钢管结构设计的基本知识
钢结构的八大基础知识
钢结构的八大基础知识钢结构的八大基础知识一、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5钢结构可以准确快速地装配6容易做成密封结构7钢结构易腐蚀8钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等2低合金高强度结构钢3优质碳素结构钢及合金结构钢4专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。
四、主要钢结构技术内容高层钢结构技术根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。
钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。
空间钢结构技术空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。
以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。
具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。
除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。
轻钢结构技术伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。
由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。
用钢量20～30kg/m2。
现已有标准化的设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制，适用于各种轻型工业厂房。
钢结构设计知识点
钢结构设计知识点
一、钢结构的主要材料
钢结构主要使用钢材、木材和混凝土等材料。
其中，钢材更为常用，
分为结构钢、钢筋和钢板。
结构钢包括H型钢，槽钢，角钢，方钢，工字钢，圆钢等。
钢筋包括热轧钢筋，冷成型钢筋，冷轧和热轧挤压桁架钢筋等。
钢板种类较多，主要有热轧钢板、冷轧钢板、容器钢板、夹层钢板、
钢管等。
二、钢结构设计原则
1、要求钢结构设计的基本原则是：设计符合技术规范，安全可靠，
结构紧凑，重量轻，结构刚性好，抗震性能好。
2、在其中一杆件或连接部位的剪切强度设计中，要消除泊松失稳机制，确保设计强度和稳定性。
3、要求各支座及杆件连接的设计方案、连接件类型及尺寸要符合有
关规范的规定，各支座、杆件及连接件应经过力学分析，确保结构可靠性。
4、结构连接要求结实牢固，能够利用好材料的钢性能，使用方便，
保持良好的外观。
三、钢结构设计步骤
1、钢结构设计的第一步是分析设计条件，即明确结构用途和其要求
的荷载、尺寸、重量等，根据设计要求制定设计方案。
2、钢结构设计的第二步是确定荷载、结构成形方式、材。
钢结构必学知识点
1.钢结构设计时，挠度超出限值，会后什么后果？影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；影响正常使用的振动；影响正常使用的其它特定状态。
2.采用直缝钢管代替无缝管，不知能不能用？结构用钢管中理论上应该是一样，区别不是很大，直缝焊管不如无缝管规则，焊管的形心有可能不在中心，所以用作受压构件时尤其要注意，焊管焊缝存在缺陷的机率相对较高，重要部位不可代替无缝管，无缝管受加工工艺的限制管壁厚不可能做的很薄（相同管径的无缝管平均壁厚要比焊管厚），很多情况下无缝管材料使用效率不如焊管，尤其是大直径管。
无缝管与焊管最大的区别是用在压力气体或液体传输上（DN）o3.什么是长细比？结构的长细比人=ul∕i,i为回转半径。
概念可以简单的从计算公式可以看出来：长细比即构件计算长度与其相应回转半径的比值。
从这个公式中可以看出长细比的概念综合考虑了构件的端部约束情况，构件本身的长度和构件的截面特性。
长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的，因为长细比越大的构件越容易失稳,。
可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式,里面都有与长细比有关的参数。
对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求，这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度。
对稳定要求越高的构件，规范给的稳定限值越小。
4.长细比和挠度是什么关系呢？1.挠度是加载后构件的的变形量，也就是其位移值。
2.细比用来表示轴心受力构件的刚度〃长细比应该是材料性质。
任何构件都具备的性质，轴心受力构件的刚度，可以用长细比来衡量。
3.挠度和长细比是完全不同的概念。
长细比是杆件计算长度与截面回转半径的比值。
挠度是构件受力后某点的位移值。
5.挠度在设计时不符合规范，用起拱来保证可不可以这样做？1、结构对挠度进行控制，是按正常使用极限状态进行设计。
对于钢结构来说，挠度过大容易影响屋面排水、给人造成恐惧感，对于混凝土结构来说挠度过大，会造成耐久性的局部破坏（包括混凝土裂缝）。
第六节 明钢管的管身应力分析及结构设计
第六节明钢管的管身应力分析及结构设计一、明钢管的荷载明钢管的设计荷载应根据运行条件，通过具体分析确定，一般有以下几种：(1)内水压力。
包括各种静水压力和动水压力，水重，水压试验和充、放水时的水压力。
(2)钢管自重。
(3)温度变化引起的力。
(4)镇墩和支墩不均匀沉陷引起的力。
(5)风荷载和雪荷载。
(6)施工荷载。
(7)地震荷载。
(8)管道放空时通气设备造成的负压。
