鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)提綱

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)提綱第一章 緒論1.簡述鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。2.試舉例說明鋼結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢(shì)。3.鋼結(jié)構(gòu)課程主要包括哪些內(nèi)容？學(xué)習(xí)本課程要注意哪些問題？第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料1. 鋼材力學(xué)性能指標(biāo)包括哪幾項(xiàng)？各項(xiàng)指標(biāo)可用來衡量鋼材哪些方面的性能？2. 鋼結(jié)構(gòu)材料的破壞形式有哪幾種？破壞特點(diǎn)？3.解釋概念：強(qiáng)度 塑性 韌性 冷彎性能4.低合金結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度是如何確定的？ 5. 解釋鋼材牌號(hào)的含義：q235-bf q235-d q345-c q390-e 6.簡述影響鋼材脆性斷裂的主要因素？如何避免不出現(xiàn)脆性斷裂？ 7.什么是疲勞破壞？簡述疲勞破壞的發(fā)展過程。影響疲勞破壞的主要因素？ 8.

2、解釋概念：應(yīng)力集中   殘余應(yīng)力   冷加工硬化和時(shí)效硬化  藍(lán)脆 冷脆 熱 脆 塑性破壞 脆性破壞 9.試說明應(yīng)力集中易引起脆性斷裂的原因。第三章 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法1現(xiàn)行規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限是如何規(guī)定的？2在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，結(jié)構(gòu)須滿足哪些功能要求？3.鋼結(jié)構(gòu)的容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法與按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法有何不同？。目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范主要采用何種設(shè)計(jì)方法？疲勞設(shè)計(jì)采用何種方法？4.結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么？它包含那些功能要求？什么是結(jié)構(gòu)的可靠度？可靠指標(biāo)的含義？如何確定結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)？5.“作用”和“荷載”有什么區(qū)別？影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素有哪

3、些？6.什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么？ 7如何區(qū)別承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限？計(jì)算時(shí)兩種極限狀態(tài)為什麼要采用不同的荷載值？8.標(biāo)準(zhǔn)荷載、設(shè)計(jì)荷載有何區(qū)別？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何選用？9什么叫疲勞強(qiáng)度？影響疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？10應(yīng)力幅和應(yīng)力比的含義？請(qǐng)繪圖說明各種類型的應(yīng)力循環(huán)。第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接1鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法有哪幾種？它們各在哪些范圍應(yīng)用較合適？2.簡要說明常用的焊接方法和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。3說明常用焊縫符號(hào)表示的意義.。4.簡要說明角焊縫有效截面的確定方法和原因。5.簡要說明角焊縫焊腳尺寸的確定方法？6.如何區(qū)分角焊縫是受彎還是受扭，請(qǐng)推導(dǎo)圍焊縫受扭時(shí)

4、的計(jì)算公式。7.簡述焊接殘余應(yīng)力的類型和產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的原因？8.焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能有何影響？9.試?yán)L出焊接工字型和箱型截面的殘余應(yīng)力分布狀況？軋制工字型截面殘余應(yīng)力如何分布？10.簡述減小焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的主要措施。11.摩擦型和承壓型高強(qiáng)螺栓的傳力機(jī)理有何不同？12.說明螺栓性能等級(jí)的含義。13.簡述螺栓的常見布置形式和考慮的因素？14.簡述螺栓連接的破壞形式和避免破壞發(fā)生所采取的措施。15.如何確定單栓承載力？基本假定是什么？16.如何確定連接摩擦面數(shù)？17.高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力是如何確定的？18.推導(dǎo)栓群受軸力、剪力和彎矩時(shí)的計(jì)算公式。第五章 軸心受力構(gòu)件1.軸心受拉構(gòu)件

5、和軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算內(nèi)容有何不同？2.簡述軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟。3.軸心受壓構(gòu)件整體失穩(wěn)的類型有哪幾種？主要影響因素？4.簡述確定軸心受壓構(gòu)件承載力的計(jì)算準(zhǔn)則。目前鋼規(guī)采用何種方法？5.說明柱子曲線的含義。柱子曲線是如何確定的？6.簡述實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟。7.推導(dǎo)格構(gòu)式受壓構(gòu)件換算長細(xì)比的計(jì)算公式。8.簡述格構(gòu)式壓桿的設(shè)計(jì)步驟。9.柱頭、柱腳的常用構(gòu)造形式有哪些？簡述設(shè)計(jì)步驟。第六章 梁1.簡述型鋼梁的設(shè)計(jì)步驟，并給出驗(yàn)算內(nèi)容和驗(yàn)算公式。2.請(qǐng)推導(dǎo)矩形截面塑性抵抗矩的計(jì)算公式。3.說明梁整體失穩(wěn)的形式和影響失穩(wěn)的主要因素。4.說明組合梁截面的設(shè)計(jì)步驟和主要的驗(yàn)算內(nèi)容、驗(yàn)算部位。6.請(qǐng)

