鋼結(jié)構(gòu)(戴國(guó)欣)考前輔導(dǎo)課件

《鋼結(jié)構(gòu)》考前輔導(dǎo)復(fù)習(xí)要點(diǎn)例題詳解《鋼結(jié)構(gòu)》考前輔導(dǎo)復(fù)習(xí)要點(diǎn)1第1、2章材料與設(shè)計(jì)原理第1節(jié)鋼材的力學(xué)性能一、強(qiáng)度屈服強(qiáng)度f(wàn)y——設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值（設(shè)計(jì)時(shí)可達(dá)的最大應(yīng)力）；抗拉強(qiáng)度f(wàn)u——鋼材的最大應(yīng)力強(qiáng)度，fu/fy為鋼材的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備系數(shù)。理想彈塑性——工程設(shè)計(jì)時(shí)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(zhǎng)率衡量第1、2章材料與設(shè)計(jì)原理第1節(jié)鋼材的力學(xué)性能2三、韌性——鋼材在斷裂或塑變時(shí)吸收能量的能力，用于表征鋼材抗沖擊荷載及動(dòng)力荷載的能力，動(dòng)力指標(biāo)，是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。用沖擊韌性衡量，分常溫與負(fù)溫要求。四、冷彎性能——鋼材發(fā)生塑變時(shí)對(duì)產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。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(guò)程中對(duì)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(guò)焊接工藝試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。三、韌性——鋼材在斷裂或塑變時(shí)吸收能量的能力，3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(shí)效、應(yīng)力集中、復(fù)雜應(yīng)力。第2節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式4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(shí)效四、溫度－正溫與負(fù)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(qiáng)度理論，同號(hào)應(yīng)力，異號(hào)應(yīng)力。第4節(jié)設(shè)計(jì)原理以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法；分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)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(chēng)失效概率－－結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率。第3節(jié)鋼材性能的影響因素5可靠度－－可靠性的概率度量，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期－分5、25、50以及100年），規(guī)定的條件（正常設(shè)計(jì)、施工、使用、維護(hù)）完成預(yù)定功能的概率?？煽慷鹊目刂疲刂剖Ц怕市〉揭欢ㄋ健５谖骞?jié)鋼材的品種、牌號(hào)與選擇品種－炭素鋼Q235；低合金鋼Q345、Q390、Q420牌號(hào)的表示方法－Q、屈服強(qiáng)度值、質(zhì)量等級(jí)（碳素鋼A~D，低合金鋼A~E）,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(jí)分一級(jí)（重要），二級(jí)（一般），三級(jí)（次要））、荷載情況（動(dòng)、靜荷載）、連接方法（Q235A不能用于焊接結(jié)構(gòu)）、環(huán)境溫度?？煽慷龋煽啃缘母怕识攘?，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（設(shè)計(jì)基6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(diǎn)焊接連接－對(duì)接焊縫，角焊縫螺栓連接－普通螺栓，高強(qiáng)螺栓鉚釘連接－已基本被高強(qiáng)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(dòng)埋弧以及氣體保護(hù)焊）、電阻焊和氣焊。2、特點(diǎn)－省材、方便、適用強(qiáng)；熱影響區(qū)變脆，殘余應(yīng)力與變形，質(zhì)量變動(dòng)大。3、焊縫缺陷－裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、燒穿等。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(diǎn)74、焊接形式按焊件相對(duì)位置－平接（對(duì)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(duì)接焊縫及角焊縫第3節(jié)對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算一、構(gòu)造破口形式－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(jí)與強(qiáng)度－一級(jí)綜合性能與母材相同；二級(jí)強(qiáng)度與母材相同；三級(jí)折減強(qiáng)度二、計(jì)算－－同構(gòu)件。4、焊接形式8第4節(jié)角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算一、構(gòu)造第4節(jié)角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算9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(shí)角焊縫設(shè)計(jì)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(jiǎn)單，但內(nèi)力分布不均，承載力低。