北京工業(yè)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)總結(jié)

1、第三章第三章第二章 小結(jié)（1/6）1.對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求： 較高的強度、足夠的變形性能、良好的加工性能、對環(huán)境的良好適應(yīng)性。2.鋼材的機械性能 屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎性能、沖擊韌性屈服強度：結(jié)構(gòu)計算中材料強度標(biāo)準(zhǔn)，或材料抗力標(biāo)準(zhǔn)。 鋼材屈服點fy 的高低和鋼材晶粒的粗細(xì)有關(guān)，軋制次數(shù)多，鋼材就薄，晶粒細(xì)，材質(zhì)好，屈服點就高。受壓、受剪、受彎時的關(guān)系基本同受拉受壓、受彎的強度指標(biāo)取受拉時的數(shù)值受剪的強度指標(biāo)fyv(或y)=0.58 fy為什么以屈服強度作為材料強度標(biāo)準(zhǔn)？第三章第三章第二章 小結(jié)（2/6）冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 沖擊韌性是衡量鋼材強度、塑性及

2、材質(zhì)的一項綜合指標(biāo)。鋼材的韌性與軋制方法、環(huán)境溫度有關(guān)。3.鋼材的可焊性鋼材的焊接性能受含碳量和合金元素含量的影響。4.各種因素對鋼材的影響u 化學(xué)成份的影響u 成材過程的影響u 鋼材硬化的影響u 溫度的影響應(yīng)變硬化、時效硬化、應(yīng)變時效硬化正溫范圍：200以內(nèi)，鋼材材質(zhì)變化很小 250左右，出現(xiàn)蘭脆現(xiàn)象 600時，喪失承載力負(fù)溫范圍：溫度，強度，塑性，韌性，出現(xiàn)低溫冷脆。第三章第三章第二章 小結(jié)（3/6）u 應(yīng)力集中的影響 應(yīng)力集中處常產(chǎn)生雙向或三向的同號拉應(yīng)力，使材料沿力作用方向塑性變形的發(fā)展受到很大約束，易使鋼材開裂時也沒有明顯的塑性變形。主應(yīng)力同號時，不易屈服，塑性下降，越接近越明顯，易

3、發(fā)生脆性破壞。主應(yīng)力異號時，易屈服，破壞呈塑性，差別越大越明顯。疲勞斷裂的過程：裂紋的形成裂紋緩慢擴展迅速斷裂5.鋼材的延性破壞和非延性破壞6.疲勞斷裂7.快速加荷效應(yīng) 快速加荷使鋼材的屈服點和抗拉強度提高，其不利效應(yīng)在于影響能量吸收的能力。第三章第三章第二章 小結(jié)（4/6）8.建筑鋼材的類別碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q235第三章第三章第二章 小結(jié)（5/6）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼： Q345、Q390、Q420第三章第三章第二章 小結(jié)（6/6）9.型鋼規(guī)格注意各種型鋼的表示方法熱軋鋼板熱軋型鋼角鋼工字鋼槽鋼H型鋼T型鋼冷彎薄壁型鋼第三章第三章 第三章 小結(jié)（1/8） 以軸心受力構(gòu)件截面上的平均應(yīng)力不超過鋼材的

4、屈服強度為計算準(zhǔn)則。1.軸心受力構(gòu)件的強度及截面選擇nNfA軸心受拉構(gòu)件強度 （承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）軸心受壓構(gòu)件剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）強度穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）第三章第三章 第三章 小結(jié)（2/8）2.梁的類型和強度 正應(yīng)力計算采用彈塑性設(shè)計：允許截面有一定的塑性發(fā)展，塑性發(fā)展區(qū)深度為a=(1/81/4)h，引入截面塑性發(fā)展系數(shù)x、y fWMxxxa）繞x軸單向彎曲時fWMWMnyyynxxxb）繞x、y軸雙向彎曲時注意不同情況下x、y 的取值對承受直接動力荷載，x=1、y =123513ybtf，x=

5、1、y =1需要計算疲勞的梁，x=1、y =1第三章第三章 第三章 小結(jié)（3/8）梁的剪應(yīng)力xvwVSfIt梁的扭轉(zhuǎn)自由扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)截面可自由翹曲變形；截面上只有剪應(yīng)力，縱向正應(yīng)力為零。截面翹曲受到約束，截面上有彎曲扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力、彎曲扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。閉口截面的抗扭能力要比開口截面的抗扭能力大的多。局部壓應(yīng)力：cw zFft l驗算條件：固定集中荷載，且沒有設(shè)支承加勁肋；移動荷載。第三章第三章 第三章 小結(jié)（4/8）第三章第三章 第三章 小結(jié)（5/8）折算應(yīng)力：fcc1222z3 當(dāng)與c異號時，1=1.2；當(dāng)與c同號或c=0時，1=1.1.注意位置：同一截面的同一點同時存在的較大的、c