钢管设计的计算工况和荷载组合应根据工程的具体情况参照钢管设计规范采用。
二、管身应力分析和结构设计明钢管的设计包括镇墩、支墩和管身等部分。
前二者在上节中已经讨论过，这里主要讨论管身设计问题。
明钢管一般由直管段和弯管、岔管等异形管段组成。
直管段支承在一系列支墩上，支墩处管身设支承环。
由于抗外压稳定的需要，在支承环之间有时还需设加劲环。
直管段的设计包括管壁、支承环和加劲环、人孔等附件。
支承在一系列支墩上的直管段在法向力的作用下类似一根连续梁。
根据受力特点，管身的应力分析可取如图13-14所示的三个基本断面：跨中断面1-1；支承环附近断面2-2和支承环断面3-3。
以下介绍明钢管计算的结构力学方法。
图13-14 管身计算断面（一）跨中断面（断面1-1)管壁应力采用的坐标系如图13-15所示。
以x表示管道轴向，r表示管道径向，θ表示管道切向，这三个方向的正应力以、、表之，并以拉应力为正。
图中表明了管壁单元体的应力状态，剪应力r 下标的第一个符号表此剪应力所在的面（垂直x轴者称x面，余同），第二个符号表示剪应力的方向，如表示在垂直x轴的面上沿e向作用的剪应力。
1.切向（环向）应力。
管壁的切向应力主要由内水压力引起。
对于水平管段，管道横截面上的水压力如图13-16(a),它可看作由图13-16(b)的均匀水压力和图13-16(c)的满水压力组成。
这两部分的水压力在管壁中引起的切向应力为式中D、δ--管道内径和管壁计算厚度，cm；γ--水的容重，0.001；H--管顶以上的计算水头，㎝；θ--管壁的计算点与垂直中线构成的圆心角，如图13-16(c)所示。
管工基础知识-
管工基础知识-管工基础知识是指在管工专业学习中，学生应该掌握的最基本的知识。
它包括管工材料、制造工艺、结构力学、机械原理、流体力学、传热学、管道设计、仪表及控制、焊接技术和检验等多个方面。
1、管工材料管工材料是指用于制造管道和部件的各种材料，包括金属材料、非金属材料、复合材料等。
金属材料主要指钢管、铜管、铝管、不锈钢管、铸铁管等，非金属材料主要指橡胶管、塑料管、玻璃纤维管等，复合材料主要指增强塑料管等。
学习管工材料时，要了解材料的物理性能、力学性能、热物理性能、电磁特性、耐腐蚀性、成本等。
2、制造工艺制造工艺指管道及其零部件的制造方法，主要包括冷加工、热加工、机械加工、焊接、表面处理等。
冷加工主要指将钢材或其他金属材料进行冷挤压、冷拉伸、冷弯曲等操作；热加工主要指将钢材或其他金属材料进行热处理，使其具有更好的力学性能；机械加工主要指用机床加工管道及其零部件，如钻孔、削、铣、磨等；焊接主要指用焊接方法将管道及其零部件连接起来；表面处理主要指对管道及其零部件进行阳极氧化、电镀、热处理等，使其表面更加平整、光滑、防腐蚀性更好。
3、结构力学结构力学是指应用力学原理分析和设计结构物体的力学问题，主要包括材料力学、结构力学和结构抗力计算等。
学习结构力学时，要熟悉材料的力学性质，如弹性模量、抗压强度等，以及材料的力学变形特性，如屈服点、屈服应力、断裂应力等；要学习结构力学中的各种理论，如基本力学定律、方程、公式、图解等；还要学习结构抗力计算，即根据管道及其零部件的结构尺寸、材料性能、工艺条件等，计算出管道及其零部件的承载能力，以确保管道及其零部件的正常使用。
4、机械原理机械原理是指机械系统的运动特性。
学习机械原理时，要学习机械的基本概念，如力、功、能量、动量等；要学习力学的基本定律，如牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、动量定律、能量定律等；要学习机械运动的基本概念，如直线运动、圆周运动、摆动运动、转动运动等；要学习机械装置的基本概念，如轴、轴承、传动装置等；要学习机械装置的基本原理，如瞬态分析原理、稳态分析原理、动态分析原理等。
钢结构基本知识讲授培训(83页)
（2）高强螺栓连接 高强螺栓分为摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓
第三章 钢结构的连接
● 摩擦型高强螺栓：只依靠构件接触面之间的摩擦力来传 递剪力，以剪力等于接触面摩擦力为设计极限状态。
● 承压型高强螺栓：允许接触面滑移（剪力超过摩擦 力），以螺杆与构件之间的挤压而发生的连接破坏作为 承载力极限状态。
第二章 钢结构的材料
一、钢的种类 碳素钢和合金钢
1、碳素钢 ● 分结构钢（低碳钢）和工具钢（高碳钢）； ● 碳素结构钢—《GB700－88》质量等级：A、B、C、
D四级； ● A—只保证抗拉强度、屈服点和伸长率；
B、C、D—保证抗拉强度、屈服点和伸长率、冷弯性能 和冲击韧性（分别为＋20℃、 0℃ 和－20℃），同时 严格控制C、S、P的极限含量； ● 钢号：Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D等
第二章 钢结构的材料
● 钢材的物理性能指标：①弹性模量E＝206×10³ （N/mm²）②剪切模量G＝79 ×10³（N/mm²） ；③线 膨胀系数α＝12 ×10-6 ；④质量密度ρ＝7850kg/m3 。
2、冷弯性能 不分层、不裂纹
3、冲击韧性αk
断裂工程中吸收能量
的能力αk ＝A k /A（J/cm2）
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
型钢 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
薄壁型钢
（a)方钢管；（b)等肢角钢；（C）槽钢；（d)卷边槽钢 （e)卷边Z型钢；（f)卷边等直角钢；（g)焊接薄壁钢管
第二章 钢结构的材料
2、钢材的选用
●结构的重要性：一级（重要的）、二级（一般的）和三 级（次要的）。
钢结构设计基本知识：节点设计[工程类精品文档]
