鋼結(jié)構(gòu)(戴國欣)考前輔導(dǎo)ppt課件

1、鋼結(jié)構(gòu)考前輔導(dǎo),復(fù)習(xí)要點 例題詳解,第1、2章 材料與設(shè)計原理,第1節(jié) 鋼材的力學(xué)性能 一、強度 屈服強度fy設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值（設(shè)計時可達的最大應(yīng)力）； 抗拉強度fu鋼材的最大應(yīng)力強度，fu/fy為鋼材的強度安全儲備系數(shù)。 理想彈塑性工程設(shè)計時將鋼材的力學(xué)性能，假定為一理想彈塑性體 二、塑性材料發(fā)生塑性變形而不斷裂的性質(zhì) 重要指標(biāo)好壞決定結(jié)構(gòu)安全可靠度，內(nèi)力重分布，保證塑性破壞，避免脆性破壞。 用伸長率衡量,三、韌性鋼材在斷裂或塑變時吸收能量的能力， 用于表征鋼材抗沖擊荷載及動力荷載的 能力，動力指標(biāo)，是強度與塑性的綜合 表現(xiàn)。 用沖擊韌性衡量，分常溫與負溫要求。 四、冷彎性能鋼材發(fā)生塑變時對產(chǎn)生裂

2、紋的抵抗 能力。是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量 的綜合指標(biāo)。 五、可焊性鋼材在焊接過程中對產(chǎn)生裂紋或發(fā)生 斷裂的抵抗能力，以及焊接后具備 良好性能的指標(biāo)。通過焊接工藝試驗 進行評定,第2節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式 塑性破壞與脆性破壞 影響因素化學(xué)成分、冶金質(zhì)量、溫度、冷作硬化、時效、應(yīng)力集中、復(fù)雜應(yīng)力,第3節(jié) 鋼材性能的影響因素 一、化學(xué)成分C、S、P、Mn、Si 二、冶金與軋制 三、時效 四、溫度正溫與負溫，熱塑現(xiàn)象、冷脆現(xiàn)象 五、冷作硬化 六、應(yīng)力集中與殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的概念以及它的影響。 七、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)強度理論，同號應(yīng)力，異號應(yīng)力。 第4節(jié) 設(shè)計原理 以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法；分項系數(shù)表達

3、式。 兩種極限狀態(tài)正常使用與承載能力極限狀態(tài)。 可靠性安全性、適用性、耐久性的通稱 失效概率結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率,可靠度可靠性的概率度量，在規(guī)定的時間內(nèi)（設(shè)計基 準(zhǔn)期分5、25、50以及100年），規(guī)定的條 件（正常設(shè)計、施工、使用、維護）完成預(yù)定 功能的概率。 可靠度的控制控制失效概率小到一定水平。 第五節(jié) 鋼材的品種、牌號與選擇 品種炭素鋼Q235；低合金鋼Q345、Q390、Q420 牌號的表示方法Q、屈服強度值、質(zhì)量等級（碳素鋼AD，低合金鋼AE）,冶金脫氧方法（F、b、Z、TZ） 影響選擇的因素 結(jié)構(gòu)的重要性（結(jié)構(gòu)的安全等級分一級（重要），二級（一般），三級（次要）、荷載情況（

4、動、靜荷載）、連接方法（Q235A不能用于焊接結(jié)構(gòu)）、環(huán)境溫度,第3章 鋼結(jié)構(gòu)的連接,第1節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法與特點 焊接連接對接焊縫，角焊縫 螺栓連接普通螺栓，高強螺栓 鉚釘連接已基本被高強螺栓代替。 第2節(jié) 焊縫連接 一、焊接特性 1、焊接方法電弧焊（手工，自動埋弧以及氣體保護焊）、電阻焊和氣焊。 2、特點省材、方便、適用強；熱影響區(qū)變脆，殘余應(yīng)力與變形，質(zhì)量變動大。 3、焊縫缺陷裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、燒穿等,4、焊接形式 按焊件相對位置平接（對接）、搭接以及垂直連接。 按施焊位置俯焊（平焊）、橫焊、立焊以及仰焊。 按截面構(gòu)造對接焊縫及角焊縫 第3節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計算 一、構(gòu)造 破

