水工钢结构
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。
水工钢结构第三章习题答案
水工钢结构第三章习题答案水工钢结构第三章习题答案水工钢结构是一门研究水利工程中使用的钢结构的学科，它涉及到了许多重要的概念和理论。
在学习过程中，习题是非常重要的一部分，它能够帮助我们巩固所学的知识，提高解决问题的能力。
本文将为大家提供水工钢结构第三章习题的详细答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一题：简述水工钢结构的分类及其特点。
水工钢结构主要分为以下几类：水闸、船闸、水库闸门、堰闸、引水闸门、泄洪闸门、泵站闸门、船舶升降机、船闸门、船闸墩、船闸墩顶、船闸墩底等。
每一类水工钢结构都有其特点。
例如，水闸的特点是结构简单、操作方便，能够实现快速开闭；船闸的特点是结构复杂，需要考虑水位变化对结构的影响；水库闸门的特点是承受较大的水压力，需要具备较高的密封性能；堰闸的特点是能够控制水位，调节水量；引水闸门的特点是能够引导水流，使其流向指定的地方；泄洪闸门的特点是能够快速泄洪，保护水库安全；泵站闸门的特点是能够控制水流，使其流向泵站；船舶升降机的特点是能够将船舶升降到不同的水位；船闸门的特点是能够控制水流，使船只通过；船闸墩的特点是能够支撑船闸门的重量；船闸墩顶的特点是能够承受船舶碰撞的力量；船闸墩底的特点是能够承受水流冲击的力量。
第二题：简述水工钢结构的设计原则。
水工钢结构的设计原则主要包括以下几点：1. 安全性原则：水工钢结构在设计过程中，必须保证结构的安全性，即能够承受外部荷载和水压力的作用，不发生破坏或倒塌。
2. 经济性原则：水工钢结构的设计应该尽量做到经济合理，即在满足安全性的前提下，尽量减少材料的使用量，降低工程造价。
3. 实用性原则：水工钢结构的设计应该具备实用性，即能够满足水利工程的实际需求，方便施工和维护。
4. 美观性原则：水工钢结构作为一种建筑形式，应该具备一定的美观性，能够与周围环境相协调，提升整体景观效果。
第三题：简述水工钢结构的材料选用原则。
水工钢结构的材料选用原则主要包括以下几点：1. 强度和刚度：水工钢结构需要具备足够的强度和刚度，以承受外部荷载和水压力的作用。
水工钢结构 课后习题答案
水工钢结构课后习题答案水工钢结构课后习题答案水工钢结构是一门涉及水利工程中的钢结构设计和施工的学科。
它在水利工程中起着重要的作用，包括水库、水闸、泵站、渠道等。
在这篇文章中，我们将为大家提供一些水工钢结构课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
1. 什么是水工钢结构？水工钢结构是指在水利工程中使用的钢结构，主要用于水库、水闸、泵站等工程的建设。
它具有抗水压能力强、耐腐蚀、施工周期短等优点，因此在水利工程中得到广泛应用。
2. 水工钢结构的设计原则是什么？水工钢结构的设计原则主要包括以下几点：- 结构安全性：水工钢结构必须具备足够的抗风、抗水压和抗地震能力，以确保结构在各种工况下的安全性。
- 结构稳定性：水工钢结构的设计应考虑结构的整体稳定性，避免出现倾覆、滑移等问题。
- 施工可行性：水工钢结构的设计应便于施工，包括结构的拼装、安装和维护等方面。
- 经济性：水工钢结构的设计应尽可能减少材料的使用量和施工成本，提高工程的经济效益。
3. 水工钢结构的主要构件有哪些？水工钢结构的主要构件包括：- 钢板：用于构建水工钢结构的主体框架，通常采用高强度钢板制作，以确保结构的稳定性和承载能力。
- 拉索：用于增强结构的稳定性和抗风能力，通常采用高强度钢丝绳制作。
- 支撑杆：用于支撑结构的各个部分，以增强结构的稳定性和抗震能力。
- 连接件：用于连接结构的各个构件，通常采用螺栓、焊接等方式进行连接。
4. 水工钢结构的施工过程有哪些？水工钢结构的施工过程主要包括以下几个步骤：- 基础施工：包括基础的开挖、浇筑和固定等工作，以确保结构的稳定性和承载能力。
- 构件制作：包括钢板、拉索、支撑杆等构件的制作，通常在工厂进行预制，以提高施工效率和质量。