6、說明梁變截面的常用方法？ 7.說明鋼梁翼緣和腹板局部失穩(wěn)的形式。避免局部失穩(wěn)各采取什么措施？ 8.簡述腹板加勁肋的設(shè)置方法。第七章 拉彎和壓彎構(gòu)件1.試述壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)類型和設(shè)計(jì)方法。2. 試述拉彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟和驗(yàn)算內(nèi)容。第八章 屋蓋結(jié)構(gòu)1.屋蓋結(jié)構(gòu)主要組成部分是哪些？它們的作用是什麼？2屋蓋支撐有哪些作用？它分哪幾種類型？布置在哪些位置？3三角形、梯形、拱形和平行玄（人字形）屋架各適用于何種情況？它們各有哪些腹桿體系 ？優(yōu)缺點(diǎn)如何？4為什麼梯形、平行玄、人字形和拱形屋架除按全跨何載計(jì)算外，還要根據(jù)使用和施工中可能遇到的半跨荷載組合情況進(jìn)行計(jì)算？5屋架桿件的計(jì)算長度在屋架平面內(nèi)和屋架平面外及

7、斜平面有何區(qū)別？應(yīng)如何取值？6屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有哪些基本要求？節(jié)點(diǎn)板的尺寸應(yīng)怎樣確定？7屋架施工圖應(yīng)表示哪些內(nèi)容？鋼結(jié)構(gòu)考前輔導(dǎo)第一、二章 材料與設(shè)計(jì)原理第一節(jié) 鋼材的力學(xué)性能一、強(qiáng)度屈服強(qiáng)度fy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fu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。用伸長率衡量三、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

8、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)。通過焊接工藝試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定.第二節(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。第三節(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。第四節(jié) 設(shè)計(jì)原理以概率論為基礎(chǔ)的

9、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)?？煽啃园踩?、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?？煽慷瓤煽啃缘母怕识攘?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?？煽慷鹊目刂瓶刂剖Ц怕市〉揭欢ㄋ?。第五節(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(jí)分一級(jí)（重要），二級(jí)（一般），三級(jí)（次要）、荷

10、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。第三章 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。4、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、

11、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。n 焊縫分直角與斜角（銳角與鈍角）兩種截面。n 直角型又分普通、平坡、深角熔型（凹面型）；n 板件厚度懸殊時(shí)角焊縫設(shè)計(jì)及邊緣焊縫二、受力特性n 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；n 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。n 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)算第5節(jié) 普通螺栓連接一、連接性能與構(gòu)造n 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

12、種，（e2do；t5d）。n 受剪連接受力方向螺栓受力不均，一定長度時(shí)需折減。n 受拉連接以螺桿抗拉強(qiáng)度為承載力極限。n 施工及受力要求，螺栓有排布距離要求（栓距、線距、邊距、端距）。n 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、受剪連接n 抗剪與承壓：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n 按計(jì)算原則分摩擦型與承壓型兩種。n 摩擦型抗剪連接的最大承載力為最大摩擦力。n 承壓型抗剪連接的對(duì)答承載力同普通螺栓（nbmin）。n 注意當(dāng)連接板件較小時(shí)承壓型的承載力小于摩擦型。n 受拉連接時(shí)兩者無區(qū)別，都以0.8p為承載力。n 板件凈截面強(qiáng)度計(jì)算

13、與普螺的區(qū)別為50的孔前傳力。n 受剪連接時(shí)，螺栓受力不均，同普螺應(yīng)考慮折減系數(shù)。n 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。n 設(shè)計(jì)認(rèn)為摩擦力主要分布在螺栓周圍3d0范圍內(nèi)。二、計(jì)算、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、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n 抗拉承載力n 拉剪共同作用n 抗彎時(shí)旋轉(zhuǎn)中心在中排第四章 軸心受力構(gòu)件第1節(jié) 概述n 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。n 正常使用極限狀態(tài)：剛度要求控制長細(xì)比n 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。n 截面形式：分實(shí)腹