5、口形式I型、單邊V型、雙邊V型、U型、K型及X型。 引、落弧板 變厚度與變寬度的連接1：4斜面。 質(zhì)量等級與強度一級綜合性能與母材相同； 二級強度與母材相同； 三級折減強度 二、計算同構(gòu)件,第4節(jié) 角焊縫的構(gòu)造與計算 一、構(gòu)造,角焊縫分直角與斜角（銳角與鈍角）兩種截面。 直角型又分普通、平坡、深熔型（凹面型）； 板件厚度懸殊時角焊縫設(shè)計及邊緣焊縫（P56，圖3.21） 二、受力特性 正面焊縫應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，但內(nèi)力分布均勻，承載力高； 側(cè)面焊縫應(yīng)力狀態(tài)簡單，但內(nèi)力分布不均，承載力低。 破壞為45o喉部截面，設(shè)計時忽略余高。 三、角焊縫的計算,第5節(jié) 普通螺栓連接 一、連接性能與構(gòu)造 受剪連接的破壞

6、形式板端沖剪、螺桿受彎、螺桿剪切、孔壁擠壓、板件凈截面（直線、折線）。構(gòu)造滿足前兩種，（e2do；t5d）。 受剪連接受力方向螺栓受力不均，一定長度時需折減。 受拉連接以螺桿抗拉強度為承載力極限。 施工及受力要求，螺栓有排布距離要求（栓距、線距、邊距、端距）。 分精制（A、B級）及粗制（C級，不能用于主要受力連接） 二、計算 1、單個連接承載力 、受剪連接 抗剪與承壓,受拉連接 、拉剪共同作用 2、螺栓群連接計算 、軸力或剪力作用 、彎矩軸力共同作用 、扭矩、軸力、剪力共同作用 其中,第6節(jié) 高強度螺栓連接 一、高強螺栓的受力性能與構(gòu)造 按計算原則分摩擦型與承壓型兩種。 摩擦型抗剪連接的最大承

7、載力為最大摩擦力。 承壓型抗剪連接的對答承載力同普通螺栓（Nbmin）。 注意當(dāng)連接板件較小時承壓型的承載力小于摩擦型。 受拉連接時兩者無區(qū)別，都以0.8P為承載力。 板件凈截面強度計算與普螺的區(qū)別為50的孔前傳力。 受剪連接時，螺栓受力不均，同普螺應(yīng)考慮折減系數(shù)。 由于承壓型設(shè)計的變形較大，直接承受動荷不易采用。 設(shè)計認為摩擦力主要分布在螺栓周圍3d0范圍內(nèi),二、計算 、摩擦型螺栓連接計算 1、抗剪連接 2、抗拉連接 （抗彎時旋轉(zhuǎn)中心在中排） 3、拉剪共同作用 、承壓型螺栓連接計算 計算方法同普通螺栓連接，應(yīng)注意 抗拉承載力 拉剪共同作用 抗彎時旋轉(zhuǎn)中心在中排,第7節(jié) 例題詳解 例題1、某T

8、型牛腿，角焊縫連接，F(xiàn)=250kN，Q235鋼，E43型 焊條，靜荷載，確定焊腳尺寸。 解：1、確定焊縫計算長度（兩條L型焊縫) 豎焊縫：lw12005195mm， 水平焊縫： lw2（20016）/2-587mm,取lw285mm,2、求焊縫形心及慣性矩： 3、力向形心轉(zhuǎn)移 4、受力控制點分項應(yīng)力（下點,5、焊縫強度結(jié)算： 6、焊腳尺寸確定： 取,例題2、 圖示摩擦型高強螺栓連接，M20，10.9級，噴砂生赤銹，驗算連接強度。 已知：M=106k.m； N=384kN； V=450kN。 解：1、查取有關(guān)參數(shù) 預(yù)拉力： P=155kN; 摩擦系數(shù)：=0.45 2、確定控制點 經(jīng)受力分析控制點

9、為最 上排螺栓,3、最上排螺栓分項受力 軸力N：各螺栓均勻受拉 彎矩M作用：最上排受最大拉力 其中 總拉力： 剪力V：各螺栓均勻受剪 4、承載力驗算 5、結(jié)論：連接承載力滿足要求,第4章 軸心受力構(gòu)件,第1節(jié) 概述 鋼結(jié)構(gòu)各種構(gòu)件應(yīng)滿足正常使用及承載能力兩種極限狀態(tài)的要求。 正常使用極限狀態(tài)：剛度要求控制長細比 承載能力極限狀態(tài)：受拉強度； 受壓強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定。 截面形式：分實腹式與格構(gòu)式 第2節(jié) 強度與剛度 凈截面強度軸壓構(gòu)件如無截面消弱，整穩(wěn)控制可不驗算強度。 剛度注意計算長度,第3節(jié) 軸壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 典型的失穩(wěn)形式彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)及彎扭失穩(wěn)； 理想構(gòu)件的彈性彎曲穩(wěn)定歐拉公

