水工钢结构
水工钢结构
（2）槽钢 有热轧普通槽钢和轻型槽钢两种。槽钢规格用
槽钢符号（普通槽钢和轻型槽钢的符号分别为[ 和Q[） 和截面高度（单位为cm）表示，当腹板厚度不同时，还 要标注出腹板厚度类别符号a、b、c，例如[10、[20a、 Q[20a。与普通槽钢截面高度相同的轻型槽钢的翼缘和 腹板均较薄，截面面积小但回转半径大。 （3）工字钢 有普通工字钢和轻型工字钢两种。标注方法 与槽钢相同，但槽钢符号“[” 应改为 “I”,例如I18、 I50a、QI50。 （4）H型钢 H型钢比工字钢的翼缘宽度大并为等厚度， 截面抵抗矩较大且质量较小，便于与其它构件连接。热 轧H型钢分为宽、中、窄翼缘H型钢，它们的代号分别 为HW、HM和HN。标注方法与槽钢相同，但代号“[” 应改变为”H” ，例如HW260a、HM360、HN300b。
二、钢材的选用 钢材选用时应考虑： （1）选用薄钢材；（2） 控制所选规格不宜过多；（3）价格和供应情况。 当上述钢材不能满足要求时，还可选用优质碳 素结构钢或其它低合金钢。当在有腐蚀介质中 使用钢结构时，可采用耐侯钢。具体可参考 《钢结构材料手册》。
三、我国目前建筑钢材存在的主要问题
2. 低合金结构钢
低合金结构钢是在冶炼碳素结构钢时加入一种
或几种适量的合金元素而成的钢。其钢材牌号 的表示方法与碳素结构钢相似，但质量等级分 为A、B、C、D、E五级，且无脱氧方法符号。例 如Q345-B，Q390-D，Q420-E。
3. 专用结构钢 (1)特殊用途的钢结构常采用专用结构钢。专 用结构钢的钢号用在相应钢号后再加上专业用途 代号（压力容器、桥梁、船舶和锅炉用钢材的专 业用途代号分别为R、q、C和g）来表示。
一、钢材疲劳的基本概念
第三节 钢材的疲劳
水工刚结构
二、钢结构在水工中的应用
在水利水电工程中，钢结构的主要 应用范围如下：
1.活动式结构
如水工钢闸门、升船机等，可充 分发挥钢结构重量轻的特点，降低启 闭设备的造价和运转所耗费的动力。
2. 装拆式结构
如施工用的钢栈桥、流动式展览馆、 移动式平台等，可发挥钢结构重量轻， 便于运输和安装方便的优点。加拿大 已建成120多万吨重，可容5000多人 工作的海上采油平台。
6.海工钢结构
海洋工程中的钻井、采油平台结构 等，充分发挥了钢材强度高、抗震性 能好以及便于海上安装等特点。
综上所述可见，钢结构是在水利工 程中广泛应用的一种重要的结构形式。 随着我国经济建设的发展和钢产量的 提高，钢结构将会发挥日益重要的作 用。
第四节
钢结构设计的要求
技术先进 经济合理 安全适用 确保质量
2.时效硬化 钢材随着时间的增长逐渐变硬变脆 的现象称为时效硬化。不同种类钢材的时效 硬化过程可从几小时到数十年。
3.设计要求 钢结构设计一般不利用冷加工硬化 造成的强度提高，而且对直接承受动力荷载 的钢结构还应设法消除冷加工硬化的影响， 如将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。
第四节 建筑钢的种类、牌号及选用
5.大跨度结构
随着结构跨度增大，结构自重
在全部荷载中所占比重也就越大，减 轻自重可获得明显的经济效益。对于 大跨度结构，钢结构重量轻的优点显 得特别突出。
上海卢浦大桥目前世界上最大的中承式钢
结构拱桥，总投资约24亿元。该桥主跨550米， 2002年10月12日合龙,03年8月完工。
日本明石跨海大桥
一、建筑钢的种类
建筑钢常用钢材有碳素钢和低合金钢两种。 钢的机械性能主要依赖于含碳量和其他合金元素。 根 据 含 碳 量 分 为 高 碳 钢 （ C ＞ 0.6% ） 、 中 碳 钢 （0.25%＜C≤0.6%）和低碳钢（C≤0.6%）以及熟铁 （C＜0.06%）、生铁或铸铁（C＞2.11%）。 合金钢按合金元素含量分为低合金钢（＜5%）、中 合金钢和高合金钢（＞10%）。 按浇注方法可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特 殊镇静钢。
水工钢结构知识点总结
水工钢结构知识点总结一、水工钢结构概述水工钢结构是指在水利工程中采用的各类钢结构，主要包括船闸、船坞、水库闸门、船闸启闭机、转塔起重机、泵站结构、水电站机堆和输电塔等。
水工钢结构是由钢材制成的构件，在不同的水利工程中起到不同的作用，主要用于支撑、承载、散流、起重、导流、封闭等用途。
水工钢结构具有以下特点：1. 耐久性：水工钢结构采用高强度钢材制成，具有良好的抗风、抗震、抗腐蚀和耐磨性能，能够长期使用。
2. 稳定性：水工钢结构通过合理的结构设计和制作工艺，能够承受水体的冲击和外部负荷，保持稳定性。
3. 灵活性：水工钢结构制作工艺简单，安装方便，可根据实际需要进行调整和改进。
4. 节约成本：相对于传统的混凝土结构，水工钢结构不仅施工周期短，而且对地基的要求低，能够节约成本。
5. 维护保养方便：水工钢结构无需频繁的维护和保养，只需要定期检查和修复即可保持良好的使用状态。
二、水工钢结构的常见类型及主要特点1. 船闸船闸是一种利用液体或气体压力来升降船只的设施，通常由闸室、闸门和启闭机组成。
水工钢结构在船闸中主要用于制作闸门和启闭机，具有结构紧凑、承载能力强、运行稳定、安全可靠的特点。
2. 船坞船坞是一种容纳、冲洗和维修船只的设施，通常由坞门、船坞壁、决泄闸门、船坞地坪等组成。
水工钢结构在船坞中主要用于制作坞门和船坞壁，具有强度高、密封性好、运行平稳、使用寿命长的特点。
3. 水库闸门水库闸门是一种控制水流、调节水位、防洪排涝的设施，通常由闸门、门型结构、启闭机构等组成。
水工钢结构在水库闸门中主要用于制作闸门和门型结构，具有抗风、抗压、抗腐蚀、使用寿命长的特点。
