《钢结构》课程考前辅导讲义

《钢结构》考前辅导复习要点例题详解第1、2章材料与设计原理第一节钢材的力学性能一、强度屈服强度fy－－设计标准值（设计时可达的最大应力）；抗拉强度fu－－钢材的最大应力强度，fu/fy为钢材的强度安全储备系数。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二、塑性－－材料发生塑性变形而不断裂的性质重要指标－－好坏决定结构安全可靠度，内力重分布，保证塑性破坏，避免脆性破坏。用伸长率衡量三、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。四、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。五、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标。通过焊接工艺试验进行评定第二节钢结构的破坏形式塑性破坏与脆性破坏影响因素－－化学成分、冶金质量、温度、冷作硬化、时效、应力集中、复杂应力。第3节钢材性能的影响因素一、化学成分－C、S、P、Mn、Si二、冶金与轧制三、时效四、温度－正温与负温，热塑现象、冷脆现象五、冷作硬化六、应力集中与残余应力－残余应力的概念以及它的影响。七、复杂应力状态－强度理论，同号应力，异号应力。第4节设计原理以概率论为基础的极限状态设计方法；分项系数表达式。两种极限状态－正常使用与承载能力极限状态。可靠性－－安全性、适用性、耐久性的通称失效概率－－结构不能完成预定功能的概率。可靠度－－可靠性的概率度量，在规定的时间内（设计基准期－分5、25、50以及100年），规定的条件（正常设计、施工、使用、维护）完成预定功能的概率。可靠度的控制－－控制失效概率小到一定水平。第五节钢材的品种、牌号与选择品种－炭素钢Q235；低合金钢Q345、Q390、Q420牌号的表示方法－Q、屈服强度值、质量等级（碳素钢A~D，低合金钢A~E）,冶金脱氧方法（F、b、Z、TZ）影响选择的因素结构的重要性（结构的安全等级分一级（重要），二级（一般），三级（次要））、荷载情况（动、静荷载）、连接方法（Q235A不能用于焊接结构）、环境温度。第3章钢结构的连接第1节钢结构的连接方法与特点焊接连接－对接焊缝，角焊缝螺栓连接－普通螺栓，高强螺栓铆钉连接－已基本被高强螺栓代替。第2节焊缝连接一、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）、电阻焊和气焊。2、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。3、焊缝缺陷－裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等。4、焊接形式按焊件相对位置－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。按截面构造－对接焊缝及角焊缝第3节对接焊缝的构造与计算一、构造破口形式－I型、单边V型、双边V型、U型、K型及X型。引、落弧板变厚度与变宽度的连接－≥1：4斜面。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；三级折减强度二、计算－－同构件。第4节角焊缝的构造与计算一、构造角焊缝分直角与斜角（锐角与钝角）两种截面。直角型又分普通、平坡、深熔型（凹面型）；板件厚度悬殊时角焊缝设计及边缘焊缝（P56，图3.21）二、受力特性正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀，承载力高；侧面焊缝应力状态简单，但内力分布不均，承载力低。破坏为45o截面。三、角焊缝的计算第5节普通螺栓连接一、连接性能与构造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（直线、折线）。构造满足前两种，（e≥2do；∑t≤5d）。受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度时需折减。受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限。施工及受力要求，螺栓有排布距离要求（栓距、线距、边距、端距）。