鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件全套章

1.了解鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用。2.掌握鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和設(shè)計要求。3.了解鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況。1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點1.2鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法1.3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范1.4鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展1.5本課程的主要內(nèi)容和特點本章目錄基本要求第1.1節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的特點1.鋼結(jié)構(gòu)的定義

2.鋼結(jié)構(gòu)的特點了解鋼結(jié)構(gòu)的定義和特點

本節(jié)目錄基本要求1.1.1鋼結(jié)構(gòu)的定義定義：由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼等鋼材為主建造的工程結(jié)構(gòu)，稱為鋼結(jié)構(gòu)。如高層建筑、大跨橋梁、高聳的塔等。鋼結(jié)構(gòu)是土木工程的主要結(jié)構(gòu)形式之一。鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等都屬于按材料劃分的工程結(jié)構(gòu)的不同分支。1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點1、強度高，結(jié)構(gòu)重量輕由于鋼材強度高，結(jié)構(gòu)需要的構(gòu)件截面小，結(jié)構(gòu)自重輕。a=容重/強度，a越小，結(jié)構(gòu)相對越輕。鋼材：a=1.7～3.7×10-4/m木材：a=5.4×10-4/m鋼砼：a=18×10-4/m

1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點2、材質(zhì)均勻，塑性和韌性好主要表現(xiàn)在：（1）鋼材在使用階段接近理想彈塑性體，這使得理論計算與實際情況相吻合。（2）鋼材具有良好的塑性和韌性，不會因偶然的超載而破壞，對動力荷載適應(yīng)性強。鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)。1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點3、便于工業(yè)化生產(chǎn)，施工周期短

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般可以在專業(yè)化工廠由專門機具加工，生產(chǎn)效率高，且不受氣候影響。1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點4、密閉性好，不滲漏鋼材本身組織致密，因而具有良好的氣密性和水密性。5、良好的加工性能和焊接性能6、可重復(fù)使用性1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點7、耐熱性較好，耐火性差

鋼材在表面溫度不超過200℃時,其性能變化很小,因而適合于熱車間。溫度超過200℃以后，強度和彈性模量顯著下降。達600℃時,鋼材進入塑性狀態(tài)已不能承載。1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點

新建鋼結(jié)構(gòu)，一般都需要采用油漆、噴鋁、鍍鋅等進行防銹涂裝，在涂裝前需認真除銹，以后定期涂裝，所以維修費用較高，這是鋼結(jié)構(gòu)的主要缺點。8、耐腐蝕性差1.1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點

在動荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)容易因震動而產(chǎn)生噪聲，在對環(huán)境有要求的場所需采用必要的消聲措施。9、低溫冷脆傾向10、容易發(fā)生噪聲第1.2節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法1.概述

2.概率極限狀態(tài)設(shè)計法3.規(guī)范設(shè)計表達式1.了解鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計準則和設(shè)計方法本節(jié)目錄基本要求2.掌握現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計方法和設(shè)計表達式1.2.1概述1、設(shè)計目的

結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是要使設(shè)計的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工和工作過程中均能滿足各種預(yù)定功能的要求。建筑結(jié)構(gòu)功能包括：（1）安全性（2）適用性（3）耐久性2、設(shè)計準則結(jié)構(gòu)由各種荷載所產(chǎn)生的效應(yīng)(內(nèi)力和變形)不大于結(jié)構(gòu)(包括連接)由材料性能和幾何因素等所決定的抗力或規(guī)定限值。3、設(shè)計方法

（1）容許應(yīng)力方法式中σ——由標準荷載與構(gòu)件截面公稱尺寸所計算的應(yīng)力；fk——構(gòu)件截面幾何特征；

K——大于1的安全系數(shù)；[σ]——鋼材的容許應(yīng)力。（2）概率極限狀態(tài)設(shè)計方法根據(jù)應(yīng)用概率分析程度的不同，可分為三種水準：半概率極限狀態(tài)設(shè)計方法;近似概率極限狀態(tài)設(shè)計方法;全概率設(shè)計方法。3、設(shè)計方法1.2.2概率極限狀態(tài)設(shè)計方法1、半經(jīng)驗半概率極限狀態(tài)設(shè)計法

式中K1——荷載系數(shù)；

K2——材料系數(shù);

K3——調(diào)整系數(shù)；

fyk——鋼材的屈服強度標準值；

[σ]——鋼材容許應(yīng)力。2、近似概率極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)：當結(jié)構(gòu)或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求時，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017－2003）采用該法。(1)極限狀態(tài)的概念(2)極限狀態(tài)分為兩類b.正常使用極限狀態(tài):包括：影響正常使用或外觀的變形、影響正常使用的振動、影響正常使用的或耐久性的局部破壞等狀態(tài)。a.承載能力極限狀態(tài):包括：強度破壞、疲勞破壞、不適于繼續(xù)承載的變形、失穩(wěn)、傾覆、變?yōu)闄C動體系等狀態(tài)。

結(jié)構(gòu)的工作性能可用結(jié)構(gòu)的“功能函數(shù)”來描述，一般情況：

Z＝g（x1，x2，…，xn）

（1-3）(3)功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程式中

g（·）——結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)；

xi(i＝1,2,…n)——影響結(jié)構(gòu)可靠性的各物理量。

為簡化持，將各拉因素概棒括為兩尋個綜合戚隨機變執(zhí)量—結(jié)構(gòu)卸抗力R和作用效秤應(yīng)S，則獻式（耍1-監(jiān)3）暑可寫株成：Z＝g（R，S）＝R－S（1-逼4）在實芽際工始程結(jié)終構(gòu)中套，可取能出納現(xiàn)下測列三衡種情擺況：Z＞0表示結(jié)嘴構(gòu)處于可靠狀態(tài)Z＝0表示結(jié)王構(gòu)處于極限狀態(tài)Z＜0表示結(jié)捐構(gòu)處于失效狀態(tài)判斷結(jié)弱構(gòu)是否肆可靠，洽要看結(jié)瞎構(gòu)是否爭達到極障限狀態(tài)被，為此噴，通常遙將下式廳：Z＝g（R，S）＝R－S=0(1-5)稱為極覆限狀態(tài)陜方程。(4蔽)臟結(jié)構(gòu)稼可靠午度和傘失效壇概率可靠度是指結(jié)賭構(gòu)在規(guī)同定的時蹲間內(nèi)、假規(guī)定的拳條件下讀，完成彎預(yù)定功崇能的概驚率。結(jié)構(gòu)妹能完災(zāi)成預(yù)逗定功塞能的壓概率送(可姻靠度昂)用Ps表示，觀則：結(jié)構(gòu)數(shù)不能潑完成兇預(yù)定獎功能裁的概怠率(括失效狐概率憲)用Pf表示臂，則冬：由于俱事件｛Z輔≥0鎖｝與事放件{Z＜留0｝是對立國事件，干所以結(jié)顛構(gòu)的可狂靠度與蓋結(jié)構(gòu)的幕失效概汁率滿足屈:Ps＝P{Z法≥0祖}（1-鬼6）Pf＝P{Z<遵0｝（1糧-7貞）Ps＋Pf＝1或Ps＝1厘-Pf（1-牙8）已知駁Z的壘概率鄭密度吊曲線fz(z)如圖駛，則蛇失效戒概率與可用府積分亞求得顆：fz(z)Pfμz圖1.2.1Z的概率密度曲線Z=R-S

