鋼結(jié)構(gòu)課程匯總

1、作者:日期:/鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程總結(jié)（工程管理 1 班 1101021023 ZLY）本學(xué)期我們用32個課時進行鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的過程中不僅學(xué)習(xí)了新的 知識概念，更多的還是掌握的新的解題方法，形成了新的解題思想。了解了鋼結(jié)構(gòu)的一些基 本知識，這對我們今后的專業(yè)入門有極大的幫助。接下來，我將本學(xué)期所學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)知識做 一個總結(jié)，不妥之處，希望得到老師的指導(dǎo)。1鋼結(jié)構(gòu)的概述1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點材料的強度高，塑性和韌性好；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面小、自重輕；鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，加工周 期短；鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)性能均勻，易于檢測和控制，可靠性高；鋼結(jié)構(gòu)建筑易于改造，原料可重 復(fù)使用，節(jié)省資源，環(huán)保資源；鋼結(jié)構(gòu)建筑可以實現(xiàn)大跨

2、度、大空間結(jié)構(gòu)；耐腐蝕性能差， 涂料維護費用高；鋼材耐熱但不耐火。1.2建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式單層鋼結(jié)構(gòu)（重型鋼結(jié)構(gòu)）工業(yè)廠房；大型空間（大跨度）鋼結(jié)構(gòu)；高層鋼結(jié)構(gòu)；高聳 結(jié)構(gòu)；橋梁鋼結(jié)構(gòu)；輕鋼結(jié)構(gòu)；住宅鋼結(jié)構(gòu)；容器和其它構(gòu)筑物。1.3鋼結(jié)構(gòu)部件主要連接型式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接型式：焊接、鉚接、螺栓連接、螺栓連接和焊接組合連接。焊接：構(gòu)造簡單，制造方便，易于自動化操作，不削弱構(gòu)件截面，省鋼，經(jīng)濟。缺點是 產(chǎn)生焊接應(yīng)力和焊接變形。鉚接：韌性和塑性好，傳力均勻可靠，易于檢查質(zhì)量，缺點是費工，不經(jīng)濟。螺栓連接：拆裝方便，操作簡單，不需要特殊設(shè)備，常用于安裝節(jié)點的連接和裝拆式結(jié) 構(gòu)中。高強螺栓連接：受力性能

3、好，耐疲勞好，施工簡便，可拆卸，易于掌握操作方法，將逐 步取代鉚接。1.4鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要截面類型鋼板、角鋼、槽鋼、工字鋼、H型鋼、T型鋼、圓鋼、方管、圓管、十字型、箱形、三 角形、多邊型及其組合。2鋼材的性能/2.1鋼材的性能2.1.1鋼材的力學(xué)性能強度一一抗拉強度、屈服強度；塑性延伸率、斷面收縮率；韌性一一沖擊吸收功；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的準則是以構(gòu)件最大應(yīng)力達到材料屈服點作為極限狀態(tài)，而把鋼材的極限強 度視為局部應(yīng)力高峰的安全儲備，這樣能同時滿足構(gòu)件的強度與剛度要求，因而對承重結(jié)構(gòu) 的選材，要求同時保證抗拉強度和屈服點的強度指標。2.1.2鋼材的工藝性能加工性能把鋼材加工成所需的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，需歷經(jīng)一系

4、列的工序，包括有各種機加工，切割，冷、 熱矯正以及焊接等，鋼材的工藝性能應(yīng)滿足這些工序的需要，不能在加工過程中出現(xiàn)鋼材開 裂或材質(zhì)受損的現(xiàn)象。冷彎性能鋼材的冷彎性能是通過試件180彎曲試驗來判斷的一種綜合性能。反映鋼材的塑性和 對冷加工的適應(yīng)程度以外，還能暴露冶金缺陷。冷彎性能是評價鋼材工藝性能和力學(xué)性能以 及鋼材質(zhì)量的一項綜合指標，彎曲試驗是鑒定鋼材質(zhì)量的一項有效措施。可焊性可焊性是指鋼材對焊接工藝的適應(yīng)能力，包括有兩方面的要求：一是通過一定的焊接工 藝能保證焊接接頭具有良好的力學(xué)性能；二是施工過程中，選擇適宜的焊接材料和焊接工藝 參數(shù)后，有可能避免焊縫金屬和鋼材熱影響區(qū)產(chǎn)生熱、冷裂紋的敏感

