河海大学钢结构知识点
完整版)钢结构知识点总结
完整版)钢结构知识点总结第一章:钢结构的特点和应用范围钢结构具有自重较轻、可靠性高、抗震抗冲击性好、制造工业化程度高、塑性和韧性好、密闭性好、强度高等特点。
因此,它适用于大跨度结构、高层建筑、工业建筑、轻质结构、高耸结构、活动式结构、可拆卸或移动的结构、和大直径管道等领域。
结构设计的目的是确保安全性、耐久性和适用性。
荷载效应S和结构抗力R是影响结构可靠性的重要因素,而功能函数Z=R-S则用于描述结构完成预定功能状态。
极限状态设计方法包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。
第二章:钢结构的材料钢材按照脱氧方法分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、脱氧剂硅和锰。
热轧型钢是通过加热钢锭至1200-1300度,然后通过轧钢机将其轧制成所需形状和尺寸的钢材。
钢材的热处理方法包括淬火、正火和回火。
钢材疲劳是指在反复荷载下,在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂,属于脆性破坏。
焊接结构的应力幅和非焊接结构的应力幅和应力比是导致钢材疲劳的主要原因。
钢材的强度设计值按厚度划分是因为随着厚度或直径的减小,钢材的致密性较好,强素提高,塑性也提高,存在大缺陷的几率较小。
碳、硫和磷对钢材的性能有不同的影响。
钢结构的连接方法及其特点钢结构常用的连接方法包括焊缝连接、螺栓连接和铆接。
其中,焊缝连接适用于刚接和除直接承受动力荷载的结构外的大多数情况,具有构造简单、节约钢材、加工方便等优点,但也存在脆性增大、产生残余应力及残余变形等缺点。
螺栓连接适用于铰接,可以使用普通螺栓连接和高强度螺栓连接,具有现场作业快、容易拆除、维修方便等优点,但会增加制造工作量,削弱构件截面,比焊接多费钢材。
铆接适用于受力较小的情况下,具有塑性和韧性好、传力可靠、易于检查和保证等优点,但工艺复杂,用钢量多。
4.钢材牌号的表示方法国际上钢号的表示方法一般包括三个部分,即字首符号、钢材的强度值和钢材的质量等级。
以Q235-E43、Q345-E50、Q390、Q420-E55为例,43代表焊缝熔敷金属或对接焊缝的抗拉强度。
2023年河海大学钢结构知识点
1承受动力荷载作用旳钢构造,应选用塑性,冲击韧性好旳钢材。
2冷作硬化会变化钢材旳性能,将使钢材旳屈服点提高,塑性和韧性减少。
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钢材中氧旳含量过多,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)会变化钢材旳性能,将使钢材旳强度提高,塑性韧性减少。
7影响钢材性能旳原因: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、硬度提高伸长率减少现象,称之为蓝脆现象。
9钢材硬化旳三种状况;冷作硬化,时效硬化,应变时效硬化10钢材旳重要性能:抗拉强度,屈服强度,伸长率12钢材牌号Q235-BF,其中235表达屈服强度 ,B表达质量等级B级 ,F表达沸腾钢。
13钢材旳三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。
14焊接构造选用焊条旳原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应。
15钢材中具有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中S P O N为有害旳杂质元素。
16衡量钢材塑性性能旳重要指标是伸长率。
17构造旳可靠指标β越大,其失效概率越小。
18承重构造旳钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性、硫磷极限含量旳合格保证,对焊接构造尚应具有含碳量旳合格保证;对于重级工作制和起重量对于或不小于50 t中级工作制焊接吊车梁类似构造旳钢材,应具有常温冲击韧性旳保证。
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旳综合指标20构造有哪两种极限状态:承载能力极限状态,正常使用极限状态21工程构造必须具有哪些功能:安全性,使用性,耐久性,总称为构造旳可靠性22疲劳破坏旳三个阶段:裂纹旳形成,裂纹旳缓慢扩展,迅速断裂23钢材旳选择:构造旳重要性,荷载旳性质,连接措施,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钢构造旳连接措施一般有焊缝连接,铆钉连接和螺栓连接三种。
【考研】河海大学5结构力学全部核心考点讲义
2013河海大学结构力学(I)基础知识点框架梳理及其解析第一章体系的几何组成分析本章需要重点掌握几何不变体系、自由度、刚片、约束等基本概念,重点掌握几何不变体系组成的三规则——两刚片规则,三刚片规则和二元体规则。
一、基本概念1、几何不变体系:在荷载作用下能保持其几何形状和位置都不改变的体系。
2、几何可变体系:在荷载作用下不能保持其几何形状和位置都不改变的体系。
3、刚片:假想的一个在平面内完全不变形的刚性物体叫作刚片。
在平面杆件体系中,一根直杆、折杆或曲杆都可以视为刚片,并且由这些构件组成的几何不变体系也可视为刚片。
刚片中任一两点间的距离保持不变,既由刚片中任意两点间的一条直线的位置可确定刚片中任一点的位置。
所以可由刚片中的一条直线代表刚片。
4、自由度的概念:一个点:在平面内运动完全不受限制的一个点有2个自由度。
一个刚片:在平面内运动完全不受限制的一个刚片有3个自由度。
5、约束,是能减少体系自由度数的装置。
1)链杆——一根单链杆或一个可动铰(一根支座链杆)具有1个约束。
2)单铰——一个单铰或一个固定铰支座(两个支座链杆)具有两个约束。
3)单刚结点——一个单刚结点或一个固定支座具有3个约束。
6、必要约束:除去该约束后,体系的自由度将增加,这类约束称为必要约束。
多余约束:除去该约束后,体系的自由度不变,这类约束称为多余约束。
7、无多余约束的几何不变体系是静定结构,有多余约束的几何不变体系是超静定结构。
一、几何不变体系的简单组成规则规则一两个刚片之间的连接(两刚片规则):(图2-3-1)两个刚片用不全交于一点也不全平行的三根链杆相连,组成无多余约束的几何不变体系。
规则二三个刚片之间的接(三刚片规则):三个刚片用不全在一条直线上的三个单铰(可以是虚铰)两两相连,组成无多余约束的几何不变体系。
规则三刚片与点之间的连接(二元体规则):二元体特性:在体系上加上或拆去一个二元体,不改变体系原有的自由度数。
