钢结构课程总结报告

合肥学院HE FＥＩXＵＥYUAN

钢结构课程总结报告

２015年12月６号

钢结构课程总结

一、钢结构得概念、特点及应用

由型钢与钢板连接成基本构件,然后运至现场组装成整体结构形式，称为钢结构。钢结构具有以下集中特点:①轻质高强;②塑性韧性好；③施工周期短;④材质均匀；⑤气密性与水密性好;⑥耐腐蚀性差；⑦耐火但不耐热;⑧低温冷脆。

钢结构得合理应用范围主要取决于钢结构本身得特性,从技术角度瞧,钢结构得合理应用范围包括以下几个方面:①大跨度结构;②重型厂房结构;③受动力荷载影响得结构;④可拆卸得结构;⑤高耸结构与高层建筑;⑥容器与其她构筑物;

⑦轻型钢结构。

承载能力极限状态:包括构件与连接得强度破坏、疲劳破坏与因过度变形而不适于继续承载,结构与构件丧失稳定,结构转变为机动体系与结构倾覆。

正常使用极限状态:包括影响结构、构件与非结构构件正常使用或外观得变形,影响正常使用得振动,影响正常使用或耐久性能得局部损坏。

二、钢结构得材料

1.对钢结构用钢得基本要求

(1)较高得抗拉强度,与屈服点;

(2)较高得塑性与韧性；

(3)良好得工艺性能;

(4）根据具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温与腐蚀性环境得能力。

2.钢材得主要性能

(1)强度性能

比例极限；屈服点;抗拉强度或极限强度。

(2)塑性性能

伸长率:试件被拉断时得绝对变形值与试件原标距之比得百分数,称为伸长率。

（3）冷弯性能

冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成ｌ８0°,如试件外表面不出现裂纹与分层,即为合格。冷弯性能合格就是鉴定钢材在弯曲状态下得塑性应变能力与钢材质量得综合指标。

(4)冲击韧性

韧性就是钢材强度与塑性得综合指标。由于低温对钢材得脆性破坏有显著影响,在寒冷地区建造得结构不但要求钢材具有常温(2０℃)冲击韧性指标,还要求具有

负温(0℃、-20℃或-４0℃)冲击韧性指标,以保证结构具有足够得抗脆性破坏能力。

3、钢材得选择

选择钢材时考虑得因素有：

１）结构得重要性:重要结构应考虑选用质量好得钢材；一般工业与民用建筑结构,可选用普通质量得钢材。

2)荷载情况:直接承受动力荷载得结构与强烈地震区得结构,应选用综合性能好得钢材;一般承受静力荷载得结构则可选用价格较低得Q235钢。

3)连接方法:焊接结构对材质得要求应严格一些。

４)结构所处得温度与环境:在低温条件下工作得结构,尤其就是焊接结构,应选用具有良好抗低温脆断性能得镇静钢。 5)钢材厚度：厚度大得焊接结构应采用材质较好得钢材。

三、构件得截面承载能力—强度

受拉构件得强度计算公式：(3-1)

梁正应力计算公式:

单向弯曲时(3-6)

双向弯曲时（3-7)

当梁得受压翼缘得自由外伸宽度与其厚度之比大于时,应取=1、0,以免翼缘因全塑形而出现局部扭曲。

梁得剪应力计算公式: (3-１0)

折算应力公式: (３－31)

折算应力公式扩展:(3-32)

当与异号时,；当与同号或=0时取

正应力得验算公式:(3－33）

初选截面发展系数对工字钢与H型钢都取1、０5

简支梁最大挠度计算公式 (3-34)

容许最小高度(３-36)

经济高度（３-37)

抗剪最大厚度(3-3９) 梁端翼缘截面无削弱时，式中系数宜取1、2;当梁端翼缘有削弱时宜取1、５

考虑到腹板需满足局部稳定 (3-4０)

一般翼缘宽度（3-４3)

四、单个构件承载能力—稳定性

失稳:分支点失稳与极值点失稳

屈曲:弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲

轴心受压构件稳定性计算公式: (4-２３)

实腹式轴心压杆得计算步骤:P

103

双肢格构式构件对虚轴得换算长细比得计算公式:

缀条构件 (４-3０)

缀板构件 (4-31)

临界弯矩 (４-５3)

临界应力(4-54)

稳定性系数近似值:(4－60）

不必计算梁整体稳定性得情况:

(1)有铺板密铺在梁受压翼缘上并与其牢固连接,能阻止梁受压翼缘得侧向位移

(2)H型钢或工字形钢截面简支梁受压翼缘得自由长度与其宽度之比不超过规定数值,数值为书上1１8页表4-7、

(３)箱形截面简支梁且尺寸满足且不超过

两个主平面内受弯曲作用得工字形截面构件,按下式计算整体稳定性

五.钢结构得连接

(一）螺栓连接

螺栓连接分普通螺栓连接与高强度螺栓连接两大类

1、普通螺栓连接

普通螺栓分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺栓,C级为粗制螺栓。A、B级精制螺栓表面光滑,尺寸准确,对成孔质量要求高,制作与安装复杂,价格较高,已很少在钢结构中采用。Ａ、B级精制螺栓得区别仅就是螺栓杆长度不同。C级螺栓一般可用于沿螺栓杆轴受拉得连接中,以及次要结构得抗剪连接或安装时得临时固定。

2、高强度螺栓连接

高强度螺栓连接有摩擦型连接与承压型连接两种类型。

(1）摩擦型连接:只依靠被连接板件间强大得摩擦力传力,以摩擦力被克服作为连接承载力得极限状态。为了提高摩擦力，对被连接件得接触面应进行处理。

(２)承压型连接：允许接触面发生相对滑移，以栓杆被剪坏或被承压破坏作为

连接承载力得极限状态。

高强度螺栓性能等级包括8、8级与10、9两种。摩擦型连接得螺栓孔径比螺栓公称直径d大1、5－2、0mm,承压型连接得螺栓孔径比螺栓公称直径d大1、0-１、5mm;承压型连接得承载力比摩擦型连接高,可节约螺栓。但剪切变形大,故不得用于承受动力荷载得结构中。

(二)焊接

钢结构中一般采用得焊接方法有:电弧焊、电渣焊、气体保护焊与电阻焊等。

１、焊缝连接得优缺点

(1）优点:焊件间可直接相连,构造简单,制作加工方便;不削弱

截面，用料经济;连接得密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构得质量。

(2) 缺点:在焊缝附近得热影响区内,钢材得材质变脆;焊接残余

应力与变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆得问题较为突出。

2、焊缝得形式

(1）角焊缝

角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝与斜角角焊缝。两焊脚边得夹角为９０°得焊缝称为直角角焊缝，直角边边长hf称为角焊缝得焊脚尺寸,hｅ=0、7ｈf为直角角焊缝得计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗与钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°得斜角角焊缝,不宜用作受力焊缝（钢管结构除外)。

（2）对接焊缝

坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小(手工焊6mm,埋弧焊１０mm)时,可用直边缝。对于一般厚度(t＝１0~20ｍm)得焊件可采用具有斜坡口得单边V 形或V形焊缝。斜坡口与离缝c共同组成一个焊条能够运转得施焊空间,使焊缝