(5)換可靠誦指標因Z的分布野很難得發(fā)到，因綱此式（1-貍9）實際上鋤很難求樹出，這祥使概率廈設(shè)計法逝一直不辮能付諸捉實用。20世紀60年代浪末期逢，美嚇國學剖者康舅奈爾系提出描系統(tǒng)脈的一澤次二懷階矩仇設(shè)計麥方法菠，才牽使得徑概率漸設(shè)計精法進糞入實局用階富段。一次興二階糕矩法距不直鄉(xiāng)豐接計芬算Pf，通過雅可靠指嘉標β度量。可靠指標（1-10）Z服從虹標準塌正態(tài)坊分布釘時，β與Pf的關(guān)系洗為：式中牙:φ(·)—標準撒正態(tài)桿函數(shù)數(shù)；φ-1(·)—標準正爆態(tài)函數(shù)烏的反函置數(shù)。從圖名中可修以看矮出β與失效凍概率Pf間存火在著宿一一寇對應(yīng)柏關(guān)系戚，即嗽:1）β減小預(yù)時，房誠陰影鄙部分扭的面水積增婦大，即失貍效概鄭率Pf增大蝦；說明β可以稍作為啟衡量收結(jié)構(gòu)蓬可靠毛度的沾一個揉數(shù)量某指標乓。2）β增大時辟，陰影代部分的舅面積減墾少，亦即匪失效宇概率Pf減小。b2.52.73.23.74.2Pf5×10-33.5×10-36.9×10-41.1×10-41.3×10-5正態(tài)分奶布時可挽靠指標辮和失效殲概率的鄰對應(yīng)關(guān)驚系β計算亡避開扭了Z的全分局布的推臉求，而性只需要捉分布特炒征值，終即一階滲原點矩施和二階橫中心矩袖，故此建得名。3、全給概率極執(zhí)限狀態(tài)哲設(shè)計法對結(jié)枯構(gòu)的涼各種麗基本潛變量螺均采處用隨鬼機變株量或割隨機纏過程美來描倘述，價對結(jié)堂構(gòu)進橋行精毛確的員概率居分析器，求服得結(jié)敵構(gòu)最牙優(yōu)失伍效概賭率作茅為結(jié)挎構(gòu)可鮮靠度錄的直槽接度栗量。1.早2.腰3謊規(guī)暫范設(shè)笨計表其達式為了便踢于應(yīng)用笨并符合搞人們長由期以來瓜的習慣凝，規(guī)范福并不直響接使用β進行罪設(shè)計疤，而怠是采且用以機概率患理論背為基憲礎(chǔ)的池極限沖狀態(tài)慈設(shè)計略方法息(疲到勞問兆題除篩外)勝，用菊分項巨系數(shù)雅的表瞇達式鞏進行血計算怒；結(jié)構(gòu)的工可靠度類用可靠撞度指標攻來度量帶，并以張分項系習數(shù)的形并式考慮嶺。我國規(guī)簽范分別稼按承載呆能力和顫正常使論用極限刺狀態(tài)設(shè)牙計給出顆表達式檔。1、承僻載能力探極限狀璃態(tài)分項酷系數(shù)表溪達式可變摟荷載昂效應(yīng)蜓起控型制作淹用時批：永久赴荷載粗效應(yīng)起控制甘作用時忠：對于一咸般排架犯和框架教結(jié)構(gòu)：（1）帳永久荷勿載分項辣系數(shù)gG當其效句應(yīng)對結(jié)蘆構(gòu)不利卷時—對可丈變荷既載效皺應(yīng)控鍬制的攔組合珍，應(yīng)尼取1.貫2—對永銜久荷些載效段應(yīng)控并制的旱組合殘，應(yīng)屠取1.3絕5當其效蹦應(yīng)對結(jié)胃構(gòu)有利霜時—一般抗情況隨下應(yīng)晌取1.0—對結(jié)構(gòu)飲的傾覆撿、滑移檔或漂浮會驗算，吼應(yīng)取0.9。（2）指可變荷誰載的分斗項系數(shù)gQ—一般朗情況必下應(yīng)西取1.井4；—對標準遭值大于4kN棋/m2的工達業(yè)房袖屋樓暖面結(jié)估構(gòu)的棒活荷俗載，鹿標準蝦值應(yīng)旺取1.3。f—鋼材摔或連叔接材軋料強阿度設(shè)削計值緩;fk—鋼材肚或連辭接材叨料強喜度標繩準值碗;R—鋼材或休連接材裕料抗力顫分項系顏數(shù)，對于Q23照5鋼,R=1濱.0濫87兩;對于Q3街45貧、Q腸39鍬0、軟Q4答20鋼,R=1陣.1抄11懇。鋼結(jié)構(gòu)桂規(guī)范給剛出了各什類鋼材斷和連接砌的強度保設(shè)計值思。其中：式中：2、儲正常褲使用雙極限痕狀態(tài)對于正劃常使用廟極限狀社態(tài)，要春求分別徒采用荷蹦載的標碌準組合奸、頻遇優(yōu)組合和乏準永久查組合進糞行設(shè)計疏，并使不變形等腹設(shè)計值未不超過毫相應(yīng)的泳規(guī)定限懲值。對尼于鋼結(jié)草構(gòu)只考近慮荷載耍的標準伍組合。式中慌：νGk——永久斯荷載稼標準均值在盈結(jié)構(gòu)攏或構(gòu)棚件中漿產(chǎn)生耀的變曬形值互；νQ1尖k——起控標制作蠅用的狐第1個可變蓮荷載的習標準值復(fù)在結(jié)構(gòu)澇或結(jié)構(gòu)非構(gòu)件中迷產(chǎn)生的柏變形值雪（該值羨使計算洗結(jié)果為薦最大）鼓；νQik——其纖他第i個可溝變荷壯載標亮準值睜在結(jié)裳構(gòu)或家構(gòu)件禍中產(chǎn)修生的結(jié)變形排值；[ν賴]——坦結(jié)構(gòu)鞠或結(jié)抓構(gòu)構(gòu)鄰件的崖變形諷容許廊值。第1.葡3節(jié)振鋼結(jié)構(gòu)唐的設(shè)計傷規(guī)范1.概述2.主要調(diào)設(shè)計掀規(guī)范1.了們解與鋼君結(jié)構(gòu)有盞關(guān)的主賓要設(shè)計在規(guī)范本節(jié)目呀錄基本要籌求1.3槍.1古概述1、慚什么車是設(shè)磁計規(guī)岸范設(shè)計規(guī)娘范是國腐家頒布浴的關(guān)于伙設(shè)計計凡算和構(gòu)鞭造要求捎的技術(shù)蜂規(guī)定和堅標準，深是帶有保一定約稈束性和赤立法性你的文件融。2、氣頒布非設(shè)計響規(guī)范瞧的目憂的（1鑼）貫翅徹國霉家技屠術(shù)經(jīng)曬濟政伍策、阿保證擁設(shè)計重的質(zhì)住量，胸達到蹲方法衫上必梳要的蘋統(tǒng)一詠化和漆標準件化。（2五）設(shè)籠計、榮校核俊、審柄批工慣程結(jié)潔構(gòu)的母依據(jù)酷。1.畝3.棟2質(zhì)主撐要設(shè)嫌計規(guī)悶范與鋼練結(jié)構(gòu)圓設(shè)計啟有關(guān)察的一脂些規(guī)政范：GB5無001淋7－2橋003鋼結(jié)構(gòu)蜂設(shè)計規(guī)做范TB斜10不00咽2.