钢结构复习重点【范本模板】.pdf
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1、第一章1 钢结构优点:质量轻而强度高,塑性和韧性好,材质均匀,工业化程度高 工期短,密闭性好,绿色环保,抗震性好2 钢结构缺点:耐热性好,防火性能差;耐腐蚀性差,造价相对较高第二章3 钢筋的力学性能:钢材的强度,钢材的塑性(伸长率截面收缩率),钢材的冷弯性能,钢材的抗冲击韧性4 伸长率:指钢材受外力作用断裂时,试件拉断后的原标距长度得伸长量与原标距比值的百分率。5 截面收缩率:指试件在拉断后,颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率,它是衡量钢材塑性变形的一个比较真实和稳定的力学指标.6 钢材的破坏形态:塑性破坏,脆性破坏7 脆性破坏影响因素:裂纹尺寸,作用应力和材料韧性,钢材的化学成分
2、,钢板厚度,加载速度,应力性质和大小,最低使用温度,连接方法和应力集中8 提高钢材抗脆性断裂性能的主要措施:合理设计 选择正确的材料和连接方式 力求构造合理,例如构件截面突然改变 减少构件和截面的应力集中校长发生 避免焊缝的密集和交叉选择合理的钢材质量等级;合理制作 严格按图纸施工 例如不得随意变更钢材型号和等级不得随意变更钢材的连接房事 提高焊缝质量 避免焊缝出现非金属夹渣和气泡、裂纹、未熔透和咬边等质量问题;合理使用 结构在使用过程中 不得随意改变其设计使用功能 不得在主要结构上盆子施焊 避免使用过程重的意外损伤等9 疲劳破坏:钢材或构件在连续反复荷载作用下,在应力远低于极限强度,甚至还低
3、于屈服强度的情况下也会发生破坏,这种破坏称为疲劳破坏疲劳强度:疲劳破坏时,钢材达到的最大应力称为疲劳强度10 影响疲劳强度因素:应力种类(拉应力 压应力 剪应力 复合应力),应力循环形式,应力循环次数,应力集中程度和残余应力等11 改善结构疲劳的措施:对低温地区的焊接结构,要注意选用钢材的白纸和钢材厚度,如需钢材进行冷加工,应将冷加工硬化部分的钢材刨去;注意钢材的焊接质量和高峰的正确布置,尽量避免各种焊缝缺陷的产生;力求避免应力集中现象出现;确保结构均衡受力,减小荷载冲击和降低应力水平12 影响钢材性能的因素:化学元素的影响,生产工艺影响,钢材的硬化,温度的影响,应力集中影响13 化学成分影响
4、:碳元素增加,强度提高,耐腐蚀性疲劳强度冷弯性能显著下降,含量要求在 0。22%以下。硅元素适量增加,强度提高,对塑性冲击韧性冷弯性能和可焊性无显著不良影响,含量过高会降低塑性 冲击韧性 抗锈性和可焊性。锰元素是弱脱氧剂,适量锰可有效提高钢材强度,消除硫氧对钢材的热脆影响,改善钢材加工性能和冷脆倾向,同时不显著降低塑性和冲击韧性,含量过高会使钢材变脆变硬,降低抗锈性和可焊性。硫元素属于有害元素,引起钢材热脆,降低塑性 冲击韧性 疲劳强度和抗锈性,含量不得超过0。055。磷元素属于有害元素,磷可提高强度抗锈性但会严重降低塑性 冲击韧性 冷弯性能和可焊应,尤其低温时发生冷脆,磷含量严格控制,不超过
5、 0.050。氧和氮属于有害元素,氧和硫类似,会使钢材热脆,氮和磷类似,会使钢材冷脆。铜元素提高抗锈性,提高强度,对可焊性有不利影响14 钢材的冶炼有三种:电炉钢 平炉钢 氧气转炉钢,根据钢的脱氧程度不同,有沸腾钢,镇静钢,半镇静钢,特殊镇静钢15 钢材的硬化包括时效硬化,应变硬化和应变时效硬化,时效硬化:钢材紧紧随时间增长而变脆的现象;应变硬化:钢材经过冷加工而产生塑性变形,卸载后重新加载,可使钢材屈服点得到提高,但钢材塑性和韧性明显降低的现象;应变时效硬化:钢材经过应变硬化后,其时效硬化屈服将加快,从而在较短时间内钢材又产生显著的时效硬化的现象16 蓝脆现象:在 250附近时,钢材的抗拉强
