《钢结构原理》考点整理.ppt

钢结构原理总复习及重点内容题型及其分值题型及其分值1、填空、选择2530分2、简答（56个）2530分3、计算（4个）4050分计算题出题范围：1、角焊缝或对接焊缝1个题2、普通螺栓或高强螺栓1个题3、轴心受压构件、梁、压（拉）弯构件的稳定2个题第一章第一章1、钢结构的特点和应用范围2、钢结构的两类极限状态（含义、区别）3、概率极限状态法及其设计表达式（）第二章第二章1、钢材的主要性能 单向拉伸试验能够确定的？2、影响钢材性能的因素3、建筑钢材的类别和选用第三章第三章3.1 3.1 轴心受力构件的强度及截面选择轴心受力构件的强度及截面选择 截面类型截面类型 强度计算公式强度计算公式第三章第三章3.2 3.2 梁的类型和强度梁的类型和强度3.3 3.3 梁的局部压应力和组合应力梁的局部压应力和组合应力 1 1、截面类型、截面类型 2 2、强度计算分类、各类强度计算公式、强度计算分类、各类强度计算公式第三章第三章3.4 3.4 按强度条件选择梁截面按强度条件选择梁截面3.5 3.5 梁的内力重分布和塑性设计梁的内力重分布和塑性设计第三章第三章3.6 3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算拉弯、压弯构件的应用和强度计算 1 1、截面类型、截面类型 2 2、计算公式、计算公式第四章第四章4.1 稳定问题的一般特点4.2 轴心受压构件的整体稳定性4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算4.4 受弯构件的弯扭失稳4.5 压弯构件的面内和面外稳定性 及截面选择计算4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用第四章第四章4.1 稳定问题的一般特点4.2 轴心受压构件的整体稳定性 u三种失稳形式：三种失稳形式：弯曲屈曲弯曲屈曲 扭转屈曲扭转屈曲 弯扭屈曲弯扭屈曲第四章第四章4.2 轴心受压构件的整体稳定性 u影响因素：影响因素：纵向残余应力残余应力 构件的初弯曲初弯曲 荷载作用点初偏心初偏心 构件端部约束条件约束条件第四章第四章4.2 轴心受压构件的整体稳定性 4.2.5 整体稳定性的计算（弯曲屈曲）规范计算公式规范归类合并规范归类合并4 4条柱子曲线条柱子曲线多条柱子曲线多条柱子曲线（200多条）多条）多种截面形式、尺寸多种截面形式、尺寸1313种残余应力分布种残余应力分布L/10001000初弯曲初弯曲13按按(1)钢种、钢种、(2)长细比长细比、(3)截面分类截面分类查表查表1.稳定系数稳定系数2.3.当两个截面方向分类相同时当两个截面方向分类相同时按按x、x方向截面分类方向截面分类查表查表按按y、y方向截面分类方向截面分类查表查表，截面分类，截面分类，查表查表得得按按压杆计算长度压杆计算长度计算长度系数计算长度系数回转半径回转半径压杆长度压杆长度稳定系数计算要点（稳定系数计算要点（弯曲屈曲弯曲屈曲）【例题例题4-24-2】验算图示轴心受压柱验算图示轴心受压柱ABAB的整体稳定。的整体稳定。N=1000kN,N=1000kN,柱的长度。柱截面为焊接工字形，具有轧制边柱的长度。柱截面为焊接工字形，具有轧制边翼缘，尺寸翼缘，尺寸2-10220,2-10220,腹板腹板1-62001-6200。柱由。柱由Q235AQ235A钢制作。钢制作。第四章第四章4.2.6 扭转屈曲和弯扭屈曲第四章第四章4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算掌握计算的方法和步骤（等稳定原则）掌握计算的方法和步骤（等稳定原则）题型：非计算题型：非计算第四章第四章4.4 受弯构件的弯扭失稳掌握梁失稳的现象和原因，掌握梁失稳的现象和原因，影响梁整体稳定的主要因素影响梁整体稳定的主要因素不需要计算整体稳定的不需要计算整体稳定的 条件条件4.4.1 4.4.1 梁丧失整体稳定的现象梁丧失整体稳定的现象原因原因腹板和稳定的受拉下翼缘阻止了受压上翼缘绕自身弱轴的弯曲屈曲，迫使上翼缘只能绕自身的强轴（y轴）发生平面内的屈曲。上翼缘发生侧向位移的同时带动相连的腹板和下翼缘发生侧向位移并伴有整个截面的扭转。