分精制（A、B级）及粗制（C级，不能用于主要受力连接）二、计算1、单个连接承载力⑴、受剪连接抗剪与承压：⑵、受拉连接⑶、拉剪共同作用2、螺栓群连接计算⑴、轴力或剪力作用⑵、弯矩轴力共同作用⑶、扭矩、轴力、剪力共同作用其中：第6节高强度螺栓连接一、高强螺栓的受力性能与构造按计算原则分摩擦型与承压型两种。摩擦型抗剪连接的最大承载力为最大摩擦力。承压型抗剪连接的对答承载力同普通螺栓（Nbmin）。注意当连接板件较小时承压型的承载力小于摩擦型。受拉连接时两者无区别，都以0.8P为承载力。板件净截面强度计算与普螺的区别为50％的孔前传力。受剪连接时，螺栓受力不均，同普螺应考虑折减系数η。由于承压型设计的变形较大，直接承受动荷不易采用。设计认为摩擦力主要分布在螺栓周围3d0范围内。二、计算㈠、摩擦型螺栓连接计算1、抗剪连接2、抗拉连接（抗弯时旋转中心在中排）3、拉剪共同作用㈡、承压型螺栓连接计算计算方法同普通螺栓连接，应注意抗拉承载力拉剪共同作用抗弯时旋转中心在中排10081212200验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。M=50kN.m，N=200KN,V=100KN，钢材Q345，E50焊条，手工焊，质量等级为三级，采用引弧板。1.截面几何特征值计算【例题1】【解】1MVNN—200×8—100×12—100×12第7节例题详解2.焊缝强度计算100812122001100812122001例题2、某T型牛腿，角焊缝连接，F=250kN，Q235钢，E43型焊条，静荷载，确定焊脚尺寸。解：1、确定焊缝计算长度（两条L型焊缝)竖焊缝：lw1＝200－5＝195mm，水平焊缝：lw2＝（200－16）/2-5＝87mm,取lw2＝85mm2、求焊缝形心及惯性矩：3、力向形心转移4、受力控制点分项应力（下点）5、焊缝强度结算：6、焊脚尺寸确定：取：验算如图所示，普通螺栓连接。N=349.5KN，M=17.475KNm。M22，B级，钢材Q235。单个螺栓抗拉承载力例题3【解】支托505075757575

506010NM强度验算先假设小偏心，以众栓形心计第4章催轴心选受力构存件第1节郊概述钢结构各缎种构件应虚满足正常范使用及承渣载能力两条种极限状饰态的要求贿。正常使密用极限女状态：涨刚度要仍求－控找制长细嘉比承载能力闲极限状态劫：受拉－名强度；受压－强笋度、整体叔稳定、局享部稳定。截面形痒式：分利实腹式砌与格构煎式第2节善强度与算刚度净截面膝强度－惕轴压构预件如无则截面消鲜弱，整饶稳控制返可不验帝算强度穴。刚度－注那意计算长夸度。第3节些轴压为构件的鸽整体稳滨定典型的失央稳形式－铃弯曲失稳潜、扭转失时稳及弯扭厉失稳；理想构离件的弹辨性弯曲订稳定－萄欧拉公罚式；弹塑性应弯曲失被稳－切累线模量诵理论；实际构件尤的初始缺暮陷－初弯哪曲、初偏棚心、残余慰应力；初始缺陷膊的影响；肢宽壁薄克的概念；格构式兼截面－肆缀条式酱与缀板尸式；格构式琴轴压构旷件换算姿长细比撕的概念子与计算山；格构轴压棒构件两轴星等稳的概锁念（实腹权式同）；单肢稳定脑性的概念谢。掌握整陶体稳定辫的计算众公式与坏方法；第4节绳实腹式差截面局部霉稳定局部稳椅定的概恢念－板捉件的屈孙曲，局喂部失稳作并不意蒸味构件评失效，藏但是局暑部的失库稳会导爬致整体惊失稳提组前发生段；局部浮稳定承以载力与己支承条积件、受述力形式绳与状态拨及板件煤尺寸有音关。局部稳乌定的保栋证原则怜－保证钥整体失饰稳之前众不发生晋局部失祝稳等稳原荒则－局灰部稳定乔承载力检等于整士体稳定弊承载力习。等强原则细－局部稳冷定承载力泰等于某一扇整体稳定援达不到的处强度值。局部稳定互的控制方熊法－限制咬板件的宽鼻（高）厚哄比。掌握工微字形截吗面局部如稳定的卵计算公桌式与方匪法。【解】验算图示临焊接工字冲形轴心受份压柱。L=千9m，钢材Q2绪35，翼拌缘为焰切申边，N=果2000疫KN。撒［l］=1素501.截凉面几何特平性【例题1气】第5节定例题详解3.母刚度验锯算l0x=l歉=9m，l0y=3m4.怒整体稳愤定性验蚀算x,y轴皆为姨b类截面肯，且lx<ly，5.蒜局部稳撑定性验今算a.眠翼缘b.腹她板例题2右图示轴雅心受压构瓶件，Q23抬5钢，宏截面无堪消弱，翼缘为轧音制边。问：1、撤此柱的最独大承载力想设计值N兆？2、此柱绕y曾轴失稳的促形式？3、局纽奉部稳定锹是否满所足要求楼？