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钢结构设计基本知识：节点设计[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!钢结构设计基本知识：节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。
在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。
有时出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内（5%），就必须避免。
按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。
初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。
常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式。
连接的不同对结构影响甚大。
比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定。
会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法，初学者可偏安全选用前者。
设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用，比较方便。
也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。
具体设计主要包括以下内容：1.焊接：对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守。
焊条的选用应和被连接金属材质适应。
E43对应Q235，E50对应Q345.Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝。
焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。
其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
2.栓接：铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用。
普通螺栓，抗剪性能差，可在次要结构部位使用。
高强螺栓，使用日益广泛。
常用8.8s和10.9s两个强度等级。
根据受力特点分承压型和摩擦型。
两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12.常用M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定，应慎重使用。
自攻螺丝，用于板材与薄壁型钢间的次要连接。
在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接。
难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。
3.连接板：需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等。
连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm，则除短梁或有较大集中荷载的梁外，常不需验算抗剪。
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6、吊车梁：吊车的轨 道，通常表示为DCL， 构造较为复杂，不介 绍了
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次构件部分
1、水平支撑：增加屋盖的整体刚度；减 少弦杆出平面的计算长度，节约钢材； 增加弦杆侧向稳定性。一般表示为SC， 由圆钢制作而成
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3、抗风柱：简单的个 人理解就是 传递荷 载、连接作用，通常 表示为KFZ，一般也 是用H型钢制作的
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4、檩条：作用是将屋面荷载（墙面荷载） 通过檩传递到梁（柱）上；通常的表示 方法为屋面檩条 LT，墙面檩条称为墙梁 QL，一般为C型钢和Z型钢
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3、拉条：减小檩条的侧向变形和扭转， 提高檩条承载力。拉条一般由圆钢加工 成的，表示为直拉条T，斜拉条XT
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4、系杆：系杆的作用主要是提高结构的 整体刚度，使结构发挥空间作用，保证 结构的几何稳定性和受压构件的侧向稳 定。表示为XG或者ST，一般是有圆管 加工成的
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钢结构厂房的主要构件
• 主构件
1、钢柱； 2、钢梁，也称为屋架梁； 3、抗风柱； 4、屋面檩条、墙面檩条
（也称为墙梁）； 5、钢板天沟； 6、吊车梁
土木工程知识点-钢结构的知识汇总
土木工程知识点-钢结构的知识汇总钢桁架，钢支撑，钢托架，钢支架的区别钢桁架：主要是采用型钢做成的平行结构，主要是在钢结构柱间垂直支撑作用。
在过路天桥上经常见到，两边的受力梁基本是桁架结构。
钢支撑：主要是梁与梁、柱与柱间的交叉支撑，一般是角钢拼焊的或是圆钢20以上直径做成。
钢托架：主要是用来支撑较重物体的钢结构，主要在于行车梁垂直的抗风柱结构上，用于安装桥架等，起到托付作用。