4. 船闸启闭机船闸启闭机是用来控制船闸闸门开合的设备，通常由主机、副机、传动装置、限位装置等组成。
水工钢结构在船闸启闭机中主要用于制作主机和副机，具有启闭速度快、运行平稳、载荷能力高的特点。
5. 转塔起重机转塔起重机是一种用来起重和转动货物的设备，通常由塔架、回转机构、升降机构、起重机构等组成。
水工钢结构 第4章
M In
y1
σ和σc均以拉应力为正值，压应力为负值； In——梁净截面惯性矩； y1——所计算点至梁中和轴的距离； β1——计算折算应力的强度设计值增大系数；当σ与σc异号时 ，取β1=1.2；当σ与σc同号或σc=0 时，取β1=1.1。
4.2.2
梁的刚度
w ≤ [w]
— 梁的刚度用荷载标准值作用下的挠度大小来度量。应 按下式验算梁的挠度：
·梁的挠度可按力学的方法计算，也可由结构静力计算手册
取用。受多个集中荷载的梁 (如吊车梁、楼盖主梁等)，其挠 度的精确计算较为复杂，但与最大弯矩相同的均布荷载作用 下的挠度接近。于是，可采用下列近似公式验算梁的挠度：
对等截面简支梁:
w l 5 qk l
3
5 qk l l
2
M kl 10 EI x
• 整体失稳的原因:
– 梁的EIy和GJ较小,梁截面中受压翼缘绕y轴失稳(产 生侧向微弯曲),而受拉翼缘阻碍侧向弯曲,导致整个 截面侧向弯曲与扭转.
• 提高整体稳定性的措施:
– 加大压缘宽度b,以增大EIy和GJ; – 设置压缘的侧向支撑,即减小压缘绕y轴失稳的自由 长度l1; – 将铺板与压缘相连接,使压缘不会发生侧向位移.
·规范规定：当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚度t之比
大于 而不超过 时，应取γx＝1.0。直接承受动 力荷载且需要计算疲劳的梁，宜取γx=γy=1.0，即按弹性 工作阶段进行计算。
13 fy 235
15
235 fy
4.2.1.2 梁的抗剪强度 – 一般情况下，梁既承受弯矩，同时又承受剪力。工
字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图4.8所示。
图4.7
水工钢结构设计课程设计
水工钢结构设计课程设计一、课程设计的目的和意义水工钢结构是一种新型的建筑结构体系，在近年来得到了广泛的应用。
水工钢结构具有轻质、高强、节能、环保等特点，成为了建筑业的重要发展方向。
本课程设计的目的是通过学习水工钢结构设计原理和应用技术，掌握水工钢结构设计的基本理论和实践技能，培养学生针对不同的工程项目制定相应的设计方案和施工方案的能力。
二、课程设计的内容和方法本课程设计主要包括以下内容：1. 水工钢结构设计基础水工钢结构设计基础涵盖钢结构力学、材料力学、结构分析和设计等方面的基本知识。
学生需要掌握钢结构的力学特性、应力变形规律、荷载影响等知识点，为后续设计打下坚实的基础。
2. 水工钢结构设计实例分析通过分析实际水工钢结构项目案例，学生需要掌握如何评估和制定针对不同项目的设计方案和施工方案。
学生需要深入理解水工钢结构的建议和应用特征，通过分析典型案例，学生可以加深对水工钢结构设计方法的理解和应用。
3. 水工钢结构设计综合实践综合实践是课程设计的重要环节，学生需要完成一份水工钢结构设计方案，包括初步设计、荷载计算、构造分析和细部设计等内容，并撰写一份详细的设计报告。
在设计过程中，学生需要综合应用所学知识和技术，提高设计能力和实践能力。
本课程设计采用教师授课和学生独立完成的方式进行。
教师首先将对水工钢结构设计基础知识进行详细讲解，为学生提供必要的理论知识。
学生通过自学和参考相关文献，分析和了解实际案例，掌握设计细节和施工技术。
在此基础上，学生独立完成一份综合设计方案，并进行课堂展示，相互交流和讨论。
三、课程设计的评价标准本课程设计采取定量评价和定性评价相结合的方法进行。
定量评价主要表现在设计成果、设计分析、设计的技术难度和设计的经济效益等方面；定性评价主要从设计思路、创新点、设计质量和报告书写质量等方面进行评价。
四、课程设计的参考资料1.《水工钢结构设计规范》2.《结构力学》3.《钢结构设计》4.《钢结构设计原理与计算》5.相关论文和研究报告等五、思考题1.你对水工钢结构有哪些了解和认识？2.你认为水工钢结构在未来建筑业的发展中将发挥怎样的作用？3.你在设计水工钢结构时，对哪些方面会进行重点考虑和研究？。
水工钢结构第五章习题答案
水工钢结构第五章习题答案水工钢结构第五章习题答案第一题：题目：什么是水工钢结构？答案：水工钢结构是指在水利工程中使用的钢结构，它具有抗水腐蚀、耐久性强、施工方便等特点。
水工钢结构广泛应用于堤坝、船闸、水闸、水库、码头、桥梁等水利工程中。
第二题：题目：水工钢结构的分类有哪些？答案：水工钢结构可以根据其用途和结构形式进行分类。
按用途可分为堤坝钢结构、船闸钢结构、水闸钢结构、水库钢结构、码头钢结构、桥梁钢结构等。
按结构形式可分为钢筋混凝土结构、钢框架结构、钢板结构、钢管结构等。
第三题：题目：水工钢结构的设计原则是什么？答案：水工钢结构的设计原则主要包括安全性、经济性和可行性。
安全性是指结构在正常使用和极限状态下的安全性能，包括承载力、稳定性和抗震性等。
经济性是指在满足安全要求的前提下，尽可能减少材料消耗和施工成本。
可行性是指结构设计要符合施工工艺和现场施工条件，方便施工操作。
第四题：题目：水工钢结构的施工工艺有哪些？答案：水工钢结构的施工工艺主要包括制作、运输、安装三个环节。
制作包括钢材切割、焊接、热处理等工艺。
运输主要是将制作好的钢结构部件运送到施工现场。
安装包括吊装、定位、连接等工艺。
第五题：题目：水工钢结构的防腐措施有哪些？答案：水工钢结构在水中长期暴露，容易受到水腐蚀。
为了延长结构的使用寿命，需要采取防腐措施。