茶2-束20房誠05《鐵弄路橋摘梁鋼慶結(jié)構(gòu)刷設(shè)計遲規(guī)范控》GB5沃000舅9-2粒001建筑扇結(jié)構(gòu)遮荷載渡規(guī)范GB5汪001緊8-2柳002冷彎投薄壁兵型鋼沫結(jié)構(gòu)糊技術(shù)循規(guī)范GB呆50物20別5-斧20嚷01鋼結(jié)吐構(gòu)工殺程施瘦工質(zhì)討量驗焦收規(guī)勒范JTJ糊025暗-86公路橋磁涵鋼結(jié)郊構(gòu)及木連結(jié)構(gòu)設(shè)將計規(guī)范GB滔50胖01看7-悄20冰03是我國疏進行房盛屋建筑燈和一般濾構(gòu)筑物鎖鋼結(jié)構(gòu)旦設(shè)計必片須遵循哥的現(xiàn)行洪國家標謊準，適夏用于熱蔑軋鋼材所建筑的版鋼結(jié)構(gòu)贈，規(guī)范高中對鋼休結(jié)構(gòu)的指設(shè)計原扮則、采叉用的鋼催材要求惜、各種搖設(shè)計指對標、三繭大基本丹構(gòu)件的途計算內(nèi)登容和要宿求，連廁接計算播方法、紗構(gòu)造要柳求以及蕩疲勞計殿算等都透做了明喘確的規(guī)廳定，供持設(shè)計人獨員遵照蓄執(zhí)行。第1.麻4節(jié)挽鋼結(jié)構(gòu)描的應(yīng)用巴和發(fā)展1.鋼結(jié)構(gòu)憑的應(yīng)用攜概況2.鋼結(jié)拌構(gòu)的烘發(fā)展3.鋼結(jié)置構(gòu)應(yīng)導(dǎo)用示觀例1.了正解鋼結(jié)辱構(gòu)的應(yīng)倆用和發(fā)渡展本節(jié)目孕錄基本要悼求1.4赤.1粥鋼結(jié)構(gòu)錦的應(yīng)用蹈概況根據(jù)鋼們結(jié)構(gòu)的冒特點，芒它主要濟適用于撓下列結(jié)適構(gòu)：（1登）承增受荷偏載很獎大或靈跨度解大，逼高度地大的預(yù)結(jié)構(gòu)（2）徹承受動校力荷載升作用或忽經(jīng)常移牙動的結(jié)損構(gòu)（3）明經(jīng)常拆披裝的拼楊裝式結(jié)偽構(gòu)（4）荷對密閉戶性要求強高的結(jié)諷構(gòu)（5嫁）高伸溫車黑間或嚴需承差受一鄙定高螞溫的鑰結(jié)構(gòu)（6）滲輕型結(jié)年構(gòu)屬于上心述性質(zhì)問的主要物有下列晨結(jié)構(gòu):（1）和工業(yè)與孝民用建芽筑結(jié)構(gòu)高層建法筑框架遵；車站升、會堂梯、體育玩館、車傅庫等大走跨度屋此蓋結(jié)構(gòu)浮；大廠振房、車陽間的鼓承重柱駕、屋蓋晝、吊車量梁。（2）革橋梁結(jié)傳構(gòu)中等身跨度忽或大骨跨度喇的鐵拋路橋逮、公辰路橋著、棧世橋等名各種餓橋的柳橋跨奶結(jié)構(gòu)呀。（3蔥）塔聲桅結(jié)軌構(gòu)電視旬塔、佛發(fā)射銅塔、偵氣象改塔、鬼無線婚電桅緊桿等六。（4宵）移璃動式宗結(jié)構(gòu)各種忠起重糕運輸甜機械瀉、和斯大型梁建筑吹機械盯的與承重團骨架礙，升仗船機榆、水訪工閘靠門等渴。（5談）板沸殼結(jié)填構(gòu)管道、跡氣柜、尼高爐結(jié)破構(gòu)、高活壓容器敞等。（6）吐輕型和喇臨時結(jié)特構(gòu)鋼模仍板、市鋼拱哭架、書萬能徑桿件逼、拆暈裝梁墻（如燒六四徒梁）虧等城。1.4藝.2爺鋼結(jié)構(gòu)施的發(fā)展18世紀歐姿洲工業(yè)汽革命后澡，鋼結(jié)趨構(gòu)在歐多洲各國赴的應(yīng)用看逐漸增文多，而水我國鋼留結(jié)構(gòu)的證發(fā)展非府常緩慢掉。新中國鴨成立后磨，由于判受到鋼演產(chǎn)量的碧制約，國鋼結(jié)構(gòu)腎僅在重備型廠房波、大跨穩(wěn)度公共卸建筑、藏鐵路橋伐梁以及敬塔桅結(jié)忙構(gòu)中采灶用。改革住開放創(chuàng)以來親，鋼咳結(jié)構(gòu)負產(chǎn)量類開始牌逐漸牛增加損。19述96年我奇國的帶鋼產(chǎn)挨量超疤過一罷億噸染，200衡3年達炸到創(chuàng)月記錄頂?shù)?.拌2億噸號，200歌5年上升揚到3.5億噸。伴隨炒鋼結(jié)駱構(gòu)產(chǎn)暑量的持增加臉，鋼悔結(jié)構(gòu)功政策煙從限榮制使稼用改鞏為積傲極合對理的媽推廣違應(yīng)用樹。鋼警結(jié)構(gòu)吊在現(xiàn)曬代應(yīng)裕用的珠領(lǐng)域?qū)じ涌佣嘣i化，店包括尿大跨內(nèi)結(jié)構(gòu)多、工蹤蝶業(yè)廠候房、直受動暈力荷厭載影終響的假結(jié)構(gòu)未、多孫層和動高層骨建筑旨、高住聳結(jié)礙構(gòu)、況可拆遠卸結(jié)編構(gòu)、放容器交構(gòu)筑沉物以渾及鋼伸和混經(jīng)凝土耍的組段合結(jié)慮構(gòu)等緞。鋼結(jié)構(gòu)騎的主要寶發(fā)展方年向：（1間）高般性能旗鋼材噸的研匙制——高強，摔耐腐蝕給，耐火店鋼（2）域計算理演論和設(shè)勺計方法沉的改進（3陷）結(jié)倘構(gòu)體扇系的偏革新材和新仔型連系接形剩式的碰研究（4）察結(jié)構(gòu)優(yōu)猾化理論瞧的應(yīng)用肯和設(shè)計藏計算手匙段的改泛變（5）獨機械化植制造與映安裝的顫現(xiàn)代化挖水平的新提高（6投）型傾鋼品錘種的季豐富1.4割.3別鋼結(jié)構(gòu)援應(yīng)用示懼例1、建友筑結(jié)構(gòu)圖1.4.1國家大劇院——網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圖1.4.2國家體育館——鳥巢圖1.4.3蘇州樂園宇宙大戰(zhàn)館球體屋面——穹頂圖1.4.4臺北101大樓，508m高，2004年建成。圖金茂大遵廈88單層420逮.5米賴高199匯9年建嘉成。圖1.4.6深圳地王大廈69層384m高1999年建成。圖1.4.7單層工業(yè)廠房圖1.4.8多層工業(yè)廠房2、榆橋梁馬結(jié)構(gòu)圖1.4.9盧浦大橋，主跨550m，2003年圖1.4.10潤揚長江大橋，2005年圖1滑.4晉.1我1闖蘇通想長江璃大橋圖1.4.12蕪湖長江大橋，主跨312m，2000年圖1.4.13自錨式懸索橋圖1.4.14巴黎艾菲爾鐵塔3、塔筒結(jié)構(gòu)東方明珠電視塔圖1.4.154、旦可拆悲卸和傳移動撞結(jié)構(gòu)圖1.4.16活動橋圖1.4.17活動車庫圖1.4.18架橋機圖1.4.19

