河海大学钢结构知识点演示教学

1承受动力荷载作用的钢结构，应选用塑性，冲击韧性好的钢材。

2冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低。

3钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、冷弯性、伸长率、冲击韧性。

4钢材中氧的含量过多，将使钢材出现热脆现象。

5钢材含硫量过多，高温下会发生热脆，含磷量过多，低温下会发生冷脆。

6时效硬化(老化)会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性韧性降低。

7影响钢材性能的因素：化学成分，成材过程，钢材硬化，温度，集中应力，反复荷载作用8钢材在250ºC度附近有抗拉强度、硬度提高伸长率降低现象，称之为蓝脆现象。

9钢材硬化的三种情况;冷作硬化，时效硬化，应变时效硬化10钢材的主要性能：抗拉强度，屈服强度，伸长率12钢材牌号Q235－BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级B级 ,F表示沸腾钢。

13钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。

14焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应。

15钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中S P O N为有害的杂质元素。

16衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。

17结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。

18承重结构的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性、硫磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有含碳量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁类似结构的钢材,应具有常温冲击韧性的保证。

19冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性变形能力和钢材质量的综合指标20结构有哪两种极限状态：承载能力极限状态，正常使用极限状态21工程结构必须具备哪些功能：安全性，使用性，耐久性，总称为结构的可靠性22疲劳破坏的三个阶段：裂纹的形成，裂纹的缓慢扩展，迅速断裂23钢材的选择：结构的重要性，荷载的性质，连接方法，工作环境，钢材厚度24焊缝连接形式：对接搭接T形连接角部连接25钢结构的连接方法通常有焊缝连接，铆钉连接和螺栓连接三种。

26焊缝残余应力：纵向焊接残余应力，横向，厚度方向。

产生原因：焊接加热和冷却过程中不均匀收缩变形27梁的刚度用梁在标准荷载作用下的挠度来衡量28抗剪螺栓破坏形式：螺栓杆剪断，孔壁压坏，板被拉断，板端剪断，螺杆弯曲30采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50焊条。

31焊接残余应力不影响构件的强度。

5.1t和焊件厚度。

32角焊缝的最小计算长度不得小于max33承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是60h f。

34手工焊焊接Q235钢，一般采用E43型焊条。

焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区材质存在缺陷。

35侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜>60hf。

36高强度螺栓连接按施加预应力方式分：大六角头型，扭剪型。

按传力方式分：摩擦型连接，承压型连接。

37钢结构常用的焊接方法有手工电弧焊，埋弧焊，气体保护焊和电阻焊。

38焊缝连接的形式按被连接钢材的相互位置可分为对接，搭接，T形连接和角部连接。

这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。

对接焊缝有正对接焊缝和斜对接焊缝。

角焊缝有正面角焊缝，侧面角焊缝，斜焊缝。

直角角焊缝，斜角角焊缝。

39焊缝的缺陷有：裂纹，气孔，烧穿，夹渣，未焊透，未融合，咬边，焊瘤。

40设引弧板与不设引弧板的差别：不设置引弧板时可令焊缝计算长度等于实际长度减2t 。

41高强度螺栓的预应力是通过拧紧螺帽实现的。

42在螺栓连接中，最小端距是 2d 0 在螺栓连接中，最小栓距是 3d 043普通螺栓连接,当板叠厚度∑t 〉5d 时 (d －螺栓直径),连接可能产生 栓杆受弯 。

44钢材的抗剪强度与屈服点的关系式是 f v =0.58f y45单个普通螺栓承压承载力设计值bc b c f td N ⨯⨯=∑，式中∑t 表示 受力方向承压构件总厚度的最小值46普通螺栓连接靠 螺栓杆 传递剪力；摩擦型高强度螺栓连接靠 摩擦力 传递剪力。

47承压型高强度螺栓仅用于 承受非动力荷载 结构的连接中。

48承受动力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是 40hf 。

49轴心受压构件的承载能力极限状态有 强度 和 稳定性 。

50格构式轴心受压构件的等稳定性的条件 绕虚轴和绕实轴的长细比相同 。

51双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 弯曲 屈曲。

52单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生 弯扭 屈曲。

53轴心受压构件的缺陷有 残余应力 、 初始偏心 、 初始曲率 。

54轴心受压构件的屈曲形式有 弯曲屈曲 、 扭转屈曲 、 弯扭屈曲 。

55对于缀板式格构柱，单肢不失稳的条件是 单支稳定承载力不小于整体稳定承载力 ，且不大于 容许长细比 。

56缀条式格构柱的缀条设计时按 轴心受力 构件计算。

57对于缀条式格构柱，单肢不失稳的条件是 单支稳定承载力不小于整体稳定承载力 。

58为做到轴心受压构件对两主轴的等稳定，应使 两主轴方向长细比相同 。

59轴压柱的柱脚中锚栓直径应 根据构造 确定。

60在轴心压力一定的前提下,轴压柱脚底板的面积是由 基础砼的局压强度 决定的。

61工字形轴压构件翼缘局部稳定保证条件是根据 三边简支一边自由的均匀受压板 导出 62承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数γx 取_1.05 。

