钢结构课程总复习

1、第一章 绪论 极限状态： 承载能力极限状态: 正常使用极限状态:mn0Q1L1Q1kQiLidj=1i=2(+S+)R2012 GjGjkciQikSS（）mnQiLij=1i=2+(2012) GjGjkciQikSS0d（） Rmn1cj=1i=2+v(2012)GjkQ kiQikSSS第二章 钢结构的材料 第2.1节 钢结构对材料的要求 钢结构对材料的基本要求 第2.2节 钢材的破坏形式破坏形式破坏形式特特 征征断断 口口后后 果果塑性破坏塑性破坏构件应力超过屈服点构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明强度后，构件产生明显的变形并断裂。显的变形并断裂。

2、断裂时断口与断裂时断口与作用力方向呈作用力方向呈4545，呈纤维，呈纤维状，色泽发暗状，色泽发暗在破坏前有很明显在破坏前有很明显的变形，并有较长的变形，并有较长的变形持续时间，的变形持续时间，便于发现和补救。便于发现和补救。脆性破坏脆性破坏在破坏前无明显变形在破坏前无明显变形，平均应力也小（一，平均应力也小（一般都小于屈服点），般都小于屈服点），没有任何预兆。没有任何预兆。断口平直并呈断口平直并呈有光泽的晶粒有光泽的晶粒状。状。突然发生的，危险突然发生的，危险性大，应尽量避免性大，应尽量避免。第二章 钢结构的材料 第2.3节 钢材的主要性能 2.3.1 受拉、受压及受剪时的性能 2.3.2 冷

3、弯性能 2.3.3 冲击韧性 第2.4节 各种因素对钢材主要性能的影响 2.4.1 化学成分 2.4.2 冶金缺陷 2.4.3 钢材硬化 2.4.4 温度影响 2.4.5 应力集中 2.4.6 荷载的影响第二章 钢结构的材料 第2.5节 复杂应力作用下钢材的屈服条件222222() 3()(2 1)redxyzxyy zzxxyyzzxyf 2221223311()()()(22)2redyf222(2)33redxyxyxyyf 223redyf233redyf0.58(2 6)3yyvyfff第二章 钢结构的材料 第2.6节 钢材的疲劳 2.6.1 疲劳破坏特征 1.概念 2.疲劳破坏的机

4、理 3.疲劳破坏与脆性破坏比较4. 影响疲劳破坏的主要因素 2.6.2 常幅疲劳 1.容许应力幅 2. 常幅疲劳验算 2.6.3 变幅疲劳 吊车梁1(29)CN(2 10) 62 10(2 12)fn 第二章 钢结构的材料 第2.7节 钢材的种类和规格 2.7.1 钢材的种类 1.碳素结构钢 2.低合金高强度结构钢 2.7.2 钢材的选择 1.选择钢材的一般原则 2.钢材选择的注意事项 2.7.3 钢材的规格 1.热轧钢板 2.热轧型钢第三章 钢结构的连接 第3.1节 钢结构的连接方法 焊缝连接 螺栓连接 铆钉连接 第3.2节 焊接方法和焊缝连接形式 3.2.1 钢结构常用焊接方法 1、手工电

5、弧焊 2、埋弧焊（自动或半自动） 3、气体保护焊 3.2.2 焊缝连接形式及焊缝形式 1、焊缝连接形式： 2、焊缝形式 3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检验 1、焊缝缺陷 2、焊缝质量检验 3、焊缝质量等级及选用第三章 钢结构的连接 第3.3节 角焊缝的构造与计算 3.3.1 角焊缝的形式和强度 1、角焊缝的形式：直角角焊缝、斜角角焊缝 2、直角角焊缝的布置： 正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝 3、直角角焊缝的受力分析 4、破坏截面的提出：假定破坏发生于45 喉截面上 5、有效截面 3.3.2 角焊缝的构造要求 1、焊角尺寸hf的构造要求 （1）最大焊脚尺寸： hf,max1.2t1 （2）最小焊