掛籃第1際.5紐奉節(jié)氏本課量程的慶主要每內(nèi)容握和特煙點1.鋼結(jié)構(gòu)悔課程特卡點及與系其它前點續(xù)課程禿的聯(lián)系2.本課程差的學習妖方法1.了哭解本課育程的特度點和重真要性本節(jié)目啊錄基本軟要求1.5屬.1康鋼結(jié)構(gòu)哲課程特朱點及與飽其它前磚續(xù)課程市的聯(lián)系1、留本課程駝特點：上篇是掙土木工訴程專業(yè)稿的一門印專業(yè)基蜓礎(chǔ)課程律，下篇晉是建筑澤工程方廁向的專挨業(yè)課程褲，本課金程具有把如下特肌點：（1）酬內(nèi)容龐遣雜，理手論性和躁實踐性絨強（2）熱與設(shè)計璃規(guī)范關(guān)尺系緊密（3殖）題墳型多公，包狂括設(shè)巡壽計、澇復(fù)核槐和確娃定承顫載力2、跟與前續(xù)炒課程聯(lián)遼系“鋼結(jié)外構(gòu)”和“材料力告學”的聯(lián)贏系最泳為緊察密，墓但材靜料力鋪學更雞側(cè)重辛理論翻探討筒，而“鋼結(jié)民構(gòu)”需要站燭在設(shè)計項的角度竄來考慮缺，因此撈必須符妙合相應(yīng)桿的規(guī)范森要求。同時，股由于鋼引材本身扎接近理湖想彈塑剛性體，泥所以鋼搏結(jié)構(gòu)課潔程的理丈論性強賠，許多維內(nèi)容要淹用到彈壞塑性力袍學的知摧識。1.5弊.2趙本課程鬧的學習笛方法（1洽）注踩重加腰強對奮基本濫理論寄和基揚本概嫂念的誤理解（2）腿采用歸蘆納、分餅析和比銹較（3權(quán)）注勺重習閥題和夕課程歉設(shè)計礎(chǔ)訓(xùn)練（4蔬）聯(lián)逗系工倦程實飄踐1.了暴解鋼材座的破壞借形式和率主要性批能。2.滔了解孔影響特鋼材現(xiàn)性能獅的主李要因黨素。3.了宗解鋼材葬疲勞破訴壞及計赤算方法羅。4.了姐解鋼材慌的種類葵及選用此原則要蘿求。2.醫(yī)1辜鋼麗結(jié)構(gòu)陷對材扛料的林要求2.2酸鋼栽材的破贊壞形式2.農(nóng)3似鋼宰材的鏈主要游性能2.4抹各扯種因素伸對鋼材槽主要性奧能的影情響2.5化復(fù)夠雜應(yīng)力佩作用下補鋼材的驕屈服條鄰件2.6顧鋼以材的疲悉勞2.矮7燙鋼伯的種罵類和約鋼材帶的規(guī)演格本章目驅(qū)錄基本要氏求第2.籌1節(jié)犯鋼結(jié)構(gòu)躬對材料興的要求1.概述2.鋼結(jié)構(gòu)卷對材料勿的基本稅要求了解賞鋼結(jié)披構(gòu)對累材料討性能預(yù)的基素本要許求本節(jié)目兼錄基本沫要求2.芬1.透1紹概沫述含碳量羽小于2％的鐵碳綿合金稱棋作鋼，曲含碳量瘋大于2％時稱算作鐵它。鋼孤材種勁類繁釀多，攪性能似差別鼠很大這，適特用于添鋼結(jié)扣構(gòu)只私是其哲中一潑小部瘡分。（1陶）較惰高的貫抗拉殃強度fu和屈服紫點fy；（2）潤較好的滋塑性、朵韌性；（3廟）良伙好的翅工藝怕性能領(lǐng)（冷咳、熱礎(chǔ)加工耐，可犬焊性者）；（4）響對環(huán)境強的良好阻適應(yīng)性膚。2.隆1.役2屆鋼潑結(jié)構(gòu)懲對材抖料的猶基本僅要求第2.喪2節(jié)漠鋼材的販破壞形慎式鋼材都的兩款種破津壞形嶄式了解鋼咬材的破頂壞形式辟和特點本節(jié)目稍錄基本要軋求2.級2.尖1勤鋼響材的蠢兩種符破壞津形式破壞形式特征斷口后果塑性破壞構(gòu)件應(yīng)力超過屈服點，并且達到抗拉極限強度后，構(gòu)件產(chǎn)生明顯的變形并斷裂。斷裂時斷口與作用力方向呈45°，呈纖維狀，色澤發(fā)暗在破壞前有很明顯的變形，并有較長的變形持續(xù)時間，便于發(fā)現(xiàn)和補救。脆性破壞在破壞前無明顯變形，平均應(yīng)力也?。ㄒ话愣夹∮谇c），沒有任何預(yù)兆。斷口平直并呈有光澤的晶粒狀。突然發(fā)生的，危險性大，應(yīng)盡量避免。第2.港3節(jié)束鋼材的先主要性匯能1.受拉展、受毫壓及減受剪獸時的喜性能2.冷彎性口能3.沖擊韌委性掌握鋼室材的主園要力學枝性能要很求及含輪義本節(jié)目紡錄基本要淘求2.3母.1保受拉、饞受壓及橡受剪時衛(wèi)的性能1、笑鋼材匙在單械向一童次拉強伸下紛的工妖作性張能試驗條鳥件：標猶準試件（GB切/T2礎(chǔ)28）屆，常溫（2冤0±拋5℃踐）下緩慢帶加載，嚇一次完敞成。含跳碳量為0.1堤%－0展.3%。標準變試件李：Lo/d=痛5或1戴0；Lo--標險距；d--直徑圖2.3.12、諸有明臨顯屈歐服點勺鋼材奪的σ-ε曲線OBCDAGH圖2.3.22、杰有明店顯屈墊服點板鋼材渴的σ-歐ε曲線圖可劃肆分為左以下承五個猛階段綢：(1)彈性適階段(OB段)OA段材料親處于純浴彈性，合即:AB段有一悟定的塑雹性變形菊,但崗整個OB段卸載萬時ε=0彈性床模量離：E=2駱06×繞103N/疤mm2其中果，A點應(yīng)忠力fp稱為蝕比例耐極限生。(2否)彈塑仙性階劑段（BC段)該段墨很短撫，表弱現(xiàn)出休鋼材印的非令彈性僑性質(zhì)勒，即禽卸荷則留下料永久廟的殘灰余變績形。(3)塑性蠻階段（CD段)該段σ基本保淋持不變貪（水平賽),ε急劇增稱大,稱幫為屈服父臺階。炊變形模鼓量E=縣0。該段頂應(yīng)力單最高困點和乘最低戰(zhàn)點分蘭別稱就為上姻屈服續(xù)點和催下屈剪服點傅，下蔽屈服挽點比識較穩(wěn)飄定，荷設(shè)計汁中則彈以下相屈服有點為引依據(jù)薄。（4）強化階性段(DG段)當應(yīng)競力達登到G孝點時竟，出波現(xiàn)頸泰縮現(xiàn)釣象，悲至H點而斷印裂。隨荷溉載的反增加σ緩慢增漆大,但ε增加較韻快。曲厲線最高江點處G點的探應(yīng)力fu稱為抗匯拉強度交或極限閘強度。（5）頸縮破坐壞階段(GH段)3、對歡無明顯告屈服點艘的鋼材高強度潤鋼材在繭拉伸過淺程中沒儲有明顯漢的屈服鴿臺階，雁塑性變欄形小，厘設(shè)計中珠不宜利汁用它的叮塑性。設(shè)計經(jīng)時取蒙相當遇于殘每余變辰形為0.遍2%時所對鵲應(yīng)的應(yīng)勒力作為槍屈服點—稱為情條件奏屈服型點或說名義戚屈服靠點fy=f0.20.2%fuεp圖2.3.44、和應(yīng)力聰應(yīng)變紗曲線枝的簡公化設(shè)計弓時將帝鋼材墻簡化全為理相想彈懷塑性五體鋼材在刊靜載作晌用下：強度柳計算森以fy為依據(jù)襯，fu為結(jié)構(gòu)狀的安全企儲備。ε22.5%--3%fy

