华中科技大学工程管理钢结构半开卷资料

1、7.2役计图1 以盖板的焊缱接头.己知钢板宽300mm, mm,承受轴心力役计值N=800kN（酸力荷tt -tWH Q235.E43成用 Q235 W材 2 2608. h=6mm .说明此建议取值的意义.Ml如图所示焊接I：字形等裁而简支梁髀度10m,在跨中作用 册力集中荷我,该荷我仃两部 分组成厂部分为永久荷猊标准位为200kN,另部分为活我，标准（ft为300kHft沿梁跨度 方向的支撑箕度a=15Qmn在支邱姓设有支承加劲肋，若该梁用Q235B制作，试验算该多 的强度，刚度是否满足要求?如果梁仅在支座处设有侧向支也该梁的整体枪定能否滴足要求？ 如果不能栗用何种净施？7.3试设计图2女

2、角钢和节点板间的连接角焊缝“A”.轴心拉力设计仇N=420kN铮力荷我. 钢材Q23SE43型焊条，手1：焊.7-4试设计图2倾佻印或仇 箱焊缝aBM需妾的却脚尺寸.75试验算图3所示焊接I：字形散而柱（*8面为焰切边）.轴心压力设计值HM500kN,柱的计 算长度如灼=6m.钢材Q235.界而无削弱.试确定如图所示承受静态轴心力的三面围焊连接的承栽力及肢尖焊缝的长度。己 知角钢2L125X10.与以度为8mm的节点板连接，其搭接长度为300mm,焊脚尺 寸hf=8mni.钢材为Q235-B,手工焊，焊条为E43型.76试验算图4示两种工字形而料受的最大轴心压力.例MQ235撰；以J边,柱高萌

3、圳简支（计算怆度等于柱高如图所示钢板与工字形柱的角焊缝T形连接h=8mm,钢板受斜向拉力L钢 材为Q235B钢.E I3型焊条。求图中e=0和e=5cm时，两条角焊缝所能传递的静 裁设计值&验算,跨度为知的1：作平台简支梁的整体稳定.裁而尺寸如图所示。永久荷载 l.bdnlfl qk= 12W-.冬、荷我5li l 庄为 qlk=60kN/m：钢材选用 Q236.fy=236MPao7-7试验算图5所示双对称i：字形截而筒支梁的整体和定性.梁跨度“nt在踏中央有一集中 荷毂500kN （设计仇）作用于梁的上翼缘跨中无侧向支承.材料Q235伯.某军向工作平台梁格布置知图所示,平台上无动力荷裁，均

4、布活荷栽标准值为 l.6kH/m2恒我标准值为3W/-2.钢材为Q236B,假定平台板为刚性.可以保证 次梁的整体稳定。试设计平台梁格的次梁（型钢）。7.8 实收式轴心受压柱冰受轴压力设汁仇300QRN,计算K唆奴=10m人=Sm裁面采用焊接 组合I：字形，尺寸如图6所示.冥缘为乾切边拥M Q235，容许K细比A 15Q.要求雌算整体稳 定性和局部检定性.11、高强咬堪栓连接按照设计和受力要求分为摩擦型和承乐型，前者依靠连接板 件之间的摩擦阻力传递荷栽，以财力不超过接触面摩擦力作为设计准则.后者允 许连接件之间接触面发生相对位移，以螺杆抗剪和孔壁承压破坏的极限承载力作 为设计准则.12、受剪螺

5、栓的破坏:栓杆剪断:螺栓直电小而钢板相对较厚/孔壁挤压:螺栓直 径较大而钢板较薄/钢板拉断:钢板因螺孔削弱较多/板瑞冲叨烦力方向的螺栓 端距或中距过小/螺杆受弯:螺栓过长前:计算.后两构造13、螺栓的排列：并列、错列.满足受力要求端距过小，截面削弱;过大，张口1、钢结构特点：。应高强、材质均匀、塑性初性好、良好的加工性能、密封性 好、耐热不耐火、耐腐蚀性差、低温冷脆倾向。应比范围:大跨度结构、I：业厂 房结构多层和高层建筑、高耸打;构、受动力荷栽影响的结构、轻型钢结构、可 拆卸结构.器.和乂他构俎物.更高的节施型忤.材料理论实际 吻好，更安全的结构。抗危性能。工业化生产，施工周期板，效率质量高