6、脚尺寸,min1.5fht第三章 钢结构的连接 2、焊缝计算长度的构造要求 （1）侧面角焊缝的最大计算长度 （2）侧面角焊缝的最小计算长度 3、搭接连接的构造要求 3.3.3 直角角焊缝强度计算的基本公式fwhl60 840wflhmm且22(37 )fwffffwfffe wNfh l（3-83-8）wffe wVfh l（3-93-9）第三章 钢结构的连接 3.3.4 直角角焊缝连接的计算 1、轴心力作用时角焊缝的计算 （1）承受斜向轴心力的T形角焊缝连接N Nx xN Ny yN N2wl2wl f fN图图3.3.12 sin(310)fweNl hcos(311)fweNl h22(

7、3 12)fwffff第三章 钢结构的连接 （2）轴心力作用下的盖板对接连接 仅采用侧面角焊缝连接 采用三面围焊连接（矩形盖板）N NN Nl lw wwfwefflhN N NN NlwlwwffweNfl hwffweNNfl h第三章 钢结构的连接 采用三面围焊连接（菱形盖板） N NN Nlw1lw3 3lw2图图3.3.15wffe wNfh l312244wffewwefewNfhll hhl第三章 钢结构的连接 （3）承受轴心力的角钢角焊缝连接 仅用侧面焊缝连接 采用三面围焊x xx xlw1w1lw2w2N NN N1 1N N2 2cb11b eNNk Nb肢背焊缝肢背焊缝肢

8、尖焊缝肢尖焊缝22eNNk Nb1w1wf1f20.7Nlhf2w 2wf 2f20.7Nlhfx xx xlw1w1lw2w2N NN N1 1N N2 2cbN N3 3wfff337 . 02fbhN11312Nk NN肢背焊缝肢背焊缝22312Nk NN肢尖焊缝肢尖焊缝第三章 钢结构的连接 采用L形围焊x xx xlw w1 1N NN N1 1cbN N3 3（3-223-22）13NNN322Nk N（3-213-21）1w1wf1f3f 3wffw320.720.7NlhfNhfl（3-233-23）（3-243-24）第三章 钢结构的连接 2、受弯矩M 、轴力N 、剪力V联合作

9、用的角焊缝计算 （1）偏心斜拉力作用 有效截面有效截面he elwAM=NM=Nx xe eN Nx xA AN NN Ny ye eA由由N Nx x由由N Ny yA由由M MxxNee w2NNAh lM2ee w62MMWh lxfA2e we w622NMh lh lyyfAee w2NNAh l22wfAfAfff第三章 钢结构的连接 （2）V、M共同作用下角焊缝强度计算f2f2f1f1M MV V1 1腹板焊腹板焊缝缝f f1 12 2翼缘焊翼缘焊缝缝x xx xh h1 1h h2 2对于翼缘最外纤维对于翼缘最外纤维1点处：点处：w1f1ffw2hMfI对对翼缘与腹板焊缝交点翼

10、缘与腹板焊缝交点2处：处：2f2w2hMIf2e2 w2Vh l（）22wf2f2fff第三章 钢结构的连接 （3）承受扭矩与剪力联合作用的角焊缝计算VyVy O Or rr rT Tx xx xTxTxTyTyA Ay yy yA Ar r1 1r ry y0.7h0.7hf f0.7h0.7hf fx xx xl lt tx x0 0y yy yl l2 2e e1 1e e2 2A AV VT TA Ar rr rT TTPxyT rT rIIIT T作用下作用下A A点应力点应力: :sincosyyTxTPPxxTyTPPrT rT rIrIrT rT rIrI剪力剪力V作用下，作用

11、下，A点应力点应力: :Vye wVh l22TyVywTxfff第三章 钢结构的连接 第3.4节 对接焊缝的构造与计算 3.4.1 对接焊缝的构造 1、对接焊缝的坡口形式 2、对接焊缝的优缺点 3、对接焊缝的构造处理 3.4.2 对接焊缝的计算 1、轴心受力的对接焊缝 2、承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 （1）板件间对接连接wwtcwNffl t或wVwwwmax23ftlVtIVSwmaxt2w6wMMfWl t第三章 钢结构的连接 （2）工字形截面梁对接连接计算 3、承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝wt21211 . 13fmaxwtwMfWmaxmaxwVwVSfI tmax