破壞為45o喉部截面，設(shè)計(jì)時(shí)忽略余高。三、角焊縫的計(jì)算角焊縫分直角與斜角（銳角與鈍角）兩種截面。10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，（e≥2do；∑t≤5d）。受剪連接受力方向螺栓受力不均，一定長(zhǎng)度時(shí)需折減。受拉連接以螺桿抗拉強(qiáng)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(jí)）及粗制（C級(jí)，不能用于主要受力連接）二、計(jì)算1、單個(gè)連接承載力⑴、受剪連接抗剪與承壓：第5節(jié)普通螺栓連接11⑵、受拉連接⑶、拉剪共同作用2、螺栓群連接計(jì)算⑴、軸力或剪力作用⑵、彎矩軸力共同作用⑶、扭矩、軸力、剪力共同作用其中：鋼結(jié)構(gòu)(戴國(guó)欣)考前輔導(dǎo)ppt課件12第6節(jié)高強(qiáng)度螺栓連接一、高強(qiáng)螺栓的受力性能與構(gòu)造按計(jì)算原則分摩擦型與承壓型兩種。摩擦型抗剪連接的最大承載力為最大摩擦力。承壓型抗剪連接的對(duì)答承載力同普通螺栓（Nbmin）。注意當(dāng)連接板件較小時(shí)承壓型的承載力小于摩擦型。受拉連接時(shí)兩者無(wú)區(qū)別，都以0.8P為承載力。板件凈截面強(qiáng)度計(jì)算與普螺的區(qū)別為50％的孔前傳力。受剪連接時(shí)，螺栓受力不均，同普螺應(yīng)考慮折減系數(shù)η。由于承壓型設(shè)計(jì)的變形較大，直接承受動(dòng)荷不易采用。設(shè)計(jì)認(rèn)為摩擦力主要分布在螺栓周?chē)?d0范圍內(nèi)。第6節(jié)高強(qiáng)度螺栓連接13二、計(jì)算㈠、摩擦型螺栓連接計(jì)算1、抗剪連接2、抗拉連接（抗彎時(shí)旋轉(zhuǎn)中心在中排）3、拉剪共同作用㈡、承壓型螺栓連接計(jì)算計(jì)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(shí)旋轉(zhuǎn)中心在中排二、計(jì)算14第7節(jié)例題詳解例題1、某T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(jì)算長(zhǎng)度（兩條L型焊縫)豎焊縫：lw1＝200－5＝195mm，水平焊縫：lw2＝（200－16）/2-5＝87mm,取lw2＝85mm第7節(jié)例題詳解152、求焊縫形心及慣性矩：3、力向形心轉(zhuǎn)移4、受力控制點(diǎn)分項(xiàng)應(yīng)力（下點(diǎn)）2、求焊縫形心及慣性矩：165、焊縫強(qiáng)度結(jié)算：6、焊腳尺寸確定：?。?、焊縫強(qiáng)度結(jié)算：17例題2、

圖示摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，M20，10.9級(jí)，噴砂生赤銹，驗(yàn)算連接強(qiáng)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)：μ=0.452、確定控制點(diǎn)經(jīng)受力分析控制點(diǎn)為最

上排螺栓。例題2、183、最上排螺栓分項(xiàng)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(yàn)算5、結(jié)論：連接承載力滿足要求

3、最上排螺栓分項(xiàng)受力19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(zhǎng)細(xì)比承載能力極限狀態(tài)：受拉－強(qiáng)度；受壓－強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定。截面形式：分實(shí)腹式與格構(gòu)式第2節(jié)強(qiáng)度與剛度凈截面強(qiáng)度－軸壓構(gòu)件如無(wú)截面消弱，整穩(wěn)控制可不驗(yàn)算強(qiáng)度。剛度－注意計(jì)算長(zhǎng)度。第4章軸心受力構(gòu)件第1節(jié)概述20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－歐拉公式；彈塑性彎曲失穩(wěn)－切線模量理論；實(shí)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(zhǎng)細(xì)比的概念與計(jì)算；格構(gòu)軸壓構(gòu)件兩軸等穩(wěn)的概念（實(shí)腹式同）；單肢穩(wěn)定性的概念。掌握整體穩(wěn)定的計(jì)算公式與方法；第3節(jié)軸壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定21第4節(jié)實(shí)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(huì)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(qiáng)原則－局部穩(wěn)定承載力等于某一整體穩(wěn)定達(dá)不到的強(qiáng)度值。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(jì)算公式與方法。第4節(jié)實(shí)腹式截面局部穩(wěn)定22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(wú)消弱，翼緣為軋制邊。問(wèn)：1、此柱的最大承載力設(shè)計(jì)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？第5節(jié)例題詳解23解：1、整體穩(wěn)定承載力計(jì)算對(duì)x軸：翼緣軋制邊，對(duì)x軸為b類(lèi)截面，查表有：對(duì)x軸：翼緣軋制邊，對(duì)y軸為c類(lèi)截面，查表有：由于無(wú)截面消弱，強(qiáng)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)解：243、局部穩(wěn)定驗(yàn)算⑴、較大翼緣的局部穩(wěn)定結(jié)論：滿足要求⑵、腹板的局部穩(wěn)定結(jié)論：滿足要求3、局部穩(wěn)定驗(yàn)算25第5章受彎構(gòu)件（梁）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(qiáng)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(jiǎn)單梁格、普通梁格、復(fù)雜梁格。