钢结构设计控制要点培训讲义

钢结构设计控制要点总的原则整体把控，注重细部现实联系理想强度，刚度，稳定都重要强节点，弱构件主要章节1、钢结构的应用范围2、钢结构常见的破坏形态3、钢结构的材料性能4、钢结构的连接5、钢结构的有限元分析及实验研究6、钢结构的力学模型7、钢结构常用的计算软件8、钢结构的防腐及防火1.钢结构的应用范围1）大跨度结构2）重型厂房结构3）受动力荷载影响的结构4）可拆卸的结构5）高耸结构和高层结构6）容器和其它构筑物7）轻型钢结构8）海洋平台结构

（1）大跨度结构体育馆、展览馆、影剧院、会议中心、机库等（2）重型厂房结构钢铁、化工、机械、发电等行业的厂房（3）受篮动力熔荷载禾影响绳的结休构：公路充，铁咐路，哥跨江拘，跨浅海（4）可雹拆卸奋、移圈动的尤结构舞台肤、展驱棚、箩军用仆设施帽、温川室等（5附）高湖耸结荡构和看高层衔结构金茂捷、环食球金偿融中违心、棍迪拜忌塔（5校）高蹲耸结肤构和壤高层掀结构电视驴塔、告天线仰、发眯射架恋、管要道支抬架（6扁）容愚器和废其它续构筑跟物油罐喘、储香气罐密封否性好副、耐巷高压（7淋）轻赞型结劝构厂房住、住填宅、锁公共栏建筑轻便扇、安旋装迅释速（8）绵海洋厉平台2、钢策结构鸭常见录的破恶坏形雹态钢结蹈构的承载珍能力葛极限欧状态可以闯出现戏于下姐列六巡寿种情玻况：（1事）首整个暴结构挪或其蹄一部肆分作么为刚嚷体失元去平岁衡（任如倾俱覆）产；（2榜）芬结构宿构件荣或连旺接因孤材料灰强度毛被超渗过而使破坏互；（科强度叮破坏铲）（3无）艰结构皮转变革为机自动体吵系（船倒塌断）；（4寨）财结构奋或构蚂件丧易失稳废定（遵屈曲秆等）橡，网灵架倒坟塌；（5肉）猛结构以出现志过度颤的塑所性变皂形，摧而不改适用没于继迈续承斧载；（6亮）古在重侵复荷巾载作密用下忧构件敢疲劳谅断裂比。在这莲些极笑限状似态中拜，稳定哄性、虾抗脆谷断对钢软结构味设计壶有重凝要的少意义焦。整体册把控定结纹构方骆案，尘选结抱构类红型柱网软的布持置，撞抗侧摧移构帐件的截布置岔，支反撑或筋剪力夜墙，拥力争否使结背构平奏面布吉置规清则。软件熟计算冤，整激体参张数，圾周期守比，籍整体冲侧移堵，层句间侧暂移；煮构件敌的应云力比扭，位馅移。应力惰比：道主要售传力底构件，二理级构帮件，次局要构挠件0.侨95以下陡。可用惑的软鞋件有SA仿P2拢00仔0，MI淡DA晚S，PK雕PM等软兆件青岛潮邮轮步母港吨客运剂中心螺钢屋哗盖考绳虑行撒波效此应的犯地震砍反应练分析注重框细部3钢结胀构的陈材料3.星1对钢阅结构们用材盗的要宴求钢柿材——铁（Fe）、程碳（C）及专其它俊元素眨的合帖金。化学站成分——碳素轧钢，葱低合字金钢哀，不获锈钢猴，耐纸候钢职。结构制钢材——钢板愿，型织钢。供货倘钢材钢板型钢热轧冷成兆型结构策用钢赤：碳贼素钢瓶、合窑金钢忆中少侍数几摆种。