5、性。2.1各種因素對鋼材性能的影響化學(xué)成分的影響對碳素結(jié)構(gòu)鋼，常規(guī)的化學(xué)成分分析是指碳、硅、錳、硫、磷（C、Si、Mn、S、P）五 元素。其中，碳是形成鋼材強度的主要元素，并直接影響鋼材的可焊性，隨著含碳量的增加， 鋼材的硬度和耐磨性、屈服點和抗拉強度都將提高，但塑性和韌性，尤其是負溫沖擊韌性下 -4 -降很多，冷彎性能明顯下降，可焊性下降。硅（Si）通常作為脫氧劑加入普通碳素鋼中，用以冶煉質(zhì)量較高的鎮(zhèn)定鋼。錳（Mn）是一種弱脫氧劑，適當?shù)暮i量可以有效地增加鋼材的強度、硬度和耐磨性， 同時又能消除硫、氧對鋼材的熱脆影響，但含量過高，冷裂紋形成傾向?qū)⒊蔀閱栴}。硫（S）和磷（P）在碳素結(jié)構(gòu)鋼中屬

6、于雜質(zhì)，是有害元素。硫的存在可能導(dǎo)致鋼材的熱 脆現(xiàn)象，磷亦是一個易于偏析的元素。冶煉過程的影響鋼在冶煉過程中，生成有氧化鐵及其固熔體雜質(zhì)，會增加鋼的熱脆性，使鋼的軋制性能 變壞。故在澆注前，應(yīng)對鋼水進行脫氧處理，根據(jù)冶煉過程的脫氧程度，鋼材分為沸騰鋼、 半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼一般用錳脫氧；鎮(zhèn)靜鋼一般用硅為脫氧劑；脫氧程度介于沸騰鋼 與鎮(zhèn)定鋼之間的鋼稱為半鎮(zhèn)靜鋼，它是用較少的硅進行脫氧，脫氧劑的用量約為鎮(zhèn)定鋼的 班1/3。軋制過程的影響軋制型材規(guī)格愈小，一般來說強度愈高，而且塑性及沖擊韌性也比較好。熱處理的影響鋼的熱處理就是將鋼在固態(tài)范圍內(nèi)施以不同的加熱、保溫和冷卻，籍以改變其性能的一 種工藝

7、。鋼材缺陷鋼材缺陷包括表面質(zhì)量、內(nèi)部缺陷和化學(xué)成分偏析以及力學(xué)性能不合格等幾方面。3構(gòu)件的截面承載力一強度3.1軸心受力構(gòu)件的強度計算構(gòu)件以全截面平均應(yīng)力達到屈服強度為強度極限狀態(tài)。設(shè)計時，作用在軸心受力構(gòu)件中的外力N應(yīng)滿足：。=7 - /A. .,.一 N .構(gòu)件以凈截面的平均應(yīng)力達到屈服強度為強度極限狀態(tài)。設(shè)計時應(yīng)滿足：。fAn軸心受力構(gòu)件的剛度通常用長細比來衡量，長細比越大，表示構(gòu)件剛度越小；因此設(shè)計-5 -時應(yīng)使構(gòu)件長細比不超過規(guī)定的容許長細比：，廣（?）max 久3.2受彎構(gòu)件的強度和剛度梁的抗彎強度應(yīng)滿足：單向彎曲雙向彎曲Mx、My 梁截面內(nèi)繞x、y軸的最大彎矩設(shè)計值;Wnx、Wn

8、y 截面對x、y軸的凈截面模量；x、y截面對x、y軸的有限塑性發(fā)展系數(shù)；f 鋼材抗彎設(shè)計強度；梁的抗剪強度:VST = I x fXVy 計算截面沿腹板平面作用的剪力;Sx 計算剪應(yīng)力處以上或以下毛截面對中和軸的面積矩;Ix毛截面慣性矩；fv鋼材抗剪設(shè)計強度;t計算點處板件的厚度。3.3按強度條件選擇梁截面3.3.1型鋼梁截面的選擇只需根據(jù)計算所得到的梁中最大彎矩按公式求出需要的凈截面模量，然后在型鋼規(guī)格表 中選擇截面模量接近的Wnx的型鋼做為試選截面。3.3.2組合梁截面的選擇梁的內(nèi)力較大時，需采用組合梁。常用的形式為由三塊鋼板焊成的工字形截面。組合梁 的截面選擇設(shè)計包括：確定截面高度、腹板