- 拼装安装：将预制好的构件按照设计要求进行拼装和安装，通常采用起重机械进行操作。
- 焊接和连接：对拼装好的构件进行焊接和连接，以增强结构的稳定性和承载能力。
- 检验和验收：对已完成的水工钢结构进行检验和验收，确保结构符合设计要求和安全标准。
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
《水工钢结构》是2010年03月黄河水利出版社出版的图书，作者是王正中。
该书主要讲述了钢结构的材料及设计方法、钢结构的连接、钢梁、钢柱与钢压杆、钢桁架、平面钢闸门的主要特点等内容。
目录：出版者的话前言绪论第一节钢结构的特点和应用第二节钢结构的发展概况和发展方向第三节水工钢结构课程的主要内容、性质、任务和基本要求小结思考题第一章钢结构的材料及设计方法第一节钢材的破坏形式第二节钢材的主要力学性能第三节影响钢材力学性能的主要因素第四节复杂应力下钢材的工作性能第五节钢材的疲劳第六节钢材的种类、规格及选用第七节钢结构的设计方法小结第二章钢结构的连接第一节钢结构的连接方法第二节焊接连接第三节对接焊缝连接第四节角焊缝的构造和计算第五节焊接残余应力和残余变形第六节普通螺栓连接第七节高强度螺栓连接小结思考题习题第三章钢梁第一节钢梁的形式及应用第二节钢梁的弯曲强度及其计算第三节钢梁的刚度计算第四节梁的整体稳定第五节型钢梁设计第六节组合梁设计第七节梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第八节组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算第九节梁的拼接与连接思考题习题第四章钢柱与钢压杆第一节柱的可能破坏形式第二节柱的截面强度与刚度第三节轴心受压实腹式构件的整体稳定第四节轴心受压格构式构件的整体稳定第五节轴心受压构件的局部稳定和单肢稳定第六节轴心受压柱设计第七节实腹式压弯构件的稳定第八节格构式压弯构件的稳定第九节偏心受压柱设计第十节梁柱连接第十一节柱脚的设计小结思考题习题第五章钢桁架第一节概述第二节桁架的外形、尺寸和腹杆设计第三节桁架支撑设计第四节桁架的荷载和杆件内力计算第五节桁架杆件的截面选择第六节桁架节点设计第七节桁架的施工图绘制小结思考题习题第六章平面钢闸门第一节概述第二节平面钢闸门的组成和结构布置第三节平面钢闸门的结构设计第四节平面钢闸门的零部件设计第五节止水、启闭力和吊耳思考题附录附录一梁的整体稳定系数附录二型钢规格和截面特性附录三轴心受压构件的稳定系数附录四矩形弹性薄板弯矩系数附录五钢闸门的自重估算公式附录六材料的摩擦系数参考文献。
水工钢结构课程设计 (2)
水工钢结构课程设计简介水工钢结构是指在水利工程、水电站、船舶等领域中应用的钢结构体系，在这些领域中占据着重要的地位。
本文以某典型型船为例，结合相关的标准和规范，进行水工钢结构的课程设计。
船型介绍本文选取的船型为DL2400型，该船型为一种散货船，主要用于海洋运输领域中。
该型船的总长为240m，型宽为32.26m，型深为18.0m，受承载能力限制，设计载货量为7,500吨，船舶排水量为19,500吨。
船舶的建造符合中国海洋局制定的《船舶设计规范》（GB 50158-2013）的规定。
设计要求在进行水工钢结构的课程设计过程中，需要遵循以下的设计要求：1.满足船舶的必要强度要求，同时保证结构的安全可靠；2.保证船体的刚度和稳定性；3.最小化船体的自重；4.合理利用材料，降低造价成本。
结构设计框架结构设计该型船采用通用梁双底槽式结构的强度布置，分舱垂向各设置一层纵向筋。
当船底宽达20m-30m时，采用槽式结构的强度布置会比板式结构经济，而且该结构还比较稳定，可用于大型散货船的建造。
在本船设计中，采用316l不锈钢制作了水箱支架和水箱，这样设计既满足了强度要求，又降低了自重。
舱壳结构设计舱壳是船舶的主要承重构件，为了保证船壳的安全可靠，需要把船体分成多个船舱，在每个船舱设置舱壁，舱壁的厚度应符合规范的要求。
同时应保证船舶的良好的密封状态，防止船体进水。
结果分析经过以上的水工钢结构的课程设计，得到的设计方案符合了相关的规范要求，同时还满足了设计要求，并且对于设计的材料和结构，进行了合理的优化，可以进一步减轻船体自重，降低造价成本。