钢支架：在钢结构中主要在钢柱或行车梁下部使用，柱上起承压，行车梁下起受压力，为桥架、母线、管道进行承载，吊挂结构。
钢结构造价预算钢结构造价就是钢结构设计、制作、安装及维护的总价。
当然里面包含了各个单位的成本、管理费、利润和各种税费。
楼主说的钢结构造价应该是除设计外的制作及安装费用。
其中，制作包含:原材料费用、制作费用、油漆费用、运输费用;安装包含:材料费、人工费、机械费、措施费等。
除此外还包含各个单位的管理费、利润和税金。
钢结构工程的特点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；5、钢结构可以准确快速地装配；6、钢结构室内空间大；7、容易做成密封结构；8、钢结构易腐蚀；9、钢结构耐火性差。
钢结构的类型钢结构包括四个类型：⒈门式钢结构；⒉框架钢结构纯框架、中心支撑框架、偏心支撑框架、框筒（密柱框架）;⒊网架结构网架、网壳；⒋索膜结构悬索结构、膜结构，其中膜结构又包括张拉式、骨架式和充气式膜结构。
钢结构除锈在金属管道的防腐蚀中，使用任何保护涂层的金属表面，在涂装前必须进行适当的表面处理，包括除锈、除油、磷化、氧化、表面调整和钝化封闭等，其中除锈是最常见的工作。
钢结构除锈剂不含有强酸、销酸等强腐蚀性的有机酸是由多种酸式盐、分散剂、渗透剂和清洗助剂、多种缓蚀剂等组成。
对金属工件完全没有任何腐蚀性，为最安全的除锈剂，本品只和金属表面锈迹和表面上的氧化皮层发生反应，不会金属本体发生反应。
钢管结构设计的基本知识
钢管结构可根据构件的受力情况，采用圆管结构或矩形 管结构，也可混合使用。矩形管一般用作弦杆，而圆管用 作腹杆。弦杆也可采用工字钢或H 作腹杆。弦杆也可采用工字钢或H型钢，而腹杆用矩形管 或圆管。 结论： 圆管适用于轴心受力和受扭构件，轴心受压时稳定性最 好。 矩形管适用于轴心受力、受弯、偏心受力和受扭构件 轴心受拉时强度最高。 适用的规范《钢结构设计规范》 适用的规范《钢结构设计规范》和《冷弯薄壁型钢结构 技术规范》 技术规范》
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8 钢管桁架：计算桁架内力时，假定桁架节点为铰接，即忽 略了由于节点刚性产生的次弯矩。在强度计算中，可保留 适当的富裕量，特别是端斜杆受力较大的部位。 当节点偏心距e 0.55≤e/d(e/h)≤0.25的范围内，在计 当节点偏心距e在-0.55≤e/d(e/h)≤0.25的范围内，在计 算节点和受拉主管时，可忽略此偏心弯矩的影响，但受压 主管必须考虑此偏心弯矩。按压弯构件计算。该偏心弯矩 不分配给支管，全部由节点两侧的受压主管承受，各按其 线性刚度分配。 常用的格构式平面桁架的腹杆体系有人字形和单斜式（用于 平行弦桁架）、芬克式（常用于三角形桁架）、空腹桁架 (外形美观，内部空间大，腹杆最少，只有竖杆)。 外形美观，内部空间大，腹杆最少，只有竖杆) 9钢管柱：钢管柱有单肢管柱和多肢（双肢、三肢及四肢管 柱）组合管柱。根据厂房的跨度和吊车吨位选用。
静载作用下管节点承载力计算的一般规定
管节点即支管（腹杆）和主管（弦杆）的连接节点。常用 的管节点形式有： a圆管节点—即主管及支管均为圆管的节点。 圆管节点— b矩形管节点—即主管为矩形管而支管为矩形管或圆管的 矩形管节点— 管节点。 c弦管为工字钢或H型钢而腹杆为矩形管或圆管的节点。 弦管为工字钢或H 种类：平面管节点或空间管节点。均是主管贯通（网架结 构除外），并采用将支管直接对焊在主管外表面的简单管 节点连接，不得将支管插入主管内。 对压扁管端的构造要求：对尺寸较小、受力不大的构件， 可将圆管支管端部压扁后再对焊于主管上，或通过节点板 连接
钢结构常见知识点
1.钢结构设计规范适用范围限于一般不直接承受动力荷载的简支梁及连续组合梁，其承载力采用塑性分析的方法计算。
2.圆柱头栓钉连接件有两种破坏形式，栓钉周围混凝土被挤压破坏或栓钉钉杆被剪断。
影响其承载力的主要因素为：栓钉截面面积、混凝土弹性模量和混凝土的强度等级。
3.组合梁的挠度按弹性方法计算，将混凝土翼板换算成钢截面。
4.在罕遇地震下的分析，钢结构处于弹塑性阶段，钢结构的阻尼比可取0.05。
5.框架—支撑结构的支撑可分为中心支撑和偏心支撑。
6.人字形支撑和V形支撑的地震组合内力设计值应乘以增大系数1.5。
7.K形支撑因受压屈曲或受拉屈服时，会使柱中承受横向水平力而破坏，因此抗震设防的结构不得采用K形支撑。
8.框架柱截面可以采用H形、箱形、十字形及圆形，其中箱形截面是应用最广的一种柱截面形式。
9.设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。
10.考虑钢结构稳定问题的基本方法仍然是传统的计算长度方法。
11.多层多跨框架在节点竖向荷载作用下的失稳模式有两种：对称失稳模式和侧移失稳模式。
12.结构体系的动力特性包括自振周期、振型和阻尼，脉动风会引起周期较长的高柔结构和悬索结构的较大风振反应。
13.钢管混凝土中钢管的焊接必须采用对接焊缝。
14.钢管混凝土的套箍指标宜控制在0.3到3之间。
15.钢结构的工作性能与构件的受力特点和节点的构造形式有关。
16.外墙在抗震设防烈度不高于6度的情况下，可采用砌体；当为7度8度时，不宜采用嵌砌砌体；9度时宜采用与柱柔性连接的轻质墙板。
17.当栓钉位于负弯矩区段时，混凝土翼板处于受拉状态，栓钉周围的混凝土对其约束程度不如位于正弯矩区的栓钉，此时位于负弯矩区的栓钉抗剪承载力设计值N c v应乘以折减系数0.9（中间支座两侧）和0.8（悬臂部分）。
18.为了防止节点域的柱腹板受剪时发生局部失稳，节点域内柱腹板的厚度t w满足t w≥（h b+h c）/90 h b、h c—梁腹板高度和柱腹板的高度；t w—柱在节点域的腹板厚度。
钢管结构设计的基本知识
钢管结构设计的基本知识1.钢管材料特性钢管通常由碳钢、合金钢或不锈钢等材料制成。
