钢结构学习指导.pptx
《钢结构学习指导.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢结构学习指导.pptx(93页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、课程的主要内容1.基础(上篇)材料 连接 基本构件:轴心受力,受弯,拉(压)弯2.综合应用(下篇)结构设计:包括结构形式、结构布置、受力特点、计算简图、荷载组合和内力分析以及构造要求。第1页/共93页第第1 1章章 绪绪 论论内容提要:内容提要:我国钢结构的概况钢结构的特点及应用钢结构的设计方法钢结构课程的主要内容、特点和学习方法学习目标学习目标 掌握钢结构的特点及应用范围;了解钢结构的极限状态和概率极限状态法。第2页/共93页第第2 2章章 钢结构材料钢结构材料内容提要:内容提要:钢结构对材料的要求 钢材的破坏形式 钢材的主要性能 影响钢材力学性能的因素 钢的种类和钢材规格 钢材的疲劳和疲劳
2、强度第3页/共93页学习目标:掌握钢结构对钢材的要求、钢材的破坏形式、主要性能及其影响钢材性能的因素;能够正确选用钢材;了解建筑钢材的类别及其表达方式;掌握钢材的疲劳现象及影响疲劳强度的因素。第4页/共93页钢的种类和代号 结构用钢:普通碳素钢(低碳C 0.25)合金钢(低合金,合金元素5)1、碳素结构钢 主要五种:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 钢号表示方法举例:Q235A F Q235B b Q235C Q235D Q 屈服点,235 表示fy=235 N/mm2 A 无冲击要求 B 20 冲击功 27J C 0 冲击功 27J D-20 冲击功 27J F 沸腾,b 半
3、镇静2、低合金钢:Q295 Q345(16Mn、16Mnq)Q390(15MnV、15MnVq)Q420 Q460第5页/共93页原则:保证结构安全可靠,同时经济合理节约钢材。机械性能:fy、fu、5、1800冷弯性能、冲击韧性Ak化学成份:C、Si、Mn、S、P、O、N等脱氧方法:F、Z、b钢材质量等级和强度衡量标准钢材的选用:1.选用的影响因素 结构重要性;荷载特性;连接方法;结构所处的环境与工作温度;钢材的厚度第6页/共93页2.钢材的选用 根据上述原则,规范推荐钢材 Q235、Q345(16Mn、16Mnq)Q390(15MnV、15MnVq)Q420 Q460 (1)一般承重构件 三
4、项保证(fy、fu、5)和S、P含量合格 (2)较重要结构 四项保证(fy、fu、5、1800冷弯性能)(3)对繁重操作的吊车梁等结构 A 常温工作 五项保证(fy、fu、5、1800冷弯性能、常温冲击韧性Ak)B 负温工作 六项保证(fy、fu、5、1800冷弯性能、常温冲击韧性Ak、负温冲击韧性Ak)第7页/共93页钢材的规格1、钢板:-1200 8 厚钢板:厚4.560mm,宽6003000mm 薄钢板:厚0.354mm,宽5001500mm 扁钢:厚360mm,宽100200mm2、型钢:、型钢:角钢:等边 L100 8 不等边 L140 90 8 工字钢 :普通工字型20a、20b
5、轻型工字钢36Q 槽钢:普通槽钢 30a 25b 轻型槽钢 36Q 第8页/共93页 钢管:102 5 外径102 壁厚5H型钢和T型钢 宽翼缘H型钢 HW 宽翼缘T型钢 TW 窄翼缘H型钢 HN 窄翼缘T型钢 TN 中翼缘H型钢桩 HM 中翼缘T型钢桩TMHW3052037.813.0表示其公称高度305,宽度203,腹板厚度7.8,翼缘厚度13.0第9页/共93页 钢材的疲劳现象钢材的疲劳现象:实质:是微观裂纹在连续重复荷载作用下不断扩展甚至断裂的脆性破坏。过程:裂纹的形成缓慢的扩展最后迅速断裂 断口特征:光滑区和粗糙区第10页/共93页1 1、一般概念、一般概念1)、疲劳破坏的特点:a)
6、呈现脆性破坏特征 b)破坏时,截面的应力低于钢材的抗拉强度,甚至低于fy,破坏断口整齐。2)、疲劳破坏:钢材在循环应力多次反复作用下裂纹生成,扩展以致断裂的破坏现象。3)、疲劳强度:构件在反复荷载作用下,经过一定次数的循环后出现疲劳破坏时的最大应力。2 2、影响疲劳强度的因素、影响疲劳强度的因素 应力集中、应力幅、应力比以及应力循环次数,而与钢材的 静力强度 无关。第11页/共93页第第3 3章章 钢结构的连接钢结构的连接内容提要:内容提要:钢结构的连接方法焊接结构特性对接焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算焊接应力和焊接变形普通螺栓连接的构造和计算高强度螺栓连接的构造与计算第12页/共93页学