斩钢材圈的选炮用：Q2涂35嫁B，Q3合45粮B，Q3剂45贺C等牌号挖（简陪称钢芹号）施：半镇封静钢质量趟分级屈服严强度扫，大骡小为23边5N培/m角m2☆屈服施强度皮，基拨本反犯映含筝碳量贯高低咐。☆质笛量分康级A扛D，表白示质呜量低扮高甚（根鱼据冲休击韧芳性和朵冷弯肉性能浑划分驳）3钢结刚构的信材料结构被钢须展具备妖性能雹：较高魄的强漠度，眼塑性后好，门韧性平好，秒良好匀的加填工性模能，辆适合逝冷、界热加彩工，糟良好潮的可柿焊性气。一、镜单向朋拉伸汤时的匹工作以性能3钢结胞构的哀材料拉伸捕试验钢材箩在常皮温、酷静载际条件向下一驻次拉附伸所判表现扁的性刺能强度岗指标变形跳性能ⅠⅡ盆Ⅲ怜Ⅳ彼ⅤⅠⅡ尚Ⅲ假Ⅳ速ⅤⅠⅡ考Ⅲ坡Ⅳ急ⅤⅠⅡ事Ⅲ末Ⅳ傻ⅤⅠⅡ口Ⅲ拢Ⅳ轨ⅤⅠⅡ煮Ⅲ扇Ⅳ降ⅤⅠⅡ祸Ⅲ待Ⅳ期ⅤⅠⅡ禁Ⅲ贿Ⅳ滩ⅤⅠⅡ脸Ⅲ蝇Ⅳ摩ⅤⅠⅡⅢⅣⅤⅠ弹性通阶段Ⅱ弹塑计性阶往段Ⅲ塑性侧阶段Ⅳ应变亡硬化驱阶段Ⅴ颈缩绞阶段主要浩力学赶性能肆指标翻：弹性着模量比例越极限屈服励点抗拉熄强度伸长酿率3钢结馆构的减材料二、饮冷弯描性能判别培钢材馒塑性限变形陪能力箩及冶多金质户量的尾综合特指标敲。根据召试样缝厚度可，按野规定聚弯心歉直径台将试恒样弯拐曲18葡0°，其假表面逼及侧北面无才裂纹扁或分宝层则挣为冷倚弯试帆验合未格。3钢结蜜构的稻材料三、随冲击佩韧性韧性新是钢竹材断侧裂时身吸收向机械慨能力讽的量爽度。著实际指中用招冲击唉韧性爹衡量行钢材笛抗断屡裂的昨性能牛。测量张方法孤：梅氏间方法夏比场法缺口弦韧性归值受薪温度杜影响忙：常温回（20±5岗℃）0℃负温旗（-2乖0℃或-4粥0℃）3钢结止构的清材料碳素铸结构醉钢质腊量分窃级质量分级冲击韧性冷弯性能A不要求需要则进行BAKV≥27J（常温）合格CAKV≥27J（0℃）合格DAKV≥27J（-20℃）合格改进苏韧性胆，保证贫可焊干性注：肝表中凯冲击仓韧性小采用下夏比V形缺咸口试仪验。3钢结思构的晶材料对钢丽材力园学性受能影谋响的次因素一）皂、化漆学成冲分的踩影响二）好、成裙材过拜程的云影响1、生旬产过设程冶炼说，浇幕筑，盟轧制愧（钢镜板厚责薄）各，热座处理2、加判工过援程冷加宰工硬侧化（泼应变临硬化榨），岭热加浑工，使用程过程盼，应力引情况（3）应算力①残丘余应话力：匙降低膀实际乌承载值力；②应蛋力集侄中：③复借杂应输力状刮态：承多向匆应力汪，降火低延狂性。避免斧焊缝凯交叉应力牌状态4钢结轨构的沈连接一、更钢结艇构的愧连接膛方法焊缝告连接顺、铆然钉连否接和圣螺栓汇连接1、焊辩缝连招接的亡特点●构造竿简单杆，连乖接方锁便；●用料滴经济役，不蛛削弱董截面尤；●加工撤方便墨，可萍实现备自动糟化操另作；●密闭羡性好划，结缠构刚乳度大论；●缺点霜：焊年接应驳力和标焊接此变形忙；热裹影响秤区材登质变畜脆；乱对裂结纹比巨较敏镰感；种低温堪冷脆皂；对盗动力李荷载诊比较蛇敏感窃，等姥。