12、maxwNMtwwNMfAW，maxmaxwVwVSfI t22NM1131.1wtf（+）第三章 钢结构的连接 第3.5节 焊接应力和焊接变形 3.5.1 焊接应力的分类和产生的原因 3.5.2 焊接应力对结构性能的影响 3.5.3 焊接变形 3.5.4 减小焊接应力和焊接变形的措施 1. 设计方面的措施 2、工艺上的措施 第3.6节 螺栓连接的构造 3.6.1 螺栓的种类：普通螺栓、高强度螺栓 3.6.2 螺栓的排列 3.6.3 螺栓连接的构造要求N1TTOr1x1y1y2N1TxN1TyNt21第三章 钢结构的连接 第3.7节 普通螺栓连接的工作性能和计算 3.7.1 普通螺栓的抗剪连接

13、 1、抗剪连接工作性能和破坏形式 2、单个普通螺栓抗剪连接的承载力计算 3、普通螺栓群抗剪连接计算 （1）普通螺栓群轴心受剪 （2）普通螺栓群偏心受剪bbccNdtfbv2vbv4fdnNbminNNn 1FFNn1111Tx1T2221iiiyTyTyNNrrxy 1111Ty1T2221iiixTxTxNNrrxybmin21F1Ty21Tx1NNNNN第三章 钢结构的连接 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接 1、单个普通螺栓的抗拉承载力 2、普通螺栓群轴心受拉 3、普通螺栓群在弯矩作用下bt2ebtebt4fdfANbtNNn b11t2iMyNNyM刨平顶紧刨平顶紧承托承托(板板)M1 2

14、 3 4受压区受压区y1y2y3N1N2N3N4中和轴中和轴第三章 钢结构的连接 4、普通螺栓群偏心受拉 3.7.3 普通螺栓受剪力和拉力的联合作用b1maxt2iMyNNNny1m in2iM yNNnyMN eb1t2iiNe yNNy 验算螺栓剪验算螺栓剪-拉联合作用：拉联合作用：12btt2bvvNNNNbvcVNNn验算孔壁承压：验算孔壁承压：第三章 钢结构的连接 第3.8节 高强度螺栓连接的工作性能和计算 3.8.1 高强度螺栓连接的工作性能 1、高强度螺栓的类型 2、高强度螺栓的预拉力 3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数 4、高强度螺栓抗剪连接工作性能 （1）高强度螺栓摩擦型抗剪连接

15、 （2）高强度螺栓承压型抗剪连接bvf0.9NnP2244bbbbevvvvvvddNnfNnf或bbccNdt fminminbbbvcNNN，第三章 钢结构的连接 5、高强度螺栓抗拉连接工作性能 6、高强度螺栓同时承受剪力和拉力连接的工作性能 （1）高强度螺栓摩擦型连接 （2）高强度螺栓承压型连接 3.8.2 高强度螺栓群的抗剪计算 1、受轴心剪力作用 （1）对于摩擦型连接： （2）对于承压型连接：0.8btNP24bbbetettdNA ffbvf0.9NnPvtbbvt1NNNN0.8btNP22vtbbvt1NNNNbcv1.2NN bvNNn 0.9bvNnfPbNNnmin 24

16、bbvvvdNnfbbccNdtf24bbevvvdNnf或或minminbbbvcNNN，第三章 钢结构的连接 2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下1FFNn（ ）扭矩扭矩T作用下：作用下：112211TxnniiiiT yNxy22111bTxTyFvNNNN由此可得螺栓由此可得螺栓1的强度验算公式为的强度验算公式为: :22111minbTxTyFNNNN摩擦型连接摩擦型连接: :承压型连接承压型连接: : 112211TynniiiiT xNxy第三章 钢结构的连接 3.8.3 高强度螺栓群的抗拉计算（注意与普通螺栓的区别和联系） 1、受轴心拉力作用 2、高强度螺栓群受弯矩作用 3、高强度螺