解：1、整体魔稳定承载林力计算对x轴：翼缘轧制歇边，对x芝轴为b类限截面，查奔表有：对x轴：翼缘轧制歌边，对y需轴为c类心截面，查花表有：由于无拍截面消塑弱，强姥度承载忍力高于灯稳定承臭载力，炼故构件咳的选最大焦承载力进为：2、绕弄y轴为籍弯扭失右稳3、局部绕稳定验算⑴、较大戴翼缘的局哀部稳定结论：满蓝足要求⑵、腹稍板的局篇部稳定结论：满值足要求第5章众受弯构件理（梁）第1节言概述正常使掘用极限晒状态：期控制梁突的变形承载能勾力极限柱状态：谋强度、婆整体稳栽定、局米部稳定梁的截朋面：型劣钢梁与丘组合梁梁格布置称：简单梁脂格、普通寺梁格、复学杂梁格。第二节帐梁的强度汗与刚度梁的工蜂作状态弹性阶熄段－边啊缘屈服塑性铰－编全截面屈撑服考虑部脚分发展距塑性，编塑性发炸展系数不考虑塑届性发展的致情况－p席142（革动力荷载迷、翼缘宽渗厚比）掌握工字叫型截面的社塑性发展贿系数梁的强净度－抗戒弯、抗妈剪、局墨部承压白及折算挖应力（兆掌握计处算方法的－系数谋的取用鸡、验算天部位）梁的刚度虫－控制挠斤跨比第3节苗梁的尸整体稳喷定失稳机刻理－－偿重点掌电握梁的失跑稳形式撒－－弯鼠扭失稳干（侧向顿弯扭失成稳）提高梁整屿体稳定的松措施梁的支捞座问题梁的侧向尤支承的受晌力－第4节住梁的截俯面设计梁高度的喝确定－最膊小高度、责最大高度仪及经济高梢度。第5节英梁的局部尤稳定与加曾劲肋一、翼效缘的局骡部稳定保证原则殃－等强原联则二、腹这板加劲盛肋腹板局部拳稳定的设赤计原则限制高煤厚比－惩不经济理，不采谊用允许局部草失稳－考纪虑屈曲后珠强度（轻东钢结构采语用）用加劲肋话减小腹板腹支承尺寸岭提高局稳徐承载力（漫普钢）加劲肋的具种类－横绵向、纵向所及短加劲激肋。加劲肋的失布置p1获69表5航.10加劲肋雁的构造袖p16罢9表5名.10气注及p缠172支承加腿劲肋－蒙加强的耍横向肋胆，除满睡足横向衬肋的构犯造要求迷外，还办应满足理受力要驾求。支承肋收分平板凉式与凸廊缘式－粮凸缘式赔应控制至凸缘长袖度≤2后t【例题投1】【解】验算如图摩工字梁整换体稳定。检集中力作悉用点处有援侧向支承占。P=3孟30k知N，Q残3451.截面男特性xy8280100014146m6mP第5节例题详解2.整体从稳定验算查表截面双牺轴对称寨：用采用悔修正的剃稳定系卧数整体稳影定性满泪足要求6m6mPxy828010001414第6章旬拉弯与压祖弯构件第1节桃概述拉弯、弊压弯构飞件实际耻为轴力跪构件与持受弯的众组合三种典型肚的拉、压疼弯构件正常使用扫极限状态扬－控制构涂件的长细钥比承载能陵力极限吐状态－指强度、怀整体稳涝定及局爬部稳定截面形扛式－实求腹式、巩格构式捞（一般张选用缀置条式）第2节凯拉、呼压弯构殊件的强梢度与刚绩度理解公翅式中的粱±号意夹义与应贱用（单残对称截碎面，弯进矩作用长在对称叫轴平面无内，且缠使较大俊翼缘受转压）。注意塑东性发展芽系数的暖取用（机同梁）刚度－隙－控制锐构件的搞长细比第3节饥压弯构件花的整体稳丝式定整体稳定免包括两方臣面－弯矩限作用平面赞内的弯曲失稳及弯矩作用平面怜外的弯扭失稳。整体稳定昆的计算第4节视实腹牲式压弯赞构件的竹局部稳庭定应力梯广度的概箱念梁：链轴萍力构件她：拉、压弯促构件：翼缘的局恩部稳定－碰受力简单至，同梁按飘等强原则腹板的局嗽部稳定－猫受力复杂宁，影响因锋素多，等喜强原则。腹板局部寄稳定的主深要影响因岛素:剪、正应救力比：正应力梯远度：塑性区发箭展深度第5节图格构侧式截面杨压弯构夹件一般宜咽采用缀该条式，齐当弯矩缘瑞较小时俘也可以氏采用缀流板式。一般弯矩捏绕虚轴作牛用，特殊殖情况弯矩诵也可绕实魔轴作用。弯矩绕实尘轴作用时鬼，整体稳寄定计算同夺实腹式截晚面，但平谅面外稳定姨计算时，悟稳定系数滨应按换算描长细比λ0x计算，梁落弯稳定系脏数φb＝1.住0。弯矩绕俘实轴作幼用时：弯矩作用健平面内的找整体稳定束－－不考虑塑绕性发展弯矩作坡用平面塘外的整胶体稳定阁－－不需验算，但需战保证单衫肢的两向英稳定性首。单肢稳由定－－印分肢相唤同时验技算较大恋分肢；辞分肢不亿同时应币分别验算两确单肢。缀材设轨计－－横按实际陡剪力及瞎中战较大值闪。局部稳定阅：两肢件肥应按轴压构件控制局琴部稳定经。第6节李例题验算下图拴示压弯构诵件的强度晒及平面内州、外的整劳体稳定性仍。已知：Q尘235钢研，A=2朋0cm2，Ix＝346毙.8cm4，Iy＝43上.6c掩m4，y1＝4.付4cm民，翼捷缘侧向关1/3腐跨处设理置两个病侧向支螺承。解：1、锦参数计算2、强度叙计算结论：兆强度满学足要求忘。3、弯叛矩作用奖平面内兵的稳定呼性结论：平口面内整稳棒不满足。4、平逐面外的馒整体稳躺定性结论：拣平面外弊整稳满获足。试卷题假型分析一、填空释题－主要绞考查一些央基本概念根据题意潜在空格处仪添上相关愧内容，涉出及1～8镜章所有内证容，共计就20道题斑,20分艺。例题：在进行正戴常