常用的防腐措施包括热浸镀锌、喷涂防腐漆、涂覆防腐膜等。
其中，热浸镀锌是一种常用的防腐方法，它可以在钢材表面形成一层锌层，起到防腐的作用。
第六题：题目：水工钢结构的检测方法有哪些？答案：水工钢结构的检测方法主要包括目视检查、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等。
目视检查是最常用的一种方法，通过肉眼观察结构表面是否有裂缝、腐蚀等缺陷。
超声波检测可以检测结构内部的缺陷，如焊缝、腐蚀等。
磁粉检测和渗透检测主要用于检测表面裂纹和腐蚀。
第七题：题目：水工钢结构的维护保养方法有哪些？答案：水工钢结构的维护保养主要包括定期检查、涂漆维护和防腐修补等。
水工钢结构课程设计总结
水工钢结构课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 理解水工钢结构的基本概念、分类和用途；2. 掌握水工钢结构的设计原理、计算方法和安全要求；3. 了解水工钢结构施工过程中的质量控制、检测及验收标准。
技能目标：1. 能够运用相关公式和规范对水工钢结构进行简单计算和分析；2. 能够读懂水工钢结构施工图，并进行基本的施工组织设计；3. 能够运用现代技术手段，如BIM软件，进行水工钢结构的设计和施工模拟。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程建设的兴趣，激发他们投身于水利事业的责任感和使命感；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在水工钢结构设计和施工过程中解决问题的能力；3. 强化学生的安全生产意识，使他们遵循工程规范，注重工程质量。
本课程针对高年级水利专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够具备水工钢结构设计的基本知识和技能，为今后的工作打下坚实基础。
同时，注重培养学生的职业素养和价值观，使他们在实际工作中能够更好地服务社会、贡献国家。
和“一、教学内容”作为标题标识，接上一条回答直接输出。
二、教学内容教学内容依据课程目标，结合教材，分为以下三个部分：1. 水工钢结构基本概念与分类- 教材章节：第一章 水工钢结构概述- 内容列举：钢结构定义、分类、特点；水工钢结构的应用及发展。
2. 水工钢结构设计原理与计算方法- 教材章节：第二章至第四章- 内容列举：结构设计基本原理；材料性能、截面特性及连接设计；荷载作用及组合；稳定性、刚度和强度计算。
3. 水工钢结构施工技术与管理- 教材章节：第五章至第七章- 内容列举：施工工艺及流程；施工质量控制、检测及验收标准；安全生产及环保要求。
教学大纲制定如下：第一周：水工钢结构概述及基本概念第二周：钢结构分类、应用及发展第三周：结构设计基本原理第四周：材料性能、截面特性及连接设计第五周：荷载作用及组合第六周：稳定性、刚度和强度计算第七周：施工工艺及流程第八周：施工质量控制、检测及验收第九周：安全生产及环保要求教学内容安排和进度以确保科学性和系统性为原则，注重理论与实践相结合，使学生能够全面掌握水工钢结构相关知识。
水工钢结构复习资料
1钢结构：用型钢或钢板制成基本结构，根据使用要求，通过焊接或螺栓连接等方法，按照一定规律组成的结构。
2、塑性破坏：钢材在常温和静力荷载作用下，当其应力到达抗拉强度fu后，产生很大的塑性变形而断裂的现象。
3、沸腾钢：是指在出钢时，向置放钢液的缸管内投入锰作脱氧剂，由于锰的脱氧能力比较弱，脱氧不完全。
在浇筑过程中，钢液继续在锭模内产生激烈的碳氧反应，不断有co气泡产生，呈沸腾状态，故称为沸腾钢。
4、焊接应力（焊接变形）：焊接构件在未受荷载时，由于施焊的电弧高温作用而引起的内应力或变形。
5、焊接残余应力：焊件冷缩后残留在焊件内的应力，又称为收缩应力。
6、整体失稳：当钢梁采用工字形或槽形等口薄壁截面时，其侧向抗弯刚度和抗扭刚度，相对而言，要比粗大的钢梁低，可能在弯应力尚未达到屈服点之前，就发生侧向弯扭屈曲，即为整体失稳。
7、稳定平衡：当压力N小于临界值时，干扰消失时，压杆立即回复到原来的直线平衡状态。
8、换算长细比：格构式构件对虚轴力轴的稳定性是以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响。
加大后的长细比就称为换算长细比。
9、桁架：由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。
10、闸门：是用来关闭、开启或局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构。
主要是控制水位，调节流量。
1、钢结构的特点？答：①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差2、钢结构在水工中的应用有哪些？答：①活动式结构②装拆式结构③板结构④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构3、截面选择的具体步骤是？答：①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的强度、整体稳定和挠度的验算。
4、闸门的类型有哪些？答：按功用分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门按闸门空口的位置分：露顶闸门、潜孔闸门按闸门结构形式分为：平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门5、平面闸门结构布置的主要内容有哪些？答：确定闸门上需要的构件，每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。
