鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)重點(diǎn)第一章1鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕而強(qiáng)度高，塑性和韌性好，材質(zhì)均勻，工業(yè)化程度高工期短，密閉性好，綠色環(huán)保，抗震性好2鋼結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：耐熱性好，防火性能差；耐腐蝕性差，造價(jià)相對(duì)較高第二章3鋼筋的力學(xué)性能：鋼材的強(qiáng)度，鋼材的塑性（伸長(zhǎng)率截面收縮率），鋼材的冷彎性能，鋼材的抗沖擊韌性4伸長(zhǎng)率：指鋼材受外力作用斷裂時(shí)，試件拉斷后的原標(biāo)距長(zhǎng)度得伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距比值的百分率。5截面收縮率：指試件在拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分率，它是衡量鋼材塑性變形的一個(gè)比較真實(shí)和穩(wěn)定的力學(xué)指標(biāo)。6鋼材的破壞形態(tài)：塑性破壞，脆性破壞7脆性破壞影響因素：裂紋尺寸，作用應(yīng)力和材料韌性，鋼材的化學(xué)成分，

2、鋼板厚度，加載速度,應(yīng)力性質(zhì)和大小，最低使用溫度，連接方法和應(yīng)力集中8提高鋼材抗脆性斷裂性能的主要措施：合理設(shè)計(jì)選擇正確的材料和連接方式力求構(gòu)造合理，例如構(gòu)件截面突然改變減少構(gòu)件和截面的應(yīng)力集中校長(zhǎng)發(fā)生避免焊縫的密集和交叉選擇合理的鋼材質(zhì)量等級(jí)；合理制作嚴(yán)格按圖紙施工例如不得隨意變更鋼材型號(hào)和等級(jí)不得隨意變更鋼材的連接房事提高焊縫質(zhì)量避免焊縫出現(xiàn)非金屬夾渣和氣泡、裂紋、未熔透和咬邊等質(zhì)量問(wèn)題；合理使用結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中不得隨意改變其設(shè)計(jì)使用功能不得在主要結(jié)構(gòu)上盆子施焊避免使用過(guò)程重的意外損傷等9疲勞破壞:鋼材或構(gòu)件在連續(xù)反復(fù)荷載作用下,在應(yīng)力遠(yuǎn)低于極限強(qiáng)度，甚至還低于屈服強(qiáng)度的情況下也會(huì)發(fā)生破壞

3、，這種破壞稱(chēng)為疲勞破壞疲勞強(qiáng)度：疲勞破壞時(shí)，鋼材達(dá)到的最大應(yīng)力稱(chēng)為疲勞強(qiáng)度10影響疲勞強(qiáng)度因素：應(yīng)力種類(lèi)（拉應(yīng)力壓應(yīng)力剪應(yīng)力復(fù)合應(yīng)力），應(yīng)力循環(huán)形式，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，應(yīng)力集中程度和殘余應(yīng)力等11改善結(jié)構(gòu)疲勞的措施：對(duì)低溫地區(qū)的焊接結(jié)構(gòu)，要注意選用鋼材的白紙和鋼材厚度，如需鋼材進(jìn)行冷加工，應(yīng)將冷加工硬化部分的鋼材刨去；注意鋼材的焊接質(zhì)量和高峰的正確布置，盡量避免各種焊縫缺陷的產(chǎn)生；力求避免應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)；確保結(jié)構(gòu)均衡受力，減小荷載沖擊和降低應(yīng)力水平12影響鋼材性能的因素：化學(xué)元素的影響，生產(chǎn)工藝影響，鋼材的硬化，溫度的影響，應(yīng)力集中影響13化學(xué)成分影響：碳元素增加，強(qiáng)度提高，耐腐蝕性疲勞強(qiáng)度冷彎