4钢结题构的膊连接2、铆沸钉连辫接的唯特点●塑性搁和韧醒性较啊好；●连接去紧密策，传焰力方祖便；●用于装直接怕承受茎动力痛荷载辩的结场构中岔（如榆桥梁恋）；●缺点这：构教造复蹈杂，建费工址费料直。很宾少使催用。3、螺抄栓连件接的薄特点分普通讯螺栓连接责和高强咱螺栓连接（1）普产通螺子栓连右接●A、B、C三级奋：A和B为精而制螺搅栓，C级为匙粗制偿螺栓搂；●材料丝式等级污：A和B为8.奖8级，C级为4.除6级或4.教8；●加工裂：A、B级由耐毛坯汇在车搬床上殊精确快加工享而成——精制犯；C级为前由未双经加塞工的袜圆钢圣压制彻而成——粗制口；4钢结罢构的卧连接●螺孔户：A、B级需情要钻时模钻触成（Ⅰ类孔稍），例孔径摘比螺湖杆大0.裙3m霸m左右蛛；C级为艰一次袍冲成横或不活用钻点模钻裤成（Ⅱ类孔捎）孔粮径比绿螺杆秀大1.茎5~性3.镇0m旨m。●受力葡：A、B级受堤力性梨能好挎，连挂接变清形小立，可否以既忠受拉军又受墨剪，贪用于党重要腾的连屋接；C级螺垫栓连阀接性电能不疾如A、B级好馋，主轿要受责拉，趴用于绝承受赠静力鲜荷载仅和间接承屈受动温力荷签载的庄次要艳连接壶。●费用遥：A、B级成蹈本昂筋贵，C级螺骆栓价仙格便拍宜，枝能用C级螺忧栓的弟地方政不用A、B级螺犯栓。（2）高做强螺责栓连宿接高强狐螺栓歼分为摩擦棍型高强抹螺栓域和承压悠型高强层螺栓4钢结巡寿构的消连接●摩擦裹型高叔强螺句栓：付只依宾靠构枝件接恼触面臭之间现的摩冻擦力吐来传中递剪资力，父以剪策力等脊于接抬触面拣摩擦的力为端设计绣极限坟状态病。●承压卷型高忧强螺尼栓：洽允许购接触萄面滑池移（级剪力族超过伶摩擦刑力）坏，以招螺杆神与构漂件之洒间的药挤压馒而发罢生的鱼连接似破坏管作为负承载惹力极笛限状丝式态。●受力：把摩擦夏型高慢强螺顽栓剪禁切变宵形小味，弹伤性性楚能好烦，耐乒疲劳瓦，特潜别适枝用动击力荷塌载；机承压旬型高暴强螺破栓的眼承载性力高甩于摩侵擦型议，剪洲切变巩形大单，不辞得用左于承光受动但力荷戒载的赠结构见。●材料忙等级劫：采萄用45号钢秩、40士B和20平Mn并Ti对B钢（素热处腐理）喇，材捏料等饲级为8.从8级或10径.9级。●孔径疯：摩鲁擦型孕高强亿螺栓狭孔径普比螺且栓大1.烧5~博2.剂0m秧m；承辱压型佣高强幕螺栓抵孔径通比螺乘栓大1.洒0~耕1.胁5m盲m。4钢结理构的恼连接二、啊焊接牙方法糠和焊旅缝连滔接形题式1、钢末结构泉常用优的焊转接方宾法介词绍●手工载电弧局焊。焊条搂选择静：Q2甘35选择E4脖3型；Q3希45采用E5叫0型焊冈条；Q3那90和Q4迈20采用E5狭5型焊改条；吉不同饥钢种年之间非（例Q2仓35与Q3扛45葛)宜选仁用低捕组配预方案陡（E4石3型）●自动川或半势自动范埋弧哑焊。●气体塘保护钓焊。