水工钢结构名词解释
第二章1死水位：在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位2正常蓄水位：水库在正常运用情况下，为满足设计兴利要求而在开始供水时应蓄到的最高水位3：防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位4防洪高水位：当遇下游防护对象的设计标准昏睡时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，在坝前达到的最高水位5设计洪水位：水库鱼大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位6校核洪水位：水库遇大坝校核洪水时，在坝前达到的最高水位7防洪库容：防洪高水位遇防洪限制水位之间的水位8拦洪库容：防洪限制水位与设计洪水位之间的库容9调洪库容：校核洪水位于防洪限制水位之间的库容10有效库容：校核洪水位与死水位之间的库容11年保证率：多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比12兴利调节计算：根据国民经济各有关部门的用水要求，利用水库重新分配天然径流的计算13：设计枯水系列：在实测资料中选择出最严重的连续枯水年组，并从该年组最末一年起逆时扣除破坏年数，就得到设计枯水系列14设计代表期：在实际工作中采用简化方法，即从水位资料中选择若干典型年份或典型多年径流系列作为设计代表期第四章1资金：一般可供利用的资源，其价值都可以用一定数量的货币资金来表达2社会净产值：生产经营活的中由劳动所创造的新价值，包括必要产品价值和剩余价值3国民经济评价：从全社会国民经济的角度出发，分析用影子价格计算项目所需投入的费用和可以获得的效益，评价建设项目的经济合理性4财务评价：从项目财务核算单位的角度出发，分析用财务价格计算项目所需的支出和可以获得的收益，评价建设项目的财务可行性5影子价格：资源或产品增加或减少一个单位引起的边际效益改变的量值6经济内部效益（EIRR）：使项目在计算期内的经济净现值累计等于0时的折现率7经济净现值：用社会折现率将项目计算期内各年的净效益折算到计算期初的现值之和8经济效益比：以项目效益现值与费用现值之比表示第五章1水电站出力：发电机组的出线端送出的功率2水电站保证出力：水电站在长期工作中符合水电站设计保证率要求的苦水期平均出力3电力负荷图：电力系统中所有用户所需出力N随时间t变化曲线4装机容量：电站上所有机组铭牌出力之和最大工作容量：为了满足系统最大负荷要求设置的容量备用容量：当系统在最大负荷时发生负荷跳动因而短时间超过了设计最最大负荷时，或者机组发生偶热停机事故时，或者进行停机检修等情况，需准备的额外容量5必须容量：最大工作容量和备用容量之和6重复容量：在汛期，为了减少弃水额外增大水电站的容量，使在丰水期多发电，由于这部分加大的容量不能当做工作容量，称为重复容量6空闲容量：系统内暂时闲置的容量受阻容量：当某一时期由于机组发生事故，或停机检修，或火电站因缺乏燃料，水电站因水量和水头不足等原因，使部分容量受阻不能工作，这部分容量称为受阻容量第六章1极限死水位：水库运行水位允许比设计死水位还低一些，称为极限死水位2备用库容：设计死水位与极限死水位之间的库容3负荷备用容量：电力系统必须随时准备一部分备用容量，当突荷出现时，不致因系统容量不足而使周波降低到小于规定值，从而影响供电质量，这部分容量称为负荷备用容量。
水工钢结构
1，钢结构的特点：钢结构自重较轻；钢结构工作的可靠性较高；钢材的 抗震性、冲击性好；钢结构制造的工业化程度较高；钢结构可以准确快速的装配；容易做成密封结构；易腐蚀；耐火性差。
2，钢材的破坏形式：塑性破坏和脆性破坏 3，钢材的主要机械性能：比例极限p f 、屈服强度y f 、抗拉强度u f 、伸长率δ及冷弯实验4，影响钢材机械性能的主要因素：钢材的化学成分，钢的冶炼、浇注和轧制，复杂应力和应力集中，时效硬化，冷作硬化和低温等。
5，钢材的牌号：Q235-B.F 表示屈服强度为235mm2N的B 级沸腾钢。
6，钢结构计算方法：容许应力法和半概率半经验的极限状态法。
《钢结构设计规范》是采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，水工钢结构所采用的容许应力计算法是以机构的极限状态为依据。
7.钢结构采用的链接方法：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接。
8.对焊缝连接的构造要求：当两板厚度不相等，且板厚相差4mm 时，还需将厚板的边缘刨成1:2.5的坡度，使其逐渐减到与较薄板等厚；当两板宽度不同时，将宽板两侧以不大于1:2.5的坡度缩减到窄板宽度；一般的焊缝计算长度w l 应由实际长度减去2t （t 为焊缝较小厚度）。
9.钢梁按整体稳定的承载能力即临界荷载的大小，主要决定于梁受压翼缘的自由长度、梁截面的侧向抗弯刚度y EI 以及抗扭刚度GJ ，与强度无关。
因此，这只纵向连接系以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘宽度，是保证钢梁整体稳定的有效方法。
10.组合梁的设计步骤：首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有时还可在弯矩较小处减小梁的截面；然后，计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；演算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋；设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接；最后绘制施工详图。
