钢结构复习大纲

钢结构考前辅导最新消息题型：单选题（量大）简答题（简单）计算题（量大，覆盖面宽，每道小题简单）取消分析判断题、名词解释最新消息单选题有五种试卷，每套试卷的内容一样，但排列不同（题目顺序或选择顺序不同）计算题以例题、习题为限，不超过其难度和深度。经验公式一概不需记忆。采用注册工程师考试方式，选择给出的数字答案，同时需要有计算步骤补考题型与过去考试类似第1章概述钢结构的优点材料强度高、强重比大材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高塑性和韧性好工业化程度高—成本、制造及施工速度、质量具有可焊性，根据需要做成各种复杂形状密封性好钢结构的缺点耐热不耐火易锈蚀，耐腐性差低温冷脆倾向容易产生噪音造价偏高设计原理（现行规范是以概率论为基础的极限状态设计方法；采用容许应力表达形式）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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第2章材料第1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，其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六、钢材Z向收缩率第2节钢材性能的影响因素一、化学成分－C、S、P、Mn、Si二、冶炼、轧制、浇筑及热处理的影响沸腾钢、镇静钢、半镇静钢常见的冶金缺陷：偏析、非金属夹杂、裂纹、分层、气孔三、硬化——冷作硬化、时效硬化、应变时效四、温度正温：热塑现象、兰脆现象负温：冷脆现象五、应力集中：概念、危害六、残余应力：概念、危害、处理措施第3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复杂应力状态第4节疲劳破坏疲劳的概念疲劳破坏特征疲劳破坏理论应力比准则应力幅准则疲劳计算第5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钢材的规格第3章钢结构的连接第1节钢结构的连接方法与特点一、焊接——优点、缺点、适用范围1.方法－电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保护焊）、电阻焊和气焊焊条的表示方法、选择2.焊接形式按焊件相对位置－平接、搭接、T接及角接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3.焊缝缺陷－裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等4.焊缝质量等级、检验要求及选用5.焊接残余应力和焊接残余变形概念纵向焊接残余应力、横向焊接残余应力、沿厚度方向的焊接残余应力的典型形式危害二、铆钉连接——优点、缺点、适用范围三、普通螺栓连接——优点、缺点、适用范围四、高强度螺栓连接——优点、缺点、适用范围第2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。垫板和引、落弧板变厚度与变宽度的连接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；三级折减抗拉强度二、计算－－同构件2211:31.1.wtf11折算应力考虑最大折算应力只在局部出现的强度增大系数第3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直角型又分普通型、平坦型、凹面型；正面角焊缝、侧面角焊缝、斜向角焊缝二、受力特性侧面焊缝应力状态简单，但剪应力沿焊缝长度分布不均匀（60hf或40hf），承载力较低，塑性性能较好，正面焊缝应力状态复杂，但应力分布均匀，承载力较高破坏为45o喉部截面，设计时忽略余高。三、角焊缝的计算wfffff2226weMflmhMyxPTfIIrTIrTwffwefflhN2wfwefflhN2基本公式根据实际情况选用角钢角焊缝连接Ne1e2bN1N2N3lw1lw22111212212eNNkNeeeNNkNeek1k2、角钢角焊缝内力分配系数第4节普通螺栓连接一、螺栓的种类普通螺栓规格（Mxx）按其加工的精细程度和强度分为A、B、C三个级别，性能等级的含义高强度螺栓按承载力极限状态和构造措施不同分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓两种二、构造施工图上表示方法施工及受力要求，螺栓有排布距离要求（栓距、线距、边距、端距）——原因何在三、连接性能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、板件净截面破坏。构造满足前两种。