7、习目标:n了解钢结构的连接方法,n掌握焊接结构特性,n熟练掌握对接焊缝的构造和计算、角焊缝的构造和计算,n了解焊接应力和焊接变形,n掌握普通螺栓连接的构造和计算、高强度螺栓连接的构造与计算。第13页/共93页钢结构的连接方法钢结构的连接方法连接方法连接方法优优 点点缺缺 点点焊焊 接接对几何形体适应性强,构造简单,对几何形体适应性强,构造简单,省材省工,易于自动化,工效高省材省工,易于自动化,工效高对材质要求高,焊对材质要求高,焊接程序严格,质量接程序严格,质量检验工作量大检验工作量大铆铆 接接传力可靠,韧性和塑性好,质量传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,抗动力荷载好易于检查,抗动力荷载好
8、 费钢、费工费钢、费工普通螺栓普通螺栓连接连接装卸便利,设备简单装卸便利,设备简单螺栓精度低时不宜螺栓精度低时不宜受剪,螺栓精度高受剪,螺栓精度高时加工和安装难度时加工和安装难度较大较大高强螺栓高强螺栓连接连接加工方便,对结构削弱少,可拆加工方便,对结构削弱少,可拆换,能承受动力荷载,耐疲劳,换,能承受动力荷载,耐疲劳,塑性、韧性好塑性、韧性好摩擦面处理,安装摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造工艺略为复杂,造价略高价略高射钉射钉/自攻自攻螺栓连接螺栓连接灵活,安装方便,构件无须予先灵活,安装方便,构件无须予先处理,适用于轻钢、薄板结构处理,适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力不能受较大集中力第1
9、4页/共93页u对接焊缝的计算1、轴心受力的对接焊缝的计算第15页/共93页第16页/共93页2、斜向受力的对接的焊接分别验证正应力、剪应力,有一定的近似性第17页/共93页(1)矩形截面3.承受弯、剪、轴力共同作用的对接焊缝第18页/共93页 如下图所示两块Q235-BF钢板用对接焊缝相连接,内力设计值为:V=220kN,M=25kNm,焊缝质量等级为3级,试验算该对接焊缝强度。第19页/共93页(2)对称工字形截面3.承受弯、剪、轴力共同作用的对接焊缝第20页/共93页u角焊缝的计算角焊缝的计算第21页/共93页焊脚尺寸 hf角焊缝的构造角焊缝的构造第22页/共93页角焊缝计算的基本公式受
10、静力荷载和间接承受动力荷载直接承受动力荷载的结构对斜角焊缝无论哪种荷载均取第23页/共93页 试设计用拼接盖板的对接连接如下图所示,采用三面围焊。已知主板宽度B=400mm,厚度t=18mm;拼接盖板宽度b=360mm,厚度t1=10mm。承受静力轴心拉力设计值N=1450kN。材料为Q235-BF钢,手工焊,E43型焊条。第24页/共93页顶接连接角焊缝计算弯矩、轴力、剪力共同作用第25页/共93页扭矩、剪力和轴心力共同作用第26页/共93页u螺栓连接第27页/共93页螺栓连接的计算:略螺栓连接的计算:略第28页/共93页第第4 4章章 轴心受力构件轴心受力构件内容提要:内容提要:轴心受力构
11、件的强度和刚度轴心受压构件的整体稳定实腹式轴心压杆的局部稳定轴心受压实腹柱设计轴心受压格构柱设计柱脚设计第29页/共93页学习目标:n掌握轴心受力构件的强度和刚度、整体稳定、实腹式轴心压杆的局部稳定计算公式;n熟练掌握轴心受压实腹柱设计、轴心受压格构柱设计、柱脚设计内容与步骤。第30页/共93页1)、轴拉构件 强度,刚度2)、轴压构件 强度、整体稳定、局部稳定和刚度弯曲屈曲扭转屈曲弯扭屈曲第31页/共93页轴心受压实腹柱设计 主要设计内容:截面选择 强度验算,刚度验算 整体稳定验算 局部稳定验算 柱脚设计 与其它结构连接节点设计第32页/共93页一、截面设计时应遵循的原则1.宽肢薄壁:尽量使截