11.闸门：用来关闭，开启或局部开启水工建筑物中过水空口的活动结构，其主要作用是控制水位，调节流量。
水工钢结构
第一章1、钢结构的特点（5优点，3缺点）优点：a)强度高，重量轻; b)材料均匀，可靠性高; c)塑性和韧性好; d)便于机械化制造; e)安装方便，施工期短、密封性好缺点：a)钢结构有低温冷脆现象; b)耐热性差; c)耐锈蚀性差。
2、钢结构在水工中的应用有哪些1、活动式结构（钢闸门、阀门、拦污栅、船闸闸门、升船机和钢引桥）2、装拆式结构（施工用的钢栈桥，钢模板，装配式的混凝土搅拌楼，砂、石骨料的输送架）3、板结构（压力管道、囤斗、贮液罐、贮气罐）4、高耸结构（输电线路塔、微波塔、电视转播塔）5、大跨度结构（三峡水利枢纽升船机的承船厢）6、海工钢结构（钻井、采油平台结构）第二章1、钢结构的破坏形式钢材的强度断裂破坏：塑性破坏（伴随有明显的变形的破坏）、脆性破坏（没有明显变形征兆的突然发生的破坏）2、软钢的单向拉伸试验（四个阶段、四个性能指标）(1)弹性及弹塑性阶段（2）塑性阶段（3）自强阶段（4）颈缩阶段比例极限屈服强度（取下限为屈服强度）抗拉强度伸长率（δ是衡量钢材塑性性能的一项主要指标，δ愈大，塑性愈好）3、冷弯试验冷弯试验是钢材的塑性、冷加工能力和显示钢材内部缺陷（分层、非金属加渣）状况的一项指标。
4、冲击韧性冲断试样所消耗的能量的大小来衡量钢材的冲击韧Akv（冲击功）是衡量冲击韧性的指标。
5、钢材的防腐蚀措施①涂料保护；②喷镀保护；③电化学保护。
6、化学成分对钢材的影响（C？OSPN？热脆？冷脆？有益？）7、钢材浇铸成锭过程中脱氧程度不同分类？浇注过程中因脱氧程度不同而分为沸腾钢（F）、半镇静钢（b）、镇静钢（Z）和特殊镇静钢(TZ)。
8、复杂应力对钢材的影响？（危险？安全？）①同号平面应力状态，危险情况，应尽量避免②同号立体应力状态危险情况，应尽量避免③异号平面应力状态安全情况，可以出现④异号立体应力状态安全情况，可以出现9、什么是应力集中？影响如何？在缺陷或截面变化附近，主应力迹线曲折、密集，出现应力集中高峰的现象。
水工钢结构
第一章绪论1、钢结构的特点优点：自重轻、可靠性高、抗振性，抗冲击性好、工业化程度高、可以准确快速装配、容易做成密封结构缺点：易腐蚀、耐火性差、价格相对较贵2、钢结构在水工中的应用有哪些活动式结构、装拆式结构、板结构、高耸结构、大跨度结构、海工钢结构第二章钢结构的材料和计算方法1、钢结构的破坏形式塑性破坏、脆性破坏2、软钢的单向拉伸试验四个阶段：弹性及弹塑性阶段，塑性阶段，自强阶段，颈缩阶段四个性能指标：屈服强度，抗拉强度，比例极限，伸长率看课本第9页图2-13、冷弯试验可以检验钢材内部颗粒组织情况和非金属夹渣夹层等缺陷。
可以反映钢材的塑性，检验钢材的冷弯性能，是衡量钢材质量的一个综合性指标。
4、冲击韧性试件吸收的冲击功越大，材料断裂时吸收的能量越多，材料的冲击韧性越好。
5、钢材的防腐蚀措施涂料防护、喷镀保护、电化学保护6、化学成分对钢材的影响碳含量越多，钢材的屈服强度和抗拉强度越高，而塑性和韧性，特别是低温冲击韧性下降。
同时钢材的焊接性能、疲劳强度、抗锈蚀性下降。
氧和硫引起“热脆”，氮和磷引起“冷脆”，锰、硅、钒、硼为有益元素7、钢材浇铸过程中因脱氧程度不同分类沸腾钢（F）、半镇静钢（b）、镇静钢（Z）、特殊镇静钢(TZ)8、复杂应力对钢材的影响？同号危险，异号安全9、什么是应力集中？影响如何？（概念作为了解）概念：在缺陷或截面变化附近，主应力迹线曲折、密集，出现应力高峰的现象。
影响：形成了同号应力状态。
裂缝最危险，椭圆比圆危险10、什么是硬化？冷作硬化VS时效硬化（概念作为了解）概念：钢材强度增强，塑性和韧性降低的现象叫硬化。
分为冷作硬化和时效硬化。
冷作硬化属于人为；时效硬化不属于人为。
11、温度对钢材的影响课本17页图2-812、钢材的疲劳破坏主要取决于：钢材的质量、构件的几何尺寸和缺陷、应力循环特征和循环次数。
在一定的循环次数下，发生疲劳破坏时的应力幅大小取决于：构件和连接类别。
13、疲劳计算应注意的问题疲劳计算时，作用于钢结构的荷载取标准值。
水工钢结构
名词解释塑性破坏：钢材在常温和静荷载作用下，当其应力达到抗拉强度f u 后，产生很大的塑性变形而断裂焊接变形：由于施焊的电弧高温作用而引起的应力和变形称为焊接应力和焊接变形。
整体失稳：常可能在弯应力尚未达到屈服强度之前，就发生侧向弯扭曲屈通常称为整体失稳实腹柱：通常用型钢或钢板组合而成钢桁架：是钢结构中应用非常广泛的基础受弯构件。
疲劳破坏：是一种没有明显变形的突然断裂。
形状系数：梁的塑性弯矩M p 与边缘屈服弯矩M e 之比F=M p /M e =W P /W ，主要与梁的截面形状有关。
换算长细比：加大后的长细比 就称换算长细比。
柔性系杆：对于仅能承受拉力的系杆称为柔性细杆。
露顶闸门：门顶是露出水面的。
应力集中：在缺陷或载面变化，主应力迹线曲折，密集；出现应力高峰的现象称为应力集中。
残余应力：是指焊件冷缩后残留在焊件内的应力。
局部失稳：版面突然偏离原来的平面位置而发生显著地波形屈曲。
承载能力极限状态：结构及构件和链接达到最大承载能力，包括倾覆，强度，疲劳和稳定等，或出现不适于继续承载的过大的塑性变形。
随遇平衡：当压力N 达到临界时，干扰消失后，压杆不能恢复到原来的直线平衡状态而转入微弯平衡状态。