在钢管的选择和设计过程中，需要考虑材料的强度、韧性、耐腐蚀性能以及成本等因素。
2.钢管的截面形状钢管的截面形状有多种，常见的包括圆形、方形、矩形和椭圆形等。
不同形状的钢管在结构设计中有着不同的应用。
3.钢管的连接方式钢管的连接方式包括焊接、螺纹连接、法兰连接和机械连接等。
在结构设计中，钢管的连接方式需要根据具体情况选择，以确保连接的牢固和稳定。
4.钢管结构的荷载分析在进行钢管结构设计时，需要对结构所承受的各种荷载（如静载荷、动载荷和地震荷载等）进行分析和计算，以确保结构的安全性和稳定性。
5.钢管结构的力学性能钢管结构在设计过程中需要满足一定的力学性能要求，包括刚度、强度和稳定性等。
这些要求可以通过结构分析和计算来确定。
6.钢管结构的稳定性分析钢管结构的稳定性是指结构在受到荷载作用时的抗侧向位移、变形和破坏的能力。
在设计过程中，需要进行稳定性分析，以确定结构的稳定性。
7.钢管结构的施工工艺钢管结构的施工过程需要考虑结构的装配性、施工方法和工艺流程等因素。
此外，还需要进行安全评估，确保施工过程的安全性。
8.钢管结构的检测和监测钢管结构在使用过程中需要进行定期的检测和监测，以评估结构的安全性和可用性。
常见的检测方法包括非破坏检测和结构健康监测等。
9.钢管结构的设计规范和标准钢管结构的设计需要遵循相关的设计规范和标准。
各国和地区的设计规范和标准可能会有所不同，设计人员需要根据具体情况选择适用的标准。
总之，钢管结构设计是一门综合性的学科，涉及到材料力学、结构力学和建筑设计等多个方面的知识。
设计人员应该掌握相关的基本知识，并在实际应用中不断实践和提高。
【钢结构设计】钢结构设计入门知识
钢结构设计入门知识(一)判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构.直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等.这是和钢结构自身的特点相一致的.(二)结构选型与结构布置此处仅简单介绍.详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行.在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要.对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施.运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择.所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算.同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据.林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法.钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式.其理论与技术大都成熟.亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等.结构选型时,应考虑它们不同的特点.在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架.基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载）,如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳.总雪载释放近一半.降雨量大的地区相似考虑.建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性.而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系.高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式.宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系.我国半数以上的此类高层为前者.对抗震不利.结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑.一般的说要刚度均匀.力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础.柱间抗侧支撑的分布应均匀.其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线.否则应考虑结构的扭转.结构的抗侧应有多道防线.比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力.框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求.通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子.(三)预估截面结构布置结束后,需对构件截面作初步估算.主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定.钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等.根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择.翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎.确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估.柱截面按长细比预估.通常50<λ<150,简单选择值在100附近.根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.初学者需注意,对应不同的结构,规范中对截面的构造要求有很大的不同.如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题.在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别.除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面.(四)结构分析目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ.新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件.并不是所有的结构都需要使用软件:典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形.简单结构通过手算进行分析.复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析.(五)工程判定要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定".比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等.根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果.不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离,为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定,但对这种误差,会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全.钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容.工程师们不应该过分信任与依赖结构软件.美国一位学者曾警告说：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题.”注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法.(六)构件设计构件的设计首先是材料的选择.比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn).通常主结构使用单一钢种以便于工程管理.经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面.当强度起控制作用时,可选择Q345;稳定控制时,宜使用Q235.构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配.当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能.由于程序技术的进步,一些软件可以将验算时不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级.并自动重新分析验算,直至通过,如sap2000等.这是常说的截面优化设计功能之一.它减少了结构师的很多工作量.但是,初学钢至少应注意两点：1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定.目前所有的程序都不能完全解决这个问题.所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,结构师应该逐个检查.2.当上面第(三)条中预估的截面不满足时,加大截面应该分两种情况区别对待.(1)强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度,其中,抗弯不满足加大翼缘厚度,抗剪不满足加大腹板厚度.(2)变形超限,通常不应加大板件厚度,而应考虑加大截面的高度,否则,会很不经济.使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,实际上,常常并不合适.(七)节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一.在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定.常常出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,这必须避免.按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接.初学者宜选择可以简单定量分析的前两者.常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式.连接的不同对结构影响甚大.比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动,不符合结构分析中的假定.会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果.连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法,初学者可偏安全选用前者.设计手册[2}中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便.