ε10.15%εσ圖2.3.55、單袖向拉伸蓬時鋼材栽的機械標性能指能標（1）屈服點fy—應(yīng)力喝應(yīng)變遣曲線峰開始敏產(chǎn)生獅塑性賄流動溉時對躍應(yīng)的歲應(yīng)力弓，它恥是衡劇量鋼幣材的恐承載播能力蹤蝶和確甜定鋼躬材強覺度設(shè)樓計值衫的重霉要指態(tài)標。（2疏）抗拉柿強度fu—應(yīng)力應(yīng)連變曲線辟最高點考對應(yīng)的貼應(yīng)力,嘆它是鋼雨材最大甩的抗拉愿強度。（3遠）伸長率當lo/d=5時，用δ5表示當l0/d=10時，擠用δ10表示（δ5＞δ10）實際亮工程懶中以己伸長語率代表材某料斷裂余前具有膚的塑性波變形能宗力。鋼材的略塑性是歸指：當芽應(yīng)力超慈過屈服禁點后，狹鋼材能倘產(chǎn)生顯酷著的殘奴余變形緩（塑性躁變形）伶而不立近即斷裂瞞的性質(zhì)第。試件濫斷裂噴時的塞絕對彎變形送值與雹原標柏距長愿度的話百分據(jù)比，墾用δ表示救。（4）斷面收忌縮率是偵指試件算拉斷后倆，頸縮膠區(qū)的斷須面面積餃縮小值笨與原斷誘面面積懲比值的弓百分比芹，用表示。式中：A0—試件挎原來致的斷航面面衡積A1—試件拉墨斷后頸咐縮區(qū)的木斷面面恐積圖2.3.6采用短木試件l0/d嗚=3，屈服雷點同單墊向拉伸然時的屈郵服點。6、受沙壓時的厚性能7、受羅剪時的減性能抗剪強鴨度可由航折算應(yīng)景力計算指公式得梢到：2.增3.臺2欠冷到彎性敘能冷彎性蠟?zāi)苁桥谢蛣e鋼材師塑性變課形能力褲和冶金粱質(zhì)量的鈔綜合指丙標鑒定懂合格錫指標裙：通閱過冷蟲彎沖善頭加烤壓，座當試英件彎進曲至18拾0°時，惠檢察啦試件愚彎曲夫部分站的外限面、靜里面購和側(cè)摩面，絨如果完沒有慶裂紋搜、斷饞裂或芒分層壟，即道認為飲試件蜜冷彎絮性能柴合格滋。圖2.適3.坦3派沖桃擊韌帆性沖擊韌櫻性——鋼材廟在塑情性變散形和售斷裂村過程如中吸方收能還量的貝能力愛。用斷裂民時吸收毫的總能描量（彈餅性和非控彈性能?。﹣肀頎t示。韌叨性指標宰用沖擊戶韌性值竟表示，賢沖擊韌械性也叫抄沖擊功攔，用符茶號Wkv或Cv表示，而單位為J。沖擊定韌性栽由沖析擊韌鹽性試負驗確唐定。圖2.3.8圖2患.3和.9帆沖擊疫韌性割演示影響青沖擊均韌性凝的因蚊素：沖擊韌湯性與試鳳件刻槽直有關(guān)，陽常用缺哄口形式鬧為夏氏V型和梅宴氏U型，近越年來，鋒我國沖械擊試驗混已用夏竄氏V型代駛替梅匪氏U型。沖擊韌委性還與預(yù)試驗的戀溫度有汽關(guān)。根劃據(jù)溫度迅不同，新我國鋼享材標準糧中將試率驗分為越四檔，躍即+20固℃,行0℃，掠-20捉℃和-40噸℃時的估沖擊史韌性嘴。溫度齡越低尾，沖鬼擊韌笨性越壓低。鋼材的嬌機械性精能指標屈服榨點fy伸長港率δ抗拉減強度fu冷彎續(xù)試驗沖擊韌禿性Cv小結(jié)第2糕.4石節(jié)點各種氣因素擠對鋼筍材主盲要性聰能的蛋影響1.化學桐成分2.冶金彎缺陷3.鋼材硬龜化1.了近解影響災(zāi)鋼材性放能的主蹄要因素本節(jié)目桿錄基本勝要求2.址了解取防止下脆性摧斷裂善破壞近的方而法4.溫度影尋響5.應(yīng)力集手中6.荷載繼的影見響2.風4.焰1框化弓學成秘分普通礙碳素卷鋼中Fe占99%，C和其他洽元素蠅僅占1%，但祖對鋼孕材力鍬學性醋能有斷著決貴定性賺的影此響。普通低暮合金鋼訊中合金副元素小于辰5%。(1)碳（C）：鋼厲材強生度的狂主要潔來源府，隨抹其含激量增物加，吼強度亦增加籍，塑析性、乳韌性陣和疲架勞強毀度降劃低，獅同時歇惡化循鋼的悔焊接撿性能襯和抗?jié)岣g妻性。岡鋼結(jié)煙構(gòu)用沫鋼中侮，碳歷含量蘇一般弱控制皇在0.蓄22書%以下吊，當委其含灣量在0.吐2％以下里時，濱可焊遣性良散好。圖2.4.1含碳量對σ-ε關(guān)系的影響σ0%TC<0.1%C>0.3%(2)硫（S）：有和害元輔素，掘熱脆蔽性。騰不得纏超過0.悄05林%。(3)磷（P）：有砍害元嬌素，貸冷脆霜性。無抗腐謎蝕能田力略怨有提概高，淘可焊驕性降劇低。渠不得支超過0.0丟45%。(4敗)錳（Mn）：合金科元素,目弱脫氧白劑。與S形成MnS,熔羨點16獻00陽℃,可截以消走除一廊部分S的有害抖作用。(5)硅（Si）：合金逮元素。的強脫氧剝劑。(6懼)釩（V）：合丹金元身素。淚細化躬晶粒飼，提望高強危度，絞其碳伍化物柱具有柳高溫愁穩(wěn)定酸性，鐘適用笑于受濁荷較蜜大的走焊接拿結(jié)構(gòu)濕。(7)氧（O松）：有店害雜趟質(zhì)，假與S相似（箱熱脆）闊。(8)氮（N）：有害規(guī)雜質(zhì)，乒與P相似校（冷止脆）替。(9聽)銅（C橫u）：提高端抗銹蝕螞性，提堪高強度塊，對可斬焊性有參影響。2.4摩.2喪冶金繪缺陷常見的蠶冶金缺關(guān)陷有：偏析：鋼低中化證學成憂分不禾一致才和不挖均勻信性稱趁為偏炸析。液主要嘩是硫像和磷膠的偏爽析，綁使鋼我材的旺塑性壩、韌秋性及幻玉可焊謊性變敢壞。非金屬負夾雜：常見砍的夾雜弦物為硫芬化物和紗氧化物打。硫化享物使鋼趨材在80史0文～1匹20符0℃高溫越下變四脆，蘿氧化跡物會付降低鼠鋼材聰?shù)牧Π謱W性類能和木工藝會性能機。氣孔：澆注虜時由Fe栗O與C作用所從生成的CO氣體浮不能雕充分厲逸出己而留捉在鋼絲式錠內(nèi)塔形成毯的。裂紋：鋼抵材中挖已出若現(xiàn)的那局部探破壞分層：指沿樹厚度方份向形成市層間并抖不相互申脫離的侮分層。諸分層處言易被銹陡蝕,錦且分層兼使鋼材蟻性能變向差。2.前4.農(nóng)3強鋼撞材硬江化冷作網(wǎng)硬化在冷幫加工凳或一火次加舞載使疤鋼材節(jié)產(chǎn)生薦較大伴的塑樸性變依形的堪情況滾下，父卸載拴后再糊重新妄加載足，鋼偷材的芳屈服濤點提見高，豆塑性痰和韌梢性降馳低的簡現(xiàn)象。時效蟲硬化隨著業(yè)時間妥的增扛加，曾純鐵字體中剛有一隱些數(shù)投量極鼠少的票碳和驗氮的怖固熔暑物質(zhì)宿析出知，使備鋼材媽的屈攀服點杏和抗撫拉強往度提源高，姑塑性瞞和韌墳性下摩降的彩現(xiàn)象。應(yīng)變秀時效蘇硬化鋼材產(chǎn)淋生一定所數(shù)量的至塑性變作形后，鳥鐵素體懂晶體中歡的固溶淘碳和氮罰更容易姑析出，頸從而使跡已經(jīng)冷獎作硬化耽的鋼材歇又發(fā)生逼時效硬躍化現(xiàn)象源。圖2.4.2硬化對鋼材性能的影響σ0ε冷作硬化時效硬化冷作硬化后的塑性區(qū)243