17、栓群偏心受拉 4、高强度螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用第四章 轴心受力构件 第4.1节 概述 轴心受力构件包括轴心受压杆和轴心受拉杆。 轴心受力构件常用的截面形式可分为实腹式与格构式 轴心受力构件的计算内容 第4.2节 轴心受力构件的强度和刚度(41)NfAn(42)NfANIINIIIIIIIIIIIINNN ,143nNfA 110.51nNNnnn 计计算算截截面面上上的的螺螺栓栓数数；连连接接一一侧侧的的螺螺栓栓总总数数。 ,110nAbndt 其其中中：第四章 轴心受力构件 4.2.2 刚度计算 第4.3节 轴心受压构件的稳定 4.3.1 整体稳定的计算 理想的轴心受压构件有三种屈

18、曲形式，即：弯曲弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 轴心受压构件整体稳定的设计准则：屈服准则；屈服准则； 边缘屈服准则；边缘屈服准则； 压溃准则；压溃准则； 经验公式经验公式 柱子曲线柱子曲线0maxmin (44)li第四章 轴心受力构件整体稳定的计算 公式使用说明：截面分类；构件长细比的确定（截面为双轴对称或极对称构件；截面为单轴对称的构件） 4.3.2 局部稳定的计算 局部失稳概念 翼缘 腹板 对T形截面 T形钢NfA 即： 235100.1ybtf0235250.5wyhtf第四章 轴心受力构件 轴压构件的腹板局部稳定不满足时的解决措施 第4.4节 轴心受压柱的设计

19、4.4.1 实腹柱设计 步骤（1）截面面积A的确定 （2）求两主轴方向的回转半径： （3）由截面面积A和两主轴方向的回转半径ix，iy，优先选用轧制型钢，如工字钢、H型钢 （4）由求得的A、h、b，综合考虑构造、局部稳定、钢材规格等，确定截面尺寸。 （5）构件验算：截面有削弱时，需进行强度验算；整体稳定验算；局部稳定验算；刚度验算。第四章 轴心受力构件 4.4.2 格构柱设计 1、格构柱的分类：缀条格构柱;缀板格构柱 2、等稳定性原则：通过调整两肢间的距离，实现对两主轴的等稳定性。 3、格构式轴压构件设计 （1）强度计算； （2）整体稳定验算 对实轴（y-y轴）的整体稳定计算 对虚轴（x-x）

20、的整体稳定计算 得得。并并按按相相应应的的截截面面分分类类查查由由yyyfAN 得。得。并按相应的截面分类查并按相应的截面分类查由由xxxfAN0 第四章 轴心受力构件 （3）分肢稳定性 （4）缀材设计：轴心受压格构柱的横向剪力；缀条的设计；缀板的设计 （5）格构柱的设计步骤： 格构柱的设计需首先确定柱肢截面和缀材形式。对于大型柱宜用缀条柱，中小型柱两种缀材均可。 按对实轴（y-y轴）的整体稳定确定柱分肢截面，方法同实腹柱。 按等稳定原则确定两分肢间距，即使0 x=y。 双肢缀条柱： 双肢缀板柱：yxxAA 120272127xyAAyxx 2120221xy第四章 轴心受力构件 得到x后，即

21、可得到对虚轴的回转半径： 根据截面特性，即可直接计算出两肢间距a。 验算对虚轴的整体稳定，并调整b； 设计缀条或缀板及它们与柱分肢的连接。 验算刚度，要求：y和0 x均不得超过。 分肢稳定性检验。 4.4.3 柱的横隔 第4.5节 柱头和柱脚 柱头定义、柱脚的定义及作用 柱脚的计算：底板的计算（底板的面积、底板的厚度 ）、靴梁的计算、隔板与肋板的计算xxxli 0 第五章 受弯构件 第5.2节 梁的强度和刚度 5.2.1 梁设计中应满足的两种极限状态 5.2.2 梁的强度 梁的抗弯强度 工作阶段:弹性工作阶段、弹塑性工作阶段、塑性工作阶段、应变硬化阶段表表5.1 5.1 梁设计