受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度(15d0）时需折减受拉连接以螺杆抗拉强度（材料强度需折减）为承载力极限四、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24bbetttdNfN122bttbVVNNNNbcVNNbVVbVfdnN42bcbcftdNminmin,bbbVcVNNNN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（区分大偏心、小偏心）⑶扭矩、轴力、剪力共同作用bbNVnNNnminmin;21miniyMynNNbtiNyMynNN21max第5节高强度螺栓连接一、高强螺栓的受力性能与构造抗剪连接：摩擦型抗剪连接的最大承载力为最大摩擦力；承压型抗剪连接的承载力同普通螺栓，受拉连接：两者无区别摩擦型抗剪连接板件净截面强度计算与普螺的区别为50％的孔前传力承压型设计的变形较大，直接承受动荷不易采用高强螺栓的预拉力确定0.90.90.91.2euPAf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PnNNfbvv9.0PNNbtt8.01(1)0.9(1.25);0.8(2)(1)(2)(1)tvbbtvbbvvftttNNNNNNnNPNNP公式公式公式和本质一样，但较简洁㈡、承压型螺栓连接计算抗剪计算方法同普通螺栓连接抗拉拉剪共同作用122bttbVVNNNN2.1bcVNN24bbbetettdNAff第7节例题详解例题1、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）mm9.6785219522/1951952eeehhhy2239.67852)9.672195(1952121952eeeyhhhImmN1025.166510002506eFMN105.25FV23622N/mm7.874102361)5.67195(1025.16eexMfhhIMy252N/mm1.64390105.21952eeeVfhhhV43mm102361eh5、焊缝强度结算：6、焊脚尺寸确定：取：wfffff22mm616064122.17.874122eehhmm6.87.067.0efhhmm10fhmm6165.15.1maxminthhffmm2.19162.12.1minmaxthhff例题2、图示摩擦型高强螺栓连接，M20，10.9级，喷砂生赤锈，验算连接强度。已知：M=106k.m；N=384kN；V=450kN。解：1、查取有关参数预拉力：P=155kN;摩擦系数：μ=0.452、确定控制点经受力分析控制点为最上排螺栓。3、最上排螺栓分项受力轴力N：各螺栓均匀受拉弯矩M作用：最上排受最大拉力其中总拉力：剪力V：各螺栓均匀受剪4、承载力验算5、结论：连接承载力满足要求N104.2161038443nNNNtN4416721iMtymMyNmm3502/10071y222222mm410000)35025010050(2iy2m)6816725.1155000(45.019.0)25.1(9.0tfbVNPnNN681674416724000MtNttNNNN1081.2161045043nVNvN101.28N102.2833vNN1240001550008.00.8PN68167bttNN第4章轴心受力构件第1节概述正常使用极限状态：刚度要求－控制长细比承载能力极限状态：受拉－强度；受压－强度、整体稳定、局部稳定。截面形式：分实腹式与格构式第2节强度与刚度净截面强度－轴压构件如无截面消弱，整稳控制可不验算强度。刚度－注意计算长度。第3节轴压构件的整体稳定典型的失稳形式－弯曲失稳、扭转失稳及弯扭失稳；理想构件的弹性弯曲稳定－欧拉公式；弹塑性弯曲失稳－切线模量理论；实际构件的初始缺陷－初弯曲、初偏心、残余应力；初始缺陷的影响；肢宽壁薄的概念；格构式截面－缀条式与缀板式；格构式轴压构件换算长细比的概念与计算；格构轴压构件两轴等稳的概念（实腹式同）；单肢稳定性的概念。掌握整体稳定的计算公式与方法第4节实腹式截面局部稳定局部稳定的概念－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；局部稳定承载力与支承条件、受力形式与状态及板件尺寸有关。局部稳定的保证原则－保证整体失稳之前不发生局部失稳等稳原则－局部稳定承载力等于整体稳定承载力。等强原则－局部稳定承载力等于某一整体稳定达不到的强度值。局部稳定的控制方法－限制板件的宽（高）厚比。第5节格构式轴压构件整体稳定实轴（y-y轴）的整体稳定:实腹柱完全相同虚轴（x-x轴）的整体稳定:用加大长细比的办法来考虑剪切变形影响缀条式格构柱缀板式格构柱等稳定性原则单肢稳定:保证单肢不先于构件整体失去稳定缀条式格构柱缀板式格构柱xxoxAA1227122xoxmax17.011max400.5且轴心受压构件的剪力V:缀材计算缀条缀板23585yfAfVV1V1单缀条θV1V1双缀条θ11/TVla11cosVNnV1/2l1／2l1／2V1/2a/2T格构式轴心受压柱子的横隔第6节柱头柱脚传力途径第7节例题详解例题1右图示轴心受压构件，Q235钢，截面无消弱，翼缘为轧制边。问：1、此柱的最大承载力设计值N？2、此柱绕y轴失稳的形式？3、局部稳定是否满足要求？44cm1054.2xI43cm1025.1yIm2.5;cm87602lA解：1、整体稳定承载力计算对x轴：翼缘轧制边，对x轴为b类截面，查表有：对y轴：翼缘轧制边，对y轴为c类截面，查表有：由于无截面消弱，强度承载力高于稳定承载力，故构件的最大承载力为：2、绕y轴为弯扭失稳m2.50llxcm176.8