格构柱：通常采用两个槽钢或工字钢作为柱的单肢，用缀条链接单肢叫缀条柱冷作硬化：钢结构制造时在常温冷加工过程如剪、冲、钻、刨、弯、锟等，产生很大的塑性变形而引起钢的硬化现象，通常称为冷作硬化等效弯矩系数：当轴心受压构件的两端弯矩不等或同时受横向荷载作用，这时可用两端作用有等效端弯矩 的轴心受压构件的情况代替，故 称为等效弯矩系数。
异种钢结构：对受弯构件，翼缘可以采用高强度的低合金钢，而腹板可采用普通碳素钢，这种构件称为异种钢结构。
稳定系数：轴心受压构件的稳定系数， ，即轴心简答题1、 简述钢材的一次单向拉伸试验中fy 和fu 这两个指标的含义，钢结构设计规范中，取哪个指标作为弹性计算时材料的强度是标准值？为什么？答：fy ：屈服强度，弹性和塑性变形的分界点；fu:抗拉强度，钢材的最大承载力；取fy 作为钢材强度的标准值，当钢材的承载能力暂时耗尽，结构将因过大的残余变形而不能继续使用。
水工钢结构
§1.1 课程的性质和任务 §1.2 钢结构的特点 §1.3 钢结构的应用 §1.4 钢结构设计的要求 §1.5 水工钢结构的发展
§1.1 课程的性质和任务
课程概况
• 钢结构是土木工程专业的主要专业课之一，也是水工、港航
、海工、农水等水利类专业的专业基础课。钢结构是当前我
国重点推广和发展的结构形式。
强度－ fy 强度设计标准值，设计依据；fu钢材的最大承载强度 ，安全储备。 塑性－δu，钢材产生塑变时而不发生脆性断裂的能力，便于内
力重分布，吸收能量，重要指标。
冷弯性能－90o、180o，在冷加工过程中产生塑性变形时，对产 生裂纹的敏感性，是判别钢材塑及冶金质量的综合指标。 韧性－冲击韧性αk，钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收 能量的能力，用于表征钢材承受动力荷载的能力（动力指标）
受力性能和强度介于两者之间角焊缝按受力方向分类华北电力大学钢结构角焊缝应力状态a侧面角焊缝b正面角焊缝角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构角焊缝的构造要求华北电力大学钢结构为焊缝横截面的内接等腰三角形的最短距离即不考虑熔深和凸度直角角焊缝强度计算的基本公式当角焊缝的两焊脚边夹角为90时称为直角角焊缝即一般所指的角焊缝角焊缝截面华北电力大学钢结构角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度喉部尺寸与计算长度的乘积也即以45方向的最小截面角焊缝有效截面上的应力角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构角焊缝极限强度31q235系数为18其他钢种系数为1730式一致统一公式32焊缝金属抗拉强度华北电力大学钢结构规范采用折算应力引入抗力分项系数相当于角焊缝抗拉强度设计值计算过于繁琐不方便设计计算角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构进一步简化34合应力角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构分应力角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构共同作用计算式
水利工程中的钢结构施工技术和方法
稳定与安全
钢结构的稳定性对于水利工程的整 体稳定性具有重要意义，能够提高 工程的安全性能，防止因不均匀沉 降导致的结构破坏。
提高工程质量
采用先进的钢结构施工技术，可以 提高水利工程的施工质量，减少施 工误差，确保工程性能达到设计要 求。
钢结构的分类与应用
01
02
03
重型钢结构
适用于大跨度、大荷载的 水利工程，如大型水库、 水电站等。
防护装备
要求作业人员佩戴安全帽、手套、护目镜等个人防护装备，降低事 故发生时对人员的伤害。
警示标识
在施工现场设置明显的警示标识，提醒作业人员注意安全，防止误操 作。
安全管理制度与培训
安全管理制度
制定完善的安全管理制度，明确各级管理人员和作业人员的安全 职责。
安全培训
定期对作业人员进行安全培训，提高其安全意识和操作技能，确保 其能够正确、安全地完成工作任务。
质量检测与验收
总结词
质量检测与验收是水利工程中钢结构施工质量控制的重要环节，主要包括外观检测、尺寸检测、无损 检测和功能性试验等方面。
详细描述
应对钢结构的外观进行检查，确保无明显缺陷；应对钢结构的尺寸进行测量，确保符合设计要求；应 采用无损检测技术对钢结构进行内部缺陷检测；应对钢结构进行功能性试验，验证其使用性能和安全 性能。
钢结构是由钢板、型钢、钢管等 钢材通过焊接、铆钉或螺栓连接 而成的结构形式，广泛应用于水 利工程中。
特点
钢结构具有强度高、自重轻、抗 震性能好、施工速度快、环保等 优点，能够满足水利工程对强度 、稳定性和耐久性的要求。
水利工程中钢结构的重要性
支撑与承载
钢结构在水利工程中作为主要支 撑结构，承受着水压力、土压力 等荷载，对于保证工程安全至关
水工钢结构PPT课件
02
水工钢结构的类型与构造
闸门
定义
闸门是水工建筑物中用于关闭或 开启泄水通道的控制设施。
类型
根据使用条件和结构特征，闸门 可分为平板闸门、弧形闸门、人
字闸门等。
构造
闸门主要由门叶、门框、启闭机 械等部分组成。门叶是挡水的主 体部分，门框是门叶四周的支撑 结构，启闭机械用于控制闸门的
开启和关闭。
拦污栅
保养与维护建议
防腐保护
定期对水工钢结构进行防腐涂层检查 和修复，保持其良好的防腐性能。
排水措施
确保水工钢结构的排水系统畅通，避 免积水对钢结构造成损害。
荷载控制
严格控制水工钢结构的荷载，避免超 载对结构造成不利影响。
安全防护
加强水工钢结构的安全防护措施，如 设置警示标志、安装防护设施等，确 保人员和设备安全。
05
水工钢结构的制造工艺与 设备
制造工艺流程
钢材预处理