6、和梁截面的選擇：第三章第三章 第三章 小結(jié)（6/8）梁截面驗算強度驗算剛度驗算局部穩(wěn)定驗算屈曲后強度驗算整體穩(wěn)定驗算有整體失穩(wěn)可能的梁組合梁彎曲正應(yīng)力剪應(yīng)力局部壓應(yīng)力折算應(yīng)力第三章第三章 第三章 小結(jié)（7/8）梁截面沿長度的變化：單層翼緣改變翼緣寬度改變梁高多層翼緣切斷最外層翼緣 一般只改變一次截面。若改變截面效益不大，則不改變。由整體穩(wěn)定控制的梁，不宜沿長度改變截面。第三章第三章 第三章 小結(jié)（8/8）3.拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強度計算fWMWMANnnyyynxxxfWMANnnxxx強度計算公式：雙向壓彎、拉彎構(gòu)件：單向壓彎、拉彎構(gòu)件：第四章第四章 第四章 總 結(jié)（1/10）4.1 穩(wěn)定

7、問題的一般特點一、失穩(wěn)的類別失穩(wěn)：分支點失穩(wěn)（第一類失穩(wěn)）、極值點失穩(wěn)（第二類失穩(wěn)）1. 失穩(wěn)的類別2. 結(jié)構(gòu)的屈曲后性能屈曲后性能：穩(wěn)定分叉屈曲、不穩(wěn)定分叉屈曲、跨越屈曲二、一階分析和二階分析三、穩(wěn)定極限承載能力切線模量理論、折算模量理論第四章第四章第四章 總 結(jié)（2/10）4.2 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性1.縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響焊接殘余應(yīng)力本身自相平衡，因而對構(gòu)件的強度承載力并無影響。焊接殘余應(yīng)力削弱了構(gòu)件的抗彎剛度，因而對穩(wěn)定承載力有影響。殘余應(yīng)力對構(gòu)件穩(wěn)定的不利影響對弱軸要比強軸嚴(yán)重。2.構(gòu)件初彎曲對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響3.構(gòu)件初偏心對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定

8、性的影響4.桿端約束對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響第四章第四章第四章 總 結(jié)（3/10）5. 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計算彎曲屈曲（一般的雙軸對稱截面） x、 y扭轉(zhuǎn)屈曲（十字形截面） minx、 y z=5.07b/t彎扭屈曲（單軸對稱截面繞對稱軸失穩(wěn)） xz，發(fā)生彎扭失穩(wěn)的原因？4.3 實腹式柱和格構(gòu)式柱的截面選擇計算假定長細(xì)比選擇截面截面驗算實軸的整體穩(wěn)定：虛軸的整體穩(wěn)定：為何要用換算長細(xì)比？綴條構(gòu)件：max17 .0綴板構(gòu)件：405 . 01max1且當(dāng) max0.6時，不需要以 b代替進行修正。yy120 235 f第四章第四章第四章 總 結(jié)（5/10）不需驗算整體穩(wěn)定的情況：受壓翼緣上

9、密鋪鋪板，且牢固相連；H型鋼或工字形截面簡支梁的受壓翼緣的自由長度和寬度的比 值滿足一定的條件；箱形截面簡支梁尺寸滿足一定的要求。整體驗算 在最大剛度主平面內(nèi)彎曲的構(gòu)件：bxxMfW在兩個主平面內(nèi)受彎曲作用的工字形截面構(gòu)件：yxbxyyMMfWW第四章第四章 影響梁整體穩(wěn)定的因素截面剛度的影響、側(cè)向支撐距離的影響、荷載類型的影響荷載作用位置的影響、受壓翼緣的影響、支座約束程度的影響第四章 總 結(jié)（6/10） 增強梁整體穩(wěn)定的措施1）增大梁截面尺寸，增大受壓翼緣的寬度最為有效；2）在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐；3）當(dāng)梁跨內(nèi)無法增設(shè)側(cè)向支撐時，宜采取閉合箱形截面；4）增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力；5