1fyfpε冷加工及時效冷加工及時效后的塑性區(qū)fyσ0圖注意:不粒管哪秒一種另硬化弦，都騎要降慈低鋼但材的引塑性壇和韌征性，多對鋼雅材不浴利。閑因此秤鋼結(jié)午構(gòu)設(shè)聽計中壁一般階不利昆用硬眠化后刃提高魄的強元度，抗而且霜對于然直接音承受茄動荷什載的吃結(jié)構(gòu)覺還應(yīng)背設(shè)法溫消除感硬化決的影倍響。例如，型經(jīng)過剪抖切機剪當切的鋼值板，為綁了消除蜘剪切邊羽緣的冷域作硬化殃，可采肉用火焰歐燒烤使廢之“退火”或?qū)⑦叿壟偃?～5m靈m。2.4押.4刊溫度典影響圖2.4.4溫度對鋼材機械性能的影響8006004002000N/mm2Efuδfy20040060020406080δ%220210200190180170160Ex103N/mm2t(0C)1．樹正溫箏范圍200居℃以內(nèi)蹄對鋼豈材性鳳能無調(diào)大影沫響，剩該范撒圍內(nèi)宮隨溫姐度升洞高總散的趨刪勢是架強度歸、彈堡性模島量降早低，縫塑性佩增大撒。250飲℃左右抗罰拉強度鑰略有提換高，塑危性降低斤，脆性規(guī)增加—藍脆現(xiàn)擺象，盟該溫股度區(qū)恰段稱慌為“藍脆區(qū)”。260躬～32千0℃產(chǎn)生師徐變結(jié)現(xiàn)象厘。600邪℃左右彈聲性模量臉趨于零灘，承載娛能力幾櫻乎完全蒜喪失。當溫度芒低于常年溫時，菊鋼材的擱脆性傾而向隨溫盡度降低切而增加休，材料獅強度略榆有提高鼓，但其琴塑性和朽韌性降裹低，該井現(xiàn)象稱將為低溫冷濫脆。2．達負溫口范圍脆性破壞轉(zhuǎn)變過渡區(qū)段塑性破壞反彎點試驗溫度T0C沖擊斷裂功CvT1T2T0圖2.4.5沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線2.4籮.5露應(yīng)力溫集中1.應(yīng)慶力集中粉的概念在鋼結(jié)賣構(gòu)構(gòu)件繁中不可素避免的管存在著雁孔洞、字槽口、傾凹角、貧裂縫、蓄厚度變宋化、形連狀變化沸和內(nèi)部偷缺陷等鉆，此時安截面中驗的應(yīng)力陪分布不虜再保持郊均勻，拌而是在任一些區(qū)曲域產(chǎn)生下局部高柏峰應(yīng)力象，形成掛所謂應(yīng)股力集中芹現(xiàn)象。圖2.4.6孔洞及槽孔處的應(yīng)力集中現(xiàn)象yzσyσxσzxσxσyσ0σ011σxσyσ0σ0112.嶄應(yīng)力覆集中情的影痛響可以融看出浩截面丹槽口迫改變鍵愈急寨劇，謹應(yīng)力介集中賠現(xiàn)象殘愈厲峽害，概其抗莖拉強序度愈送高，團但塑猛性愈普差，雞脆性題破壞乖的傾述向愈臂大。1020300.425100ε%σ(N/mm2)①①②②③③④④φ10測距100φ10φ100600700500400300200100圖2.4.7應(yīng)力集中對σ-ε曲線關(guān)系的影響3.衰減小窄應(yīng)力晝集中瓶現(xiàn)象討的措佛施由于四鋼材呆具有休良好命的塑怨性性允能，停當承惹受靜脊力荷息載且晌在?；珳叵禄喂ぷ縻晻r，惠只要小符合攀規(guī)范約規(guī)定來的設(shè)唱計要惹求，川可以性不考燒慮應(yīng)汁力集眾中的贏影響士。<1:2.5圖2.4.82.況4.絡(luò)6膜荷匙載的堪影響1.加惰荷速度緞的影響加荷瞞速度換過快匙，構(gòu)蔥件來萬不及找變形貢，得烘到的候屈服對點也答高，疫且呈寺脆性以。特巖別在守低溫傻時對季鋼材皺性能方的影睛響要柏比常維溫下挽大得先多。故因此訴，試蚊驗時榆需規(guī)伍定加亞載速主度。2.熄循環(huán)荷觀載的影俗響鋼材在每直接的兔連續(xù)反渡復(fù)的動悄力荷載旋作用下誰，損傷鞭會逐漸菠累積，饒缺陷會寄發(fā)展成疑微觀裂沃紋，繼溝而發(fā)展絹到宏觀腿裂紋，盟截面削鍛弱到一機定程度司而突然碼破壞（敲這種現(xiàn)賞象叫疲灣勞破壞茂）。本節(jié)食討論續(xù)：防止亡脆性疲斷裂汁的方絹法(1要)合毀理選歉擇鋼申材溫度——冷脆轉(zhuǎn)蟲變溫度礎(chǔ)低厚度——薄(2)凍合理設(shè)課計合理的鄭設(shè)計應(yīng)腿該在考貸慮材料曠的斷裂科韌性水殖平、最灶低工作排溫度、妻荷載特博征、應(yīng)茶力集中仇等因素齒后，再險選擇合成理的結(jié)半構(gòu)型式紹，尤其宣是合理覽的構(gòu)造哲細節(jié)十國分重要遍。設(shè)計規(guī)時應(yīng)印力求柔使缺讓陷引趴起的詞應(yīng)力上集中捉減少喊到最賊低限練度，廉盡量襯保證采結(jié)構(gòu)困的幾議何連盤續(xù)性桌和剛膨度的吵連貫綿性。(3)彼合理制騾作和安兄裝冷加工——栓孔爪鉆、擴焊接——合理是工藝薦、參刊數(shù)，澇減小煉焊接鉗殘余搏應(yīng)力追，如蜜厚鋼稍板，耳焊前揚預(yù)熱噴，焊羅后保咸溫安裝——減小裝勺配殘余逮應(yīng)力(4)閥合理使笑用及維陸修措施——避免戰(zhàn)突然賀荷載第2桑.5冒節(jié)信復(fù)雜任應(yīng)力跪作用癥下鋼鈔材的鉆屈服游條件1.從掌握判復(fù)雜償應(yīng)力黃作用摸鋼材畫屈服奔條件紀及應(yīng)艙用基本豪要求基本假定：（1連）材腐料由唱彈性百轉(zhuǎn)入書塑性逗的強智度指澇標用緒變形泥時單餡位體國積中濟積聚饑的能鼠量來資表達者；（2孤）當論復(fù)雜桑應(yīng)力本狀態(tài)鼓下變泳形能菌等于雄單軸桃受力允時的般變形繭能時翠，鋼朗材即雄由彈財性轉(zhuǎn)擠入塑怖性。OZXY單元體受復(fù)雜應(yīng)力圖2.5.1單元體受主應(yīng)力圖2.5.2在三向朋應(yīng)力作嚼用下，連鋼材由橋彈性狀認態(tài)轉(zhuǎn)變傲為塑性糾狀態(tài)的門條件，護可用按魚能量強居度理論忠計算的買折算應(yīng)版力σred和鋼材抖在單向承應(yīng)力下委的屈服于點fy相比較購來判斷懶，即1.萄以一風般應(yīng)船力分輕量表勁示2.以草主應(yīng)力羊表示當 時鋼材處于彈性狀態(tài)， 時鋼材處于塑性狀態(tài)。(2-2)(2-1)對于薄險板，厚木度方向闊的應(yīng)力影很小，盡?？珊鼋q略不計酒，這時琴三向應(yīng)月力狀態(tài)邀可簡化頁為平面蔽應(yīng)力狀六態(tài)，式手（2-旺1）成株為3.半幾種允特殊方情況一般的并梁，只寶存在正需應(yīng)力和放剪應(yīng)力栗，則：（2-4）（2-3）純剪膜時σ=炭0，則有（2-5）即：黑鋼材坡的剪攀切屈切服點幕是單解軸拉俊伸屈撤服點fy的0.5軋8倍。因此唯，規(guī)雖范規(guī)征定：怪鋼材鍬的抗嬸剪設(shè)劃計強順度為午抗拉亂設(shè)計傲強度輝的0.5敢8倍。（2-6）第2粥.6楚節(jié)秋鋼材繡的疲改勞1.疲勞輪破壞挽特征2.常幅尖疲勞3.變幅公疲勞1.揚了解稱鋼材扮疲勞嬸破壞錯的特腎征2.吳掌詳握疲摘勞破摘壞的眉計算遍方法本節(jié)目澆錄基本意要求2.住6.牌1誦疲勞譜破壞研特征1.掩概念鋼材扁在連鋒續(xù)反撞復(fù)荷掙載的議作用悅，當趴應(yīng)力濃低于旨抗拉照強度寧，甚暑至低暗于屈屑服強也度時他發(fā)生秋突然懶斷裂脫的現(xiàn)酬象，餃這種陰現(xiàn)象澡稱為偷鋼材價的疲臨勞。2.喂疲勞允破壞哲的機金理疲勞破堡壞是積刊累損傷喜的結(jié)果倦。破壞過封程：缺吐陷→微際觀裂紋礎(chǔ)→宏觀磨裂紋→姥斷裂。3.疲惰勞破勉壞與自脆性挽破壞位比較相同點周：突然斷眨裂，斷丈裂時名公義應(yīng)力媽都低于眼屈服點不同點量之一：疲勞破專壞裂紋擴陪展穩(wěn)定嘆，緩慢陶，多次伯反復(fù)加齡載脆性厲破壞裂紋擴缺展不穩(wěn)私定，迅貍速，一軋次加載扒就可能破壞不同碗點之員二：疲勞煌破壞斷口做分為北疲勞按區(qū)和下瞬斷奸區(qū)（聚疲勞祝區(qū)記侄載了堵裂縫擴嫩展和溜閉合正的過愧程，侍顏色坐發(fā)暗脾，表稻面有紫較清楚易的疲如好紋蔥理，傲呈沙該灘狀議或波避紋狀哭。瞬削斷區(qū)真實城反映了郵當構(gòu)件墾截面因坦裂縫擴從展削弱畝到一臨界掃尺寸時沈脆性斷沖裂的待乓點，瞬窮斷區(qū)晶熄粒粗亮。賄）脆性破績壞閃光畫的晶嫂粒狀4.影響疲澡勞破壞坦的主要銳因素構(gòu)造細絹節(jié)——應(yīng)力集搖中程度踐和殘余功應(yīng)力大忽小荷載討循環(huán)愧次數(shù)＞5話×1亮04次，真驗算健疲勞荷載菊引起駱的循欣環(huán)應(yīng)敘力特籌征應(yīng)力虹幅（擋焊接棉結(jié)構(gòu)閘）應(yīng)力隊比（吹非焊檢接結(jié)附構(gòu)）注意：與鋼振材的香靜力暗強度緞和最麥大應(yīng)太力無舊明顯俘關(guān)系不出激現(xiàn)拉顧應(yīng)力槍，不雁會發(fā)踢生疲勝勞破幸壞5.幾剛個概堡念循環(huán)燙荷載——結(jié)構(gòu)或壓構(gòu)件承籌受的隨奪時間變?nèi)位暮杀磔d。應(yīng)力縫循環(huán)辭——構(gòu)件棋截面描應(yīng)力理隨時趟間的甜變化遣。應(yīng)力循晌環(huán)次數(shù)——結(jié)構(gòu)或倒構(gòu)件破芽壞時所晝經(jīng)歷的稻應(yīng)力變化次獵數(shù)。應(yīng)力比——循環(huán)姓應(yīng)力黑中絕歪對值捧最小悉的峰不值應(yīng)耕力σmi猴n與絕猜對值綱最大嶼的峰阿值應(yīng)材力σmax之比跌。ρ=σmin/σma類x(拉應(yīng)信力取正冒號而壓洪應(yīng)力取補負號)應(yīng)力該幅Δσ——在循環(huán)捏荷載作失用下，項應(yīng)力從股最大到澆最小重鳴復(fù)一次瞎為一次凱循環(huán)，海最大應(yīng)閉力與最虛小應(yīng)力仁之差為電應(yīng)力幅券:Δσ=σma求x-σmi截n為常量常幅循環(huán)：為變量變幅循環(huán)：此處σmax為最大遣拉應(yīng)力堆，取正洽值，σmin為最小仙拉應(yīng)力永或壓應(yīng)刊力。（揚拉應(yīng)力播取正號至而壓應(yīng)誤力取負宣號）+σ-σt圖2.6.1循環(huán)帽應(yīng)力勝譜圖2.6.2完全對稱循環(huán)σr=fy△σ△σtρ=σmin/σmax=

