2013.12钢结构复习资料.ppt

《2013.12钢结构复习资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013.12钢结构复习资料.ppt（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第1 1、2 2章章 材料与设计原理材料与设计原理一、一、钢材的力学性能钢材的力学性能1、强度、强度n屈服强度屈服强度fy设计标准值（设计时可达的设计标准值（设计时可达的最大应力）；最大应力）；n抗拉强度抗拉强度fu钢材的最大应力强度，钢材的最大应力强度，fu/fy为钢材的强度安全储备系数。为钢材的强度安全储备系数。n理想弹塑性工程设计时将钢材的力学理想弹塑性工程设计时将钢材的力学性能，假定为一理想弹塑性体性能，假定为一理想弹塑性体2、塑性材料发生塑性变形而不断裂的性质、塑性材料发生塑性变形而不断裂的性质n重要指标好坏决定结构安全可靠度，内力重分布，保重要指标好坏决定结构安全可靠度，内力重分

2、布，保证塑性破坏，避免脆性破坏。证塑性破坏，避免脆性破坏。n用伸长率衡量用伸长率衡量3、韧性钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力，用于表、韧性钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力，用于表 征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力，动力指征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力，动力指 标，是强度与塑性的综合表现。标，是强度与塑性的综合表现。用冲击韧性衡量，分常温与负温要求。用冲击韧性衡量，分常温与负温要求。4、冷弯性能钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力。、冷弯性能钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力。是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。5、可焊性钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的

3、、可焊性钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的 抵抗能力，以及焊接后具备良好性能的指抵抗能力，以及焊接后具备良好性能的指 标。通过焊接工艺试验进行评定标。通过焊接工艺试验进行评定二、二、钢结构的破坏形式钢结构的破坏形式n塑性破坏与脆性破坏塑性破坏与脆性破坏n影响因素化学成分、冶金质量、温度、影响因素化学成分、冶金质量、温度、冷作硬化、时效、应力集中、复杂应力。冷作硬化、时效、应力集中、复杂应力。三、三、钢材性能的影响因素钢材性能的影响因素l化学成分化学成分C C、S S、P P、MnMn、SiSil冶金与轧制冶金与轧制l时效时效l温度正温与负温，热塑现象、冷脆现象温度正温与负温，热塑现象、冷脆

4、现象l冷作硬化冷作硬化l应力集中与残余应力残余应力的概念以及它的影应力集中与残余应力残余应力的概念以及它的影响。响。l复杂应力状态强度理论，同号应力，异号应力。复杂应力状态强度理论，同号应力，异号应力。四、四、钢材的品种、牌号与选择钢材的品种、牌号与选择n品种炭素钢品种炭素钢Q235Q235；低合金钢；低合金钢Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420n牌号的表示方法牌号的表示方法Q Q、屈服强度值、质量等、屈服强度值、质量等级（碳素钢级（碳素钢ADAD，低合金钢，低合金钢AEAE）,冶金脱氧冶金脱氧方法（方法（F F、b b、Z Z、TZTZ）n影响选择的因素影响选择的因素 结构的

5、重要性（结构的安全等级分一级结构的重要性（结构的安全等级分一级（重要），二级（一般），三级（次要）、（重要），二级（一般），三级（次要）、荷载情况（动、静荷载）、连接方法荷载情况（动、静荷载）、连接方法（Q235AQ235A不能用于焊接结构）、环境温度。不能用于焊接结构）、环境温度。五、设计原理五、设计原理n以概率论为基础的极限状态设计方法；分项系数以概率论为基础的极限状态设计方法；分项系数表达式。表达式。n两种极限状态正常使用与承载能力极限状态。两种极限状态正常使用与承载能力极限状态。n可靠性安全性、适用性、耐久性的通称可靠性安全性、适用性、耐久性的通称n失效概率结构不能完成预定功能的概率。

6、失效概率结构不能完成预定功能的概率。n可靠度可靠性的概率度量，在规定的时间内可靠度可靠性的概率度量，在规定的时间内（设计基准期分（设计基准期分5 5、2525、5050以及以及100100年年），规定的），规定的条条 件（正常设计、施工、使用、维护）完成预定件（正常设计、施工、使用、维护）完成预定功能的概率。功能的概率。n可靠度的控制控制失效概率小到一定水平。可靠度的控制控制失效概率小到一定水平。第第3 3章章 钢结构的连接钢结构的连接一、一、钢结构的连接方法与特点钢结构的连接方法与特点n焊接连接对接焊缝，角焊缝焊接连接对接焊缝，角焊缝n螺栓连接普通螺栓，高强螺栓螺栓连接普通螺栓，高强螺栓二、