6、。储 存运输。2、采用以概率论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计 算，两种极限状态：承栽能力极限和正常使用极限状态。承栽能力极限状态:结构和构件达到最大承栽能力或出现不适于继续承裁的变形或翘曲构造要求中距过大，连接件接触而不够紧密，潮气容易进入缝隙而引 包括倾吱、强度破坏、疲劳破坏夜失稳定，结构变为机动体系或出现过度的变 形：正常使用极限状态：结构和构件达到正常使用或耐久性能的某些规定限值， 包括出现影响iE常使用或外观的变形、振动和J“胤破坏等；3、钢结构对材料的要求:较高的强度、足够的变形能力，良好的加工性能、价 格便宜，适应工作环境的能力。Q120I、设计规范推荐使用

7、的钢材:碳素结构钢Q235,低合金高强度钢Q345、Q390,5、钢材的卜度性能:屈服强度&：设计标准值（设计时可达的最大成力）: 版拉强携金钢材的噌灯、!力强略u/y为钢材的强度安全储备系数.伸 长奉：钢材断裂前塑性变形能力的指标：冷弯性能：钢材发生塑变时对产生斑 绞而抵抗能力。是判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综介指标。冲击韧性： 度最钢材断裂时吸收机械能的能力。表征钢材抗冲击荷我及动力荷裁的能力动 力指标，是强度与塑性的综介表现.分常温与负温冲击韧性：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.以及焊接后具备依好性能的指标，和初扭曲、荷栽作用点的初偏心、截面的形状和尺寸、构

8、件的屈曲方向，构件端6、影响钢材性能的囚灸（内因）化学成分的影响、成材过程的影响：（外因） 钢材的硬化、应力集中的影响、温度的影响、荷栽类型的影响。:、化学成分的影响：碳元素含童提高.则强度提高，但塑性、韧性、冷弯性能、 可焊性及抗锈蚀能力下降7丽构用钢含碳鱼W0.22%焊接站构严格控制在 0.2%以内。蚀Mn、硅Si、航V诡Hb、钛T铝Al、铭Cr和锹Hi基本上属于 右益元素.总添加合金元素的目的：可提高的强度，冲击韧性、耐腐蚀性， 而又不降低其塑性。琉S、璘P、氧0、氮H属于有害元素.一般都使钢材的塑性、韧性降低。硫和 /易.打攵热脆.磷和氮则易导致冷胞。8、冶炼过程中产生冶金缺陷,随保度

9、增加.钢材设计强度降低。9、钢材的硬化：冷作硬化、时效硬化和应变时效硬化，10、应力集中现象：钢结构构件中不可避免的存在着孔泪、槽口、凹角、裂缝、 以度变化、形状变化、内部缺陷等，使截面中的应力分布不再保持均匀，产生局 部高峰应力的现象M影响）有应力集中的钢材,材性变脆。成力集中处常产生 三向的问号拉应力.易使钢材开裂时也没有明显的塑性变形。应力集中对塑性良 好的钢结构脯力强度影响不大，但降低疲劳强度。II、随着那度的升高.钢材强度降低,变形增大。250度附近呈兰脆现幻 负温 钢材表现为屈眼点和强度均提商，而塑性韧性降低，对冲击韧性的影响尤其突出。 低温冷腕现象。12、荷载类型的影响:加荷速度