-1σminσmax+σ-σ0圖2.6.3脈沖循環(huán)σr=fy△σ△σtρ=σmin/σmax=0+σ-σ0循環(huán)鼓應(yīng)力缺譜+σ-σ圖2.6.5不完全對稱循環(huán)二σr=fy△σ△σt0＞ρ=σmin/σmax＞

-1σminσmax0圖2.6.4不完全對稱循環(huán)一σr=fy△σ△σt0＞ρ=σmin/σmax＞

-1σminσmax+σ-σ02.6謹.2奔常幅疲招勞當應(yīng)力糧循環(huán)內(nèi)敘的應(yīng)力沃幅保持攔常量時馬，稱為勺常幅疲興勞。對焊接結(jié)構(gòu)：σr=fy△σ△σtρ=σmin/σmax=-1σminσmax+σ-σ0圖2.6.6圖2.6.7可以秀看出姨，由蔑于焊詠接殘記余應(yīng)琴力焊團縫附擋近主勵體金測屬的季最大驕應(yīng)力幻玉已達fy，因怎此，犁有應(yīng)力正增大鐵時保點持fy不變應(yīng)力稠減小洋時從名義應(yīng)茂力比真實應(yīng)常力比應(yīng)力厘幅對咐焊接卡結(jié)構(gòu)全的疲圖勞強償度有新很大課影響哭，而下與名懂義最遍大應(yīng)爸力σma喘x和應(yīng)力筋比ρ無關(guān)?？梢姺Q，只勝要△σ為常數(shù)退，不管棉名義ρ為何值局，真實ρ也為常劍數(shù)，因連此：1.容林許應(yīng)力驚幅[Δσ]根據(jù)個試驗岔數(shù)據(jù)斑可以謊繪出繩構(gòu)件堤或連稅接的犯應(yīng)力武幅Δσ與相痛應(yīng)的致鋪損循環(huán)愈次數(shù)N推的關(guān)系植曲線，細按試驗訂數(shù)據(jù)回憑歸的Δσ-N曲線為葵平均曲介線(圖a)，取夠?qū)?shù)坐邀標(圖b)。圖2.6.8Δσ-N曲線(a)0N2S2S(b)0N=5×104N=5X106............b1考慮試象驗數(shù)據(jù)陡的離散聯(lián)性,取盤平均值府減去2倍lgN的標武準差s作為皺疲勞膏強度振下限拼，當lgΔσ為正山態(tài)分塊布時末,保建證率蘿為97載.7員%。則對爛應(yīng)疲著勞壽絕命n的容許盲應(yīng)力幅辭可由直近線斜截讓式方程牲求出：（y=篇kx+慮b）取系數(shù)披：lg狐C是延侄長直荒線與您橫坐姥標的證交點是直線的斜率此時獵的Δσ即為假容許嶄應(yīng)力葵幅：式中：席系數(shù)β、C觀—為不同隨構(gòu)件和槽連接類蛙別的試構(gòu)驗參數(shù)等，稱疲包勞特征再參數(shù)。2.券常幅盛疲勞納驗算式中炮：Δσ—計算部霸位的應(yīng)紹力幅對于勝焊接輩結(jié)構(gòu)遇:Δσ=σmax-σmi要n對于非樓焊接結(jié)恰構(gòu)：Δσ=σmax-0筒.7σmi檢n(折算禽應(yīng)力幅盤）σmax嚇、σmi受n—計算部掩位每次轎應(yīng)力循讓環(huán)中的鈴最大拉成應(yīng)力和最小房誠拉應(yīng)屋力或智壓應(yīng)瞇力（佳壓應(yīng)請力取悄負值擊）。[Δσ]—常幅卡疲勞鑒的容躲許應(yīng)庸力幅3.驗煌算公式輔的幾點急補充說笨明（1發(fā)）計錄算時容用荷葡載的擇標準衰值。（2妨）由蜜于來聯(lián)源于撈試驗堅，已欠考慮攪動力予效應(yīng)虹，計安算時堂不再絲式考慮譽動力調(diào)系數(shù)企。（3樣）公孩式同粘樣適陜用剪乏應(yīng)力號情況抱驗算仰。（4巨）針淋對不糟同構(gòu)投造和蓬受力勒特點括的鋼米結(jié)構(gòu)炭和連雖接（漿應(yīng)力名集中謙和殘扭余應(yīng)扣力分伴布程對度不鍛同）鎮(zhèn),GB旁50卷01貞7-安20草03把各種疏不同的禾構(gòu)造劃辭分為8個類炭別，金給出慨了8個類別組的C、絨β值。參數(shù)Ｃ和β的取值33333344β0.410.650.961.472.183.268611940Ｃ×101287654321構(gòu)件和連接類別圖2.6.9疲勞容許應(yīng)力幅[]與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n的關(guān)系曲線123456784003002001008060105234567891062×1065×106107n[△σ]/（N/mm2）編號越值大，其律應(yīng)力集炮中、殘狀余應(yīng)力拴情況越電嚴重，容其C值越并小，您容許恩應(yīng)力荷幅[Δσ]越小桌。（5越）鋼跟材種患類不帆同，高靜力佛強度曉差別主較大膚，而冬公式儀中[Δσ]無差戀別。試驗?zāi)虮砻髋危簩α锬壳坝页Ｓ眉暗臉?gòu)拜件和螺連接參，疲和勞強千度一缺般與原所用成鋼材像的屈喉服強逢度無網(wǎng)關(guān)。所以，異不能通襖過提高虧鋼材屈斗服強度貌來提高鏟抗疲勞府能力。（6月）對蠟非焊欲接結(jié)叉構(gòu)，安殘余游應(yīng)力蕉影響寨較小鄰，疲捆勞壽槳命主徑要與六最大雞應(yīng)力描、應(yīng)蹦力比撲有關(guān)者，但陸為統(tǒng)捕一采愉用一哄種驗鬧算公避式，牢引入疏了折淹算應(yīng)鞠力幅遠概念龜。（7）津完全壓絮應(yīng)力狀艱態(tài)不驗盞算疲勞刑。規(guī)范規(guī)笨定：在怎應(yīng)力循弱環(huán)中不謀出現(xiàn)拉預(yù)應(yīng)力部障位可不建計算疲投勞。2.6音.3端變幅?？紕凇攽?yīng)相力循哲環(huán)內(nèi)帖的應(yīng)綠力幅陰隨機漿變化墨時為紀變幅獸疲勞丹。Δσi-1Δσ2Δσ1Δσiσt圖2.6.10變幅荷載循環(huán)對于受魚隨機荷秘載作用重的變幅威疲勞計蓄算，通勝常近似悠按線性鋸疲勞累刷積損傷寄原則將麻變化的趣應(yīng)力幅輝折算成鞏等效常介應(yīng)力幅Δσe，然后寬令式中：∑ni——以應(yīng)禍力循羊環(huán)次蠅數(shù)表衰示的疫結(jié)構(gòu)古預(yù)期菌使用欣壽命謠；ni——預(yù)期使叢用壽命卵內(nèi)應(yīng)力渴幅水平也達到Δσi的應(yīng)力軌循環(huán)次貌數(shù)。[△σ]些——常幅疲觸勞的容幫許應(yīng)力受幅對于吊昆車梁，期按下式嗓計算其飾疲勞強弟度：—欠載效應(yīng)系數(shù)。重級工作制硬鉤吊車1.0；重級工作制軟鉤吊車0.8；中級工作制吊車0.5?！h(huán)次數(shù)N=2×106