22、中应满足的两种极限状态梁设计中应满足的两种极限状态刚度刚度梁的变形极限状态梁的变形极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态局部稳定局部稳定整体稳定整体稳定稳定承载力稳定承载力复杂应力状态下强度复杂应力状态下强度局部承压强度局部承压强度抗剪强度抗剪强度抗弯强度抗弯强度强度承载力强度承载力承载能力极限状态承载能力极限状态需要满足需要满足需要满足需要满足内容内容极限状态极限状态第五章 受弯构件 梁的抗剪强度 局部承压强度 复杂应力作用下强度 5.2.3 梁的刚度fWMnxxxfWMWMnyyynxxxvwfItVSfltFzwc22213eqccfww

23、第五章 受弯构件 第5.3节 梁的整体稳定和支撑 5.3.1 梁整体稳定的概念 5.3.2 梁整体稳定的保证 5.3.3 梁整体稳定的计算方法fWMxbxfWMWMyyyxbx第五章 受弯构件 第5.4节 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计 5.4.1 梁局部失稳的概念 5.4.2 受压翼缘的局部稳定 5.4.3 腹板的局部稳定 5.4.4 加劲肋的构造和截面尺寸 横向加劲肋的间距a不得小于0.5h0， 也不得大于2h0 横向加劲肋的宽度：123515ybtf40mm300 hbs第五章 受弯构件 5.4.5 支承加劲肋的计算第5.6节 型钢梁的设计5.6.1单向弯曲型钢梁1. 计算梁的内力 2.计

24、算需要的净截面抵抗矩Wnx 3.强度验算 4.整体稳定性验算 5.刚度验算 5.6.2 双向弯曲型钢梁1. 计算梁的内力 2.计算所需的净截面抵抗矩Wnx 3.强度验算 4.整体稳定性验算 5.刚度验算 F/()cececeAfF/()Af第五章 受弯构件 第5.7节 组合梁的设计 5.7.1 截面尺寸初估 1.截面高度的确定：所选梁高应同时满足以上三个条件，即 ,并尽可能等于或略小于经济高度。 2.腹板尺寸的确定 3.翼缘板尺寸的确定 5.7.2 截面验算 1.弯曲正应力验算 2.最大剪应力验算 3.局部压应力验算 4.折算应力验算 5.整体稳定性验算 6.刚度验算 第五章 受弯构件 5.7

25、.3 组合梁截面沿长度的改变 5.7.4 焊接组合梁翼缘焊缝的计算 第5.8节 梁的拼接、连接和支座wfxfffIhVSh4 . 11wtxzfffIVSlFh2124 . 11第六章 受拉和受弯构件 第第6.16.1节节 概述概述 6.1.1 6.1.1 拉弯构件概念拉弯构件概念 6.1.2 6.1.2 压弯构件概念压弯构件概念 6.1.3 6.1.3 计算内容计算内容 拉弯构件：拉弯构件： 压弯构件：压弯构件：第六章 受拉和受弯构件 第第6.26.2节节 拉弯和压弯构件的强度拉弯和压弯构件的强度 第第6.36.3节节 压弯构件的稳定压弯构件的稳定 6.3.1 6.3.1 弯矩作用平面内的稳

26、定性弯矩作用平面内的稳定性 6.3.2 6.3.2 弯矩作用平面外的稳定弯矩作用平面外的稳定fWMWMANnyyynxxxnmax1(10.8/)mxxxxxExMNfAWNN2(1 1.25/)mxxxxExMNfAWN N1txxybxMNfAW第六章 受拉和受弯构件 6.3.4 6.3.4 压弯构件的局部稳定压弯构件的局部稳定 （1 1）翼缘的稳定）翼缘的稳定 工字形工字形箱形和箱形和T T形截面形截面 （2 2）腹板的稳定）腹板的稳定yftb235151当当 时时6 . 100ywfth235)255 . 016(00当当 时时0 . 26 . 10ywfth235)2 .265 . 048