钢结构名词解释

钢结构的优缺点:优点：强度高，质量轻；材性好，可靠性高；工业化程度高，工期短；密封性好；抗震性能好；耐热性好；缺点:价格贵，耐腐蚀性差，耐火性差钢结构破坏形式:对材料抗力而言:塑性破坏，脆性断裂破坏，疲劳破坏，损伤累计破坏。结构性能而言:结构或构件整体失稳/局部失稳，塑性过度发展，结构变成机构钢结构对钢材的要求:有较高的强度，塑性好，冲击韧性好，冷加工性能好，可焊性好，耐久性好，钢度好抗震强。伸长率δ:是应力应变曲线中的最大应变值等于试件拉断后的原标距间长度的伸长值和原标距比值的百分率。断面收缩率:ψ是指试件拉断后,颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率时效现象:屈服点提高,韧性降低,并且极限强度也稍有提高。冷拉目的:提高强度冷弯目的:抵抗断裂的能力冷弯性能:指钢材在冷加工(即在常温下加工)产生塑性变形时,对发生裂缝的抵抗力。冷弯性能用冷弯试验来检验。冷作硬化：在冷（常温）加工过程中引起的钢材硬化的现象。C对弹塑性和强度的影响：屈服点和抗拉强度提高，但塑性和韧性，特别是低温冲击韧性下降，可焊性，耐腐蚀性能，疲劳强度和冷弯性能明显下降。有害元素有：硫，大大降低塑性，冲击韧性，疲劳强度和抗锈性，热脆。磷提高强度和抗锈性，但严重降低塑性，冲击韧性、冷弯性能，冷脆。氧热脆，氮冷脆。可焊性好:是指焊接安全、可靠、不发生焊接裂逢,焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影响区的延伸性(塑性)等力学性能都不低于母材钢材的脆性断裂是钢结构在静力或加载次数不多的动荷载作用下发生的脆性破坏。防止刚材脆性断裂的措施：1、加强施焊工艺管理，避免施焊过程中产生裂纹、夹渣和气泡等焊接缺陷2、焊接不宜过分集中，施焊时不宜过强约束，避免产生过大残余应力。3、进行合理细部构造设计，避免产生应力集中4、选择合理的钢材应力集中:是指结构或构件的局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。应力集中的特点:能使物体产生疲劳裂纹，也能使脆性材料制成的零件发生静载断裂。应力集中的优缺点:在一般情况下由于结构的塑性较好，当内力增大时，应力分布不均匀的现象会逐渐平缓(优点)。促使钢材变脆，应力集中对疲劳强度影响很大(缺点)应力集中的影响:会引起脆性材料断裂；使脆性和塑性材料产生疲劳裂纹。局部失稳:结构和构件局部失稳是指结构和构件在保持整体稳定的条件下,结构中的局部构件或构件中的板件已不能承受外荷载的作用而失去稳定局部失稳设计准则:(1)使板件局部失稳的临界应力不小于材料的屈服强度,承载能力由材料强度控制:(2)使板件局部失稳的临界应力不小于构件的整体稳定临界应力,承载能力由整体稳定控制(3)使板件局部失稳的临界应力不小于实际工作应力:为什么考虑局部失稳：板件的局部失稳，虽然不一定使构件立即达到承载极限状态而破坏，但局部失稳会恶化构件的受力性能，使得构件的承载强度不能充分发挥。怎样避免发生局部失稳1.对于因剪应力或局部压应力引起屈曲的腹板，应隔一定距离设横向加劲肋。2.对于因弯曲应力引起的屈曲的腹板，宜在腹板受压翼缘h0/5-h0/4设纵向加劲肋。3.对于剪应力引起的腹板失稳，配短加劲肋。4.增大梁腹板的厚度。受弯构件的主要破坏形式:截面强度破坏，整体失稳破坏，局部失稳破坏钢材的延性破坏、损伤累积破坏、脆性破坏和疲劳破坏塑性破坏,也称延性破坏。塑性破坏的特征是构件应力超过屈服点fy,并达到抗拉极限强度f后,构件产生明显的变形并断裂;塑性破坏的断口常为杯形,呈纤维状,色泽发暗。塑性破坏在破坏前有很明显的变形,并有较长的变形持续时间,便于发现和补救。脆性破坏的特征:在破坏前无明显变形,平均应力亦小(一般都小于屈服点fy),没有任何预兆,破坏断口平直和呈有光泽的晶粒状。脆性破坏是突然发生的,危险性大,应尽量避免脆性断裂破坏:结构没有任何征兆,不出现异样和明显的变形,没有早期裂缝;脆性断裂破坏时,荷载可能很小,甚至没有外荷载作用。脆性断裂的突发性,事先毫无警告,破坏过程的瞬间性,根本来不及补救,大大增加了结构破坏的危险性。钢结构的连接方式:(a)焊接连接(6)铆接,()螺栓连接焊接方法:电弧焊，电渣悍，电阻焊和气焊焊接连接优点1.不需在钢材上打孔钻眼2.是任何形状的结构都可川接,构造简单3.气密性和水密性好.结构刚性较大.结构的整体性好.。缺点：1.由于高温作用在焊缝附近形成热影响区，材质变脆2.焊接的残余应力会使结构发生脆性破坏3.焊接结构具有连续性，局部焊缝一经发生便易扩展到整体铆钉连接需要先在构件上开孔,需要较大的铆合力。铆钉连接传力可靠,韧性和塑性较好,质量易于检查螺栓连接采用的螺栓有普通螺栓和高强度螺栓之分。