利用二元体规则简化体系,使体系的几何组成分析简单明了。
钢结构知识点总结
钢结构知识点总结第一章绪论钢结构的特点1、钢结构自重较轻2、钢结构工作的可靠性较高3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好4、钢结构制造的工业化程度较高,施工周期短5、钢材的塑性,韧性好6、钢材的密闭性好7、钢材的强度高8、普通钢材耐锈蚀性差9、普通钢材耐热不耐火10、钢材低温时脆性增大。
钢结构的应用范围:大跨度结构:用钢结构重量轻。
高层建筑:用钢结构重量轻和抗震性能好。
强度高,截面尺寸小,提高有效使用面积。
工业建筑:用钢结构施工周期短,能承受动力荷载。
轻质结构:冷弯薄壁型钢,轻型钢。
高耸结构:轻,截面尺寸小。
抗震抗风。
活动式结构:轻。
可拆卸或移动的结构:轻,运输方便,拆卸方便。
容器和大直径管道:密闭性好。
抗震要求高的结构,急需早日交付的结构工程,特种结构。
结构设计的目的:安全性,耐久性,适用性。
影响结构可靠性的因素:荷载效应S和结构抗力RZ=R-S Z表示结构完成预定功能状态的函数,简称功能函数。
Z=0极限状态。
概论极限状态设计方法:承载能力极限状态:1.整个结构或结构的一部分失去平衡,如倾覆等.2.结构构件或链接因超过材料的强度而破坏,包括疲劳破坏,或过度变形不适于继续承载。
3.结构转变为机动体系4.结构或结构构件丧失整体稳定性。
5.低级丧失承载能力而破坏。
正常使用极限状态:1.影响正常使用或外观的变形2.影响正常使用或耐久性能的局部破坏(包括裂缝)影响正常使用的振动。
影响正常使用的其他特定状态。
可靠度:结构在规定的设计使用年限内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
钢结构连接是以破坏强度而不是屈服作为承载能力的极限状态。
第二章钢结构的材料钢材按照脱氧方法,分为沸腾钢,半镇静钢,镇静钢,脱氧剂硅和锰。
热轧型钢:钢锭加热至1200-1300度,通过轧钢机将其轧制成所需形状和尺寸。
热处理:淬火,正火,回火。
钢材疲劳:在反复荷载下在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂,属脆性破坏原因:焊接结构:应力幅非焊接结构:应力幅+应力比1.钢材的强度设计值为什么要按厚度进行划分?同种类钢材,随着厚度或者直径的减小,钢材的轧制力和轧制次数的增加,钢材的致密性较好,存在大缺陷的几率较小,故强素会提高,而且钢材的塑性也会提高。
钢结构重点简答题
一、钢结构的特色钢结构是采纳钢板、型钢经过连结而成的结构。
长处:(1)钢材强度高,材性好(2)钢结构的重量轻(3)钢结构制作工业化程度高,施工工期短(4)钢结构密闭性好(5)钢结构造型雅观,拥有轻快灵便的成效(6)钢结构切合可连续发展的需要弊端:(1)失稳和变形过大造成损坏( 2)钢结构耐腐化性差( 3)钢材耐热但不耐火( 4)钢结构可能发生脆性损坏。
二、螺栓的五种损坏形式( 1)栓杆被剪切 -- 当栓杆直径较细而板件相对较厚是可能发生。
(2)孔壁挤压损坏 -- 当栓杆直径较粗而相对板件较薄可能发生。
(3)钢板被拉断 -- 当板件因螺栓孔削弱过多时,可能沿开孔截面发生破断。
(4)端部钢板被剪开 -- 当顺受力方向的端距过小时可能发生。
(5)栓杆受弯损坏 -- 当栓杆过长时可能发生。
三、塑形损坏和脆性损坏的特色及意义塑形损坏的主要特色是:损坏前拥有较大的塑形变形,常在方才表面出现显然的相互垂直交织的锈迹剥落线。
只有当构件中的应力达到抗拉强度后才会发生损坏,损坏后的断口城纤维状,色彩发暗。
因为塑形损坏前总有较大的塑形变形发生,且连续时间加长,简单被发现和抢修加固,所以不至于发生严重结果。
钢材塑形损坏前的较大塑形变形能力,能够实现建立和结构中的内力重散布,钢结构的塑形设计就是成立在这类足够的塑形变形能力上。
脆性损坏的主要特色是损坏前塑性变形很小,或根本没有塑性变形,而忽然快速断裂。
计算应力可能小于钢材的折服点,断裂从应力集中处开始,损坏后的断口平直,呈有光彩的晶粒状或有人字纹。
因为损坏前没有任何先兆,损坏速度又极快,没法觉察和挽救,并且一旦发生常引起整个结构的损坏,结果特别严重,所以在钢结构的设计、施工和使用过程中,要特别注意防备这类损坏的发生。
四、钢材的主要性能( 1)单向平均拉伸时钢材的性能( 2)钢材在复杂应力状态下的折服条件( 3)冷弯性能( 4)冲击性能( 5)可焊性五、三个重要的力学性能指标( 1)折服点( 2)抗拉强度( 3)伸长率塑性:钢材的塑性为当应力超出折服点后,能产生显着的剩余变形。
钢结构第七章第三节
6)变截面柱柱端抗剪承载力验算 变截面柱柱端抗剪承载力验算 变截面柱下端铰接时,应验算柱端的抗剪强度。 变截面柱下端铰接时,应验算柱端的抗剪强度。 7)横梁设计 横梁设计 ①实腹式横梁在平面内和平面外均应按压弯构 件计算强度和稳定。当屋面坡度α≤100时,在刚架 件计算强度和稳定。当屋面坡度 时 平面内可仅按压弯构件计算其强度。 平面内可仅按压弯构件计算其强度。 ②实腹式刚架横梁的平面内和平面外的计算长 度可分别取竖向支承点间的距离和侧向支承点间的 距离;当横梁侧向支承点间的距离不等时, 距离;当横梁侧向支承点间的距离不等时,应取最 大受压翼缘侧向支承点间的距离。 大受压翼缘侧向支承点间的距离。
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第七章
Steel Structure
二.构件截面设计
1、变截面刚架构件计算 、 1)工字形截面板件最大宽厚比 工字形截面板件最大宽厚比 受压翼缘 腹板
b / t ≤ 15
235 / f y
h0 / t w ≤ 250 235 / f y
Vd = hw t w f V'
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2) 屈曲后强度利用 工字形截面受弯构件中腹板以受剪为主, 工字形截面受弯构件中腹板以受剪为主,翼缘 以抗弯为主。增大腹板的高度, 以抗弯为主。增大腹板的高度,可更好地发挥 翼缘的抗弯能力, 翼缘的抗弯能力,但若因局部稳定要求需增大 腹板厚度,通常并不经济,利用腹板的屈曲后 腹板厚度,通常并不经济, 强度是比较合理的。 强度是比较合理的。当腹板的受剪板幅高度变 化不超过60mm/m时,可利用屈曲后强度,抗 化不超过 时 可利用屈曲后强度, 剪承载力设计值V 剪承载力设计值 d为
u = H /∑ Ki
K
Ki为各单跨刚架的侧向刚度。 为各单跨刚架的侧向刚度。 各参数计算公式见教材。 各参数计算公式见教材。 3.等截面门式刚架 .