结论本文以某典型型船为例，结合相关的标准和规范，进行了水工钢结构的课程设计，并给出了相关结果分析和结论。
这些优化措施，不仅可以降低设计成本，还能有效提高船舶的安全性和可靠性，使船舶在特定环境条件下更加适用。
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。
水工钢结构课程总结
水工钢结构课程总结
水工钢结构课程总结
一、课程简介
水工钢结构课程是指研究建筑工程中水工钢结构构件的设计、制作、安装、使用等方面的知识系统。
它集建筑学、构造学、力学、材料力学、焊接等理论于一体，以钢结构为重点，研究钢结构的结构计算、荷载计算、结构优化设计、结构连接、预应力等方面的知识，是建筑学研究和实践的重要组成部分。
二、课程主要内容
1、水工钢结构的基本理论：
水工钢结构的基本理论包括力学计算、断面受力分析、材料力学性能与表观受力分析、材料物理性质和机械性能、焊接技术、钢结构的设计计算、连接技术等。
2、水工钢结构的设计与计算
水工钢结构的设计与计算包括钢结构的抗震设计、水工钢结构的正常运行设计、复杂结构的设计方法、钢结构的弹性和非弹性分析、钢结构的结构优化设计、连接设计与分析及其他相关问题。
3、水工钢结构的安装
水工钢结构的安装包括施工程序设计、起重设备及安全措施、焊接施工技术、预应力施工技术、构件装置施工技术及相关技术等。
三、课程成果
1、熟悉水工钢结构的基本理论，能正确认识水工钢结构的设计、
施工及使用，能够解决钢结构的结构问题。
2、熟悉水工钢结构的设计计算、连接设计、预应力施工及起重设备等相关知识，能够熟练运用。
3、熟悉水工钢结构的施工方法及技术，能够正确、合理、安全地施工。
4、了解施工进度管理与质量控制，能够正确制定施工计划、监理施工进度及维护保养。
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
水工钢结构设计课程设计 (2)
水工钢结构设计课程设计一、课程设计背景随着建筑结构工程的不断发展，水工钢结构已成为构建重要水利水电工程的重要手段，具有结构坚固、寿命长、施工便利、适应性强等优点。
在水工钢结构设计方面，需要学生掌握相关知识，了解结构的构成和设计原理，才能更好地进行实际操作。
本课程设计旨在通过对水工钢结构设计的相关知识进行学习和掌握，并结合实际项目进行设计实践，让学生深入理解各种结构构造的设计原理、施工细节等方面的知识。
二、课程设计目标本课程设计旨在使学生能够：1.掌握水工钢结构的设计原理，包括载荷计算、结构分析、构造设计、材料选用等方面的知识；2.明确钢结构构造的类型及其特点，了解并分析各类结构的适用范围；3.学会使用结构设计软件进行模拟计算与结构设计；4.了解水工钢结构设计相关标准的制定及其适用性。
三、课程设计内容课程涵盖水工钢结构设计相关知识的基本原则、设计方法、结构设计软件、标准制定及实践操作等方面的内容，具体包括：1. 水工钢结构设计原理1.1 载荷计算：设计荷载、水压力等相关原理； 1.2 结构分析：应力、变形和位移等相关原理； 1.3 构造设计：钢筋混凝土、钢结构及混合结构等相关原理；1.4 材料选用：构件材料、钢材规格及特点等相关原理。
2. 钢结构构造类型及其特点分析2.1 钢框架结构； 2.2 钢桁架结构； 2.3 钢拱架结构； 2.4 钢索架结构；2.5 桥梁结构。
3. 结构设计软件的使用3.1 模拟计算软件； 3.2 结构设计软件。
4. 水工钢结构设计标准制定4.1 国际标准； 4.2 国家标准； 4.3 行业标准。
5. 实践操作5.1 实地考察； 5.2 结构设计实践。
四、课程设计方案1. 授课方式本课程采用“理论课+实践课”的方式进行教学。
2. 教学计划本课程设计共分为两个部分，每个部分包括理论讲授和实践操作。
第一部分：基础理论与设计1.载荷计算；2.结构分析；3.构造设计；4.材料选用；5.钢结构构造类型及其特点分析；6.结构设计软件的使用。
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。