4、性能顯著下降，含量要求在0.22%以下。硅元素適量增加，強(qiáng)度提高，對(duì)塑性沖擊韌性冷彎性能和可焊性無(wú)顯著不良影響，含量過(guò)高會(huì)降低塑性沖擊韌性抗銹性和可焊性。鎰元素是弱脫氧劑，適量鎰可有效提高鋼材強(qiáng)度，消除硫氧對(duì)鋼材的熱脆影響，改善鋼材加工性能和冷脆傾向，同時(shí)不顯著降低塑性和沖擊韌性，含量過(guò)高會(huì)使鋼材變脆變硬，降低抗銹性和可焊性。硫元素屬于有害元素，引起鋼材熱脆，降低塑性沖擊韌性疲勞強(qiáng)度和抗銹性，含量不得超過(guò)0.055%。磷元素屬于有害元素，磷可提高強(qiáng)度抗銹性但會(huì)嚴(yán)重降低塑性沖擊韌性冷彎性能和可焊應(yīng)，尤其低溫時(shí)發(fā)生冷脆，磷含量嚴(yán)格控制，不超過(guò)0.050%。氧和氮屬于有害元素，氧和硫類(lèi)似，會(huì)使鋼材熱

5、脆，氮和磷類(lèi)似，會(huì)使鋼材冷脆。銅元素提高抗銹性，提高強(qiáng)度，對(duì)可焊性有不利影響14鋼材的冶煉有三種：電爐鋼平爐鋼氧氣轉(zhuǎn)爐鋼，根據(jù)鋼的脫氧程度不同，有沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼15鋼材的硬化包括時(shí)效硬化，應(yīng)變硬化和應(yīng)變時(shí)效硬化，時(shí)效硬化：鋼材緊緊隨時(shí)間增長(zhǎng)而變脆的現(xiàn)象；應(yīng)變硬化：鋼材經(jīng)過(guò)冷加工而產(chǎn)生塑性變形，卸載后重新加載，可使鋼材屈服點(diǎn)得到提高，但鋼材塑性和韌性明顯降低的現(xiàn)象；應(yīng)變時(shí)效硬化：鋼材經(jīng)過(guò)應(yīng)變硬化后，其時(shí)效硬化屈服將加快，從而在較短時(shí)間內(nèi)鋼材又產(chǎn)生顯著的時(shí)效硬化的現(xiàn)象16藍(lán)脆現(xiàn)象：在250c附近時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度略有提高，而塑性韌性都下降，此時(shí)加工有可能產(chǎn)生裂縫，因鋼材表面氧

6、化膜呈藍(lán)色，此現(xiàn)象稱(chēng)為藍(lán)脆現(xiàn)象17冷脆現(xiàn)象：溫度從常溫下降到一定值時(shí)，鋼材的沖擊韌性突然急劇下降，試件斷口呈脆性破壞，這現(xiàn)象稱(chēng)為冷脆現(xiàn)象。鋼材由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫冷脆轉(zhuǎn)變溫度，冷脆轉(zhuǎn)變溫度越低的鋼材，它韌性越好。18應(yīng)力集中現(xiàn)象：當(dāng)構(gòu)件截面發(fā)生急劇變化，出現(xiàn)幾何不連續(xù)現(xiàn)象，使構(gòu)件截面上的一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，這就是應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力集中越嚴(yán)重，鋼材塑性越差。18鋼材分類(lèi)碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)鋼絲繩，建筑結(jié)構(gòu)用鋼板19碳素結(jié)構(gòu)鋼分為Q195,215,235,275,Q是屈服強(qiáng)度中的屈，后接的數(shù)字表述屈服強(qiáng)度的大小，數(shù)字越大，表示含碳量越大，強(qiáng)度和硬度越大，塑性

