钢结构复习资料

钢结构复习资料残余应力和残余应变是焊接的一大（缺点）。2•钢结构施工前的准备工作包括（审查图纸、详图设计、材料准备）。3•钢梁按截面形式可分为（型钢梁）和（组合梁）两大类。4•计算屋架杆件内力时，假定各节点（均为铰接），轴向力可根据计算简图采用图解法和数解法（节点法或截面法）5•焊接过程是一个不均匀加热和（冷却）的过程。（钢屋盖）通常由屋面板、屋架和支撑三部分组成。钢屋架杆件的设计内容主要有：选择杆件（截面形式）计算杆件内力；根据强度、刚度、稳定性和构造要求确定杆件截面尺寸。7•钢结构工程施工质量验收应在施工单位（自检合格）的基础上，按分部工程（子分部）、分项工程、检验批三个层次进行。8.钢结构安装准备工作是（技术）准备和（施工现场各项）准备两大内容。9•钢构件制作工厂实现高效、正确加工的同时得出必要信息的准备工作是（放样）。钢结构加工的特点是（标准严、要求精度高、效率高）、可实现机械化、自动化。使用高强螺栓作连接节点处的钢材表面加工叫（摩擦面处理）。空间网架结构安装有（六）种安装方法。钢结构分项工程按照主要工种、材料、施工工艺等共划分为（10）个分项。钢结构的优点是：自重轻，（塑性、韧性）好，工作可靠，工业化生产程度高，环保性能好，可重复使用，可节约能源，能制成不渗漏的密闭结构，耐热性能好。15•国家规定厚度小于16mm的Q235、Q345、Q390钢的屈服强度的最低限值分别为fy=（235、345、390）MPa。钢材有两种破坏形式：塑性破坏和（脆性）破坏在放样时，直接在钢材上计入加工、拼装、焊接等工作中必需信息的工序叫（划线）。钢结构涂装有（九）条注意事项。连接设计应符合（安全）可靠、节约材料、构造简单、施工方便等原则。轴力受力构件的截面形式一般分为（实腹式型钢）截面和（格构式组合）截面两类。在钢结构施工质量验收过程中，施工单位对（施工质量）负责，监理工程师或建设单位项目负责人对（检查验收结果）负责。实腹式压弯构件的设计思路为确定截面，进行强度、刚度、及稳定性验算，然后进行柱头和柱脚的（连接构造）设计。焊接过程是一个（不均匀加热）和冷却的过程。钢结构工程的施工检验批是（建筑工程质量）的基础。问答题：简要说明提高钢结构耐火性能的主要方法？（1）水冷却法；（2）屏蔽法；（3）水喷淋法；（4）耐火轻质材料外包；（5）涂刷耐火材料；（6）浇筑混凝土或砌筑耐火砖。3•焊接建筑钢构件的特征有哪些？（1） 焊接长度不一，板厚的种类较多，构件的数量也较多；（2） T型连接较多；（3） 焊缝集中。钢结构的目的是什么？满足某种功能要求。（2）以最有效的途径将外荷载及自重传到基础。3•简要说明钢结构施工编制施工组织设计包括的内容？（1）工程概况；（2）安装方案；（3）技术措施；（4）施工进度计划；（5）质量安全要求。抗剪螺栓可能破坏有几种形式？直径较小而板件较厚时，螺栓杆可能剪切破坏。直径较大而构件相对较薄时，连接孔由螺栓壁被挤压而丧失承载力。构件本身由于截面开孔过多而被拉断。由于板件端部螺栓孔距端局太小而被剪坏。由于连接板叠太厚，螺栓杆太长，杆身可能发生过大的弯曲而破坏。影响钢材性能的主要因素有哪些？(1)化学成分；(2)冶炼、浇注和轧制过程；(3)残余应力；(4)应力集中；(5)温度；钢材的冷作硬化和时效.应力集中？钢结构的钢材存在孔洞、槽口、凹角裂纹、温度变化、形状变化及内部缺陷等构造缺陷，钢材中的应力在缺陷区域的某些部位将出现局部高峰应力，而其它部位出现应力降低，这种在较小区域内应力突然增高的的现象称为应力集中。7•简要说明钢结构施工现场准备工作的内容？(1)路线；(2)现场环境；(3)电源；(4)安全准备；(5)构件准备。温度；(6)钢材的冷作硬化和时效.计算题1.如图所示角钢，两边用角焊缝和柱相连，钢材采用Q345钢，焊条E50，手工焊，受静力荷载值F=400kN，是确定焊角尺寸(转角处绕角焊2hf,Lw=200mm，Bf=1.22)解：将偏心力F向焊缝形心简化，可与M=Fe、V=F单独作用等效，转角处角焊2hf，Lw=200mm。焊缝有效截面的几何特性Awf=2X0.7X20=28hfWwf=2Xht202=93.3hf0fxw=400xlO3x30/93.3hfxlO2=1286hfTfyv=V/Afw=400xlO3x30/hfxl0=1429hf根据角焊缝的基本计算公式,a点焊缝的合力点小于或等于Fwf=200N/mm2,即卩(OfxM/Bf)2+(TfyV)2Wfwf=200Hf=1669/200=8.35mm,所以取hf=9mm.2•如图一受斜向拉力设计值F=100kG作用的C级普通螺栓连接强度。螺栓钢材采用Q235,fvb=140N/mm2,fcB=305N/mm2.螺栓M20.解:(1)单个螺栓承载力NbV=nvnd2/4fvb=1xnx202x140=43.98KNNbc=dZtfbc=20x10x305=61KN(2)内力计算N=F八2=10/2=70.92KNV=F八2=10/、'2=70.92KNT=Ve=70.92x150=10638KN(3)螺栓强度验算在轴力N,剪力V,扭矩T作用下,1#螺栓最为不利：N1xN=N/n=70.92/6=11.82KNN1yV=V/n=70.92/6=11.82KNN1XT=Ty1/(Z6x2+Z右y2)=10638x150/150000=10.64KNN1yT=TX1/(Zix2+Z右y2)=10638x100/150000=7.09KN螺栓“1”承受的合力为N1T,N,V=(N1xN+N1XT)2+(N1yV+N1yT)2=(11.82+10.64)2+(11.82+7.09)2=29.4KNWNbV=Nbmin=43.98KN(满足).3•如图一端固定一端铰接工字型截面组合柱，轴心力设计值N=700kN，柱的长度为5.5m,钢材为Q235,焊条为E43型，翼缘为轧制边。