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(duì)鋼結(jié)構(gòu)用材的要求： 較高的強(qiáng)度、足夠的變形性能、良好的加工性能、對(duì)環(huán)境的良好適應(yīng)性。2.鋼材的機(jī)械性能 屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、冷彎性能、沖擊韌性屈服強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)計(jì)算中材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，或材料抗力標(biāo)準(zhǔn)。 鋼材屈服點(diǎn)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(diǎn)就高。受壓、受剪、受彎時(shí)的關(guān)系基本同受拉受壓、受彎的強(qiáng)度指標(biāo)取受拉時(shí)的數(shù)值受剪的強(qiáng)度指標(biāo)fyv(或y)=0.58 fy為什么以屈服強(qiáng)度作為材料強(qiáng)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(qiáng)度、塑性及

2、材質(zhì)的一項(xiàng)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(duì)鋼材的影響u 化學(xué)成份的影響u 成材過(guò)程的影響u 鋼材硬化的影響u 溫度的影響應(yīng)變硬化、時(shí)效硬化、應(yīng)變時(shí)效硬化正溫范圍：200以?xún)?nèi)，鋼材材質(zhì)變化很小 250左右，出現(xiàn)蘭脆現(xiàn)象 600時(shí)，喪失承載力負(fù)溫范圍：溫度，強(qiáng)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(hào)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(kāi)裂時(shí)也沒(méi)有明顯的塑性變形。主應(yīng)力同號(hào)時(shí)，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(hào)時(shí)，易屈服，破壞呈塑性，差別越大越明顯。疲勞斷裂的過(guò)程：裂紋的形成裂紋緩慢擴(kuò)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(diǎn)和抗拉強(qiáng)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(lèi)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(qiáng)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(guò)鋼材的

4、屈服強(qiáng)度為計(jì)算準(zhǔn)則。1.軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及截面選擇nNfA軸心受拉構(gòu)件強(qiáng)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(qiáng)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(lèi)型和強(qiáng)度 正應(yīng)力計(jì)算采用彈塑性設(shè)計(jì)：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(shí)fWMWMnyyynxxxb）繞x、y軸雙向彎曲時(shí)注意不同情況下x、y 的取值對(duì)承受直接動(dòng)力荷載，x=1、y =123513ybtf，x=

5、1、y =1需要計(jì)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(kāi)口截面的抗扭能力大的多。局部壓應(yīng)力：cw zFft l驗(yàn)算條件：固定集中荷載，且沒(méi)有設(shè)支承加勁肋；移動(dòng)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(hào)時(shí)，1=1.2；當(dāng)與c同號(hào)或c=0時(shí)，1=1.1.注意位置：同一截面的同一點(diǎn)同時(shí)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(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算屈曲后強(qiáng)度驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)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(zhǎng)度的變化：?jiǎn)螌右砭壐淖円砭墝挾雀淖兞焊叨鄬右砭壡袛嘧钔鈱右砭?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(zhǎng)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(qiáng)度計(jì)算fWMWMANnnyyynxxxfWMANnnxxx強(qiáng)度計(jì)算公式：雙向壓彎、拉彎構(gòu)件：?jiǎn)蜗驂簭?、拉彎?gòu)件：第四章第四章 第四章 總 結(jié)（1/10）4.1 穩(wěn)定

7、問(wèn)題的一般特點(diǎn)一、失穩(wěn)的類(lèi)別失穩(wěn)：分支點(diǎn)失穩(wěn)（第一類(lèi)失穩(wěn)）、極值點(diǎn)失穩(wěn)（第二類(lèi)失穩(wěn)）1. 失穩(wěn)的類(lèi)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(xiàn)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(duì)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(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度承載力并無(wú)影響。焊接殘余應(yīng)力削弱了構(gòu)件的抗彎剛度，因而對(duì)穩(wěn)定承載力有影響。殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定的不利影響對(duì)弱軸要比強(qiáng)軸嚴(yán)重。2.構(gòu)件初彎曲對(duì)軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響3.構(gòu)件初偏心對(duì)軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定