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水工钢结构复习题（课程代码252261）一、单项选择题1.设置在开敞式泄水孔口的闸门，需设置三面止水的闸门称为：（C）A. 检修闸门B. 施工导流闸门C. 露顶式闸门D. 潜孔式闸门2.钢闸门结构采用（D）法进行结构强度验算A. 极限应力法B. 极限应变法C. 经验推算法D. 容许应力法3.用来封闭和开启孔口的活动挡水结构是：（C）A. 承重结构B. 行走支承C. 门叶结构D. 主梁4.用来挡水，直接承受水压的是（B）A. 梁格B. 面板C. 垂直支承D. 系杆5.在大跨度的露顶式闸门中常采用的主梁数目是（B）A. 单主梁式B. 双主梁式C. 多主梁式D. 无具体要求6.对于实腹式主梁的工作闸门，一般使底主梁的下翼缘到底止水边缘连线的倾角不应小于（ A）A. 30度B. 45度C. 60度D. 90度7.水平次梁和竖直次梁直接与面板相连，主梁放在竖直次梁后面的梁格连接形式称为（C）A. 齐平连接B. 降低连接C. 层叠连接D. 竖直连接8.下列关于单腹式边梁叙述正确的是（ D）A. 抗扭刚度强B. 广泛用于定轮闸门中C. 便于设置滚轮和吊轴D. 主要用于滑道式支承的闸门9.对于大跨度的闸门，宜采用（ B ）A. 型钢梁B. 桁架式主梁C. 实腹式组合梁D. 变高度的主梁10.钢构件最易产生脆性破坏的应力状态是（ B ）A.单向压应力状态B.三向拉应力状态C.二向拉一向压的应力状态D.单向拉应力状态11.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、质量最难于保证的施焊方位是（ D ）A.平焊B.立焊C.横焊D.仰焊12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N=500kN，肢背焊缝受力N1为（ D ）A.150kNB.250kNC.325kND.350kN题15图题16图13.如图，两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸h f=（ C ）A.12mmB.10mmC.8mmD.5mm14.螺栓排列时，要求螺栓端距≥2d0（d0为螺栓孔径），目的是为了防止发生（ C ）A.螺栓受剪破坏B.板件被拉断破坏C.板件被冲剪破坏D.板件被挤压破坏15.图示高强螺栓群摩擦型连接受弯后的旋转中心为（ A ）A.a点B.b点C.c点D.d点题18图16.某截面无削弱的热轧型钢实腹式轴心受压柱，设计时应计算（ C ）A.整体稳定、局部稳定B.强度、整体稳定、长细比C.整体稳定、长细比D.强度、局部稳定、长细比17.某单轴对称截面轴心受压柱，绕对称主轴失稳时，其失稳形式是（ B ）A.弯曲屈曲B.弯扭屈曲C.扭转屈曲D.既可能弯曲屈曲也可能扭转屈曲18.双肢格构式轴心受压柱，虚轴为x-x轴，实轴为y-y轴，确定两单肢间距离时应根据（ D ）A.强度条件B.=x λy λC.=x λoy λD.=ox λy λ19. 初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为（ A ）A.初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力B.初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力C.初弯曲将会降低稳定承载力，而初偏心将不会影响稳定承载力D.初弯曲将不会影响稳定承载力，而初偏心将会降低稳定承载力 20. 梁采用Q235钢，梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比即b 1／t ≤13，是为了保证翼缘板的（ B ）A.整体稳定B.局部稳定C.抗弯强度D.抗剪强度 21. 钢材的伸长率越小，则( A )A.发生脆性破坏的可能性越大B.低温下的变形能力越强C.越适于做受力构件D.在高温下的承载能力越高 22. 