钢结构基本原理复习

钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第1章绪论知识点1:钢结构的特点1、强度高、塑性、韧性好2、材质均匀其实际受力和力学计算假定较符合3、重量轻4、密闭性能好5、钢结构制作简便，施工周期短6、耐热但不耐火7、耐腐蚀性差8、低温冷脆倾向钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure1.概率极限状态设计法知识点2:钢结构的设计方法2.结构的极限状态3.承载能力极限状态4.正常使用极限状态5.设计表达式第1章绪论钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure1.较高的抗拉强度和屈服点知识点1:建筑用钢的要求2.较高的塑性和韧性3.良好的工艺性能4.对环境良好的适应能力第2章材料钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点2:钢材的破坏形式第2章材料1、塑性破坏破坏前有明显的塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。2、脆性破坏破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时的变形远比材料应有的变形能力小，破坏突然，断口平直、发亮呈晶粒状，无机会补救。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第2章材料知识点3:钢材的主要性能1、强度：屈服强度、极限抗拉强度2、塑性：伸长率3、冷弯性能：判定钢材塑性和质量的综合指标4、冲击韧性：判定钢材强度和塑性的综合指标钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第2章材料知识点4:影响钢材性能的因素1、化学成分：硫（热脆）、磷（热脆）2、钢材硬化：强度提高、塑性降低3、温度影响：正温和负温影响趋势4、应力集中：钢材变脆5、反复荷载：疲劳破坏（脆性断裂）钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第2章材料知识点5:钢的种类和规格1、碳素结构钢：代表Q2352、低合金高强度钢：代表Q345、Q390和Q4203、钢材的牌号：例如：Q235-A、Q235-B和Q235-C有何区别钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接知识点1:钢结构连接方法和焊缝形式1、焊接连接：手工电弧焊、焊条与钢材适应2、普通螺栓连接：精制螺栓、粗制螺栓3、高强螺栓连接：摩擦型、承压型4、焊缝形式：对接焊缝、角焊缝5、焊缝等级：一级、二级和三级焊缝钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接知识点2:角焊缝的构造1、最大焊脚尺寸：减小残余应力和残余变形2、最小焊脚尺寸：避免产生淬硬组织导致母材开裂3、侧面角焊缝最大计算长度：60hf(静）、40hf(动）4、侧面角焊缝最大计算长度：不小于8hf和40mm5、搭接连接要求：参见教材20页3.3.2.6钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接知识点3:角焊缝连接计算1、轴心力作用下（参考例3.3）Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2)213(2)203(2322311NNkNNNkN)193(33wffefbhN钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接知识点3:角焊缝连接计算Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2)153()143(222111wfewfwfewffhlNfhlN对于校核问题:1、轴心力作用下（参考例3.3）钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接知识点3:角焊缝连接计算2、N、M、V共同作用NθeNxNy2wl2wlMAσNxσMτNy2,6weewxAflhMhlNewyAfhlN,wfAffAff2,2,hehet钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点4:焊接应力和焊接变形1、焊接应力产生原因：不均匀加热与冷却2、对结构性能的影响：静力强度：无影响结构刚度：降低稳定承载力：降低低温工作：变脆疲劳强度：降低第3章连接钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点5:螺栓连接的构造要求第3章连接1、螺栓排列：并列、错列2、螺栓排列：需要考虑受力、构造和施工要求3、端距要求：不应小于2d04、中距要求：最小中距3d05、排列要求：参见教材52页钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点5:普通螺栓抗剪连接破坏形式第3章连接（1）螺栓杆被剪断（2）孔壁的挤压破坏（3）板件被拉断以上破坏形式予以计算解决钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点5:普通螺栓抗剪连接破坏形式第3章连接（4）板件端部被剪断（拉豁)（5）栓杆弯曲破坏这两种破坏构造解决钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算FeTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F知识点6:普通螺栓抗剪连接计算钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算)373(1nFNF)443()433(11221111122111122111112211niniiininiiiTyniniiininiiiTxyxxTrxyxrTNyxyTryyxrTN知识点6:普通螺栓抗剪连接计算钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