钢结构 第8章 平面钢闸门
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一、水工钢结构的主要种类 4.压力管道
Steel Structure
Chapter Eight
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一、水工钢结构的主要种类 5.海上平台
Steel Structure
Chapter Eight
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二、闸门的类型 1.按闸门的工作性质分
工作闸门 事故闸门 检修闸门 施工期导流闸门 2.按闸门设置的部位分 (1) 露顶式闸门
平面钢闸门的承重结构,一般由钢面板、梁格及纵、横 向联结系组成。
Steel Structure
Chapter Eight
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一、平面钢闸门的组成 1.门叶结构的组成 (1) 平面钢闸门的承重结构
面板
用来挡水,直接承受水压并传给梁格,通常设在 闸门的上游面,可以避免梁格和行走支承浸没于水中 而积聚污物和减小因门底过水而产生的振动。
(2) 弧形闸门
挡水面板形状为圆弧形的钢闸门。又可分为绕横轴转动的弧形 闸门(如正向弧形闸门、反向弧形闸门和下沉式弧形闸门)和 绕竖轴转动的立轴式弧形闸门(如船闸中的三角门)等。
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二、闸门的类型
人 字 形
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第八章 平面钢闸门
第一节 概述
一、水工钢结构的主要种类
1.钢闸门
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;
2.拦污栅
Chapter Eight
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一、水工钢结构的主要种类 3.升船机
河海大学813材料力学
河海大学--813材料力学河海大学是一所有近百年办学历史,以水利为特色,工科为主,多学科协调发展的教育部直属全国重点大学,是国家首批授权授予学士、硕士和博士学位,国家“211工程”重点建设、”985工程优势学科创新平台“建设以及设立研究生院的高校,拥有水文水资源与水利工程科学国家重点实验室和水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心。
一、院校基本情况1、校区及院系设置河海大学总占地面积2300余亩。
研究生院坐落在南京市区风景优美的清凉山麓。
培养领域覆盖了工、理、经、管、文、法等多学科,尤其是在水利学科研究生培养方面具有广泛的社会影响,是我国最大的水利学科研究生培养基地。
校区设有:(1)本部(西康路校区)主要是留学生以及水利、水文、土木、港行、环境学院的大三大四本科生级研究生。
(2)江宁校区由所有本科生和部分研究生,河海大学江宁校区有水文院,水电院,水电院,港航院,土木院,环境院,能电院,计信院,商学院,公管院,理学院,外语院,力材院,法学院,体育系,地学院,机电院。
(3)常州校区常州校区主要是在机械类专业基础上发展起来的一个校区,毕业证和本部江宁完全一样,物联网工程学院研究生也在常州校区。
院系设有:水文水资源学院、水利水电学院、港口海岸与近海工程学院、土木与交通学院、环境学院、能源与电气学院、计算机与信息学院、机电工程学院、物联网工程学院、力学与材料学院、地球科学与工程学院、海洋学院、理学院、商学院、企业管理学院、公共管理学院、法学院、马克思主义学院、外国语学院、体育系等专业院系和2、住宿环境:一间宿舍四张床,有阳台、独立卫生间、热水器、空调,房间上面还有一个转头风扇。
饮水机、保险柜是可以租的,学期结束后还给学校就会退押金。
3、研究生主要从事一般研一就可以把所以的课程修完,研二研三都是导师带着项目或者出去实习。
二、了解专业基础情况:材料力学1.专业课代码+方向水利水电学院:081502 ●☆水力学及河流动力学01河流管理与生态环境02工程水力学理论与应用03水沙运动理论与工程应用04工程渗流及地下水05计算水力学及水信息技术081503 ●☆水工结构工程01高坝及坝基安全监控理论、方法和技术02坝工设计计算理论与试验技术03高边坡及地下工程04大型水闸、船闸及输水结构05水工混凝土结构及新材料研究081504 ●☆水利水电工程01水利水电系统规划与工程经济02水电站、泵站和抽水蓄能电站水力学03水电站、泵站结构04水力机组过渡过程控制与仿真05抽水蓄能及新能源技术0815Z2 ●★水利水电建设与管理01水利水电建设项目管理02水利水电建设造价管理03水利水电工程运营管理04水利水电建设新技术、新材料 05水工建筑物综合整治技术082802 ●农业水土工程01水土资源规划利用02灌溉排水理论与节水灌溉新技术03灌排泵站技术04农业水土环境与保护05灌区现代化管理06 农业机械化0828Z1 ●★农业水土资源保护01农业水土流失过程机理及预报02农业水土资源高效利用03小流域综合治理04农业水土生态修复05水土资源保护生态服务功能085227 农业工程(专业学位)085214水利工程(专业学位)02水工与水电港口海岸与近海工程学院:081505 ●☆港口、海岸及近海工程01河口海岸及近海工程水动力环境02海岸风暴灾害与防灾减灾03港口航道工程泥沙与疏浚04工程结构物及其与周围介质的相互作用05水运工程经济、规划与管理0830Z2 ●★海岸带资源与环境01海岸带环境动力与灾害02海岸带环境监测与信息技术03海岸带资源开发、管理与可持续发展04海岸带工程与景观05海岸带生态环境与湿地保护085214水利工程(专业学位)03港口海岸及近海工程土木与交通学院:081401 ●☆岩土工程01土的静动力学特性与本构理论02现代高土石坝设计理论与方法03软土地基处理与基础工程04岩石力学与岩体工程05岩土渗流与环境土工06 隧道与地下工程081402 ●▲结构工程01混凝土结构基本理论及近代计算方法02钢结构基本理论及结构分析方法03新型结构与钢-混凝土组合结构性能与设计04工程结构耐久性、鉴定加固与改造05工程结构抗震与振动控制081405 ●▲防灾减灾工程及防护工程01地震灾变与工程抗震02爆炸力学与工程抗爆03基础隔振与振动控制04城市安全与防灾减灾081406 ●▲桥梁与隧道工程01钢桥疲劳及维护02 组合结构及新型预应力混凝土结构桥梁设计理论03 桥梁抗震04 大跨径桥梁安全监控082301 道路与铁道工程01路面结构与材料02路基路面改扩建技术03路基路面病害检测与修复技术04路基工程理论与技术085213建筑与土木工程(专业学位)085222交通运输工程(专业学位)能源与电气学院:080704 流体机械及工程01流体机械及工程安全运行、故障测试与诊断02流体机械及工程特性、建模技术及优化设计03水力机组的动态特性、过渡过程控制与仿真04水工机械结构与机电一体化研究05可再生能源技术0807Z1 ★可再生能源科学与工程01 风力机空气动力学02 风力机组控制与并网03 风电场规划与设计04 海洋能发电05 太阳能热发电085206 动力工程(专业学位)力学与材料学院:080102 ●固体力学01工程材料的力学特性与行为02损伤与断裂力学03结构力学与结构优化04新型材料与结构的力学行为05纳米力学06岩体力学与土力学080104 ●☆工程力学01高坝破坏力学与安全评估02计算力学与工程仿真03地下工程理论与分析04结构试验与病险结构的检测和加固 05结构动力学与工程抗震06工程结构的可靠性与优化设计07水利土木工程灾变力学080502 材料学01 高性能水泥基材料02 高性能金属材料03 材料表面工程04 材料成形与加工05 高分子材料合成与改性06 功能建筑材料0814Z2 ●★▲土木工程材料01 混凝土材料02 复合材料03 新型建筑材料04 金属结构材料05 土工合成材料0801Z1 ●★材料与结构安全01新型水工材料与表面防护技术研究02工程结构安全评估理论和修复加固新材料、新技术研究03工程材料损伤行为和寿命预测方法研085204 材料工程(专业学位)2. 目标专业考什么?专业课代码+专业名称813材料力学3.初试参考书目是什么?近3年参考书变化情况?《材料力学》(第一版)徐道远等编著,河海大学出版社,2006.1;或《材料力学》(第四版)孙训方主编,高等教育出版社,2002年。
钢结构复习资料
钢结构复习资料一、钢结构概述1、钢结构是指用钢材料组成的结构,主要指以钢材为主,由钢柱、钢梁、钢架等构件组成的结构。
2、钢结构的特点:强度高、自重轻、构造精密、安装方便、耐久性好。
3、钢结构的应用范围:主要用于大型厂房、场馆、超高层建筑、桥梁、高速公路等。
二、钢结构的材料1、钢材的种类:碳素钢、合金钢。
2、钢材的力学性能:抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性。
3、钢材的工艺性能:可焊性、可加工性。
4、钢材的质量控制:化学成分分析、力学性能试验、金相组织检验。
三、钢结构的设计与计算1、结构设计的基本原则:安全、适用、经济、美观。
2、结构设计的内容:荷载分析、结构计算、节点设计。
3、结构设计的基本步骤:方案设计→初步设计→详细设计→施工图设计。
4、结构分析方法:力法、位移法、能量法。
5、节点设计方法:焊接节点、螺栓连接节点、铆钉连接节点。
四、钢结构的制造与安装1、钢结构制造的基本步骤:材料准备→加工制作→焊接→检验。
2、钢结构安装的基本步骤:基础准备→构件吊装→连接固定→调整验收。
3、钢结构施工质量控制:原材料质量、加工精度、焊接质量、安装精度。
4、钢结构施工安全控制:高处作业安全、吊装作业安全、焊接作业安全。
五、钢结构的维护与检修1、钢结构防腐措施:涂装防腐涂料、阴极保护等。
2、钢结构防火措施:喷涂防火涂料、空心钢填充珍珠岩等。
3、钢结构检修周期:一般每年一次,重要结构每年至少两次。
钢结构设计原理复习资料一、钢结构设计的基本原则1、安全性原则:钢结构设计应始终以安全为首要考虑因素,确保结构在正常运营状态下不出现危险情况,即使在突发事件发生时也能保持一定的稳定性。
2、经济性原则:在满足安全性和功能性的前提下,钢结构设计应尽可能地降低成本,提高经济效益。
3、功能性原则:钢结构设计应满足建筑物的使用功能和业主的需求,确保结构在使用过程中具有良好的工作性能。
4、环保性原则:钢结构设计应尽量减少对环境的影响,采用环保材料和节能技术,降低能耗和碳排放。
河海大学钢结构知识点(最终得94分)
河海大学钢结构知识点(最终得94分)填空十道题30分选择十道题10分计算45分(焊缝,螺栓,受压构件)简答15分(3道)第一章绪论钢结构定义:由型钢、钢板或钢索等为主要受力构件,采用焊接、螺栓等连接方式建造的工程结构钢结构特点:1、可靠性高2、材料强度高、结构自重轻3、塑性、韧性好4、制作与安装工业化程度高、施工周期短5、密闭性能好6、耐腐蚀性差7、耐热性较好,耐火性差8、低温冷脆倾向钢结构应用范围:1.大跨度空间结构2.高层建筑3.工业建筑4.轻型结构5.高耸结构6.活动式结构(应用水利工程)7.可拆卸或移动结构8.容器和大直径管道9.抗震要求高的建筑10.急需早日交付使用的工程11.特种结构结构设计的目的:钢结构满足可靠性必须具备的功能:1.安全性:结构在正常施工和正常使用条件下,承受可能出现的各种作用的能力,以及偶然事件发生时,仍保持必要的整体稳定性的能力2.适用性:结构在正常使用条件下满足良好的工作性能3.耐久性:结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能结构的安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性结构设计的目的是:在满足可靠性的前提下,做到可持续发展、技术先进、经济合理和确保质量设计方法:1.概率极限状态设计法两种极限状态:a)承载能力极限状态(强度,稳定问题。
荷载及材料使用设计值)b)正常使用极限状态(刚度问题。
荷载和材料使用标准值)荷载设计值大于标准值(乘荷载分项系数),材料相反2.容许应力设计法(使用荷载标准值。