吊车梁的疲劳破坏是指( C )A.因荷载冲击效应而发生的脆性破坏B.经过应力多次超过屈服点而发生的塑性破坏C.在循环荷载作用下，当循环次数达到某值时发生的脆性破坏D.在循环荷载作用下，当循环次数达到某值时发生的塑性破坏 23. 钢材中磷的含量过高时会使钢材( A )A.冷脆B.热脆C.强度降低D.伸长率提高 24. 在以下各级钢材中，冲击韧性保证温度最低的是( D )A.Q345BB.Q345CC.Q345DD.Q345E 25. 冲击韧性值较高的钢材( C )A.设计强度值较高B.弹性模量值较高C.抗脆性破坏的能力较强D.可焊性较好 26. 相同连接形式，当采用高强度螺栓摩擦型连接时，( B )A.承载力一定高于普通螺栓连接B.承载力可能低于普通螺栓连接C.变形可能大于普通螺栓连接D.变形一定大于高强螺栓承压型连接 27. 对接焊缝采用引弧板的目的是( A )A.消除焊缝端部的焊接缺陷B.提高焊缝的设计强度C.增加焊缝的变形能力D.降低焊接的施工难度 28. 图示连接，角钢肢背、肢尖处角焊缝的最大焊脚尺寸分别为( B )A.9mm ，9mmB.6mm ，5mmC.9mm ，5mmD.6mm ，6mm29. 轴心受拉构件采用全焊透对接焊缝拼接，当焊缝质量等级为何级时，必须进行焊缝强度验算?( C )A.一级B.二级C.三级D.一级和二级 30. 普通螺栓连接中，防止构件端部发生冲剪破坏的方法是( D )A.验算螺栓抗剪承载力B.验算螺栓承压承载力C.限制端距不小于栓杆直径的2倍D.限制端距不小于螺栓孔径的2倍31.工字形截面轴心受压柱，经验算翼缘的局部稳定不满足要求，可采取的合理措施是(B)A.将钢材由Q235改为Q345B.增加翼缘厚度，宽度不变C.增加翼缘宽度，厚度不变D.利用翼缘的屈曲后强度32.焊接工字形截面钢梁的折算应力计算部位在梁截面(B)A.受压翼缘的外边缘B.翼缘和腹板相交位置C.中性轴位置D.受拉翼缘的外边缘33.通用宽度比λs是反映腹板剪切失稳性质的指标，当λs=1.5时，说明腹板可能(B)A.发生弹塑性屈曲B.发生弹性屈曲C.发生剪切屈服破坏D.不会发生失稳34.按设计规范直接受动荷载作用的构件，钢材应保证的指标为( D )A.f u、f y、E、冷弯180°和A KVB.δ、f y、E、冷弯180°和A KV5C. f u、δ、E、冷弯180°和A KV D.f u、5δ、f y、冷弯180°和A KV535.与钢材疲劳强度无关．．的因素为( D )A.结构的构造状况B.结构上作用的应力幅C.循环荷载的重复次数D.钢材的强度36.钢材中碳的含量应适中，其含量过高会( C )A.降低钢材的强度B.提高钢材的伸长率C.降低钢材的可焊性D.提高钢材的冲击韧性37.在以下各级别钢材中，屈服强度最低的是( A )A.Q235B.Q345C.Q390D.Q42038.结构焊接时，所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B )A.弹性模量相适应B.强度相适应C.伸长率相适应D.金属化学成份相适应39.三级焊缝的质量检验内容为( C )A.外观检查和100％的焊缝探伤B.外观检查和至少20％的焊缝探伤C.外观检查D.外观检查及对焊缝进行强度实测40.10.9级螺栓，其表示符号中的“.9”表示( D )A.螺栓材料的屈服点约为900N／mm2B.螺栓材料的极限抗拉强度约为900N／mm2C.螺杆上螺纹长度和螺杆全长的比值为0.9D.螺栓材料的屈服点和最低抗拉强度的比值为0.941.图示连接，角焊缝的最大计算长度为( D )A.60h fB.40h fC.8h fD.无构造限制42.以下哪种情况可以用于高强度螺栓摩擦型连接的接触面( C )A.表面经雨淋、潮湿B.表面涂有红丹等底漆C.表面喷砂后生赤锈D.表面涂油脂润滑43.在轴心受力构件计算中，验算长细比是为了保证构件满足下列哪项要求?( D )A.强度B.整体稳定C.拉、压变形D.刚度44. 工字型截面组合梁，计算所得06.1b =ϕ，表明( B )A.梁的刚度能满足要求B.应用b ϕ'代替b ϕ验算梁的整体稳定C.梁的整体稳定能满足要求D.梁不会发生强度破坏 45. 