14、式與格構(gòu)式第2節(jié) 強(qiáng)度與剛度n 凈截面強(qiáng)度軸壓構(gòu)件如無截面消弱，整穩(wěn)控制可不驗(yàn)算強(qiáng)度。n 剛度注意計(jì)算長度。第3節(jié) 軸壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定n 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)；n 理想構(gòu)件的彈性彎曲穩(wěn)定歐拉公式；n 彈塑性彎曲失穩(wěn)切線模量理論；n 實(shí)際構(gòu)件的初始缺陷初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力；n 初始缺陷的影響；n 肢寬壁薄的概念；n 格構(gòu)式截面綴條式與綴板式；n 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件換算長細(xì)比的概念與計(jì)算；n 格構(gòu)軸壓構(gòu)件兩軸等穩(wěn)的概念（實(shí)腹式同）；n 單肢穩(wěn)定性的概念。n 掌握整體穩(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n 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

15、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)。n 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)Ø 等穩(wěn)原則局部穩(wěn)定承載力等于整體穩(wěn)定承載力。Ø 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。n 局部穩(wěn)定的控制方法限制板件的寬（高）厚比。n 掌握工字形截面局部穩(wěn)定的計(jì)算公式與方法。第五章 受彎構(gòu)件（梁）第1節(jié) 概述n 正常使用極限狀態(tài)：控制梁的變形n 承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定n 梁的截面：型鋼梁與組合梁n 梁格布置：簡單梁格、普通梁格、復(fù)雜梁格。第二節(jié) 梁的強(qiáng)度與剛度n 梁的工作狀態(tài)Ø 彈性階段邊

16、緣屈服Ø 塑性鉸全截面屈服Ø 考慮部分發(fā)展塑性，塑性發(fā)展系數(shù)n 不考慮塑性發(fā)展的情況p142（動(dòng)力荷載、翼緣寬厚比）n 掌握工字型截面的塑性發(fā)展系數(shù)n 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）n 梁的剛度控制撓跨比第3節(jié) 梁的整體穩(wěn)定n 失穩(wěn)機(jī)理重點(diǎn)掌握n 梁的失穩(wěn)形式彎扭失穩(wěn)（側(cè)向彎扭失穩(wěn)）n 提高梁整體穩(wěn)定的措施n 梁的支座問題n 梁的側(cè)向支承的受力第4節(jié) 梁的截面設(shè)計(jì)n 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n 保證原則等強(qiáng)原則二、腹板加勁肋n 腹板局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)原則Ø 限制

17、高厚比不經(jīng)濟(jì)，不采用Ø 允許局部失穩(wěn)考慮屈曲后強(qiáng)度（輕鋼結(jié)構(gòu)采用）Ø 用加勁肋減小腹板支承尺寸提高局穩(wěn)承載力（普鋼）n 加勁肋的種類橫向、縱向及短加勁肋。n 加勁肋的布置p169表5.10n 加勁肋的構(gòu)造p169表5.10注及p172n 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。n 支承肋分平板式與凸緣式凸緣式應(yīng)控制凸緣長度2t第六章 拉彎與壓彎構(gòu)件第1節(jié) 概述n 拉彎、壓彎構(gòu)件實(shí)際為軸力構(gòu)件與受彎的組合n 三種典型的拉、壓彎構(gòu)件n 正常使用極限狀態(tài)控制構(gòu)件的長細(xì)比n 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度、整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定n 截面形式實(shí)腹式、格構(gòu)式（一般選用綴條

18、式）第2節(jié) 拉、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度n 理解公式中的±號(hào)意義與應(yīng)用（單對(duì)稱截面，彎矩作用在對(duì)稱軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓）。n 注意塑性發(fā)展系數(shù)的取用（同梁）n 剛度控制構(gòu)件的長細(xì)比第3節(jié) 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定n 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)。n 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n 應(yīng)力梯度的概念 梁： 軸力構(gòu)件： 拉、壓彎構(gòu)件：n 翼緣的局部穩(wěn)定受力簡單，同梁按等強(qiáng)原則n 腹板的局部穩(wěn)定受力復(fù)雜，影響因素多，等強(qiáng)原則。n 腹板局部穩(wěn)定的主要影響因素:Ø 剪、正應(yīng)力比：Ø 正應(yīng)力梯度： Ø 塑性區(qū)發(fā)展深度第5節(jié) 格構(gòu)式截面壓彎構(gòu)件n 一般宜采用綴條式，當(dāng)彎矩較小時(shí)也可以采用綴板式。n 一般彎矩繞虛軸作用，特殊情況彎矩也可繞實(shí)軸作用。n 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)按換算長細(xì)比0x計(jì)算，梁彎穩(wěn)定系數(shù)b1.0。n 彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)：Ø 彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定不考慮塑性發(fā)展Ø 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。Ø 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。n 綴材設(shè)計(jì)按實(shí)際剪力