点6:普通螺栓抗剪连接计算第3章连接普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算)453(min21121bFTyTxNNNN)343(minminbcbvbNNN，)323(42bvvbvfdnN)333(bcbcftdN钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure知识点7:高强螺栓连接计算第3章连接高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算TxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1FFe钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算)373(1nFNF)443()433(11221111122111122111112211niniiininiiiTyniniiininiiiTxyxxTrxyxrTNyxyTryyxrTN知识点7:高强螺栓抗剪连接计算钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章连接高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算知识点7:高强螺栓抗剪连接计算)803(21121bvFTyTxNNNN摩擦型连接：)813(min21121bFTyTxNNNN承压型连接：)633(9.0PnNfbv钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第4章轴压知识点1:轴压构件的屈曲形式及其它1、弯曲屈曲：双轴对称工字型截面2、扭转屈曲：双轴对称十字型截面3、弯扭屈曲：单轴对称T型截面4、格构式柱：换算长细比5、柱横隔：设置原因钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第4章轴压知识点2:实腹式轴压构件验算步骤（1）强度验算nNσfA（2）刚度验算max0maxil参见例题4.2钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第4章轴压知识点2:实腹式轴压构件验算步骤（3）整体稳定验算fAN（4）局部稳定验算(100.1)235/ybft翼缘ywfth/235)5.025(0腹板参见例题4.2钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第5章受弯知识点1:受弯构件的验算步骤总结1.强度验算：包括正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的折算应力。(1)正应力(2)剪应力vxxyftISV(3)局部压应力cwzFftl(4)折算应力fcc12223ffWMRyxxx钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第5章受弯2.刚度验算：均布荷载下等截面简支梁xxxxxEIlMEIlMEIql104853845224集中荷载下等截面简支梁xxxEIlMEIPl124823≤[]——标准荷载下梁的最大挠度[]——受弯构件的挠度限值，按表规定采用梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第5章受弯3.整体稳定验算：(1)判断梁是否需要进行整体稳定验算。(2)如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公式计算整体稳定系数。(3)不论哪种情况算得的稳定系数大于0.6，都应采用修正公式进行修正。bxxMfW(4)采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。0.1282.007.1'bb钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第5章受弯4.局部稳定验算：１)对于焊接组合梁，翼缘可以通过限制板件宽厚比保证其不发生局部失稳。２)腹板则较为复杂，一种方法是通过设置加劲肋的方法保证其不发生局部失稳；另一种方法是允许腹板发生局部失稳，利用其屈曲后承载力。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第5章受弯知识点2:影响受弯构件整体稳定性的因素1．侧向抗弯刚度、抗扭刚度；2．受压翼缘的自由长度(受压翼缘侧向支承点间距);3．荷载作用种类；4．荷载作用位置；5．梁的支座情况。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第5章受弯知识点3:受弯构件腹板加劲肋布置原则参见教材117页共计4点钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第6章压弯知识点1:实腹式压弯构件验算总结NMNM+钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第6章压弯知识点1:实腹式压弯构件验算总结1、压弯构件的强度fWMANnxxxn2、压弯构件的刚度][,maxmaxyx钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第6章压弯知识点1:实腹式压弯构件验算总结2）实腹式压弯构件的整体稳定（平面外稳定=弯扭失稳）1）实腹式压弯构件的整体稳定（平面内稳定=弯曲失稳）mxxxx1Ex10.8/xMNfAWNNtxxybx1MNfAW3、实腹式压弯构件的整体稳定钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第6章压弯知识点:实腹式压弯构件验算总结00w235(160.525)yhtf当0≤o≤1.6时:当1.6≤o≤2.0时:00w235(480.526.2)yhtf4、实腹式压弯构件的局部稳定翼缘稳定腹板稳定yftb23513