63工字形受弯构件翼缘板的局部稳定保证条件是根据_单向均匀受压板的临界力_导出的。

64组合梁腹板与翼缘间的连接焊缝受_剪_；当该焊缝为角焊缝时,最大计算长度 60hf 。

65轴心受力构件的截面形式有：热轧型刚截面 ，冷弯薄壁型刚截面 ，组合截面66为保证组合梁腹板的局部稳定性,当满足170/800≤<w t h 时,应 设置横向加劲肋 。

67焊接工字形梁腹板高厚比yw f t h 2351700>时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置 横向加劲肋 和 纵向加劲肋。

68梁的最小高度是由 强度 控制的。

69组合梁的局稳公式是按 限制受压翼缘板的宽厚比和腹板的高厚比 原则确定。

70支承加劲肋应验算的内容是 在腹板平面外的稳定性 、 承压强度计算 、 与腹板的连接焊缝计算 。

71钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是 设置支撑加劲肋 。

72按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制 挠度 ，拉、压构件要限制 长细比 。

荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力 高 。

73伸长率：试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比74应力集中系数：高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比，系数越大越易变脆75冷作硬化：冷加工使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢的屈服点，降低了钢的塑性和韧性的现象76时效硬化（老化）：在高温时融化于铁中的碳和氮，逐渐析出形成自由碳化物和氮化物，使钢材的强度提高，塑性韧性降低的现象77应力幅准则：应力幅表示应力变化的幅度，对于焊接结构，只要应力幅相同，对构件疲劳的实际效果就相同，与应力循环特征或平均应力无关。

78形状系数：梁的塑性弯矩与弹性弯矩的比值，只与截面的几何形状有关，与材料无关------------------------------------------------1简述哪些因素对钢材性能有影响？化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。

2钢结构用钢材机械性能指标有哪些？承重结构的钢材至少应保证哪些指标满足要求？钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性；承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点3钢材两种破坏现象和后果是什么？钢材有脆性破坏和塑性破坏。

塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。

钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。

4为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高(或钢材的强度按其厚度或直径分组)？钢材的轧制能使金属的晶粒弯细，并消除显微组织的缺陷，也可使浇注时形成的气孔，裂纹和疏松，在高温和压力作用下焊合。

因而经过热轧后，钢材组织密实，改善了钢材的力学性能。

薄板因辊轧次数多，其强度比厚板略高。

5钢结构的特点1.轻质高强2.钢材的塑性和韧性好3.材质均匀、各向同性，接近理想的弹塑性体，与力学假定符合较好;4.制作、安装简便，工期短，符合工业化要求; 5、密闭性好，不渗漏;6、钢材耐热性好，耐火性差;7、钢材耐腐蚀性差，低温冷脆。

6钢结构对材料的要求1.较高的抗拉强度fu和屈服点fy；2.较好的塑性、韧性；3.良好的工艺性能（冷、热加工，可焊性）；4.对环境的良好适应性（低温、高温和腐蚀）。

7钢材的疲劳在循环荷载（连续反复荷载）作用下，经过有限次循环，钢材发生破坏的现象，称之为疲劳。

疲劳破坏是积累损伤的结果。

（缺陷→微观裂纹→宏观裂纹）疲劳属于脆性破坏，截面平均应力小于屈服点（材料的内部缺陷构造缺陷—应力集中残余应力）8选择钢材的原则1．结构或构件的重要性2．荷载情况（静力荷载，动力荷载）；静力荷载作用下可选择经济性较好的Q235q钢材。

动力荷载作用下应选择综合性能较好钢材。

3．连接方法（焊接连接、螺栓连接）；焊接结构对材质的要求严格，应严格控制C、S、P的极限含量；非焊接结构对C的要求可降低些。

4．结构所处的工作条件（环境温度，腐蚀等）；低温下工作的结构应选择低温脆断性能好的镇定钢；5钢材的厚度。

厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。

9 钢结构的缺点：（1）失稳和变形过大造成破坏。

（2）钢结构耐腐蚀性差。

（3）钢材耐热但不耐火。

（4）钢结构可能发生脆性断裂。

10 钢结构对材料的要求：1、强度要求2、变形能力3、加工性能11 钢材的种类：1、用途分：结构钢，工具钢，特殊用途钢2、化学成分分：碳素钢，合金钢 3、冶炼方法分：平炉钢，转炉钢，电炉钢4、脱氧方法分：沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，特殊镇静钢5、成型方法分：轧制钢，锻钢，铸钢6、硫磷含量和质量控制分：高级优质钢，优质钢，普通钢。

建筑用钢有：碳素结构钢和合金高强度结构钢。

12冷弯性能含义：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。

弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示，α愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。

13、钢材质量应满足的要求：1、承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。

2、焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。

3、对于需要验算疲劳的焊接结构钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。

14结构极限状态：当结构或其组成超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。