7、越低。質(zhì)量等級(jí)分為ABC明級(jí)，由A到D表示質(zhì)量由低到高，A級(jí)無(wú)沖擊功規(guī)定，對(duì)冷彎實(shí)驗(yàn)只在需方有要求時(shí)才進(jìn)行；B級(jí)要求提供20c時(shí)沖擊功不小于27焦耳；C級(jí)要提供0c時(shí)沖擊功不小于27焦耳，D級(jí)要求提供負(fù)20c時(shí)沖擊功不小于27焦耳。20根據(jù)脫氧程度不同鋼材分為沸騰鋼（F）,鎮(zhèn)鋼（Z）,特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ,AB級(jí)的脫氧方法TZ,用 Z,分為 八種，可以是FZ,C級(jí)只能是Z,D級(jí)鋼只能是TZ表示牌號(hào)時(shí)也可以省略21低合金高強(qiáng)度鋼Q345,390,420,460,500,550,620,690345,390,420按質(zhì)量等級(jí)分為ABCD五級(jí)。低合金鋼的脫氧方法為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼22鋼材選用標(biāo)準(zhǔn)：即可

8、以使結(jié)構(gòu)安全可靠滿足使用要求，又可以最大限度得節(jié)約鋼材，以降低造價(jià)。23鋼材選用考慮：結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和重要性，荷載的性質(zhì)，連接方法，結(jié)構(gòu)的工作溫度，結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)，結(jié)構(gòu)形式和鋼材厚度。第三章24鋼結(jié)構(gòu)的連接方法：焊縫連接，螺栓連接和鐘釘連接三種。25焊縫連接優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，各種樣式的構(gòu)件都可以直接相連，用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面，制造加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點(diǎn)：在焊縫鍍金的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織會(huì)發(fā)生改變，會(huì)導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆，焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件的承載力降低，焊縫結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，低溫冷脆問(wèn)題較為突出26螺栓連接分為普

9、通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接普通螺栓分為ABC三級(jí)，AB級(jí)為精制螺栓,性能等級(jí)有5.6級(jí)和8.8級(jí)。C級(jí)為粗制螺栓。性能等級(jí)有4.6級(jí)和4.8級(jí)。下面以4.6級(jí)的C級(jí)螺栓為例：小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度不小于400兆帕，小數(shù)點(diǎn)及小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字表示屈強(qiáng)比（屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度之比）為0.6。27高強(qiáng)度螺栓抗拉強(qiáng)度應(yīng)分別不低于800兆帕和1000兆帕，即前者的性能等級(jí)為8.8級(jí)后者為10.9級(jí)。高強(qiáng)度螺栓分為大六角頭型和扭剪型二種28高強(qiáng)度螺栓連接有二個(gè)類(lèi)型：一種是只依靠板層間的摩擦阻力傳力，并以剪力不超過(guò)接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，稱(chēng)為摩擦型連接；另一種允許接觸面滑移，以連接達(dá)到破壞的極限承

10、載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，稱(chēng)為承壓型連接。承壓型連接承載力高于摩擦型，但承壓型只適用于承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中。29佛釘連接的制造有熱鉀和冷抑二種方法，熱佛是由燒紅的佛坯插入構(gòu)件的釘孔中，用鐘釘槍或壓怫機(jī)怫合而成。冷怫是在常溫下怫合而成，在建筑結(jié)構(gòu)中一般采用熱佛鐘釘連接由于構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)鋼費(fèi)工，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用，但由于鐘釘連接的塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，在一些重型和直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，有時(shí)仍然采用。30焊接方法通常采用電弧焊，電弧焊有手工電弧焊，埋弧焊，氣體保護(hù)焊，電阻焊。手工電弧焊所用焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)，一般采用等強(qiáng)度原則，對(duì)Q235鋼采用E43型焊條(E4300

11、E4328,對(duì)Q345鋼采用E50型焊條(E5001E5048，對(duì)Q390鋼和Q420鋼采用E55型焊條(E5500E5518。焊條型號(hào)中，字母E表示焊條，前二位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度，第三四數(shù)字表示適用焊接位置，電流種類(lèi)以及藥皮類(lèi)型，不同強(qiáng)度鋼材相焊接時(shí)，如Q235鋼和345鋼相焊接，宜采用低組配方案，即采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條，用E4&31氣體保護(hù)焊：是利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法電阻焊：是利用電流通過(guò)焊件接觸點(diǎn)表面電阻所產(chǎn)生的熱來(lái)融化金屬，再通過(guò)加壓使其焊合32焊縫連接，按被連接鋼材的相互位置可分為對(duì)接，搭接T形連接和角部連接，這些連接所采用的焊