10、式； 彈塑性彎曲失穩(wěn)切線模量理論； 實際構(gòu)件的初始缺陷初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力； 初始缺陷的影響； 肢寬壁薄的概念； 格構(gòu)式截面綴條式與綴板式； 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件換算長細比的概念與計算； 格構(gòu)軸壓構(gòu)件兩軸等穩(wěn)的概念（實腹式同）； 單肢穩(wěn)定性的概念。 掌握整體穩(wěn)定的計算公式與方法,第4節(jié) 實腹式截面局部穩(wěn)定 局部穩(wěn)定的概念板件的屈曲，局部失穩(wěn)并不意味構(gòu)件失效，但是局部的失穩(wěn)會導(dǎo)致整體失穩(wěn)提前發(fā)生；局部穩(wěn)定承載力與支承條件、受力形式與狀態(tài)及板件尺寸有關(guān)。 局部穩(wěn)定的保證原則保證整體失穩(wěn)之前不發(fā)生局部失穩(wěn) 等穩(wěn)原則局部穩(wěn)定承載力等于整體穩(wěn)定承載力。 等強原則局部穩(wěn)定承載力等于某一整體穩(wěn)定達不到的強度值

11、。 局部穩(wěn)定的控制方法限制板件的寬（高）厚比。 掌握工字形截面局部穩(wěn)定的計算公式與方法,第5節(jié) 例題詳解 例題1 右圖示軸心受壓構(gòu)件， Q235鋼，截面無消弱， 翼緣為軋制邊。 問：1、此柱的最大承載力設(shè)計值N？ 2、此柱繞y軸失穩(wěn)的形式？ 3、局部穩(wěn)定是否滿足要求,解： 1、整體穩(wěn)定承載力計算 對x軸： 翼緣軋制邊，對x軸為b類截面，查表有： 對x軸： 翼緣軋制邊，對y軸為c類截面，查表有： 由于無截面消弱，強度承載力高于穩(wěn)定承載力，故構(gòu)件的 最大承載力為： 2、繞y軸為彎扭失穩(wěn),3、局部穩(wěn)定驗算 、較大翼緣的局部穩(wěn)定 結(jié)論：滿足要求 、腹板的局部穩(wěn)定 結(jié)論：滿足要求,第5章 受彎構(gòu)件（梁,

12、第1節(jié) 概述 正常使用極限狀態(tài)：控制梁的變形 承載能力極限狀態(tài)：強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定 梁的截面：型鋼梁與組合梁 梁格布置：簡單梁格、普通梁格、復(fù)雜梁格。 第2節(jié) 梁的強度與剛度 梁的工作狀態(tài) 彈性階段邊緣屈服 塑性鉸全截面屈服 考慮部分發(fā)展塑性，塑性發(fā)展系數(shù) 不考慮塑性發(fā)展的情況（動力荷載、翼緣寬厚比） 掌握工字型截面的塑性發(fā)展系數(shù) 梁的強度抗彎、抗剪、局部承壓及折算應(yīng)力（掌握計算方法系數(shù)的取用、驗算部位,梁的剛度控制撓跨比 第3節(jié) 梁的整體穩(wěn)定 失穩(wěn)機理重點掌握 梁的失穩(wěn)形式彎扭失穩(wěn)（側(cè)向彎扭失穩(wěn)） 提高梁整體穩(wěn)定的措施 梁的支座問題 梁的側(cè)向支承的受力 第4節(jié) 梁的截面設(shè)計 梁高度的確