12、面面积远离主轴线,以提高整体稳定性和刚度2.等稳定原则:3.制造省工和连接简便二、设计步骤1.确定截面形式,假定长细比:2.按假定的 ,计算所需面积3.求所需截面回转半径:第33页/共93页4.确定型钢型号或组合截面各板件尺寸对型钢:根据Areq、ixreq和iyreq查型钢表中相近的数值,选择合适的型号。对组合截面:应以Areq、hreq、breq 为条件,并考虑设计原则,结合钢材规格,调配各板件尺寸。由回转半径与截面尺寸的关系:确定所需截面轮廓尺寸:5.由求出的A,h,b再考虑局部稳定要求初选截面尺寸,由 A=2bt+(h-2t)tw,令 tw(0.41.0)t 可求出t 和tw 如:焊接
13、工字形截面宜取:第34页/共93页6.对所选截面进行验算:1)强度:2)刚度:3)整体稳定:4)局部稳定:第35页/共93页例:如下图所示一剖分T型钢轴心受压构件载截面,规格为TW1503001015,计算长度l0 x=1509mm,l0y=3018mm。在翼缘板上设有两个直径d0=22mm的螺栓孔,材料为Q235-BF钢。试计算该构件所能承受的轴心压力设计值N。第36页/共93页 轴心受压格构柱设计一、主要设计内容:一、主要设计内容:截面选择 强度验算 刚度验算 整体稳定验算 单肢验算 缀条或缀板设计 连接节点设计 柱脚设计第37页/共93页二、设计步骤:按实轴稳定要求选定两分肢截面尺寸。按
14、 确定分肢间距。1.假定长细比2.由 计算所需截面面积A 3.求所需绕实轴截面回转半径4.根据A,初选分肢的型钢规格,验算实轴整体稳定和刚度第38页/共93页5.按虚轴与实轴等稳定原则确定 x。求对缀条式:对缀板式:分肢对最小刚度11轴长细比。设计时先按 且不大于40计算,以后即按照 缀板净距布置缀板,或者先布置缀板计算 亦可。构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和,可大约按 预选斜缀条的角钢型号,以后再按其所受内力进行验算。6.由 求第39页/共93页7.由 求两分肢尺寸c,h得:第40页/共93页8.截面验算:1)强度:2)刚度:3)整体稳定:由比较 ,取较小者为第41页/共93页4
15、)单肢稳定验算 N1单肢压力 A1单肢截面面积 单肢计算长度 分肢最小截面回转半径确定 时,对缀条柱:对缀板柱:且 40第42页/共93页9.缀条和缀板的设计规范实用计算公式为第43页/共93页1)缀条设计n承受Vb的斜缀条数有了 即可按轴压构件设计缀条。注意:缀条一般为单角钢,可能产生偏心,应对强度设计值 f 折减,P135第44页/共93页2)缀板设计相当于多层刚架 验算角焊缝是否满足。第45页/共93页第第5 5章章 受弯构件受弯构件内容提要:内容提要:梁的类型和应用梁的强度和刚度梁的整体稳定型钢梁的设计组合梁设计梁的局部稳定性梁腹板加劲肋的设计梁的拼接主次梁的连接第46页/共93页学习
16、目标:n了解梁的类型和应用,n掌握梁的强度、刚度和整体稳定计算,n熟练掌握型钢梁的设计、组合梁设计、梁的局部稳定性以及梁腹板加劲肋的设计,n了解梁的拼接、主次梁的连接 第47页/共93页 型钢梁的设计 型钢梁的设计需进行强度、刚度和整体稳定性计算,因腹板、翼缘宽厚比较小,局部稳定可保证,不必计算。单向弯曲型钢梁的设计步骤:1、计算梁内力 按荷载设计值计算Mx、V2、计算需要的Wnx 按Wnx初选型钢梁截面第48页/共93页3、强度验算第49页/共93页4、整体稳定验算 当无刚性铺板或l1/b1超过规定数值时5、刚度验算 第50页/共93页梁的局部稳定性梁的局部稳定性一、翼缘板的局部稳定性第51
17、页/共93页梁腹板加劲肋的设计 在焊接梁的设计过程中,翼缘板的局部稳定常采用限制宽厚比的方法来保证,而腹板的局部稳定则常采用配置加劲肋的方法来解决。1、腹板加劲肋的设置规定第52页/共93页第53页/共93页正应力和剪应力正应力和剪应力共同作用下共同作用下正应力、剪应力和正应力、剪应力和局部压应力共同作用下局部压应力共同作用下四边均匀压应力和四边均匀压应力和剪应力共同作用下剪应力共同作用下梁腹板区格内应力分布的几种形式2 2、腹板加劲肋配置计算、腹板加劲肋配置计算第54页/共93页第第6 6章章 拉弯和压弯构件拉弯和压弯构件内容提要:内容提要:拉弯和压弯构件的应用及其破坏形式拉弯和压弯构件的强
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢结构 学习 指导
限制150内