8、性的影響4.桿端約束對(duì)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(jì)算彎曲屈曲（一般的雙軸對(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)截面繞對(duì)稱(chēng)軸失穩(wěn)） xz，發(fā)生彎扭失穩(wěn)的原因？4.3 實(shí)腹式柱和格構(gòu)式柱的截面選擇計(jì)算假定長(zhǎng)細(xì)比選擇截面截面驗(yàn)算實(shí)軸的整體穩(wěn)定：虛軸的整體穩(wěn)定：為何要用換算長(zhǎng)細(xì)比？綴條構(gòu)件：max17 .0綴板構(gòu)件：405 . 01max1且當(dāng) max0.6時(shí)，不需要以 b代替進(jìn)行修正。yy120 235 f第四章第四章第四章 總 結(jié)（5/10）不需驗(yàn)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(jiǎn)支梁的受壓翼緣的自由長(zhǎng)度和寬度的比 值滿(mǎn)足一定的條件；箱形截面簡(jiǎn)支梁尺寸滿(mǎn)足一定的要求。整體驗(yàn)算 在最大剛度主平面內(nèi)彎曲的構(gòu)件：bxxMfW在兩個(gè)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(lèi)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(qiáng)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(wú)法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，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(jì)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(shí)腹式截面：對(duì)于單軸對(duì)稱(chēng)截面的壓彎構(gòu)件，還應(yīng)補(bǔ)充驗(yàn)算：mxxx2xE1 1.25MNfAWN N實(shí)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(shí)軸彎曲：myyyy1yEy(10.8)MNfNAWN彎矩作用在實(shí)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(shí)軸作用：tyyx1y0.7MNfAW彎矩繞虛軸作用：分肢穩(wěn)定來(lái)保證彎矩繞虛軸作用時(shí)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(yàn)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(qiáng)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(yàn)算每個(gè)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(wú)局部壓應(yīng)力時(shí)，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(mǎn)足；（ ）當(dāng)時(shí)，

12、一般配置橫向加勁肋并計(jì)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(shí)，以及僅配置橫向加勁肋還不足以滿(mǎn)足腹板的局部穩(wěn)定要求時(shí)，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(duì)于局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)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(guò)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(duì)于按塑性設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)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(mǎn)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(diǎn)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(qiáng)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(jí)u 三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查，檢查焊縫尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求和有無(wú)看得見(jiàn)的裂紋、咬邊等缺陷。u 二級(jí)焊縫：外觀檢查+無(wú)損檢驗(yàn)（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(jí)焊縫：外觀檢查+無(wú)損檢驗(yàn)（超聲波探傷、X射線(xiàn)探傷）合格，用于抗動(dòng)力、需要驗(yàn)算疲勞的重要連接。一、二級(jí)對(duì)接焊縫金屬?gòu)?qiáng)度與被焊金屬?gòu)?qiáng)度相等。5.焊縫形式 對(duì)接焊縫和角焊縫6.焊縫代號(hào)第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（3/7）7.對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求坡口形式變截面鋼板拼接8.對(duì)接焊縫的計(jì)算 軸心受力的對(duì)接焊縫wcwtwfftlN或規(guī)范規(guī)定，當(dāng)斜焊縫傾角56.3，即tan1.5時(shí)，可認(rèn)為對(duì)接斜焊縫與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算。 受彎受剪的對(duì)接焊縫計(jì)算wwmaxVwVSfI twmaxtwMfWMV第四章第四章第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（4/7） 對(duì)于工字形、箱形、T形

15、等構(gòu)件除應(yīng)分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外，還應(yīng)驗(yàn)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(shí)對(duì)接焊縫計(jì)算wmaxMNtwwMNfWl twwmaxvwVSfI t22wMNt31.1f危險(xiǎn)點(diǎn)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(duì)板件（厚度t ）邊緣的角焊縫（貼邊焊）：當(dāng)t6mm時(shí)，hfmaxt ；當(dāng)t6mm時(shí)，hfmaxt - (12)mm 。自動(dòng)焊（熔深較大）：15 . 1minfth焊件厚度t4mm時(shí)：取hfmin= t15 . 1minfthT形連接單面角焊縫