疲劳设计采用容许应力法,其他采用概率极限状态设计法)结构安全等级:一级:重要工业和民用建筑二级:一般工业和民用建筑三级:次要建筑物钢结构连接以破坏强度而非屈服作为承载能力极限(非设计)关于疲劳:焊接件存在残余应力,故抗疲劳性能差根据荷载形式分类:常幅疲劳、变幅疲劳疲劳计算采用容许应力幅法,故荷载采用标准值,不乘动力系数疲劳强度与钢材种类无关第二章塑性破坏:构件产生明显的变形并断裂破坏应力超过屈服强度f y,并达到抗拉强度f u脆性破坏:破坏前无明显变形破坏应力小于屈服强度f y钢结构设计取屈服强度f y作为强度极限承载力指标三个基本机械性能指标:屈服强度f y(E=0)、抗拉强度f u、伸长率δ(反映塑性变形能力)影响可焊性的因素:含碳量、碳当量、板厚、钢材屈服强度(均与焊接难度正相关)影响钢材性能的主要因素(钢材的转脆因素):1.化学成分的影响(转脆因素:CSPON含量过高)增加碳含量,钢材强度提高,但塑性、韧性、冷弯性能、可焊性、抗腐蚀能力下降低碳钢(C<0.25%);中碳钢;高碳钢(C>0.6%)有利元素:锰、硅,(二者作为脱氧剂,并提高强度)硅过量:塑性、韧性、抗腐蚀能力、可焊性下降锰过量:可焊性下降有害元素:硫、磷,(二者降低塑性、韧性、可焊性)氮磷太多导致冷脆氧硫太多导致热脆2.钢材生产过程的影响(转脆因素:沸腾钢和厚钢板比镇静钢和薄钢板脆)①浇筑:镇静钢(气泡少,强度、塑性↑)、沸腾钢(气泡多,冲击韧性、抗冷脆性能、抗疲劳性能↓)②轧制:使得钢材组织密实,强度、韧性↑③热处理:淬火(强度硬度↑塑性韧性↓),正火,回火(脆性↓)3.温度的影响(转脆因素:低温、高温)200℃以内无变化高温:250℃左右:抗拉强度↑,塑性韧性↓,易脆性破坏,氧化膜呈蓝色,称“蓝脆”,应避免在蓝脆温度热加工超过300℃:屈服强度↓、抗拉强度↓,塑性↑低温冷脆:强度↑,塑性、韧性↓4.冷加工硬化和时效硬化的影响(转脆因素:冷作硬化和时效硬化)冷加工硬化:强度↑,塑性、韧性↓时效硬化(随时间增长):强度↑,塑性、韧性↓5.复杂应力状态的影响(转脆因素:同号主应力)同号三向应力发生脆性破坏(趋向),但由于钢材塑性较好,不影响静力极限承载力6.应力集中的影响(转脆因素:同号空间拉应力)同号应力约束塑性变形,最终脆断不影响静力极限承载力,但负温或动载下易脆断7.荷载作用速度的影响(转脆因素:动荷载)加荷过快脆断钢的种类:1.按化学成分:碳素钢、合金钢(钢结构常用:碳素结构钢、低合金高强度结构钢)合金含量:低合金钢(≤5%)、中合金钢、高合金钢(>10%)2.按脱氧程度:镇静钢、沸腾钢、半镇静钢、特殊镇静钢碳素结构钢Q235BF的含义:屈服强度为235MPa的B级沸腾钢碳素结构钢的表达方式:屈服点的字母Q+屈服强度值+质量等级(A、B、C、D、E,E最好,Q235没有E)+脱氧方法符号(F、B、Z、TZ)钢结构主要钢材:热轧钢板、热轧型钢、冷成型薄壁型钢优先使用型钢热轧型钢:角钢、槽钢、工字钢、H型钢角钢表示方法:“∟”后加“长边×短边×厚度”(不等边角钢)加“边长×厚度”(等边角钢)H型钢与工字钢相比:翼缘宽,等厚度,分布更合理,抗弯刚度大,用钢量少第三章钢结构连接钢结构的连接方法:焊缝连接(最主要)、螺栓连接、铆钉连接焊接特点:优点:1.构造简单2.节约钢材3.不削弱截面4.施工快速5.连接的密闭性好,刚度大缺点:1.焊缝热影响区内钢材变脆2.产生焊接残余应力、残余变形3.低温冷脆问题不同强度构件焊接,焊条与低强度一方适应:Q235和Q345钢的构件焊接,采用E43螺栓连接特点:优点:1.施工简单,装拆方便2.高强螺栓连接紧密、耐疲劳,受动载可靠缺点:1.开孔截面削弱2.拼装对孔,增加工作量3.需要搭接或拼接板、角钢等连接件,费料焊接方法:1.电弧焊(主要)2.电阻焊3.熔嘴电渣焊药皮的作用:1.稳定电弧;2.形成保护气体和熔渣,防止氧、氮使钢材变脆;3.合金元素改善焊缝力学性能按焊缝构造分类:对接焊缝、角焊缝质量检验:焊缝分为三级,I、II级需要外观检查和超声波探伤,III级只需外观检查对接焊缝为III级时强度比焊件低,须验算对接焊缝传力特点:直接、平顺,无显著应力集中,受力性能良好侧焊缝:强度低,塑性好端焊缝:应力集中严重,强度高,塑性差hf过小:热量小,冷却快焊缝易产生裂纹不易焊透hf过大:薄焊件易烧穿或咬边,热影响区大,残余应力和残余变形,易脆裂焊接残余应力成因:不均匀温度场导致焊件不均匀的膨胀和收缩残余应力种类:纵向残余应力、横向残余应力、沿厚度方向的残余应力残余应力对静力承载能力无影响减小焊接残余应力和残余变形的方法:1.合理的焊缝设计(焊缝尺寸适当、焊脚尺寸不宜过大,宜用细长焊缝;焊缝不宜集中)2.合理安排焊接及制造工艺普通螺栓传递剪力机理:栓杆受剪,孔壁承压摩擦型高强螺栓工作机理:受剪螺栓破坏的五种形式(后两种可以不用计算直接解决):1.螺栓剪断(板厚,螺栓细)2.钢板孔壁挤压破坏(板薄,螺栓粗)3.钢板拉断(板开孔,截面削弱)4.端部钢板剪坏(螺栓端距过小,不小于2d即可)5.螺栓弯曲破坏(板厚,螺栓细长,总厚度不大于5d即可)10.9级高强度螺栓的含义:10表示热处理后最低抗拉强度为1000。
钢结构复习要点整理
1、钢结构的主要特点和合理应用范围特点:1、强度高、自重轻;2、材质均匀,且塑性、韧性好;3、良好的加工性能和焊接性能;4、密闭性好;5、钢材的可重复适用性;6、钢材耐热但不耐火;7、耐腐蚀性差;8、钢结构的低温冷脆倾向;合理应用范围:大跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、多层和高层结构、高耸结构、可拆卸的结构、容器和其他构筑物、轻型钢结构、钢和混凝土的组合结构;2、承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏、和因过度变形而不适于继续承载,结构丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆;正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏;3、塑性破坏:试件拉断时有比较大的伸长和变细,断口呈纤维状,色发暗,有时还能看到滑移的痕迹,断口与作用力的方向约呈45°,塑性变形后出现内力重分布,会使结构中原先应力不均匀的部分趋于均匀,同时提高结构的承