2、焊君缝缺扣陷及润焊接擦质量醒检验●焊缝剖缺陷克：裂剂纹、威焊瘤御、烧喊穿、圣气孔橡、未演焊透虚、夹甘渣、耗咬边物、未赤熔合吴等4钢结煤构的花连接●焊缝喜质量斜检验伴：外甜部检等验外谊部（睬外部修尺寸俊和缺氧陷）取和内徒部检嗽验（唐内部羡缺陷躲）。内部触检验育方法曲：①超声瞎波（主刺要)；②善磁粉块（辅疏助）陡；③荧蒸光检管验（家辅助脊）；痛④x射线、γ射线评等（x射线阳应用税广）定。●焊缝误质量病等级础：《钢结报构工丛程施汗工质赠量验浇收规灾范》对焊痰缝分竿为一资级、呜二级愚和三帜级。三级孝焊缝活只要米求进季行外欢观检厅验并称符合凭标准捆；一如级、黄二级柜除了闲外观诞检查妄外，显还必辟须进低行一筝定量掏的超芝声波物检验熊并符剥合相窝应的根标准乳。●焊缝续等级肾的选童用：①疲腿劳验服算的萄构件系：垂被至于陪作用链力方旱向的厌横向对接车焊缝受拉到时为底一级册，受它压时提为二吉级；4钢结钞构的宰连接②不进雅行疲门劳计女算的年构件触：对接阶焊缝要求奶等强撤时受路拉焊扮缝不晒低于致二级谎，受威压时尚宜为灶二级租；③重卷级工锋作制献吊车溪和Q≥我50暗T的中蹄级工闲作制拼的吊亩车，双吊车欠梁腹族板与欧上翼冤缘之驻间的T形焊原透的亏对接苦与角弊接组湿合焊荷缝，栋不低雅于二址级；④角六焊缝萝一般促为三谜级，汤只有拘直接轨承受慨动力启荷载挠的焊快缝应圣为二艰级。3、焊寄缝连稍接形督式和裂焊缝如形式●焊缝失连接掩形式铅：按猾照被精连接也构件逮的相寇对位猫置来饰分为越对接娇（直金接对蔬接和肾盖板对对接李）、益搭接苗、T形连两接和冈角部紫连接斜等4钢结因构的云连接●焊缝外形式贫：对蚀接焊处缝和酬角焊饺缝●对接骄焊缝觉：正调对接杆焊缝纪和斜穴对接料焊缝●角焊沸缝：阶正面稳角焊伏缝（谋端缝众）、醉侧面盛角焊办缝（阴侧缝脏）和仆斜角纷焊缝暗（斜谷缝）连续盏角焊废缝（砍重要你构件穿）和棋间断夫角焊某（次乡丰要构峡件）努：间驼断角接焊缝书间断顺距离l≤少15兔t（受莲压）鼠和l≤霜30团t（受活拉）胃，t为较显薄件煤的厚挽度●按照华施焊跳位置绸分：科平焊宾（俯材焊）奋、横镜焊、骡立焊溉和仰缩慧焊四浓种。皂焊接颗质量肝影响镜较大馆。4、焊绑缝代闯号、齿螺栓术及其阳孔眼驻图例●焊缝梦代号臣：●螺栓晚及其森孔眼盒：4钢结陪构的勒连接三、池焊接逢应力例和焊心接变甩形1、焊别接应色力●焊接颠应力漆产生拐的原衬因。●焊接球应力刺的类地型：挥纵向茶焊接悠应力庸；横快向焊速接应宅力；度厚度竟方向党的焊兴接应定力。●焊接卸应力熟对结锹构性且能的开影响册：不油影响虾结构守的静链力强户度；迫降低恨结构宇的刚隶度；店降低掠结构麻的稳逐定承汪载力与；增黄加了孩结构雄在低僚温下毒的脆宫断倾险向；某对结翁构的索疲劳怒强度剖有明纱显的甚不利以影响在。2、焊铸接变净形●焊接淘变形里：局册部鼓穴曲、速弯曲寺、歪潜曲和富扭转荣等，瘦影响福构件战在正治常使代用条第件下坐的承赚载能味力。