12、縫主要有對(duì)接焊縫、角焊縫以及對(duì)接與角接組合焊縫。對(duì)接連接主要用于厚度相同或相近的二構(gòu)件的相互連接；T形連接常用于制作組合截面，角部連接主要用于制作箱形截面，有連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫。33焊縫按施焊位置可分為平焊，橫焊，立焊，仰焊。仰焊操作條件最差，質(zhì)量不易保證，因此盡量避免采用。34焊縫缺陷是指焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見(jiàn)的缺陷有裂紋，焊瘤，燒穿，弧坑，氣孔，夾渣，咬邊，未融合，未焊透等，以及焊縫尺寸不符合要求，焊縫成型不良。35焊縫缺陷的存在將削弱焊縫的受力面積，并在缺陷處引起應(yīng)力集中，對(duì)連接的強(qiáng)度，沖擊韌性，冷彎性能等均有不利影響，因此焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)極為重

13、要，焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)包括焊縫外觀檢查和焊縫內(nèi)部缺陷的檢查，外觀檢查主要采用目視檢查，輔以磁粉探傷，滲透探傷檢查表面和近表面缺陷。內(nèi)部缺陷的檢查主要采用射線探傷和超聲波探傷（更好）。36焊縫按檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為1級(jí)，2級(jí)3級(jí)。三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫做外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)二級(jí)焊縫除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波檢驗(yàn)并符合相應(yīng)級(jí)別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。37最大焊腳尺寸：為了避免燒穿較薄構(gòu)件，減少焊接應(yīng)力和焊接變形，角焊縫的尺寸不宜太大，規(guī)范規(guī)定，除了直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)的焊角腳尺寸Hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，焊腳尺寸Hf不宜大于交薄焊件厚度的1.2倍。38最小焊腳尺寸：焊腳尺寸不宜太小，以保

14、證焊縫的最小承載能力，并防止焊縫因冷卻過(guò)快產(chǎn)生裂紋，規(guī)范規(guī)定，角焊縫的焊腳尺寸Hf不得小于1.5，t,t為較厚焊件厚度。角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度，側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度都不得小于8Hf和40毫米。39焊接應(yīng)力的分類(lèi)：有沿焊縫長(zhǎng)度方向的縱向焊接應(yīng)力，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的橫向焊接應(yīng)力和沿厚度方向的焊接應(yīng)力40焊接應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響：1對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響，對(duì)在常溫下工作并具有一定塑性的鋼材，由于鋼材屈服會(huì)引起截面應(yīng)力重分布現(xiàn)象，因而在靜荷載作用下，焊接應(yīng)力是不會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的。2對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響，殘余應(yīng)力會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度，對(duì)于有殘余應(yīng)力的軸心受拉構(gòu)件，當(dāng)加載時(shí)，由于截面塑性區(qū)逐漸加寬，而二

15、側(cè)彈性區(qū)逐漸減小，必然導(dǎo)致構(gòu)件變形增大，剛度降低。3對(duì)低溫工作的影響，增加鋼材在低溫下的脆斷傾向，使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展。4對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響，焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯不利影響。41焊接變形是焊接構(gòu)件經(jīng)過(guò)局部加熱冷卻后產(chǎn)生的不可恢復(fù)變形，包括縱向收縮，橫向收縮，角變形，彎曲變形，扭曲變形。42螺栓的排列在構(gòu)件上排列應(yīng)該簡(jiǎn)單統(tǒng)一整齊緊湊，通常分為并列和錯(cuò)列二種形式。螺栓在構(gòu)件上的排列應(yīng)滿足下列要求：1受力要求，在受力方向螺栓的端距過(guò)小時(shí)，鋼材有剪斷或撕裂的可能，各排螺栓距和線距太小時(shí)，構(gòu)件有沿折線或直線破壞的可能，對(duì)受壓構(gòu)件，當(dāng)沿作用方向螺栓距過(guò)大時(shí)，被連接的板件間容易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象2