载能力;脆性破坏:在拉断前塑性变形小,且几乎无任何迹象而突然断裂,其断口平齐,呈有光泽的晶粒状或人字纹,塑性降低,破坏没有任何预兆,破坏速度极快,无法察觉和补救;4、四个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、强化阶段;比例极限fp、屈服强度fy、抗拉强度fu、伸长率、断面收缩率、冲击韧性、冷弯性能;四个机械力学性能:强度、塑性、冷弯性能、韧性(冲击韧性);5、C%增加,屈服点抗拉强度提高,塑性冲击韧性下降,冷弯性能、可焊性、抗锈蚀性恶化,易脆断;P的存在降低钢的塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能,冷脆;S的存在降低塑性、疲劳强度、抗锈蚀性能、焊接性能,热脆;6、钢材疲劳破坏特征:1、疲劳破坏具有突然性,破坏前没有明显的宏观塑性变形,属脆性断裂;2、疲劳破坏的断口与一般脆性断口不同,可分为三个区域:裂纹源、裂纹扩展区和断裂区;3、疲劳对缺陷十分敏感;7、Q235-E43;Q345-E50;Q390&Q420-E55;8、侧面角焊缝主要承受剪应力,塑性好、弹性模量低、强度较低,应力沿焊缝长度方向分布不均匀,呈两端大中间小,焊缝越长,分布越不均匀,但进入塑性工作阶段时产生应力重分布;正面角焊缝受正应力和剪应力,应力沿焊缝分布均匀,焊根处有很大的应力集中,刚度大、塑性差、破坏时变形小、强度较高,平均破坏强度为侧面角焊缝的1.35倍以上;9、焊接残余应力和焊接残余变形的原因:由于不均匀温度场,导致罕见不均匀的膨胀和收缩,从而使焊件内部残存应力并引起变形;分为纵向、横向、厚度方向残余三种应力,对静力强度无影响,降低结构刚度、压杆稳定承载力、(低温冷脆的影响)在低温下,更易形成冷脆断裂、(对疲劳强度的影响)产生阻碍塑性变形的残余应力,材料变脆,裂纹容易产生和开展;10、当螺栓直径较小而钢板相对较厚—栓杆剪断;受剪连接计算保证当螺栓直径较大而钢板相对较薄—孔壁挤压坏;受剪连接计算保证当钢板因螺孔削弱过多—钢板拉断;构件强度验算当端距过小时—端部钢板剪断;螺栓端距l1大于或等于2d保证当螺杆过长—栓杆受弯破坏;使螺栓的夹紧长度为4至6倍(普通螺栓)和5到7倍(高强度螺栓)螺栓直径的条件下不会发生11、梁丧失整体稳定的现象、原因和实质梁在偶然的很小侧向干扰力的作用下,会突然想刚度较小的侧向弯曲,并伴随扭转,此时若除去侧向干扰力,侧向弯扭变形也不再消失,若弯矩再略增加,则弯扭变形将迅速增大,梁随之失去承载能力,这种现象称为梁丧失整体稳定;原因:梁的失稳是从稳定平衡状态转变为不稳定平衡状态,并产生侧向弯扭屈曲,并相应产生临界弯矩Mcr和临界压力σcr;12、影响梁整体稳定的因素侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt、翘曲刚度EIw越大,Mcr越高;梁两端的支承条件的约束程度越高,Mcr越高;侧向支承点间的距离l1越小,Mcr越高;受压翼缘宽大的截面,Mcr也相应提高;荷载的种类和作用位置的影响;13、增强梁的稳定性的措施1、增大梁的截面尺寸,增大受压翼缘高度最为有效;2、增加侧向支承系统,减小构件侧向支承点间的距离;3、当梁跨内无法增设侧向支撑时,应采用箱形截面;4、增加梁两端的约束提高其稳定承载能力;14、不需要验算整体稳定性的情况:1、当有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连,能阻止梁的受压翼缘侧向位移;2、l1/b1满足相应表格的规定,此时整体稳定系数已大于1;3、重型吊车梁和锅炉构架大板梁采用箱形截面,须满足h/b。
河海大学结构工程复试钢结构部分重点
第一章概论一、钢结构的特点可靠性高/材料的强度高,钢结构自重轻/钢材的塑性和韧性好/钢结构制造简便,施工工期短/钢结构密闭性好/钢材的耐锈蚀性差/钢结构耐热但不耐火/钢材在低温时脆性增大二、结构设计的目的任何结构都是为了完成所要求的某些功能而设计的。
工程结构必须具备下列功能:1. 安全性结构在正常施工和正常使用条件下,承受可能出现的各种作用的能力,以及在偶然事件发生时和发生后,仍保持必要的整体稳定性的能力。
2. 适用性结构在正常使用条件下,满足预定使用要求的能力。
3. 耐久性结构在正常维护条件下,随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。
结构的安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性。
结构设计(计算)的目的是在满足各种预定功能的前提下,做到技术先进、安全适用、经济合理和确保质量。
要实现这一目的,必须借助于合理的设计方法。
结构设计应考虑下列两种极限状态:(1)承载能力极限状态结构或构件达到最大承载能力,或达到不适于继续承载的变形的极限状态。
如限制受弯构件截面上塑性区的发展不能超过某一限值,就是考虑使其不致产生不适于继续承载的变形的一个例子。
(2)正常使用极限状态结构或构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。
第二章钢结构的材料一、钢材的破坏形式1. 塑性破坏:钢材在产生很大的变形以后发生的断裂破坏称为塑性破坏,也称为延性破坏。
变形大,变形持续时间长,易及时发现和补救。
2. 钢材在变形很小的情况下突然发生断裂破坏称为脆性破坏。
变形很小且突然发生,不易发现和采取补救措施,因而危险性很大。
二、钢结构对所用材料的要求物美价廉1. f u、f y高。
用到f y,f y高可减轻结构自重。
f y/f u太小浪费,太大安全储备小。
通常在0.6~0.7。
2. 塑性、韧性、耐久性好。
可防止脆性破坏,抗动力荷载好,耐疲劳。
3. 良好的加工性能。
冷、热加工和可焊性好。
4. 耐腐性好。
5. 价格便宜。
6. 有时还要求钢材具有适应低温、高温等环境的能力。
河海 钢结构(第三版)多媒体课件第三章
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四、焊缝符号及标注方法
按《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)和《焊缝符 号表示法》(GB324-88)执行。
