钢结构精ppt课件
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四、钢材的主要力学性能 强度、塑性、冲击韧性、冷弯性.能、可焊性、Z向性能
第五节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件
只有正应力
f
只有剪应力 既有正应力又有剪应力
f
3
2 32 f
.
第六节 钢材的破坏形式
塑性破坏
破坏时有很大的塑性变形
脆性破坏 疲劳破坏
破坏突然、几乎不出现塑性变形
原因：1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载
.
二、结构钢材选材原则 1、结构或构件的重要性 2、荷载性质 3、连接方法 4、应力特征 5、结构的工作温度 6、钢材厚度
.
1、为什么要求结构用钢有较高的屈服强度和抗拉强度？ 2、结构用钢的力学性能有哪些？ 3、什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？ 4、塑性破坏和脆性破坏的特点是什么？什么时候容易发生脆性
高强度螺栓连接
摩擦型 承压型
通过摩擦力抗剪
通过孔壁与螺栓杆 相互挤压抗剪
普通螺栓连接
.
第二节 对接焊缝连接设计
一、对接焊缝的构造
焊接材料与构件钢材匹配
Q235用E43 Q345用E50
对接焊缝的坡口形式 见P54图3.9
厚度不等的两钢板的对接 关于用引弧板焊接的问题
.
二、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
ftw或fcw
例题：试验算左图所示钢板的对
接焊缝的强度。图中a=540mm， t=22mm，轴心拉力的设计值 N=2150KN。钢材为Q235BF，手 工焊，焊条为E43型，三级焊缝， 施焊时使用引弧板。
当tg 1.5即 56.可 3 时
. 可不验验算焊缝强度
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
能
可焊性
.
Z向收缩率
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。 二、钢结构的应用
重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、 高耸结构、组合结构
三、钢结构的设计方法（极限状态设计法） 1、承载能力极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计法
max
My max Ix
.
第一节 连接分类及特点
一、连接概述
焊缝连接 连 接
紧固件连接
.
二、焊缝连接
焊接优点
用料经济 不削弱截面 连接密封性好、整体性好
焊接缺点
焊接部位附近材质变脆
产生残余应力及残余应变
.
焊缝连接形式和种类
按被连接钢材的相对位置分
按施焊的方位分 按受力特点分
对接焊缝 角焊缝
.
三、铆钉、螺栓连接
铆钉连接
一、结构钢材的种类
Q235A.b
1、Q：表示“屈”字拼音首位字母，意为“屈服强度”；
2、质量等级：分A~E五级（字序越高质量越好）；
3、脱氧方法：F－沸腾钢；b－半镇静钢； Z－镇静钢（一般省 略）； TZ－特殊镇静钢。
注：1、炭素结构钢（Q235)分：A、B、C、D 四级，含 所 有脱氧方法；
2、低合金结构钢(Q345\Q390\Q420)分： A、 B、C、D、E五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。
.
第一节 钢结构对钢材性能的要求
较高的强度
钢
材
性
足够的变形能力（较好的塑性和韧性）
能
要
求
良好的加工性能
.
第三节 钢材的主要力学性能
钢
材
强度
源自文库
屈服强度fy 为设计依据 抗拉强度fu为安全储备
的
主
塑性
伸长率δ、断面收缩率Ψ衡量
要
冲击韧性
力
钢材承受动力荷载的能力
学
冷弯性能
性
是判别钢材塑性及冶金质 量的综合指标
.
第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
.
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
.
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
没有明显变形的突然破坏
.
一、 只有正应力 f
只有剪 应 f力 f 3 有正应力和剪应 2力 32 f
二、钢材的破坏形式
塑性破坏 脆性破坏
三、发生脆性破坏的原因
1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载
.
钢材疲劳破坏的影响因素
应力幅（即最大应力和最小应力的差值） 反复荷载引起的应力种类（拉、压应力、剪应力等） 应力循环形式 应力循环次数 应力集中程度及残余应力
钢 结构
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
概述 建筑钢材 钢结构的连接 轴心受力构件 梁（受弯构件） 拉弯与压弯构件
.
第一章 概述
第一节 钢结构的特点及应用 第二节 钢结构的设计方法 第三节 钢结构的设计要求 第四节 钢结构的发展方向 第五节 本课程的主要内容、特点和学习
方法
.
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
.
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
.
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
极限状态设计法
丧失稳定 变为可变体系
正常使用极限状态
.
第二章 钢结构的材料
第一节 钢结构对钢材性能的要求 第二节 结构钢材的主要力学性能 第三节 影响结构钢材力学性能的主要因素 第四节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件 第五节 钢材的破坏形式 第六节 结构钢材的种类、规格及其应用 第七节 钢结构的连接材料
破坏？ 5、导致构件发生脆性破坏的原因有哪些？ 6、影响疲劳破坏的因素有哪些？ 7、什么情况下构件需要验算其疲劳强度？ 8、钢材中碳的含量与钢材的各项力学性能之间有什么关系？ 9、什么情况下会发生应力集中现象？它对构件有什么影响？
.
第三章 钢结构的连接
第一节 连接分类及特点 第二节 对接焊缝连接设计 第三节 角焊缝连接设计 第四节 焊接残余应力和焊接残余应变 第五节 普通螺栓连接设计 第六节 高强度螺栓连接设计
疲劳计算的条件
直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接， 且当应力变化循环次数超过5万次。
.
疲劳计算 1、常幅疲劳计算
1
常幅疲劳容许 应 力 C幅
n
例题：某承受轴心拉力的钢板（两侧为半自动切割） 钢板承受重复荷载作用，预期循环次数n=5×105，其 容许应力幅为多少？
2、变幅疲劳计算
.