允许挠度『入』=150.解：(1)初选截面尺寸由表附录1得f=215N/mm2截面对x轴属b类界面，对y轴属c类界面假定入=80,由表附录2得Ux=.688,uy=0.578,xAt=N/uyf=700x103/0.578x215=56.33cm2构件计算长度L0=pL=0.8x5.5=4.4m右xT=Lox/入=4.4x102/80=5.5cm右yT=Loy/A=4.4x102/80=5.5cm由附表8的截面关系a1=0.43,a2=0.24h=右xT/a1=5.5/0.43=12.8cm,h=右yT/a2=5.5/0.24=23cm,初选b=240mm,按b、h大致相等的原则，取h==240mm.翼缘采用10x240，其面积A翼=24x1x2=48cm2腹板所需面积A腹=56.33—48=8.33cm2tw=8.33/(24—2)=0.38cm，取tw=6mm(2)截面验算A=22x0.6+2x24x1.0=61.2cm2Ix=0.6/223+2x24x1.0x11.52=6880.4cm4Iy=2x1.0x2433/12=2304cm46x=Ix/A=6880.4/61.2=10.6cm,Ax=440/10.6=41.5cm6y=Iy/A=2304/61.2=6.14cm,Ax=440/6.14=71.66cm强度O=N/A=700xl03/61.2xl02=114.4N/mm2vZf=215N/mm2（满足）刚度入max=Ay=90W『入』=160（满足）整体稳定：由附表3得Ux=.893，uy=0.631（c类）N/UyA=700x103/0.6316.12x102=181.3cN/mm2<Zf=215N/mm2（满足）局部稳定：b1/t=117/10=11.7Z10+0.1入=10+0.1x71.66=17.17（满足）h0/tw=220/6=36.7Z25+0.5入=25+0.51x71.66=60.83（满足）.4•某设计用摩擦型高强度螺栓的双盖板拼接接头。钢材用Q345钢，钢板截面340x20mm,采用10.9级M20高强螺栓，孔径d°=22mm,连接的接触面采用喷砂处理，承受的轴心拉力N=1600KG。（预拉力P=155KN,p=0.5）,所需要多少个螺栓。解：一个摩擦型高强螺栓的抗剪设计承载力Nvb=0.9nfpP=0.9x2x0.5x155=139.5KN所需螺栓数n=N/Nvb=1600/139.5=11.47选用12个摩擦型高强度螺栓，则O=（1—0.5n1/n）xN/An=（1—0.5x4/12）x1600x103/【20x（340-24x4）】=273.2N/mm2Zf=295N/mm2.（符合要求）5.某钢屋架，钢材选用Q235，焊条采用E43型，手工焊，屋面采用1.5x6.0m预应力大型钢筋混凝土屋面板，屋面永久性荷载3.58kN/m2,屋面活荷载0.98knN/m2，屋架及支撑自重0.61kNm2。（1）按3种荷载组合对屋架设计时的荷载计算。（2）若已知上弦杆件轴力N=931.2kN，稳定系数为0.807，设计其杆件。（假设钢屋架平面内节间轴线长度L0x=150.8cm，平面外计算长度L0y=301.5cm,入=60，全跨屋架和支撑自重取0.61KN/m2）解：（1）按3种荷载组合全跨永久荷载+全跨可变荷载=全跨节点永久荷载及可变荷载P=（3.58+0.98）x1.5x6=41.04KN.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：P1=3.58x1.5x6=32.22KN.半跨节点可变荷载：P2=0.98x1.5x6=8.82KN.全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架和支撑自重：P3=0.61x1.5x6=5.49KN.半跨节点屋面板自重及活荷载：P4=（1.89+0.89）x1.5x6=25.83KN.（2）已知N=931.2KN,假定入=60，查附表5.1，U=0.807,所需面积A=N/Uf=931200/（0.807x215）=5366.99mm2回转半径右x=Lox/入=150.8/60=2.51cm,£y=Loy/A=301.5/60=5.03cm根据所需的A、右x、右y查型钢表，选用2Z160x100x12（短肢相拼）A=60108mm2.回转半径右x==2.82cm,右y=7.44cm.进行长细比及稳定性验算：入x=Lox/右x=150.8/2.52=53.48Z【入】=150,入y=Loy/右y=301.5/7.74=38.95Z【入】=150由入x=53.48查附表5.1,ux=0.84O=N/uA=931200/(0.84x66•某焊接工字型梁，腹板上设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受的M=160kN.m,V=300kN,钢材为Q235-B,焊条为E43型,手工焊。焊缝为三级检验标准，加引弧板施焊。(b=260mm,tw=12mm,h=412mm,翼缘厚tb=16mm,ftw=185N/mm2,fvw=125N/mm2).验算焊缝强度。解：对接焊缝的计算截面与腹板截面相同，则有Ix=1x1.2x383/12+2x1