6、度略有提高,而塑性韧性都下降,此时加工有可能产生裂缝,因钢材表面氧化膜呈蓝色,此现象称为蓝脆现象17 冷脆现象:温度从常温下降到一定值时,钢材的冲击韧性突然急剧下降,试件断口呈脆性破坏,这现象称为冷脆现象。钢材由韧性状态向脆性状态转变的温度叫冷脆转变温度,冷脆转变温度越低的钢材,它韧性越好。18 应力集中现象:当构件截面发生急剧变化,出现几何不连续现象,使构件截面上的一些区域产生局部高峰应力,这就是应力集中现象,应力集中越严重,钢材塑性越差.18 钢材分类 碳素结构钢,低合金钢,优质碳素结构钢,优质钢丝绳,建筑结构用钢板19 碳素结构钢分为 Q195,215,235,275,Q 是屈服强度中的
7、屈,后接的数字表述屈服强度的大小,数字越大,表示含碳量越大,强度和硬度越大,塑性越低。质量等级分为 ABCD 四级,由 A到 D 表示质量由低到高,A 级无冲击功规定,对冷弯实验只在需方有要求时才进行;B 级要求提供 20时冲击功不小于 27 焦耳;C 级要提供 0时冲击功不小于 27 焦耳,D 级要求提供负 20时冲击功不小于 27 焦耳。20 根据脱氧程度不同钢材分为沸腾钢(F),镇静钢(Z),特殊镇静钢(TZ),AB 级的脱氧方法可以是 FZ,C 级只能是 Z,D 级钢只能是 TZ,用 Z,TZ表示牌号时也可以省略21 低合金高强度钢分为 Q345,390,420,460,500,550
8、,620,690 八种,345,390,420 按质量等级分为 ABCDE 五级。低合金钢的脱氧方法为镇静钢和特殊镇静钢22 钢材选用标准:即可以使结构安全可靠满足使用要求,又可以最大限度得节约钢材,以降低造价。23 钢材选用考虑:结构的类型和重要性,荷载的性质,连接方法,结构的工作温度,结构的受力性质,结构形式和钢材厚度。第三章24 钢结构的连接方法:焊缝连接,螺栓连接和铆钉连接三种。25 焊缝连接优点:构造简单,各种样式的构件都可以直接相连,用料经济,不削弱截面,制造加工方便,可实现自动化操作,连接的密闭性好,结构刚度大。缺点:在焊缝镀金的热影响区内,钢材的金相组织会发生改变,会导致局部材
9、质变脆,焊接残余应力和残余变形使受压构件的承载力降低,焊缝结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,就容易扩展到整体,低温冷脆问题较为突出26 螺栓连接 分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接普通螺栓分为 ABC 三级,AB 级为精制螺栓,性能等级有 5.6 级和 8。8 级.C 级为粗制螺栓。性能等级有 4.6 级和 4.8 级。下面以 4.6 级的 C 级螺栓为例:小数点前的数字表示螺栓成品的抗拉强度不小于 400 兆帕,小数点及小数点后的数字表示屈强比(屈服强度和抗拉强度之比)为 0.6。27高强度螺栓抗拉强度应分别不低于800 兆帕和1000 兆帕,即前者的性能等级为8.8 级后者为 10.9 级
10、。高强度螺栓分为大六角头型和扭剪型二种28 高强度螺栓连接有二个类型:一种是只依靠板层间的摩擦阻力传力,并以剪力不超过接触面摩擦力作为设计准则,称为摩擦型连接;另一种允许接触面滑移,以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则,称为承压型连接。承压型连接承载力高于摩擦型,但承压型只适用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构中。29 铆钉连接的制造有热铆和冷铆二种方法,热铆是由烧红的铆坯插入构件的钉孔中,用铆钉枪或压铆机铆合而成.冷铆是在常温下铆合而成,在建筑结构中一般采用热铆。铆钉连接由于构造复杂,费钢费工,现在已经很少采用,但由于铆钉连接的塑性和韧性较好,传力可靠,质量易于检查,在一些重型和直接承
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