材不出现裂纹6）耐久性好：保证钢结构的使用寿命。钢材工作特性的四个阶段：1弹性阶段2屈服阶段3强化阶段4颈缩阶段工作特性：1弹性工作阶段以屈服点为上限。设计时取屈服点为钢材可以达到的最大应力。2屈服点之前的性质接近理想的弹性体，之后的流幅现象接近理

3、想的塑性体3钢材破坏前的塑性变形很大4抗拉强度是钢材破坏前能够承受的最大应力（屈强比越低，钢材的强度储备越大）韧性：钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。（衡量钢材冲击性能的指标（是强度和塑性的综合表现）冷弯性能：钢材加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力。（衡量钢材力学性能的综合指标）可焊性好是指焊接安全、可靠、不发生焊接裂缝、焊缝的冲击性和力学性能不低于母材抗腐蚀性。防止钢材的主要措施是依靠涂料的来加以保护破坏形式：塑性破坏：由于变形过大，超过了钢材的变形能力，仅在钢材的应力超过了屈服强度并达到了极限抗拉强度

4、后发生。（有较大的塑性变形发生且变形持续时间较长，容易即使发现而采取措施给予补救，对结构安全影响小）脆性破坏：塑性变形很小，平均应力低于屈服强度，破坏从应力集中处开始。（没有明显的预兆，无法及时察觉和采取补救措施，一旦发生则可能导致整个结构发生破坏，与塑性破坏相比较，其后果严重，危险性较大。）脆性断裂：钢材在静力或加载次数不多的动荷载作用下发生的脆性破坏原因:由裂纹引起，在荷载作用下，裂纹扩展到明显尺寸时发生。防止钢材的脆性断裂的措施：1加强施焊工艺管理。避免施焊过程中长生裂纹、气泡。2焊缝不宜集中，避免产生过大残余应

5、力。3合理细部构造，避免应力集中。避免采用厚钢板。（厚钢板比薄钢板更宜脆断）4合理选材，选择抗低温冲韧性好的钢材。脆性破坏的主要影响因素:1裂纹尺寸2材料韧性3工作温度4作用应力5反复荷载疲劳破坏：钢材在连续反复荷载作用下，其应力虽然没有达到抗拉强度，甚至还低于屈服强度，也可能发生突然破坏。（脆性破坏）影响钢材疲劳强度的因素：1应力集中的程度；2应力循环特征值；3应力循环次数n4应力种类5残余应力防止措施：（1）严格控制钢材的缺陷，选择优质钢材；（2）减少截面突变，避免焊缝集中，使钢结构构造合理化；（3）减小缺陷、残余

6、应力等到最低程度；（4）避免附加应力集中的影响；（5）避免对结构的局部损害，如划痕、开孔、撞击等；（6）修补焊缝。影响钢材性能的一般因素：1化学成分的影响有益元素：碳、硅、锰、钒有害元素：硫、磷、氧、氮a、碳：提高钢材的屈服点、抗拉强度，降低钢材的塑性、韧性。b、硅：提高强度，对塑性、冲击性、冷弯性能无影响（过大则降低。）c、锰：提高强度，改善钢材的热加工性和冷脆倾向。不显著降低塑性和韧性（消除硫、氧的影响）d、钒：提高淬硬性、强度和抗腐蚀性，不显著降低塑性。e、硫：严重降低钢材的塑性、韧性、疲劳强度、和抗锈蚀性f、磷

7、：严重降低钢材的塑性、韧性、冷弯性（易冷脆）g、氧、氮：易使钢材发生冷脆。2钢材生产过程中的影响：a冶炼b浇铸：按脱氧程度不同：沸腾钢、半沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢沸腾钢：塑性、韧性和可焊性较差，容易发生时效和冷脆镇静钢：屈服点高于沸腾钢，韧性较高、冷弯性能、可焊性、抗锈蚀性较好。特殊镇静钢：各种力学性能好，可焊性好。c轧制：改善力学性能。（钢材愈薄，强度愈高，塑性和韧性愈好）3时效的影响：提高钢材的强度、塑性降低、韧性降低、钢材变脆4冷作硬化的影响：在重复荷载作用下，钢材弹性极限有所提高的现象称为硬化在冷加工过程中引

8、起的钢材硬化现象，称为冷作硬化提高强度，降低钢材的塑性、韧性，使钢材变得冷脆。5温度的影响：温度在250，钢材抗拉强度提高，韧性下降。（蓝脆）温度在300，屈服点和极限强度显著降低温度下降，塑性和韧性降低。（在某一温度，钢材韧性急剧下降，发生脆性破坏，叫做低温冷脆）6应力集中的影响：塑性降低，钢材变脆钢材的品种：1碳素结构钢2低合