hf1 hf2 hf1
hf1-l1 hf2-l2
hf2
槽焊缝
单边喇叭
hf
形焊缝
hf
hf
hf
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第三节 对接焊缝连接的构造和计算 对接焊缝传力直接、平顺、没有显著的应力集中现象,
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一、结构的连接方法 二、连接设计原则
安全可靠
节约钢材
构造简单 施工方便
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第二节 焊接方法、焊缝类型和质量级别 一、钢结构中常用的焊接方法 1.电弧焊
焊条或焊丝与焊件间产生的电弧热,使焊条和焊件熔化, 二者凝结成焊缝。 (1) 手工电弧焊
设备简单,操作灵活,适用性和可达性强,适用各种焊 缝。生产效率较低,质量变异性大,施焊时电弧光较强。
C级螺栓连接 用圆钢制成,杆身粗糙,尺寸不很准确。主要用于受拉
连接和安装螺栓。
A、B级螺栓连接 螺杆机加工制成,尺寸准确,孔加工精度高。制造安装
费工。A级:d ≤24mm,l ≤150mmh 和10d,B级:d >24mm, l>150mmh 和10d。
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一、结构的现焊缝有裂纹,应彻底铲除后补焊。
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三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别 1.焊缝缺陷 2.焊缝质量检验和焊缝级别 分为三级:
III级只对全部焊缝做外观检查; Ⅱ级除对全部焊缝做外观检查外,还要用超声波抽查焊 缝长度的50%; I级除全部做外观检查外,还须按要求用超声波检查, 并用X射线抽查焊缝长度的2%,且部分拍片。 各级焊缝的应用见规范要求。
钢结构基本原理知识点
钢结构基本原理知识点一、知识概述《钢结构基本原理》①基本定义:简单说,钢结构就是用钢材做成建筑结构的那些部分,像梁啊、柱啊这些,就跟我们搭积木似的,一块块钢材组合起来,能承受住上面的重量,构成房子或者其他建筑物的骨架。
②重要程度:在建筑学科里相当重要。
现在很多大高楼、大跨度的桥梁好多都用钢结构。
就好比人的骨头要是不强壮,那整个人就垮了,钢结构对建筑而言就是那强壮的骨头,没有它大楼就立不起来,桥也过不去车人。
③前置知识:你得先了解一些材料力学的知识,要是不知道材料受力的时候会怎么变形,钢材能承受多大的力这些,钢结构原理就不好理解。
还得有点工程力学基础,知道力怎么传,建筑物怎么平衡的。
我当初学的时候,先学这种基础知识的时候就挺难,感觉云里雾里,但是后来学钢结构就发现这些基础有用极了。
④应用价值:实际应用可太多了。
比如那些超高层的写字楼,用钢结构可以让建造速度更快,还能节省很多空间呢,因为钢结构可以做得比较纤细又很结实。
再比如大型的体育场,那个大屋顶往往是钢结构的,能覆盖很大的空间又不会塌下来。
二、知识体系①知识图谱:钢结构基本原理在建筑结构这个大范畴里属于骨架部分相关知识。
就像一个家族里关键的那几只顶梁柱的知识。
②关联知识:和混凝土结构知识有很大联系,很多时候建筑里既有钢结构的部分又有混凝土结构部分,它们之间怎么配合很重要。
还有结构力学知识,钢结构的受力分析离不开结构力学原理,就好像做菜离不开调料一样。
③重难点分析:- 掌握难度:有一定难度。
像钢结构的连接部分,螺栓连接、焊接不是那么简单就能全搞明白的。
钢材材料特性也复杂,不同型号的钢材性能不一样,就像不同的人力量大小不同一样。
- 关键点:我觉得理解钢材在不同受力状态下怎么工作是关键,且钢结构稳定理论也比较难,比如一根细长的钢柱怎么才能稳稳地立着,受到压力不那么容易弯掉之类的。
④考点分析:- 在考试中的重要性:超级重要。
无论是建筑专业的课程考试还是职业资格考试都会考到。
钢结构考试知识点总结
钢结构考试知识点总结一、钢结构的基本概念1. 钢结构的定义钢结构是利用钢材和焊接连接构件构造的建筑结构。
其主要特点是强度高、刚度大、重量轻、抗震性能好、施工速度快、需要焊接。
2. 钢结构的优点- 强度高:钢材的抗拉、抗压、抗弯强度都比较大,可以承受大的荷载。
- 稳定性好:适用于大跨度、大空间和高层建筑。
- 施工速度快:预制构件可以工厂化生产,现场组装施工效率高。
- 环保节能:钢材可以回收再利用,减少资源浪费。
- 可靠性好:通过严格的工艺控制和质量检验,确保结构的可靠性。
3. 钢结构的分类按照结构形式,可以分为框架结构、梁柱结构、桁架结构等;按照用途分为工业厂房结构、商业建筑结构、民用建筑结构等;按照构件形式分为钢柱、钢梁、钢板、钢柱底座等。
4. 钢结构的应用钢结构广泛应用于工业厂房、大型商业综合体、体育场馆、桥梁、高层建筑等领域。
二、钢结构设计理论1. 结构设计原则- 承载力原则:保证结构在规定的使用条件下不失稳、不产生过度裂缝、不破坏。
- 刚度使用性原则:保证结构的刚度和变形满足使用条件的要求。
- 美学原则:保证结构美观、整洁、合理。
- 经济原则:在满足使用要求的前提下,尽量减少结构的材料和工程量。
2. 钢结构的受力特点- 钢结构的主要受力形式是拉力、压力和弯矩,因此其设计应注重构件的受力性能和稳定性。
- 钢结构的刚度和承载力与构件的截面尺寸和材料强度有关。
3. 钢结构的设计原则- 结构布局:根据使用要求和空间布局设计结构形式。
- 截面选择:选取适当的截面尺寸和型式,使得构件能满足受力要求。
- 连接设计:设计适当的连接形式和节点,保证构件的协调与综合受力。
- 构件受力:合理控制构件的受力状态,确保构件强度和稳定性。
4. 钢结构设计的基本假设- 材料的弹性理想性假设:钢材满足胡克定律,即应变与应力成正比。
- 结构受力性能假设:结构内力可通过静力平衡求解,构件截面内的应力均匀分布。
- 构件轴线的假设:构件轴线为直线,截面形状在受力后不发生大的变形。
钢结构知识点汇总