10、的影响循环荷载的影响。13、钢材的选择：结构或构件的重要性：荷栽性质（静栽或动栽）：连接方法（焊接或螺栓连接）：结构成力状态、工作环境（高、低温及腐蚀介质、钢材 的以度。对于重要结构、直接承受动裁的结构，处于低温条件下的结构及焊接 结构,一般应选用质量较高的钢材。Q235A不能用于焊接站构（没仆含碳鱼的 舍格保证,除非有相成保证K /原则:安全可靠.满足使用要求.经济合理：11、钢结构的破坏型式：整体失稳荷栽在尚未达到按强度计算的破坏荷我值时， 结构己不能继续承我井产生较大的变形.致使整体结构偏离原有位置而破坏或倒 塌/轴心受压构件:弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳;双轴对称:弯曲失刨薄壁十 字形

11、：扭转失血:单轴对称:弯扭失称:偏心受压（弯压构件）：弯矩作用平面内催;平而外弯扭失稳）、局部失稳（减小宽以比、加劲助）、强度破坏、脆 性断裂、疲劳破坏（构件和连接的构造类型（微砌纹应力集中）/应力幅，每 次应力循环中最大拉成力与最小拉应力或压成力的代敬差。/应力比.最小应力 与最大应力之比/应力循环次数疲劳脸算采用的是容许应力设计法.而不是以概 率论为基础的设计方法。采取合理构造细节设计,尽可能减少应力集中：严格 控制施工质域,减小初始裂纹尺寸:采取必要的工艺措施如打磨、敲打等。， 15、防止钢结构各种破坏的总体：计算防止：整体失榆、局部失稳、强度 破坏、疲劳破坏。起腐蚀施I：要求保证定的操

12、作空间 4普池螺榨遮接的构造和计。：1、汕心女力后件的依h分为型钢我面相组4 ：组合、乂分为实腹代和格构式/：柚 心受力构件设计包括强度、刚度、轴压还有整体、局冲;稳定脸算:试算法2、强度计算：（净截币3、刚度计算:长细比LKMWHE 裁面地堡也JF件为等裁而理想直杆,两端铉支:压力作用线与杆件形心轴重合，材 料为匀质：备向同性,无限弹性，符合虎克定律.特点:理想轴心受压构件弯曲屈曲 临界力随抗弯刚度的增加和构件K度的减小而璃天:临界应力与材料种类无关; 当构件两端为其它支果情况时，通过杆件计算长度系数来考虑.5. , .-W 残余梅力的分布和大小、构件的初弯曲部的约束程度、材料的力学性能（在

13、弹性范围轴心压杆临界力的大小与钢材强度 无关，强度较高钢材的轴心受压构件在弹塑性范围的临界力亦较大6、叫部秘定板件的屈曲.局部失稳并不意味构件失效.但是局部的失稳会导致 整体失稳提前发生.局部稳定承栽力与支狼条件、受力形式与状态及板件尺寸有 美，局部稳定的保证原则：保证整体失稳之前不发生局部失稳。等税原则:局部稳 定承我力， ； 二 定的控制方法：限制板件的宽（高）厚比。7、工字形截面局部榆定：8、格构式与实腹式枷J不I寸多为双轴对称裁面:更易实现两个方向的等 稳定:抗扭削度大:材料省/格构式与实腹3算的不同；还需计算绕虚轴 方向的整体稳定（绕虚轴失稳吐奶力由较弱的缀材承担，财切变形较大,产生

14、较 大的附加变形，故绕虚轴屈曲时的稳定狼栽力比相同长细比实腹式构件低.规范 规定用换算长细比来考虑剪切变形对临界力的影响：）:柱肢稳定（应保证各分 肢失稳不先于格构式构件整体失稳.）：缀件设计.9、实腹式斜 U G二仁：2汩任薄壁，在满足板件宽存比的条件下，使截面而积的分布尽量远高形心轴，仪增加裁而的惯性矩和回转半径,提高构 件的强度和刚度，达到经济的效果:构造简单，制造省E便其他构件连接.10*截血有削弱时，进行强度验算;整体稳定验址两个方向：陌部稳定.验算（热轧型省）：刚度验算:可与整体稳定验算同时进行：1、*年脸仰 型钢梁和沮1梁；以咯位置.简单梁格、普通梁格、复杂梁格。2、考虑塑性发展