的容許應(yīng)力幅。式中巖：第2致.7鳳節(jié)匙鋼材陡的種散類和勇規(guī)格1.鋼材需的種獵類2.鋼材想的選成擇3.鋼材閉的規(guī)殿格1.富了解冒鋼材逼的種宏類、答命名刺和選解擇本節(jié)目恭錄基本脹要求2.了應(yīng)解鋼材勁的主要替規(guī)格2.7憂.1酷鋼材的熄種類按用南途鋼券可分鉆為：卡結(jié)構(gòu)幼鋼、某工具汽鋼和艷特殊吵鋼。按冶鄉(xiāng)豐煉方洗法，腰鋼可境分為胞轉(zhuǎn)爐體、平鋪爐和制電爐款。按照脫斷氧方法融和程度限的不同距，可分獎為沸騰浴鋼、半全鎮(zhèn)靜鋼余、鎮(zhèn)靜比鋼和特明殊鎮(zhèn)靜款鋼。按化學嫌成分，惹鋼又可淘分為碳未素鋼和飼低合金臥鋼。1.碳繼素結(jié)煮構(gòu)鋼命名件方式精:由四部錄分組成吹，依次迫是屈服列點的字浩母Q、屈服樹點數(shù)值囑、質(zhì)量防等級符保號和脫寬氧方法德符號，濾如Q2其35窗-A蠻·F飾。說明：（1裹）質(zhì)量無等級伍符號A、B僚、C、餅D是根干據(jù)鋼舞材的郵化學虛成分焦和沖美擊韌裁性不灰同共層化分靜為4個等級尺。Q23猾5--食質(zhì)量朽等級（A、眼B、C罵、D）脫氧盼方法（F議、Z賄、b割、T淺z）A—保證fu、fy、δ，根P、S含量B—保證fu,fy,δ,冷鄙彎，裙常溫姜時Cv，P雕，S杜，C含量么；C蛋—保證fu,fy,δ,冷井彎，0oC時Cv，P鏟，S阻，C含量;D—保證fu,fy,δ,冷粱彎，-20oC時Cv，P，恰S，C含量涼;（2）脫氧用方法域符號菜也有客四種凍，F(xiàn)代表沸示騰鋼，b代表半初鎮(zhèn)靜鋼價，Z代表鎮(zhèn)涂靜鋼，TZ代表特漢種鎮(zhèn)靜相鋼，在燭具體標譜注時Z和TZ可以托省略陣。（3只）規(guī)慣范GB幸50標01膚7將Q23劇5牌號敗的鋼祝材選僑為承植重結(jié)璃構(gòu)用理鋼?；计浠瘚D學成杯分和嚴脫氧紙方法輸、拉曲伸和員沖擊質(zhì)試驗餃以及月冷彎升試驗盆結(jié)果王均應(yīng)敲符合燈規(guī)范GB/淋T70背0-2耐006的要求壇。2.低拼合金姨高強務(wù)度結(jié)鏟構(gòu)鋼低合金蠅高強度栽結(jié)構(gòu)鋼貞是在鋼漿的冶煉黃過程中層適量添笑加幾種異合金元招素（合素金元素規(guī)總量不朝超過5%）,痕使鋼傷的強妄度明僵顯提禍高。低合援金高逆強度腸結(jié)構(gòu)中鋼的項牌號萌命名歪與碳魚素結(jié)博構(gòu)鋼躺相似議,只產(chǎn)是質(zhì)的量等駛級分剪為A、B瘦、C、耐D、E五等（物其中E主要是援要求-40筑℃的沖擊錢韌性）爽,低合葉金高強輸度結(jié)構(gòu)掉鋼采用掩的脫氧競方法均媽為鎮(zhèn)靜剩鋼或特科殊鎮(zhèn)靜爆鋼,故限可不加清脫氧方章法的符腥號。根據(jù)鋼千材厚度擱（直徑埋）≤16覺mm時的筆屈服抽點不豆同，榨分為Q29繁5、Q販345盛、Q3萬90、朋Q42辱0、Q瓜460等，其唯中Q3津45察、Q澇39惹0和Q4躲20鋼材粗都有伸較高田的強妻度和登較好營的塑卸性、慕韌性暢和焊六接性豈能，婆是鋼淺結(jié)構(gòu)救設(shè)計酸規(guī)范然推薦惡采用想的鋼屠種。2.圖7.潮2菜鋼材汗的選遞擇1.選擇鋼旋材的一帖般原則（1斑）結(jié)猶構(gòu)或膨構(gòu)件主的重朗要性（2）紙荷載情打況靜力荷紫載作用救下可選對擇經(jīng)濟咳性較好固的Q23隨5鋼材；惱動力荷茫載作用旋下應(yīng)選父擇綜合狡性能較奸好鋼材費。（3吐）連毫接方辨法（彎焊接四連接陵、螺翠栓連核接）焊接結(jié)昏構(gòu)對材淚質(zhì)的要叛求嚴格級，應(yīng)嚴撿格控制C、戴S、傭P的極限忌含量；勺非焊接傷結(jié)構(gòu)對C的要罵求可閱降低閱一些回。（4）寒結(jié)構(gòu)所溜處的工素作條件碰（環(huán)境淘溫度，晃腐蝕等傾）低溫下信工作的啟結(jié)構(gòu)應(yīng)頌選擇低棉溫脆斷愛性能好毒的鎮(zhèn)定鳥鋼。（5訓(xùn)）鋼駱材的醬厚度厚度燥大的生焊接專結(jié)構(gòu)產(chǎn)應(yīng)采誤用材宿質(zhì)較蜓好的螺鋼材放。2.鋼返材選擇話的注意看事項（1便）承討重結(jié)裕構(gòu)的附鋼材剖宜采栗用Q23蠻5鋼、Q34償5鋼、Q39隊0鋼和Q4提20鋼，其礎(chǔ)質(zhì)量應(yīng)救分別符宜合國家扁標準《散碳素結(jié)灑構(gòu)鋼》GB/手T70鍵0和《酬低合挖金高閱強度浙結(jié)構(gòu)甚鋼》GB/梢T15嬸91的規(guī)粱定。（2）辣承重結(jié)君構(gòu)的鋼物材應(yīng)具睡有抗拉研強度、箏伸長率販、屈服虎強度和挺硫、磷碎含量的工合格保樸證，對勸焊接結(jié)蓬構(gòu)尚具俯有含碳柱量的合折格保證虧。（3）抓對于需窄要驗算參疲勞的慣焊接結(jié)摔構(gòu)，應(yīng)奸具有常礎(chǔ)溫沖擊日韌性的清合格保坊證；當倚