3、减概少焊阶接应夫力和疲焊接载变形搁的措杜施设计天上：●焊件压位置危的安唇排要种合理凡。尽照量使掀焊缝忙对称适于构扎件截扑面的秋中心尸轴。●焊缝础尺寸眠要适鼓当。绸不得货随意偏增大镜焊缝聋的厚偷度。●焊缝动的数搏量宜搁少，汗且不捉宜过球分集复中。●应尽欺量避培免两宾条或原三条狱焊缝溪垂直替交叉惊。●尽量核避免迷在母迎材厚勉度方竿向的吸收缩意应力叼。工艺头上：●采取炼合理枪的施额焊次绞序。土例如粱分段咬退焊鸦、分奇层焊眯和工娱字形筋截面蒸的对葱角跳漠焊等询。●采用绞反变岗形法圆。●对于甘小尺络寸焊值件，屋采取冶焊前充预热闭，焊设后回漆火加性热至60摧0度左绢右，曲然后鸟慢慢工冷却恋，可认以消誉除焊帆接应萄力和岂焊接雕变形尊。●采取摄刚性寻固定姜法来纠控制扁焊接葛变形摄，但芽增加闭了焊戏接应锤力。四、盗普通钞螺栓垂连接疏与构蜓造1、螺敲栓的逃排列●螺栓馋排列皮要求缠：受踩力要板求；撇构造妖要求协；施导工要尾求。●螺栓晨排列计方式姑：并赠列和朵错列孔两种争。●螺栓洽排列燥的最即大和状最小嘴容许遇距离素。2、螺清栓的专构造姨要求●每一疯构件疼在节时点上驱以及刺拼接缠接头先的一拆端，目永久撞螺栓镰的数目不诊少于2个。●对直黄接承都受动咱力荷摇载的艘普通粪螺栓率连接杂，应当纵采用砍双螺厅帽或电其它究防止情螺帽河松动湿的有望效措督施。●由于C级螺迎栓与您孔壁债有较杂大间笼隙，怒一般书只受僵拉力痛，不吩宜受孝剪，叔承受徐静力罢荷载侧结构绢的次邀要连界接、暑可拆绿卸结缸构和诸临时胀结构柔，可冲采用C级螺值栓受流剪。商重要聚结构慕中，闪优先耀采用征高强柏螺栓胀。五、冠高强感螺栓何连接域与构迟造●当型胞钢构让件的城拼接类采用钥高强豆度螺歌栓连毫接时剪，由插于型偷钢的挤抗弯烈刚度周较大岂，不嚼能保恨证摩永擦面茶紧密菌贴和螺，故聚不能号用型键钢作妻为拼亭接件记，而所应采院用钢欣板。●在高赤强度晨螺栓卖连接场范围及内，络构件幼接触厚面的佳处理带方法国应在么施工联图中便说明蜜。防止秘脆性反断裂影响简钢材匙脆断互的因拔素：钢材侄的质防量，腐钢板叶的厚予度，委加荷喇速度含，应熊力性未质和收大小告，最轰低使忠用温刑度，移连接圾的方凑法，则应力留集中肆程度灯等。防止荡脆断慕的措字施有途：1）对侍低温抛地区珍的焊乎接结稼构要萌注意抹选择黄钢材牢的材较质；2）对雁焊接糟结构炮特别旷是低坟温地时区，们设计睡时要餐注意聋焊缝废的正暂确布涌置和食施焊悦时注袍意焊富缝的挎质量烂；3）力甩求避抚免应驳力集燃中；4）结贱构在母使用粮时应领避免割使其孝突然大受力础，要愤使加雅荷的吃速度猛不致著过大梁。5）设傻置多愚道防步线两个谨重要躁细节尚：避焦免焊捆缝交练叉；语集中阿荷载锁处设破加劲锅肋。钢材秧脆断两个终重要沫细节桃：避免兵焊缝进交叉辞：避缺免三