梁因局部失稳发生翘曲变形，是由于( D )A.翼缘的弯曲应力超过钢材的设计强度B.腹板的剪应力超过钢材的剪切设计强度C.梁中各板件的应力值超过相应的临界应力D.梁中某板件的应力值超过相应的临界应力二、简答题1. 手工电弧焊有什么优缺点？答：优点：设备简单，适应性强缺点：①焊缝质量的波动性大②劳动条件差③生产效率低④保证焊缝质量的关键是焊工的技术水平，要求焊工具有较高的技术等级2. 选择轴心受压实腹式柱的截面时，应考虑哪些原则？答：A 、面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；B 、使两个主轴方向等稳定性，即使已达到经济的效果；C 、便于与其他构件进行连接；D 、尽可能构造简单，制造省工，取材方便。
3. 单角钢单面连接时强度设计值的折减系数是如何确定的？答：1）按轴心受力计算强度和连接乘以系数 0.85；2）按轴心受压计算稳定性：等边角钢乘以系数0.6+0.0015λ，且不大于1.0；短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.0025λ，且不大于1.0；长边相连的不等边角钢乘以系数 0.70；3）对中间无联系的单角钢压杆，按最小回转半径计算λ，当λ< 20时，取λ=20。
4. 格构轴心受压柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比？写出换算长细比的公式。
答：1) 格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，剪力主要由缀材分担；2) 柱的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不能忽略，故对虚轴的失稳计算； 3) 常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。
x 0λ的简化：缀条柱：xx x A A12027+=λλ缀板柱：2120λλλ+=x x5. 焊接残余应力和焊接残余变形产生的原因是什么？答：(1)施焊时焊件上温度分布不均匀。
(2)施焊时出现局部热塑性和冷塑性变形区。
(3)焊接构件的整体性，其变形基本保持平面变形 影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？（1）梁的抗弯刚度；（2）梁的抗扭刚度；（3）端部约束条件； （4）受压翼缘的自由长度；（5）截面形式。
6. 屋盖支撑有什么作用？答：屋盖支撑有如下作用： （1）保证屋盖结构的几何稳定性 （2）保证屋盖的刚度和空间整体性 （3）为弦杆提供适当的侧向支承点（4）承担并传递水平荷载(如风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载) （5）保证结构安装时的稳定与方便。
三、计算题1． 如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值N=1000kN 。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求（）。
解：正面焊缝承受的力 ：则侧面焊缝承受的力为：则满足要求。
2． 已知一平台梁格。
次梁最大弯矩设计值为mKN M ⋅=9.235max ，KNV 7.188max =，选用工字钢次梁截面，其需要的净截面塑性抵抗矩3610086.1mm W x n ⨯=，钢材为235Q ，试验算次梁截面抗弯强度和抗剪强度是否满足要求？（mm t w 5.10=，mmS I x x 344/=，2/215mm N f =，2/125mm N f v =）解：（1）抗弯强度为：2266max /215/9.20610086.105.1109.235mm N mm N w M nx x =⨯⨯⨯=γ故抗弯承载力合格 （2）抗剪强度为：223max /125/2.525.10344107.188mm N f mm N t I S V v w x x ==⨯⨯=故抗剪承载力合格。