7、焊接特性二、焊接特性1、焊接方法电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保护、焊接方法电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保护焊）、电阻焊和气焊。焊）、电阻焊和气焊。2、特点省材、方便、适用强；热影响区变脆，残余、特点省材、方便、适用强；热影响区变脆，残余应力与变形，质量变动大。应力与变形，质量变动大。3、焊缝缺陷裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等。、焊缝缺陷裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等。4、焊接形式、焊接形式按焊件相对位置平接（对接）、搭接以及垂直连接。按焊件相对位置平接（对接）、搭接以及垂直连接。按施焊位置俯焊（平焊）、横焊、立焊以及仰焊。按施焊位置俯焊（平焊）、横焊、立焊以及仰焊。按截面构造对接焊缝及

8、角焊缝按截面构造对接焊缝及角焊缝三、三、对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算n坡口形式坡口形式I I型、单边型、单边V V型、双边型、双边V V型、型、U U型、型、K K型及型及X X型。型。n引、落弧板引、落弧板n变厚度与变宽度的连接变厚度与变宽度的连接1 1：4 4斜面。斜面。n质量等级与强度一级综合性能与母材相同；质量等级与强度一级综合性能与母材相同；二级强度与母材相同；二级强度与母材相同；三级折减强度三级折减强度四、四、角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算角焊缝的角焊缝的受力特性受力特性n正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀，承载正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀，承载力高；力

9、高；n侧面焊缝应力状态简单，但内力分布不均，承载侧面焊缝应力状态简单，但内力分布不均，承载力低。力低。n破坏为破坏为4545o o喉部截面，设计时忽略余高。喉部截面，设计时忽略余高。五、五、普通螺栓连接性能与构造普通螺栓连接性能与构造n受剪连接的破坏形式板端冲剪、螺杆受受剪连接的破坏形式板端冲剪、螺杆受弯、螺杆剪切、孔壁挤压、板件净截面（直弯、螺杆剪切、孔壁挤压、板件净截面（直线、折线）。构造满足前两种，（线、折线）。构造满足前两种，（e2de2do o；t5dt5d）。）。n受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度时需折减。时需折减。n受拉连接以螺杆抗拉强

10、度为承载力极限。受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限。n施工及受力要求，螺栓有排布距离要求（栓施工及受力要求，螺栓有排布距离要求（栓距、线距、边距、端距）。距、线距、边距、端距）。n分精制（分精制（A A、B B级）及粗制（级）及粗制（C C级，不能用于主级，不能用于主要受力连接）要受力连接）六、六、高强度螺栓连接的受力性能与构造高强度螺栓连接的受力性能与构造n按计算原则分摩擦型与承压型两种。按计算原则分摩擦型与承压型两种。n摩擦型抗剪连接的最大承载力为最大摩擦力。摩擦型抗剪连接的最大承载力为最大摩擦力。n承压型抗剪连接的对答承载力同普通螺栓（承压型抗剪连接的对答承载力同普通螺栓（N Nb bm

11、inmin）。）。n注意当连接板件较小时承压型的承载力小于摩擦型。注意当连接板件较小时承压型的承载力小于摩擦型。n受拉连接时两者无区别，都以受拉连接时两者无区别，都以0.8P0.8P为承载力。为承载力。n板件净截面强度计算与普螺的区别为板件净截面强度计算与普螺的区别为5050的孔前传的孔前传力。力。n受剪连接时，螺栓受力不均，同普螺应考虑折减系受剪连接时，螺栓受力不均，同普螺应考虑折减系数数。n由于承压型设计的变形较大，直接承受动荷不易采由于承压型设计的变形较大，直接承受动荷不易采用。用。n设计认为摩擦力主要分布在螺栓周围设计认为摩擦力主要分布在螺栓周围3d3d0 0范围内范围内。试卷题型分析

12、试卷题型分析一、填空题主要考查一些基本概念一、填空题主要考查一些基本概念 根据题意在空格处添上相关内容，涉及所讲章节所有内容。根据题意在空格处添上相关内容，涉及所讲章节所有内容。例题：例题：1 1、冷弯性能是判别钢材、冷弯性能是判别钢材 塑性塑性 及及 冶金质量冶金质量 的综合指标。的综合指标。2 2、钢材强度设计值、钢材强度设计值f f与强度标准值与强度标准值fyfy的关系为的关系为f ffy/fy/。3 3、残余应力为构件内部、残余应力为构件内部自相平衡自相平衡的内力，其对构件的的内力，其对构件的强度强度无影响。无影响。四、计算题四、计算题3 3道题道题1 1、对接焊缝连接、对接焊缝连接2