第2節(jié)梁的強(qiáng)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(dòng)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(qiáng)度－抗彎、抗剪、局部承壓及折算應(yīng)力（掌握計(jì)算方法－系數(shù)的取用、驗(yàn)算部位）第5章受彎構(gòu)件（梁）第1節(jié)概述26梁的剛度－控制撓跨比第3節(jié)梁的整體穩(wěn)定失穩(wěn)機(jī)理－－重點(diǎn)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(wèn)題梁的側(cè)向支承的受力－第4節(jié)梁的截面設(shè)計(jì)梁高度的確定－最小高度、最大高度及經(jīng)濟(jì)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(qiáng)原則梁的剛度－控制撓跨比27二、腹板加勁肋腹板局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)原則限制高厚比－不經(jīng)濟(jì)，不采用允許局部失穩(wěn)－考慮屈曲后強(qiáng)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(lèi)－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(qiáng)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(zhǎng)度≤2t二、腹板加勁肋28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(shí)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(zhǎng)細(xì)比承載能力極限狀態(tài)－強(qiáng)度、整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定截面形式－實(shí)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(qiáng)度與剛度理解公式中的±號(hào)意義與應(yīng)用（單對(duì)稱(chēng)截面，彎矩作用在對(duì)稱(chēng)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(zhǎng)細(xì)比第6章拉彎與壓彎構(gòu)件第1節(jié)概述29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(jì)算第4節(jié)實(shí)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：第3節(jié)壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定30翼緣的局部穩(wěn)定－受力簡(jiǎn)單，同梁按等強(qiáng)原則腹板的局部穩(wěn)定－受力復(fù)雜，影響因素多，等強(qiáng)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(shí)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(shí)軸作用。彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)，整體穩(wěn)定計(jì)算同實(shí)腹式截面，但平面外穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按換算長(zhǎng)細(xì)比λ0x計(jì)算，梁彎穩(wěn)定系數(shù)φb＝1.0。翼緣的局部穩(wěn)定－受力簡(jiǎn)單，同梁按等強(qiáng)原則31彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)：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(yàn)算，但需保證單肢的兩向穩(wěn)定性。單肢穩(wěn)定－－分肢相同時(shí)驗(yàn)算較大分肢；分肢不同時(shí)應(yīng)分別驗(yàn)算兩單肢。綴材設(shè)計(jì)－－按實(shí)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。彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)：32第6節(jié)例題驗(yàn)算下圖示壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度及平面內(nèi)、外的整體穩(wěn)定性。已知：Q235鋼，A=20cm2，Ix＝346.8cm4，Iy＝43.6cm4，y1＝4.4cm，翼緣側(cè)向1/3跨處設(shè)置兩個(gè)側(cè)向支承。解：1、參數(shù)計(jì)算第6節(jié)例題332、強(qiáng)度計(jì)算結(jié)論：強(qiáng)度滿足要求。3、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性鋼結(jié)構(gòu)(戴國(guó)欣)考前輔導(dǎo)ppt課件34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。鋼結(jié)構(gòu)(戴國(guó)欣)考前輔導(dǎo)ppt課件35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1～7章所有內(nèi)容，共計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值f與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fy的關(guān)系為f＝fy/γ。（）3、殘余應(yīng)力為構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力，其對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度無(wú)影響。（）試卷題型分析一、判斷題－主要考查一些基本概念36