也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成.具体设计主要包括以下内容:1.焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守.焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345.Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝.焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定.2.栓接:铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用.普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用.高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同.高强螺栓最小规格M12.常用M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用.自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接.国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的连接.3.连接板:可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm.然后验算净截面抗剪等.4.梁腹板:应验算栓孔处腹板的净截面抗剪.承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压.5.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等.构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误.此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定.6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平.比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成.(八)图纸编制钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段,设计图为设计单位提供,施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制,有时也会由设计单位代为编制.由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾,有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍.1.设计图:是提供制造厂编制施工详图的依据.深度及内容应完整但不冗余.在设计图中,对于设计依据、荷载资料（包括地震作用）、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等）、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚,以利于施工详图的顺利编制,并能正确体现设计的意图.主要材料应列表表示.2.施工详图:又称加工图或放样图等.深度须能满足车间直接制造加工.不完全相同的另构件单元须单独绘制表达,并应附有详尽的材料表.设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制,目前比较混乱,各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同.初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书[3],并依据规范规定编制.。
结构设计知识点汇总
结构设计是建筑设计的重要组成部分，旨在确保建筑物的稳定性、安全性和功能性。本文将汇总常见的结构设计知识点，包括结构设计基础知识、结构荷载、结构材料和结构体系等内容。
一、结构设计基础知识
1.1结构设计的基本原理
结构设计的基本原理包括平衡原理、相容性原理和构造合理性原理。间具有良好的相容性；构造合理性原理要求结构的设计和施工具备经济性和可行性。
框架结构是由柱、梁和节点组成的结构体系，具有刚性好、承载力强的特点。框架结构常用于多层建筑和大跨度空间的结构设计。
4.2空间结构
空间结构是由杆件和节点组成的结构体系，可形成各种几何形状的结构。空间结构常用于球形、圆形和曲面形态的建筑设计。
4.3筒体结构
筒体结构是由成圆形或一定曲线形状的剖面沿轴向排列而形成的结构体系。筒体结构常用于塔、烟囱等高耸结构的设计。
4.4钢管混凝土结构
钢管混凝土结构是由钢管和混凝土组合而成的结构体系，具有钢管的强度和刚度以及混凝土的耐久性。钢管混凝土结构常用于高层建筑和大跨度结构的设计。
综上所述，结构设计是建筑设计中不可忽视的环节，需要考虑结构设计基础知识、结构荷载、结构材料和结构体系等多个方面。准确把握这些知识点，能够为建筑物的稳定性和安全性提供保障。
1.2结构设计的基本步骤
结构设计的基本步骤包括确定结构的类型、选择适当的结构体系、进行荷载计算、选择合适的结构材料和进行详细设计等。
1.3结构设计的主要荷载
结构设计需要考虑的主要荷载包括自重、活载、风载、地震荷载和温度荷载等。
二、结构荷载
2.1自重
自重是指建筑物本身的重量，包括结构和非结构部分的重量。结构设计时需要准确计算自重，并进行合理的分配。
2.5温度荷载