包括除锈、矫直、切割等工序 ，确保钢材表面光洁度和尺寸
精度。
零件加工
按照设计要求，对钢材进行切 割、弯曲、钻孔等加工，制作 成各种形状和尺寸的零件。
装配与焊接
将加工好的零件进行装配，采用 合适的焊接方法和工艺参数进行 焊接，确保焊缝质量和强度。
04
水工钢结构的设计与计算
设计原则与规范
设计原则
确保结构安全、经济、适用，满足功能和耐久性 要求。
设计规范
遵循国家相关标准和行业规范，如《水利水电工 程钢结构设计规范》等。
结构选型
根据工程条件和要求，选择合适的结构形式和材 料。
荷载分析与计算
荷载分类
考虑恒载、活载、风载、雪载、地震荷载等。
荷载组合
钢材在冷状态下易于弯曲，有利于结 构的成型和安装。
水工钢结构复习资料（自己整理的）
水工钢结构复习资料（自己整理的）主梁数目怎么选：应从以下两方面考虑：①刚度条件：由简支梁在均布荷载作用下的最大弯矩为Mmax=qL2/8，相对挠度应为w/L=5qL3/384EI。
可知：为了抵抗增大的弯矩和挠度，有效的措施是把多个主梁的材料集中在少数梁上使用，因为抗弯截面模量w与梁高的平方成正比，且抗挠曲变形的惯性矩与梁高的立方成正比，所以减少主梁的数目，增大主梁的高度，可以充分发挥材料的作用来抵抗增大的弯矩和挠度。
②经济条件：为了满足经济要求，主梁的间距应随其跨度的增大而加大，否则可能出现经济梁高小于最小梁高，因此在大跨度露顶闸门中采用双主梁。
齐平连接：优点：梁格和面板形成刚强的整体；可以把部分面板作为梁截面的一部分，以减少梁格的用钢量；面板为四边支承，其受力条件好。
缺点：水平次梁遇到竖直次梁时，水平次梁需要切断再与竖直次梁连接，因此，构件多、接头多、制造费工。
降低连接：优点：水平次梁可以在面板与竖直次梁之间穿过而成为连续梁，这样面板为两边支承，面板和水平次梁都可以看作主梁截面的一部分，参加主梁的受力抗弯工作。
缺点：竖直次梁在局部被切断，其整体刚度有所下降。
整体失稳：钢梁一般采用工字形或槽形等开口薄壁截面，其侧向抗弯刚度和抗扭刚度相对与粗大的钢筋混凝土梁要低，常可能在弯应力还未达到屈服强度前，就发生侧向弯扭屈曲，称整体失稳现象。
改善钢材整体稳定性的方法：加大受压翼缘的宽度，增大其抗弯抗扭刚度，设置受压翼缘的侧向支撑，将铺板与受压翼缘连接。
疲劳破坏：钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？钢梁在弯矩较小时，梁的侧向保持平直而无侧向变形；即使受到偶然的侧向干扰力，其侧向变形也只是在一定的限度内，并随着干扰力的除去而消失。
但当弯矩增加使受压翼缘的弯曲压应力达到某一数值时，钢梁在偶然的侧向干扰力作用下会突然离开最大刚度平面向侧向弯曲，并同时伴随着扭转。
《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范(初稿)》编制说明
《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范》编制说明一、起草过程根据国务院《深化标准化工作改革方案》（国发[2015]13号）要求，2016年住房城乡建设部印发了《关于深化工程建设标准化工作改革的意见》（建标[2016]166号）。
在此基础上，住建部全面启动了构建强制性标准体系工作。
我所承担了住建部《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范》（下称《规范》）研编工作。
为贯彻国家的有关方针政策、法律、法规,保障国家水利工程安全、防止欺骗、保护人体健康和人身财产安全、保护动植物的生命和健康、保护环境，加强水利工程专用机械设备及金属结构的统一管理，特进行工程建设强制标准《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范》（下称《规范》）研编。
拟通过本规范的编制,对水利工程专用机械设备和水工金属结构等技术进行统一、系统的梳理,及时对相关强制性条文进行更新,解决部分设计、施工单位使用的技术规范技术水平落后,规范不统一等问题。
同时本规范编制,为加强水利工程专用机械、特种设备等方面的安全管理与监督检查,提高相关作业人员安全生产意识,防止事故,保障生命和财产安全等提供支撑。
在《规范》研编的过程中，项目组选择了水利工程起重机械作水利工程专用机械的重点研究对象，其他相关专用机械拟在后续作为子部分进行研编。
在研究内容上，项目组重点做了下列研究：1、对我国水利工程专用机械和水工金属结构相关的法律法规和政策措施做了梳理，2、拟定《规范》拟规定的通用技术要求与指标；3、分析我国现有涉及水利工程专用机械和水工金属结构的现行有效标准和强制性条的覆盖面、可行性和可操作性：4、收集整理国外相关技术法规，并从构成要素、术语内涵、技术指标几个方面分析与我国存在的差异。
二、条文说明为便于有关人员在使用本规范是能正确理解和执行条文规定，项目组按照条款顺序编制了本规范的条文说明。
2一般规定2.1 焊接与切割2.1.1 施工现场的焊接与切割作业应符合《焊接与切割安全》(GB9448—88)等标准中的规定。
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第一章
1.什么是钢结构：由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，称为钢结构、
2*.钢结构的优缺特点:1、强度高、重量轻2、材质均匀，塑性、韧性好3、良好的加工性能和焊接性能4、密封性能好5、可重复性使用性6、耐热性较好，耐火性差7、耐腐蚀性差8、低温冷脆倾向
3 三种节点：焊接球节点螺栓球节点钢板节点
4钢材防腐措施：1涂料防护.2.喷镀保护3.电化学保护