13、 2、角焊缝连接、角焊缝连接3 3、高强螺栓连接、高强螺栓连接二、单项选择题主要考查基本概念二、单项选择题主要考查基本概念 根据题意，在给定的答案中选择一项填入空根据题意，在给定的答案中选择一项填入空格，涉及所讲章内容。格，涉及所讲章内容。三、简答题主要考查基本概念三、简答题主要考查基本概念例例 试设计如图试设计如图a所示牛腿和柱连接的角焊缝。已知所示牛腿和柱连接的角焊缝。已知F=420kN(静静力荷载力荷载），钢材为），钢材为Q235B，焊条为，焊条为E43，手工焊。，手工焊。(a)F力力F F在角焊缝形心处引起的在角焊缝形心处引起的剪力：剪力：V V=420kN=420kN弯矩：弯矩：M

14、M=FeFe=420=4200.3=126kN.m0.3=126kN.m，角焊缝强度验算内容角焊缝强度验算内容角焊缝强度验算内容角焊缝强度验算内容 1 1点：翼缘最外侧的角焊缝强度验算公式点：翼缘最外侧的角焊缝强度验算公式点：翼缘最外侧的角焊缝强度验算公式点：翼缘最外侧的角焊缝强度验算公式2 2点：翼缘焊缝与腹板焊缝相交点的角焊缝强度验算公式点：翼缘焊缝与腹板焊缝相交点的角焊缝强度验算公式点：翼缘焊缝与腹板焊缝相交点的角焊缝强度验算公式点：翼缘焊缝与腹板焊缝相交点的角焊缝强度验算公式由于牛腿翼缘竖向刚度低，故一般考虑由于牛腿翼缘竖向刚度低，故一般考虑剪力由腹板上两条竖向焊缝承受，剪力由腹板上两

15、条竖向焊缝承受，弯矩由全部焊缝承受。弯矩由全部焊缝承受。【解解解解】采用如图采用如图b b所示沿牛腿周边围焊的角焊缝，且再所示沿牛腿周边围焊的角焊缝，且再转角处连续施焊。可取焊缝的有效截面如图转角处连续施焊。可取焊缝的有效截面如图c c所示。所示。(b)(c)1.1.焊缝有效截面的几何性质焊缝有效截面的几何性质两条竖向焊缝的有效截面面积：两条竖向焊缝的有效截面面积：两条竖向焊缝的有效截面面积：两条竖向焊缝的有效截面面积：全部焊缝有效截面对全部焊缝有效截面对全部焊缝有效截面对全部焊缝有效截面对x x轴的惯性矩：轴的惯性矩：轴的惯性矩：轴的惯性矩：全部焊缝有效截面模量：全部焊缝有效截面模量：全部焊

16、缝有效截面模量：全部焊缝有效截面模量：2.2.焊缝强度验算焊缝强度验算A点承受由弯矩产生的垂直于焊缝长度方向的应力点承受由弯矩产生的垂直于焊缝长度方向的应力满足满足 fB fA fB(a)(b)(c)B点，承受由弯矩和剪力共同作用点，承受由弯矩和剪力共同作用满足满足 fB fA fB(a)(b)(c)例例2、图示摩擦型高强螺栓连接，图示摩擦型高强螺栓连接，M20M20，10.910.9级，喷砂生赤锈，级，喷砂生赤锈，验算连接强度。验算连接强度。已知：已知：M=106k.mM=106k.m；N=384kNN=384kN；V=450kNV=450kN。解：解：1 1、查取有关参数、查取有关参数 预拉力：预拉力：P=155kN;P=155kN;摩擦系数：摩擦系数：=0.45=0.45 2、确定控制点、确定控制点 经受力分析控制点为最经受力分析控制点为最 上排螺栓上排螺栓。3、最上排螺栓分项受力、最上排螺栓分项受力n 轴力轴力N N：各螺栓均匀受拉：各螺栓均匀受拉n 弯矩弯矩M M作用：最上排受最大拉力作用：最上排受最大拉力 其中其中n总拉力：总拉力：n剪力剪力V V：各螺栓均匀受剪：各螺栓均匀受剪4 4、承载力验算、承载力验算5 5、结论：连接承载力满足要求、结论：连接承载力满足要求