第七节 结构钢材的种类、规格及其选用
第五节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件
只有正应力
f
只有剪应力 既有正应力又有剪应力
f
3
2 32 f
.
第六节 钢材的破坏形式
塑性破坏
破坏时有很大的塑性变形
脆性破坏 疲劳破坏
破坏突然、几乎不出现塑性变形
原因：1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载
.
二、结构钢材选材原则 1、结构或构件的重要性 2、荷载性质 3、连接方法 4、应力特征 5、结构的工作温度 6、钢材厚度
.
1、为什么要求结构用钢有较高的屈服强度和抗拉强度？ 2、结构用钢的力学性能有哪些？ 3、什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？ 4、塑性破坏和脆性破坏的特点是什么？什么时候容易发生脆性
高强度螺栓连接
摩擦型 承压型
通过摩擦力抗剪
通过孔壁与螺栓杆 相互挤压抗剪
普通螺栓连接
.
第二节 对接焊缝连接设计
一、对接焊缝的构造
焊接材料与构件钢材匹配
Q235用E43 Q345用E50
对接焊缝的坡口形式 见P54图3.9
厚度不等的两钢板的对接 关于用引弧板焊接的问题
.
二、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
ftw或fcw
例题：试验算左图所示钢板的对
接焊缝的强度。图中a=540mm， t=22mm，轴心拉力的设计值 N=2150KN。钢材为Q235BF，手 工焊，焊条为E43型，三级焊缝， 施焊时使用引弧板。
当tg 1.5即 56.可 3 时
. 可不验验算焊缝强度
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
能
可焊性
.
Z向收缩率
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。 二、钢结构的应用
重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、 高耸结构、组合结构
三、钢结构的设计方法（极限状态设计法） 1、承载能力极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计法
max
My max Ix
.
第一节 连接分类及特点
一、连接概述
焊缝连接 连 接
紧固件连接
.
二、焊缝连接
焊接优点
用料经济 不削弱截面 连接密封性好、整体性好
焊接缺点
焊接部位附近材质变脆
产生残余应力及残余应变
.
焊缝连接形式和种类
按被连接钢材的相对位置分
按施焊的方位分 按受力特点分
对接焊缝 角焊缝
.
三、铆钉、螺栓连接
铆钉连接
一、结构钢材的种类
Q235A.b
1、Q：表示“屈”字拼音首位字母，意为“屈服强度”；
2、质量等级：分A~E五级（字序越高质量越好）；
3、脱氧方法：F－沸腾钢；b－半镇静钢； Z－镇静钢（一般省 略）； TZ－特殊镇静钢。
注：1、炭素结构钢（Q235)分：A、B、C、D 四级，含 所 有脱氧方法；
2、低合金结构钢(Q345\Q390\Q420)分： A、 B、C、D、E五级，只有镇静钢和特殊镇静钢。
.
第一节 钢结构对钢材性能的要求
较高的强度
钢
材
性
足够的变形能力（较好的塑性和韧性）
能
要
求
良好的加工性能
.
第三节 钢材的主要力学性能
钢
材
强度
源自文库
屈服强度fy 为设计依据 抗拉强度fu为安全储备
的
主
塑性
伸长率δ、断面收缩率Ψ衡量
要
冲击韧性
力
钢材承受动力荷载的能力
学
冷弯性能
性
是判别钢材塑性及冶金质 量的综合指标
.
第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大；塑性、韧性好。 2、材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高。 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
.
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
.
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
没有明显变形的突然破坏
.
一、 只有正应力 f
只有剪 应 f力 f 3 有正应力和剪应 2力 32 f
二、钢材的破坏形式
塑性破坏 脆性破坏
三、发生脆性破坏的原因
1、钢材质量差 2、结构、构件的构造不当 3、制造安装质量差 4、结构受较大动力荷载
.
钢材疲劳破坏的影响因素
应力幅（即最大应力和最小应力的差值） 反复荷载引起的应力种类（拉、压应力、剪应力等） 应力循环形式 应力循环次数 应力集中程度及残余应力
钢 结构
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
概述 建筑钢材 钢结构的连接 轴心受力构件 梁（受弯构件） 拉弯与压弯构件
.
第一章 概述
第一节 钢结构的特点及应用 第二节 钢结构的设计方法 第三节 钢结构的设计要求 第四节 钢结构的发展方向 第五节 本课程的主要内容、特点和学习
方法
.
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
.
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
.
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
极限状态设计法
丧失稳定 变为可变体系
正常使用极限状态
.
第二章 钢结构的材料
第一节 钢结构对钢材性能的要求 第二节 结构钢材的主要力学性能 第三节 影响结构钢材力学性能的主要因素 第四节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件 第五节 钢材的破坏形式 第六节 结构钢材的种类、规格及其应用 第七节 钢结构的连接材料
破坏？ 5、导致构件发生脆性破坏的原因有哪些？ 6、影响疲劳破坏的因素有哪些？ 7、什么情况下构件需要验算其疲劳强度？ 8、钢材中碳的含量与钢材的各项力学性能之间有什么关系？ 9、什么情况下会发生应力集中现象？它对构件有什么影响？
.
第三章 钢结构的连接
第一节 连接分类及特点 第二节 对接焊缝连接设计 第三节 角焊缝连接设计 第四节 焊接残余应力和焊接残余应变 第五节 普通螺栓连接设计 第六节 高强度螺栓连接设计
疲劳计算的条件
直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接， 且当应力变化循环次数超过5万次。
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疲劳计算 1、常幅疲劳计算
1
常幅疲劳容许 应 力 C幅
n
例题：某承受轴心拉力的钢板（两侧为半自动切割） 钢板承受重复荷载作用，预期循环次数n=5×105，其 容许应力幅为多少？
2、变幅疲劳计算
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第七节 结构钢材的种类、规格及其选用