16、構(gòu)造要求，螺栓的中距和邊距不宜過(guò)大，否則鋼板間不能緊密粘合，潮氣容易侵入縫隙使鋼材銹蝕。3施工要求，要保證一定的空間，便于轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓板手?jǐn)Q緊螺冒。43普通螺栓的受剪到破壞過(guò)程四個(gè)階段：1摩擦傳力的彈性階段2滑移階段3栓件傳力的彈性階段4彈塑性階段44受剪螺栓破壞形式：1當(dāng)栓件直徑較小，板件較厚時(shí)，栓件可能先被剪斷；2當(dāng)栓件直徑較大，板件較薄時(shí)，板件可能先被擠壞，也把此破壞叫螺栓承壓破壞，端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓件沖剪破壞4板件可能因?yàn)槁菟紫魅跆喽焕瓟?螺桿的彎曲變形。45高強(qiáng)度螺栓有摩擦型連接和承壓型連接46我國(guó)規(guī)范推薦采用的接觸面處理方法：噴砂（丸），噴砂（丸）后涂無(wú)機(jī)富鋅漆

17、，噴砂（丸）后生赤銹和鋼絲刷消除浮銹或?qū)ξ唇?jīng)處理的干凈軋制表面不做處理等第四章1軸心受力構(gòu)件的界面形式可分為：熱扎型鋼截面，冷彎薄壁型鋼截面，用型鋼和鋼板連接而成的組合截面，格構(gòu)式組合截面2軸心受拉構(gòu)件截面形式的要求：符合強(qiáng)度剛度的要求，制作簡(jiǎn)便便于和相鄰的構(gòu)件連接，符合經(jīng)濟(jì)要求，符合穩(wěn)定性要求3軸心受力構(gòu)件的剛度是以限制其長(zhǎng)細(xì)比來(lái)保證的4影響軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)的因素有長(zhǎng)細(xì)比，截面，材質(zhì)5截面選擇和驗(yàn)算的步驟：1先假定長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算所需的回轉(zhuǎn)半徑2計(jì)算所需的截面面積選擇型鋼號(hào)3計(jì)算幾何特征驗(yàn)算最大長(zhǎng)細(xì)比和構(gòu)件的整體穩(wěn)定性4當(dāng)壓桿截面孔洞削弱較大時(shí)應(yīng)驗(yàn)算凈截面的強(qiáng)度5對(duì)于內(nèi)力較小的壓桿應(yīng)控制長(zhǎng)細(xì)

18、比6整個(gè)構(gòu)件繞實(shí)軸的受力情況主要有強(qiáng)度剛度整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性四個(gè)方面，其中最重要的是整體穩(wěn)定。與實(shí)腹式軸心受壓不同之處主要表現(xiàn)在格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸方向的整體穩(wěn)定，分肢穩(wěn)定以及輟材的設(shè)計(jì)方法面有所不同第五章7受彎構(gòu)件的截面形式有實(shí)腹式和空腹式兩大類(lèi)8實(shí)腹式受彎構(gòu)件按制作方法可以分為型鋼梁和組合梁兩大類(lèi)9影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素：1梁側(cè)向無(wú)支承長(zhǎng)度或受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)的間距2梁截面的尺寸，包括各種慣性矩3梁端支座對(duì)截面的約束4荷載性質(zhì)5沿梁截面高度方向的荷載作用點(diǎn)位置6鋼梁的初始缺陷影響10不需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的情形：1有鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時(shí)2工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度與其寬度之比不超過(guò)所規(guī)定的數(shù)值時(shí)11梁的平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度：支座之間的距離梁的平面外計(jì)算長(zhǎng)度：梁側(cè)面支撐點(diǎn)的距離12熱扎型鋼由于扎制條件，其板件寬厚比較小，都能滿足局部穩(wěn)定要求，不需要計(jì)算13提高腹板穩(wěn)定性的有效措施有增加腹板厚度或是設(shè)計(jì)腹板加勁肋，常用的加勁肋形式有橫向加勁肋，縱向加