15、系数的情况:3、梁的强度和验算部位:抗弯强度：不够增大腹板帜度（轧制工字钢可不验算）:中荷载且无支承加劲肋，腹板上边缘:计算高度边缘:;抗财强度腹板的中和轴,:局部承压强度集:折算成力强度腹板和构渣绷节防止3脆性断裂？的面质、闹也和死注。进行迎接设确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。勾对连接计时应遵循安全可靠、传力外勾的连接特点:焊接特点：构造简单、不削弱构件截面、加工方便、连2、钢站接密封性好、刖度大，易于采用自动化操作。但焊接结构存在残余成力和残余变 形，存在低温冷胞问题,以及裂缝易于通过焊缝展开：抑钉连接特点：塑性和 韧性好，传力可靠、质虫易于检查，但构造及施工复杂，用钢;；广；杵连

16、接特点：施匚简单,拆装方便,但用钢垦较大,螺栓精度仰M人目？，精度 寥川和女 碰开孔会削弱截面力强度螺栓连接特点:连接紧密、受 力良好、耐疲劳、可拆换、安装简单。但用钢鱼也较大,匚艺略为复杂.造价札3、: 1加槌刃二电弧焊（I：K动埋弧气体保护方、气体保护安、 电阻焊和电渣焊。不同钢种钢材相焊接时.宜采用与低强度钢相适应的焊条。2）焊接形式:按焊件相对位置平接（对接）、搭接、T形连接和角厦按施焊 位置： m 平焊）、横加立焊以及仰焊。按秀缝形式:对接焊缝（直对接焊 缝、斜对接焊缝），角焊缝（正面角焊缝、侧面角焊缝、斜角焊缝）3）焊缝缺陷一 一裂纹、气孔、未焊透、央渣、烧穿等 4）焊缝质量检验：

17、一级、二级、三（一级外观检查、超声波检查和X射线检查：二级，外观、超声波:三级,外观：f 说低不就KLQ235钢选择E43型焊条:Q315钢选择E50型焊条: Q390、Q120钢选择E55型焊条。E一焊条.第1、2位数字为焰妆金属的最小抗 拉强度（kg/-2）.第3、1位表示适用焊接位置、电流及药皮的类型。5、引弧板府作川对接母缝的起弧揣和灭孤端不易垮透，容易引起应力集中6、轴心受力对接焊缝：I、梁的刚度随截面高度增大，同时减小挠度标准值计算:5、W 归幻侑汩加、次梁的截面形式和其尺寸比例：梁的刨向抗弯刚度，自由 扭转刖度和翘曲刚度越大,临界、洲越大.荷载类型及沿梁跨分布情况;弯矩因越 饱满

18、的构件,临界弯矩越低.荷裁作用点在截面上的位置:横向荷栽作用在上其缘, 梁发生扭转时会加剧扭转，助长屈曲降低临界弯矩，反之，横向荷裁作用在下翼缘 时,则会减缓扭转提高临界弯矩.梁受乐冥缘倒向支承点间的距离;距离越小临界 弯矩越大.端部支承条件.约束程度越高临界弯矩越高：6、增强梁整体教定的措施:增大受压填缘的宽度:在受压契缘设置刻向支承：当梁 跨内无法增设刨向支撑时，宜采取闭台箱形截面:增加梁两端的约束提高其稳定 承我力.采取措施使梁端不能发生扭转.乌不需要验幼格体杨定的情况:有刚性铺极密铺在梁的受压其缘并与其牢固连 庆 能叶1笑压翼缘侧向位移时;H型钢成血或截面工字形简支梁受压翼 缘的门由长度与其宽度之比不超过规定的:数值8、梁的整体稳定性验算和趋定系数计算:9、J局部定:工字形、H形截面翼缘的局部拄定：腹板的同部稳定：设计原则:靠增大腹板以限制高以比：不经济.允许局部 失稳:考虑屈曲后强度.用加劲肋减小腹板支承尺寸提高局稳承载力（直接承受 动力荷栽普钢）（加劲肋的种类:横向加