5设计基本原则：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量
>0，结构处于可靠状态
6 功能函数Z=R-S =0，结构处于极限状态
<0，结构处于失效状态
7结构内力的分析方法：1. 一阶弹性分析2. 二阶弹性分析
第二章
1.钢结构对材料的要求：较高的抗拉强度fu和屈服点fy（2）塑性、冲击韧性好（3）冷加工性能好4）可焊性好（5）耐久性好
2.钢材的生产大致分为炼铁、炼钢和轧制三道工序
3.炼钢炉有三种形式：转炉、平炉和电炉
4.照钢液在炼钢炉中进行脱氧的方法和程度不同，碳素结构钢可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。
5.钢材的破坏形式：塑性破坏、脆性破坏
6.实际工程中以伸长率 代表材料断裂前具有的塑性变形能力
7.钢材拉伸的四个阶段:1弹性阶段.2屈服阶段.3强化阶段4.颈缩阶段
8. 单向拉伸时钢材的机械性能指标：（1）屈服点fy（2）抗拉强度fu（3）钢材的塑性（4）伸长率δ（5）断面收缩率5、冷弯性能6、冲击韧性Cv
9.钢材的其它性能：1.冷弯性能2.冲击韧性
第三章
1.钢结构的连接方式：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接。
2.连接的原则：安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材
3.钢结构常用的焊接方法：（1）手工电弧焊（2）埋弧焊（自动或半自动）（3）气体保护焊（4）电阻焊
4.焊缝连接形式：分为对接、搭接、T形连接和角部连接
5.
[例5-1] 跨度为3米的简支梁，承受均布荷载，其中永久荷载标准值qk=15kN/m ，各可变荷载标准值共为q1k=18kN/m ，整体稳定满足要求。
试选择普通工字钢截面，结构安全等级为二级。
（型钢梁设计问题）
[分析] 解题步骤（按塑性设计）
荷载组合→计算弯矩→选择截面→ 验算强度、刚度。
[解] （1）荷载组合
标准荷载 q0= qk+q1k =15+18=33kN/m
设计荷载 q= 0( Gqk+ ψ G1q1k)
γ0——结构重要性系数。
安全等级二级， γ0 =1.0
γG ——永久荷载分项系数，一般取 γ G =1.2
γG1——可变荷载分项系数，一般取 γ G1 =1.4
γψ——荷载组合系数，取 γ ψ =1.0
（1）荷载组合
荷载设计值：q=1.0(1.2×15+1.0×1.4×18)=43.2kN/m
荷载标准值：q=1.0(15+18)=33kN/m
（未包括梁的自重
（2）计算最大弯矩（跨中截面）
在设计荷载下（暂不计自重）的最大弯矩
M=ql2/8=43.2×32/8=48.6kN-m
（3）选择截面
需要的净截面抵抗矩
Wnx=M/gxf=48.6×103/1.05/215=215cm3
由附录8 P427，选用I20a ，
Ix=2369cm4，Wx=237cm3，Ix/Sx=17.4cm ，
tw=7mm ，g= 0.27kN/m 。
加上梁的自重，重算最大弯矩：
M=ql2/8=（43.2+1.2×0.27)×32/8=49.0kN-m
(4) 强度验算
① 抗弯强度验算
② 抗剪强度验算
③ 局部压应力验算
在支座处有局部压应力。
支座构造被设计如图，不设支承加劲肋。
需验算局部压应力。
lz=a+2.5hy =80+2.5×20.4=131mm F=ql/2=43.5×3/2=65.3kN 由式（4.2.7）
6
2234910197N/mm 215N/mm 23710 1.05nx M f W σ⨯===<=⨯⨯223
N/mm 125N/mm 5.53717410)35.43(21=<=⨯⨯==v w x x f t I VS τl z tw =7
a=80
2
. F 20a 223
z w c N/mm 215N/mm 2.711317103.651=<=⨯⨯⨯==f l t F ψσ
(5) 刚度验算(采用标准荷载) 例6.1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN ，计算长度l0x=6m ，l0y=3m ，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。
解： 截面面积： 惯性矩： 回转半径：
长细比：
2整体稳定验算：
截面关于x 轴和y 轴都属于b 类，
查表得：
1、截面及构件几何性质计算
4475533.28300038438420623701030007.1mm []12mm 250250x ql EI l υυ⨯⨯==⨯⨯⨯=<===-250×8 -250×12 y y x x 225012225088000mm A =⨯⨯+⨯=()337411225022508 3.12610mm 12y I =⨯⨯+⨯=⨯()33841250274242250 1.134510mm 12x I =⨯-⨯=⨯7
3.1261062.5mm 8000y y I i A ⨯===8
1.134510119.1mm 8000
x x I i A ⨯===0.485.623000===y y y i l λ4.501.1196000===x x x i l λy x λ
λ>802
.0=ϕ1.61235
3454.50235==y x f λ2
23/315/9.3118000802.0102000mm N f mm N A N =<=⨯⨯==ϕσ
满足整体稳定性要求其整体稳定承载力为：
：kN
N Af
N
c 2020
2020000
315
8000
802
.0=
=
⨯
⨯
=
=ϕ。