钢结构知识点汇总(二)引言概述:钢结构在现代建筑和工程领域中扮演着重要角色,其具有高强度、轻质、耐久等优点,广泛应用于大型建筑物、桥梁、石油平台等工程项目中。
本文将详细探讨钢结构的各方面知识点,包括钢材的选择与特性、钢结构设计中的荷载计算、构件连接方式、施工质量控制等内容。
一、钢材的选择与特性1. 钢材分类:根据化学成分和力学性能的不同,钢材可以分为碳素钢、合金钢和不锈钢等。
2. 钢材特性:钢材具有高强度、刚性和可塑性等特点,同时还需考虑其耐蚀性、耐久性和可焊性等方面。
3. 钢材标志:了解钢材标志体系,可以根据标志了解钢材的牌号、化学成分和力学性能等信息,从而选择合适的材料。
二、钢结构设计中的荷载计算1. 建筑荷载:考虑建筑物所承受的自重、活载和风载等荷载,在设计时需要合理估计和计算这些荷载的大小。
2. 地震荷载:根据地震区域划分和结构的重要性等级,确定地震设计参数,并采用相应的计算方法确定结构的地震荷载。
3. 温度荷载:考虑钢结构在温度变化下可能引起的热膨胀和收缩等问题,采用临界温度差法计算温度荷载。
4. 荷载组合与安全系数:根据设计要求和规范要求,按照一定的组合方式将各类荷载进行组合,同时考虑安全系数保证结构的可靠性。
三、构件连接方式1. 焊接连接:常用的构件连接方式之一,包括对接焊缝、角焊缝和T型焊缝等,需按照规范要求进行焊接工艺和质量控制。
2. 螺栓连接:通过螺栓将构件连接起来,需考虑螺栓的直径、材料和合适的预紧力,以确保连接的稳固性。
3. 锚固连接:用于固定钢结构与混凝土基础的连接,采用专用的锚固件和锚固材料,提高连接的抗拉强度和抗剪强度。
4. 悬挂连接:用于实现悬挑结构、屋面构件和幕墙构件等的连接,采用吊杆、吊环和抗拉索等方式,需合理设计和施工。
四、施工质量控制1. 工程检测:包括钢材质量检测、焊接工艺试验和连接构件的抗拉强度测试等,确保钢结构材料和施工工艺符合规范要求。
2. 焊接质量控制:包括焊接接头的准备工作、焊接参数的控制和焊接质量的检验等,以确保焊接接头的质量和可靠性。
钢结构必学的32大知识点(知识点二)
钢结构必学的32大知识点(知识点二)17. 什么是塑性算法?什么是考虑屈曲后强度?塑性算法是指在超静定结构中按预想的部位达到屈服强度而出现塑性铰,进而达到塑性内力重分布的目的,且必须保证结构不形成可变或瞬变体系。
考虑屈曲后强度是指受弯构件的腹板丧失局部稳定后仍具有一定的承载力,并充分利用其屈曲后强度的一种构件计算方法。
18. 什么叫刚性系杆,什么叫柔性系杆?刚性系杆即可以受压又可以受拉,一般采用双角钢和圆管,而柔性系杆只能受拉,一般采用单角钢或圆管。
19. 隅撑能否作为支撑吗?和其他支撑的区别?1、隅撑和支撑是两个结构概念。
隅撑用来确保钢梁截面稳定,而支撑则是用来与钢架一起形成结构体系的稳定,并保证其变形及承载力满足要求。
2、隅撑可以作为钢梁受压翼缘平面外的支点。
它是用来保证钢梁的整体稳定性的。
20. 钢结构轴心受拉构件设计时须考虑什么?1、在不产生疲劳的静力荷载作用下,残余应力对拉杆的承载力没有影响。
2、拉杆截面如果有突然变化,则应力在变化处的分布不再是均匀的。
3、设计拉杆应该以屈服作为承载力的极限状态。
4、承载力极限状态要从毛截面和净截面两方面来考虑。
5、要考虑净截面的效率。
21. 钢柱的弹簧刚度怎么计算?计算公式是什么?混凝土柱的弹簧刚度和混凝土柱上有圈梁时的弹簧刚度怎么计算?计算公式是什么?弹簧刚度是考虑将柱子按悬臂构件,在柱顶作用一单位力,计算出所引起的侧移,此位移就是弹簧刚度,单位一般是KN/mm。
如果有圈梁的情况,在无圈梁约束的方向,弹簧刚度计算同悬臂构件,在另一个方向,因为柱顶有圈梁,所以计算公式中的EI为该方向所有柱的总和。
22. 什么是蒙皮效应?在垂直荷载作用下,坡顶门式刚架的运动趋势是屋脊向下、屋檐向外变形。
屋面板将与支撑檩条一起以深梁的形式来抵抗这一变形趋势。
这时,屋面板承受剪力,起深梁的腹板的作用。
而边缘檩条承受轴力起深梁翼缘的作用。
显然,屋面板的抗剪切能力要远远大于其抗弯曲能力。
河海大学钢结构简答题(最终得94分)
河海大学钢结构简答题(最终得94分)第一章概率极限状态设计法和容许应力设计法有何特点?为何正常使用极限状态,荷载采用标准值,而承载能力极限状态用设计值?承载能力极限状态设计时材料强度与荷载要取用设计值,其安全系数大些,确保了安全;而在进行正常使用极限状态计算时材料强度与荷载要取用标准值,其安全系数虽然小些,但对使用要求也是能够满足的,它更可以体现经济合理。
角焊缝设计中,对焊脚尺寸和计算长度有何要求?第二章促使钢材转脆的因素有哪些?1)CSPON元素含量过高2)沸腾钢和厚钢板比镇静钢和薄钢板脆性大3)冷作硬化和时效硬化4)低温(-20℃以下)5)复杂应力状态下的同号主应力6)受拉构件的应力集中区域7)动力荷载8)焊接结构钢材强度设计值为何按钢材厚度分组?轧钢机可使钢锭中气泡和裂纹弥合,使组织密实。
钢材的压缩比越大,其强度和韧性越高,因此对于不同厚度分组采用不同强度设计值。
第三章钢结构连接方式与各自特点?焊接特点:优点:1.构造简单2.节约钢材3.不削弱截面4.施工快速5.连接的密闭性好,刚度大缺点:1.焊缝热影响区内钢材变脆2.产生焊接残余应力、残余变形3.低温冷脆问题螺栓连接特点:优点:1.施工简单,装拆方便2.高强螺栓连接紧密、耐疲劳,受动载可靠缺点:1.开孔截面削弱2.拼装对孔,增加工作量3.需要搭接或拼接板、角钢等连接件,费料铆钉连接特点:优点:传力可靠,韧性和塑性较好,质量易于检查,对受动力荷载、荷载较大和跨度较大的结构可采用缺点:费钢、费工焊条型号根据什么选择?焊条的选用应和焊件钢材的强度和性能相适应。
手工焊时,Q235~E43、Q345~E50、Q390~E55。
不同强度钢材连接时,宜采用与低强度钢材匹配的焊条。
残余应力和残余变形的成因,对构件的影响?如何减少?(1)强度:残余应力是自平衡力系,不影响结构的强度。
(2)刚度:残余应力与荷载应力相加以后,部分材料将提前进入屈服阶段,继续增加的外力将仅由弹性区承担,因此构件变形将加快,刚度降低。
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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。