普通螺栓的优点是装卸便利需特殊设备普通螺栓分C级螺栓和A、B级螺栓两种。高强度螺栓是用强度较高的钢材制作,安装时通过特制的扳手,以较大的扭矩上帽,使螺杆产生很大的预应力，它的优点是加工方便,对构件的削弱较小,可拆换,能承受动力荷载,耐疲劳,韧性和性好。摩擦型和承压型普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类？如何避免？（1）螺栓杆被剪断；（2）挤压破坏；（3）板件被拉断；（4）板件端部剪切破坏；（5）栓杆受弯破坏。（1）通过计算保证螺栓抗剪（2）通过计算保证螺栓抗挤压（3）通过计算保证板件有足够的拉压强度（属于构件的强度计算）（4）螺栓端距≥——避免钢板被拉豁螺栓在构件上的排列有两种形式：并列和错列。应满足三方面要求：①受力要求②施工要求③构造要求，端距最小2d0,拴距最小3d0高强螺栓分为哪几个类型？及其工作机理，破坏形式？摩擦型:工作机理，安装时将螺栓拧紧，使螺杆产生预拉力压紧构件接触面，靠接触面的摩擦力来阻止相互滑移，以达到传递外力的目的承压型:工作原理:剪力超过摩擦力时，构件之间发生相对滑移，螺杆杆身与孔壁接触，使螺栓受剪和孔壁受压，破坏形式与普通螺栓相同为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋？（6分）小于80时，应按构造配置横向加劲肋；大于80小于170时，应按计算配置横向加劲肋；大于170时，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋；梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处设支承加劲肋受弯构件的强度准则：1.边缘屈服准则，2,全截面塑性准则，3，有限塑形发展强度准则。受弯构件系数的含义：faib:临界弯矩与屈服弯矩之比，fai为整体稳定系数，伽马为塑性发展系数。边缘屈服准则：截面上边缘纤维的应力达到钢材的屈服点时就认为受弯构件的截面已达到强度极限，截面上的弯矩为屈服弯矩。全截面塑性准则：整个截面的内力达到截面承载极限强度的状态，作为强度破坏的极限。有限塑性屈服准则：将截面塑性区限制在某一范围，一旦塑性区达到规定的范围即视为强度破坏。钢筋的变形曲线（工作特性）:1弹性阶段。2屈服阶段，3强化阶段，4颈缩阶段选用钢材的原则:1结构的类型及重要性。2荷载的性质。3连接方法。4结构的工作环境。5结构的受力性质。6结构形式和钢材厚度。影响钢材性能的主要因素:1化学成分2冶金缺陷3钢材硬化（冷作硬化，时效硬化，应变时效硬化）4温度影响5应力集中6荷载的影响。轴心受压可能得破坏形式:强度破坏，整体失稳破坏，局部失稳破坏，焊接连接方式的特点:构造简单，施工省料，施工快速，连接的密闭性好，刚度大，整体性好螺栓连接的特点:施工简单，安装方便，对安装工的要求高'摩擦型高强度螺栓连接动力性能好，耐疲劳易阻止裂纹扩展，废料开孔截面削弱，螺栓全孔加工精度要求高。剪力螺栓的破坏形式:螺杆剪切破坏，钢板孔壁挤压破坏，净截面断裂，螺杆弯曲破坏，边缘冲切破坏，对接焊缝与角焊缝的比较:角焊缝（1）加工制作:不需坡口加工（2）焊缝强度:需要多种形式的连板件或搭接,较费材应力计算方与母材金属有较多不同点强度计值与母材全属不同动力性能:接头处截面变化大于（3）对接连接,动力性能一般差于对接焊缝接对接焊缝（1）加工制作:焊接时较厚板件连接部位往往需要坡口只需少量垫板引弧板等辅助材料（2）焊缝强度:应力计算方法与母材金属相同强度设计值与母材金属相同(或略低-11)（3）动力性能:母材焊缝金属母材之间能较平缓过渡,应力集中较小焊缝质量控制检验标准:三级:肉眼外观检查，(用于一般焊缝)二级:肉眼外观检查加超声波加x射线20%(用于有较大拉应力的连接)一级:肉眼外观检查加超声波检查加x射线100%(用于抗动力疲劳荷载)焊缝缺陷:热裂纹，冷裂纹，气孔，烧穿，夹渣，根部未焊透，边缘未熔和，焊缝间未融合，咬边，焊瘤焊接连接与铆钉、螺栓连接的比较有下列优点:(1)不需要在钢材上打孔钻眼,既省工省时,又不使材料的截面积受到减损,使材料得到充分利用;箱(2)任何形状的构件都可直接连接,一般不需要辅助零件,使连接构造简单,传力路线短,适应面广;(3)焊接连接的气密性和水密性都较好,结构刚度也较大,结构的整体性较好。焊缝连接缺点(1)由于高温作用在焊缝附近形成热影响区钢材的金相组织和机械性能发生变化,材质变脆(2)焊接的残余应力会使结构发生脆性破坏和降低压杆稳定的临界荷载,同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化;(3)焊接结构具有连续性,局部裂缝一经发生便容易扩展到整体。