13、定最小高度、最大高度及經(jīng)濟高度。 第五節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與加勁肋 一、翼緣的局部穩(wěn)定 保證原則等強原則,二、腹板加勁肋 腹板局部穩(wěn)定的設(shè)計原則 限制高厚比不經(jīng)濟，不采用 允許局部失穩(wěn)考慮屈曲后強度（輕鋼結(jié)構(gòu)采用） 用加勁肋減小腹板支承尺寸提高局穩(wěn)承載力（普鋼） 加勁肋的種類橫向、縱向及短加勁肋。 加勁肋的布置 加勁肋的構(gòu)造 支承加勁肋加強的橫向肋，除滿足橫向肋的構(gòu)造要求外，還應(yīng)滿足受力要求。 支承肋分平板式與凸緣式凸緣式應(yīng)控制凸緣長度2t,第6章 拉彎與壓彎構(gòu)件,第1節(jié) 概述 拉彎、壓彎構(gòu)件實際為軸力構(gòu)件與受彎的組合 三種典型的拉、壓彎構(gòu)件 正常使用極限狀態(tài)控制構(gòu)件的長細比 承載能力極限狀態(tài)強度

14、、整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定 截面形式實腹式、格構(gòu)式（一般選用綴條式） 第2節(jié) 拉、壓彎構(gòu)件的強度與剛度 理解公式中的號意義與應(yīng)用（單對稱截面，彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓）。 注意塑性發(fā)展系數(shù)的取用（同梁） 剛度控制構(gòu)件的長細比,第3節(jié) 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定 整體穩(wěn)定包括兩方面彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)及彎矩 作用平面外的彎扭失穩(wěn)。 整體穩(wěn)定的計算 第4節(jié) 實腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 應(yīng)力梯度的概念 梁： 軸力構(gòu)件： 拉、壓彎構(gòu)件,翼緣的局部穩(wěn)定受力簡單，同梁按等強原則 腹板的局部穩(wěn)定受力復(fù)雜，影響因素多，等強原則。 腹板局部穩(wěn)定的主要影響因素: 剪、正應(yīng)力比： 正應(yīng)力梯度： 塑性區(qū)發(fā)展深度

15、第5節(jié) 格構(gòu)式截面壓彎構(gòu)件 一般宜采用綴條式，當(dāng)彎矩較小時也可以采用綴板式。 一般彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實軸作用。 彎矩繞實軸作用時，整體穩(wěn)定計算同實腹式截面，但平面外穩(wěn)定計算時，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按換算長細比0 x計算，梁彎穩(wěn)定系數(shù)b1.0,彎矩繞實軸作用時： 彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定不考慮塑性發(fā)展 彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定不需驗算，但需保證單肢 的兩向穩(wěn)定性。 單肢穩(wěn)定分肢相同時驗算較大分肢；分肢不同時應(yīng)分 別驗算兩單肢。 綴材設(shè)計按實際剪力及 中較大值。 局部穩(wěn)定：兩肢件應(yīng)按軸壓構(gòu)件控制局部穩(wěn)定,第6節(jié) 例題 驗算下圖示壓彎構(gòu)件的強度及平面內(nèi)、外的整體穩(wěn)定性。 已知：Q235鋼，A=

16、20cm2，Ix346.8cm4， Iy43.6cm4， y14.4cm， 翼緣側(cè)向1/3跨處設(shè)置兩個側(cè)向支承。 解：1、參數(shù)計算,2、強度計算 結(jié)論：強度滿足要求。 3、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性,結(jié)論：平面內(nèi)整穩(wěn)不滿足。 4、平面外的整體穩(wěn)定性 結(jié)論：平面外整穩(wěn)滿足,試卷題型分析,一、判斷題主要考查一些基本概念 根據(jù)題意在（ ）處添上相關(guān)內(nèi)容，涉及17章所有內(nèi)容，共計15道題。 例題： 1、冷彎性能是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 （ ） 2、鋼材強度設(shè)計值f與強度標(biāo)準(zhǔn)值fy的關(guān)系為ffy/。 （ ） 3、殘余應(yīng)力為構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力，其對構(gòu)件的強度無影響。 （,試卷題型分析,二、單項選擇題主要考查基本概念 根據(jù)題意，在給定的答案中選擇一項填入空格，涉及 17章內(nèi)容，共計15道題。 例題 1、壓彎構(gòu)件的應(yīng)力梯度（ D ）。 A、1； B、0； C、2； D 、2，1 2、鋼材的含碳量大小與鋼材的（ D ） 無關(guān)。 A、強度； B、塑性； C、可焊性； D 、彈性 3、格構(gòu)式截面采用換算長細比是因為（ A ）。 A、考慮剪切變形影響； B、考慮彎曲變形的影響； C、考慮扭轉(zhuǎn)變形影響； D、考慮兩分肢協(xié)同工作,試卷題型分析,三、改錯題圖示錯誤。(待定)