9、尺寸和翼緣尺寸。截面高度以受均布荷載的簡支梁為例:5 q 14 _ 5l 2 M _ 10M 12 _ 5b12U =k = k max = k max = k max VD _|384 EI 48 EI 48EW h24Eh取b=y。廣f，Y荷載平均分項系數(shù)，可近似取1.3。s梁的經(jīng)濟高度he，經(jīng)驗公式：sh = 7如-30cm綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：hm_n h 土 h一般使腹板高度為50mm的模數(shù)。 土 hwfV局部穩(wěn)定和構(gòu)造因素:=加 /3.5翼緣板尺寸根據(jù)翼緣所需要的截面慣性矩確定翼緣板尺寸：bt根據(jù)翼緣所需要的截面慣性矩確定翼緣板尺寸：bt2（I二 I、）h 204單個構(gòu)件的穩(wěn)定

10、性承載能力4.1軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計算（彎曲屈曲）理想軸心壓桿的彈性彎曲屈曲兀2 EI兀2 ENCr =1T 廣 TT此式只適合在彈性狀態(tài)。crWfp,即人人p=Ef的細長桿時，才適用。4.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)4.2.1單向受純彎曲雙軸對稱工字形等截面梁Mcr兀EIy12I1此式只適合在彈性狀態(tài)。crWfp,即人人p=Ef的細長桿時，才適用。4.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)4.2.1單向受純彎曲雙軸對稱工字形等截面梁Mcr兀EIy12I12GI H1I 兀EI臨界彎矩:M 10.17 X105M Ah .1 +cr = 人 2y臨界應(yīng)力:crMcrWx10.17 x105Ah 1 +人2 W4.4h )

11、整體穩(wěn)定驗算:0.6時用蛙代替。bU 14.4h )235fy以=1.07 - 0.282 / q 1.0U 14.4h )235fy4320 Ah 焊接工字形截面梁：*b = P b項廠- y 工軋制普通工字鋼簡支梁：查表軋制槽鋼簡支梁：* = 570里235 b lh f4.2.3特殊情況構(gòu)造符合下列情況之一，可不計算梁的整體穩(wěn)定:a)有鋪板密布在梁的受壓翼緣并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時。爐工字形或H形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度11與其寬度bl之比不超過規(guī)范規(guī)定數(shù)值時。c)對箱形截面簡支梁h/b0W6且11/b0W95 (235/fy)時.5焊縫的構(gòu)造與計算5.1對接焊縫

12、5.1.1對接焊縫截面:焊縫截面厚度一一焊縫所連接板件的較薄厚度;焊縫截面計算長度一一采用引弧板時，焊縫全長有效；未采用引弧板時，計算焊縫長度=焊縫長度減去2t。t為對接接頭中為連接件的較小厚度；在T形接頭中為腹板厚度；5.1.2對接焊縫的計算(1)軸心受力的對接焊縫直縫其中，N 一軸心拉力或壓力tw 焊縫厚度(不同板連接時為較小板厚)lw 焊縫計算長度，有引弧板lw = L，無引弧板lw = L-2t (較小板厚)fw或fw 對接焊縫抗拉或抗壓設(shè)計強度強度 斜縫N cos 0C =一 f其中，lw 一斜焊縫計算長度，一對接焊縫抗剪設(shè)計強度強度w w規(guī)范規(guī)定，當tg。V1.5，可不驗算 (2)

13、受彎受剪的對接焊縫:b = - fw (fw ) max W t cxVS f T max - TT fvww wb =(b =(b2 + 3T2 1.1 fwzs5.2角焊縫5.2. 1尺寸限制：焊腳尺寸對于手工焊角焊縫應(yīng)滿足1.5右，其中t為較厚焊件厚度(單位：mm)；當 焊件厚度等于或小于4mm時，則hf等于焊件厚度。最大焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。對板邊緣的角焊縫，則應(yīng) 滿足 hf t1 ( t16mm)。側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計算長度不得小于8 hf和40mm側(cè)面角焊縫的計算長度也不宜大于60mm(1)直角角焊縫強度計算的基本公式,* (2)角焊縫連接的

14、計算1、軸心力作用下角焊縫的計算，斜焊縫的計算式為。二P nhlf 0 e w承受軸心力的角鋼角焊縫計算兩邊僅用兩條側(cè)面角焊縫連接時N = N = kN1 N = N = kN1 e + e 1e-42 e + eN = k2 N三面圍焊時N3N3 = 0.7hfp fff l 3再通過平衡關(guān)系m e M N M NN m e M N M NN = 2 N 3 = k N siei + e22 i 2e z N z N i N 3 = k N 312T形截面牛腿角焊縫連接計算Fe=Fe=yI 2wT =f h 2l 22+ T 2 fw6結(jié)語鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景廣闊，奧運場館的建設(shè)、西部大開發(fā)的實施、城市化和工業(yè)化步伐的 進一步加快、重大基礎(chǔ)設(shè)施工程的