受压影响梁整体稳定的主要因素影响梁整体稳定的主要因素1 1、侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度（受压翼缘宽度）；、侧向抗弯刚度、抗扭刚度、翘曲刚度（受压翼缘宽度）；2 2、受压翼缘的自由长度、受压翼缘的自由长度l(受压翼缘侧向支承点间距受压翼缘侧向支承点间距););3 3、荷载作用种类及位置（、荷载作用种类及位置（CC1 1、C C2 2、CC3 3）；）；4 4、梁的支座情况（、梁的支座情况（x x、y y轴若约束转动，则稳定性提高）轴若约束转动，则稳定性提高）5 5、沿梁高度方向的荷载作用点位置、沿梁高度方向的荷载作用点位置l最大刚度主平面内弯曲l在两个主平面内受弯曲n整体稳定计算公式整体稳定计算公式GB50017GB50017考虑残余应力影响fp ycr0.6 fyb弹塑性当 时，(4-62)轧制普通工字钢直接查表附表16（P341）;当查得的稳定系数值大于时，同样应按上式进行修正.第四章第四章4.5 压弯构件的面内和面外稳定性 及截面选择计算适用：适用：冷弯薄壁型钢压弯构件和格构柱绕虚轴弯曲的面内稳定冷弯薄壁型钢压弯构件和格构柱绕虚轴弯曲的面内稳定面内稳定：面内稳定：第四章第四章4.5 压弯构件的面内和面外稳定性 及截面选择计算面外稳定：面外稳定：第四章第四章4.5 压弯构件的面内和面外稳定性 及截面选择计算格构式：计算内容及方法格构式：计算内容及方法第四章第四章4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用轴压柱轴压柱梁梁压弯构件压弯构件1.不容许发生局部失稳不容许发生局部失稳利用屈后强度利用屈后强度 冷弯薄壁构件采用此准则冷弯薄壁构件采用此准则要求板内应力要求板内应力板的极限应力板的极限应力（1）等稳定准则等稳定准则 板件局部稳定不先于构件整体稳定板件局部稳定不先于构件整体稳定 开口轴压构件采用此准则开口轴压构件采用此准则 板件局部稳定不先于构件强度破坏板件局部稳定不先于构件强度破坏 闭口轴压构件采用此准则闭口轴压构件采用此准则（2）强度准则强度准则（3）实际应力准则实际应力准则实际应力不大于板件屈曲临界应力实际应力不大于板件屈曲临界应力板件局部稳定控制准则板件局部稳定控制准则2.容许发生局部失稳容许发生局部失稳第四章第四章4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用轴压柱轴压柱（1）翼缘的宽厚比）翼缘的宽厚比（2）腹板的宽厚比）腹板的宽厚比（3）T形截面腹板形截面腹板第四章第四章4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用梁梁（1）翼缘的宽厚比）翼缘的宽厚比强度计算考虑截面塑性发展时：第四章第四章4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用梁梁（2）腹板的宽厚比）腹板的宽厚比不同加不同加劲肋的作用是不同的肋的作用是不同的加劲肋（加劲肋（横向、横向、纵纵向、短、支承向、短、支承）（1）腹板加劲肋的配置腹板加劲肋的配置应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。（1）腹板加劲肋的配置腹板加劲肋的配置 以上公式中以上公式中h0为为腹板的腹板的计计算高度，算高度，tw为为腹板厚度；腹板厚度；对对于于单轴单轴对对称截面梁，在确定是否配置称截面梁，在确定是否配置纵纵向加向加劲劲肋肋时时，h0取腹板受取腹板受压压区区高度高度hc的的2倍。倍。(4)梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜 设置支承加劲肋。并需验算其设置支承加劲肋。并需验算其 稳定稳定 和和 强度强度。(5)h0 a2h0（1）腹板加劲肋的配置腹板加劲肋的配置纯纯 弯弯 和和纯纯 剪剪 下下都都 不不 屈屈曲曲可能发生剪切屈曲可能发生剪切屈曲可能发生弯曲和剪切可能发生弯曲和剪切屈曲屈曲腹板加劲肋配置的计算腹板加劲肋配置的计算支承加劲肋的计算支承加劲肋的计算(1)(1)支承加支承加劲肋的肋的稳定性定性计算算 (2)(2)承承压强度度计算算 不需考虑扭转=N/Ab fce 4.6.3 压弯构件的板件稳定（局部稳定）压弯构件的板件稳定（局部稳定）腹板的稳定腹板的稳定GB50017GB500174.6.3 压弯构件的板件稳定（局部稳定）压弯构件的板件稳定（局部稳定）翼缘的稳定翼缘的稳定GB50017GB500172、强度计算不考虑截面塑性发展时（x=1）：1、第五章第五章5.1.1 弦杆和腹杆的计算长度弦杆和腹杆的计算长度弯曲方向弦杆腹杆支座斜杆和支座竖杆其他腹杆在桁架平面内ll0.8l在桁架平面外l1ll在斜平面l0.9l桁架弦杆和单系腹杆的计算长度桁架弦杆和单系腹杆的计算长度注注：1.l为为杆杆件件的的几几何何长长度度（节节点点中中心心间间的的距距离离），l1为为屋屋 架弦杆及再分式主斜杆侧向支承点之间的距离。