10、）采取措施使梁端不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。第四章第四章第四章 總 結(jié)（7/10）4.5 壓彎構(gòu)件的面內(nèi)和面外穩(wěn)定性及截面選擇計算彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性冷彎薄壁型鋼或格構(gòu)式柱繞虛軸彎曲：mxxxE(1/)MNfAWN Nxxx1xxmxE10.8MNfAWN N實腹式截面：對于單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件，還應(yīng)補充驗算：mxxx2xE1 1.25MNfAWN N實腹式構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性：txybx1xMNfAW第四章第四章第四章 總 結(jié)（8/10）格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性彎矩作用在虛軸平面內(nèi)，繞實軸彎曲：myyyy1yEy(10.8)MNfNAWN彎矩作用在實軸平面內(nèi)，繞虛軸彎曲：mxxx1xx

11、Ex(1)MNfNAWN格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定性彎矩繞實軸作用：tyyx1y0.7MNfAW彎矩繞虛軸作用：分肢穩(wěn)定來保證彎矩繞虛軸作用時格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的分肢穩(wěn)定，分肢按軸心軸壓構(gòu)件驗算第四章第四章第四章 總 結(jié)（9/10）4.6 板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定限制板件的寬厚比受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定翼緣限制翼緣外伸部分的寬厚比腹板設(shè)置加勁肋，驗算每個區(qū)格板件的穩(wěn)定加勁肋的布置和構(gòu)造要求0000a80 235,0.52b80 235wywyh tfahahh tf（ ）當(dāng)且無局部壓應(yīng)力時，一般不配置加勁肋有局壓應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋，加勁肋的間距 應(yīng)滿足；（ ）當(dāng)時，

12、一般配置橫向加勁肋并計算局部穩(wěn)定；第四章第四章第四章 總 結(jié)（10/10）壓彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定限制板件的寬厚比00c150 235170 235wywyh tfh tf（ ）當(dāng)受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束且或受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束但時，以及僅配置橫向加勁肋還不足以滿足腹板的局部穩(wěn)定要求時，均應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)段的腹板受壓區(qū)配置縱向加勁肋，對于局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時宜在受壓區(qū)配置短加勁肋。0250 235wyh tf為防止焊接翹曲，焊接梁的腹板高厚比均不應(yīng)超過0d72 235wyh tf（ ）在梁的支座和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋。對于按塑性設(shè)計方法設(shè)計的超靜定梁，為保證塑性變形的

13、充分發(fā)展，腹板的高厚比應(yīng)滿足。第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（1/7）1. 連接的方式及特點焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接2.焊條的選擇焊條應(yīng)與焊件鋼材（主體金屬）相適應(yīng)。Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500-E5518)Q345鋼選擇E50型焊條 (E5001-E5048)Q235鋼選擇E43型焊條（E4300-E4328)不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強度鋼材相適應(yīng)的焊條。3.焊縫缺陷第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（2/7）4.焊縫質(zhì)量等級u 三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查，檢查焊縫尺寸是否符合設(shè)計要求和有無看得見的裂紋、咬邊等缺陷。u 二級焊縫：外觀檢查+無損檢驗（超聲

14、波探傷）合格，用于受較大拉應(yīng)力的重要連接。u 一級焊縫：外觀檢查+無損檢驗（超聲波探傷、X射線探傷）合格，用于抗動力、需要驗算疲勞的重要連接。一、二級對接焊縫金屬強度與被焊金屬強度相等。5.焊縫形式 對接焊縫和角焊縫6.焊縫代號第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（3/7）7.對接焊縫的構(gòu)造要求坡口形式變截面鋼板拼接8.對接焊縫的計算 軸心受力的對接焊縫wcwtwfftlN或規(guī)范規(guī)定，當(dāng)斜焊縫傾角56.3，即tan1.5時，可認(rèn)為對接斜焊縫與母材等強，不用計算。 受彎受剪的對接焊縫計算wwmaxVwVSfI twmaxtwMfWMV第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（4/7） 對于工字形、箱形、T形

15、等構(gòu)件除應(yīng)分別驗算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外，還應(yīng)驗算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力：wt21211 . 13f 軸力、彎矩、剪力共同作用時對接焊縫計算wmaxMNtwwMNfWl twwmaxvwVSfI t22wMNt31.1f危險點折算應(yīng)力：NNMN第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（5/7）9.角焊縫的尺寸限制焊腳尺寸th5 . 1minft較厚焊件的厚度。hfmax 1.2t t較薄焊件的板厚。對板件（厚度t ）邊緣的角焊縫（貼邊焊）：當(dāng)t6mm時，hfmaxt ；當(dāng)t6mm時，hfmaxt - (12)mm 。自動焊（熔深較大）：15 . 1minfth焊件厚度t4mm時：取hfmin= t15 . 1minfthT形連接單面角焊縫