架弦杆及再分式主斜杆侧向支承点之间的距离。2.无无节节点点板板的的腹腹杆杆，其其计计算算长长度度在在任任何何斜斜平平面面内内均均取取等等于几何长度（钢管结构除外）。于几何长度（钢管结构除外）。5.2.2 单层多跨等截面框架柱的计算长度单层多跨等截面框架柱的计算长度影响因素影响因素柱端约束：柱端约束：有无侧移有无侧移基础、横梁对柱的约束基础、横梁对柱的约束横梁对柱的约束取决于横梁和柱的横梁对柱的约束取决于横梁和柱的线刚度线刚度比值比值K0：K0=(Ib/lb)/(Ic/lc)第六章第六章轴轴心受力构件、受弯构件、拉心受力构件、受弯构件、拉压压弯构弯构件的正常使用极限状件的正常使用极限状态态用什么力学指用什么力学指标标表示？表示？第七章第七章7.2.3 焊缝缺陷焊缝缺陷 热裂纹热裂纹 冷裂纹冷裂纹气孔气孔 烧烧 穿穿 夹夹 渣渣 根部未焊透根部未焊透边缘未熔合边缘未熔合 焊缝层间未熔合焊缝层间未熔合 咬咬 边边 焊瘤焊瘤 7.2.3 焊缝缺陷焊缝缺陷n焊缝质量检验：焊缝质量检验：按检验方法和质量要求分为三个等级。三级焊缝：外观检查（外观缺陷及几何尺寸）二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波 检验每条焊缝的20长度，且不小于200mm 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全 部长度，以便揭示焊缝内部缺陷钢结构工程施工质量验收规范剪力螺栓的剪力螺栓的 5 种破坏形式种破坏形式（1）螺栓剪断螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏钢板孔壁挤压破坏（板较薄，螺栓较粗）（板较薄，螺栓较粗）（3）钢板拉断钢板拉断（板开孔，截面削弱）（板开孔，截面削弱）（4）钢板剪坏钢板剪坏（螺栓端距过小）（螺栓端距过小）（5）螺栓弯曲破坏螺栓弯曲破坏（板过厚，螺栓细长）（板过厚，螺栓细长）防止螺栓破坏措施防止螺栓破坏措施(1)(2)(3)通过计算解决通过计算解决(4)(5)通过构造解决通过构造解决端距端距 2d。螺杆长度螺杆长度 5d高强度螺栓连接高强度螺栓连接分类分类强度等级强度等级采用钢材采用钢材8.8 级级45号钢，号钢，40B钢钢10.9 级级20MnTiB钢，钢，35VB钢钢按材质按材质分类分类受力受力特征特征承载力承载力极限状态极限状态安装孔安装孔孔径孔径 d0（mm)应用应用特点特点摩擦型摩擦型外力达到摩擦力外力达到摩擦力d0d1.5 2.0剪切变形小，耐疲劳，剪切变形小，耐疲劳，动载下不易松动动载下不易松动承压型承压型外力超过摩擦力外力超过摩擦力螺栓承剪螺栓承剪钢板承压钢板承压d0d1.0 1.5承载力比摩擦型大，承载力比摩擦型大，剪切变形大，一般不剪切变形大，一般不用于直接动载情况用于直接动载情况按受力状况分类按受力状况分类n侧面角焊缝受力情况（即只有沿焊缝长度方向的轴向力）（即只有沿焊缝长度方向的轴向力）：n正面角焊缝受力情况（即只有垂直焊缝长度方向的轴向力）（即只有垂直焊缝长度方向的轴向力）：n平行和垂直焊缝长度方向的轴向力同时作用：(7-7)(7-8)(7-9)式中：式中：f f正面角焊缝强度增大系数；正面角焊缝强度增大系数；静载时取，动载时取，斜角角焊缝。静载时取，动载时取，斜角角焊缝。h he e角焊缝的有效厚度，直角角焊缝角焊缝的有效厚度，直角角焊缝h hefeflw w角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条焊缝取其实际长度角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条焊缝取其实际长度减去减去2h2hf f。