钢管混凝土结构的设计原理与应用
钢管混凝土结构的设计原理与应用一、引言钢管混凝土结构作为一种新型的结构系统，具有较高的抗震性、抗风性，广泛应用于高层建筑、桥梁、堤坝等领域。
本文将从设计原理、应用及注意事项等方面详细介绍钢管混凝土结构的设计。
二、设计原理1. 结构形式钢管混凝土结构是由钢管和混凝土构成的双重材料结构体系。
其基本形式有四种：钢管混凝土柱、钢管混凝土梁、钢管混凝土框架和钢管混凝土墙。
2. 材料选用（1）钢管：一般选用圆形钢管，其直径一般在200mm以上。
（2）混凝土：混凝土的等级应根据结构设计要求而定，一般选用砼标号为C30以上的混凝土。
3. 设计方法（1）结构计算应按照《建筑结构设计规范》（GB 50010-2010）中的规定进行。
（2）按照构件的受力特点，采用双向作用的设计原则。
（3）在设计中应充分考虑钢管与混凝土之间的协同作用，保证整个结构的强度和稳定性。
（4）在设计中应注意斜向荷载的作用，采用适当的斜向加强措施，保证结构的抗震性能。
三、应用1. 高层建筑钢管混凝土结构适用于高层建筑的框架结构和核心筒结构，其优点是抗震性能好、刚度大、施工简便、周期短。
目前，已有不少高层建筑采用钢管混凝土结构，如上海环球金融中心、深圳平安金融中心等。
2. 桥梁钢管混凝土结构适用于大跨度桥梁的主梁、斜拉索和桥塔等部位。
其优点是重量轻、强度高、施工方便、耐久性好。
目前，已有不少大跨度桥梁采用钢管混凝土结构，如南京长江大桥、厦门海沧大桥等。
3. 堤坝钢管混凝土结构适用于水利工程的大坝、闸门、水箱等部位。
其优点是抗震性能好、耐久性好、施工方便、维护成本低。
目前，已有不少水利工程采用钢管混凝土结构，如三峡大坝、黄河大坝等。
四、注意事项1. 计算准确在进行钢管混凝土结构设计时，应根据具体的结构要求和受力特点进行计算，保证计算结果的准确性。
2. 施工管理在施工过程中，应严格按照设计要求进行施工，保证结构的质量和安全性。
3. 维护保养在使用过程中，应定期进行维护保养，及时修缮，保证结构的长期稳定性和安全性。
钢结构基本只知识
钢结构基本只知识GJ钢架 GL钢架梁或GJL钢架梁 GZ钢架柱或GJZ钢架柱XG系杆 SC水平支撑 YC隅撑ZC柱间支撑 LT檩条 TL托梁QL墙梁 GLT刚性檩条 WLT屋脊檩条GXG刚性系杆 YXB压型金属板 SQZ山墙柱XT斜拉条 MZ门边柱 ML门上梁T拉条 CG撑杆 HJ桁架FHB复合板 YG：压杆或是圆管（从材料表中分别） XG：系杆LG：拉管 QLG：墙拉管 QCG：墙撑管GZL直拉条 GXL斜拉条 GJ30-1跨度为30m的门式刚架，编号为1号1。
算量最基本的就是看图纸，土建的人都烦钢构图纸的太乱，其实我也有这种看法，因为平法并没有用在其上面，图样还保留了一前土建制图的原则，所以做为老人看比较习惯（101图集出之前的人），后来像我这样人看钢结构图纸真的看不习惯，不过没有办法，还是要习惯的，我们知道麻烦，但任何事情都有规律的，钢结构的详图结点相当的多，但这些变化真的在算的时候影响相当的小，重要是大的方向把握好，钢结构的结点图也是相当科学的，都和科学受力相对应。
有许多是重复或对称等。
认真的看都会看出来。
对于图纸的特点，我会在下面讲2。
算重量，因为钢结构的算量基本上全是按吨计（板按M2）。
钢材+钢材就是钢结构。
而钢材多指型钢，对于型钢的分类算量的方法，我也会一一列出。
并做出讲解。
3。
统计汇总，哈哈，此类应该是不难的，以清单为基本，分类汇总而以了。
识图问路1。
我对钢结构的认识，应该比大家深一些，因为我毕业的时候就进了一家钢结构公司，工作不到两个月，经常的工作就是画一个图纸的钢构件，把这个钢构件看明白了，画出来，他们叫钢结构深化设计（细化方案）做加工所用，说白了，一张钢板怎么加工这样的东东的。
我讲的图识别，其它就是03G102上面的东东，大家有机会可以去下载看一下。
闲言碎语不多讲，说说吧，钢结构图应该怎么看不头痛。
把握好看图不难的原则，其实很简单，比建筑的施工简单多了，因为他每个部分都有详图，哪里不明白了，就看此图有没有什么详图符号，有就找，其实我看明白的地方不是详图的地方，拿出来与原图一对就明白了，是什么柱，是什么梁就明白了许多。
钢结构基础知识
CECS 102：2002 〈〈门式刚架轻型房屋钢结构技术规程〉〉 GB 50018-2002 〈〈冷弯薄壁型钢结构技术规范〉〉
设计选材考虑因素
A）结构的质量性
对重型工业建筑结构大跨度结构，高层或超高层的民用建筑结构或构 筑物等重要结构，应考虑选用质量好的钢材，对一般工业与民用建筑 结构，可按工作性质分别选用普通质量的钢材。按《建筑设计统一标 准》规定，把建筑物分为一级（重要的）、二级（一般的）和三级 （次要的）。安全等级不同，要求钢材质量也不同。
墙檩宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型的规格而定，但不应 大于计算值。外墙在抗震设防烈度不高于6度的情况下，可采用砌体， 当为7度8度时不宜采用嵌砌墙体，9度时宜采用与柱连接的轻质墙板， 轻钢结构一般采用实腹式檩条，常用槽钢、角钢和Z型薄壁型钢制作。
Thank you !
J) 环保 钢结构建筑所用的材料主要是绿色，100%可回收或降减的材料,不会 对环境造成污染.
钢结构的缺点和质量控制重点
三大缺点
四大质量控制重点
三大缺点
A）耐腐蚀性差钢材容易腐蚀。 钢结构必须注意防腐,特别是薄壁型构件。钢结构在油漆前必须彻底除 锈。 除锈方法有两种：一种手工除锈最高可达st3.0级，通常要求为st2.0级， 常用于支撑拉杆等次结构件，另一种为机械除锈最高可达sa3.0级， 通常主钢构件必须达到sa2.5级以上。一般钢结构建筑需间隔一定的 时间对结构重新涂刷涂料，因此难护费用高。 B）耐热但不耐火。 温度超过250摄氏度时,材质发生较大的变化,不仅强度逐步降低，还会 出现蓝脆和徐变现象。当温度达到600摄氏度时钢材进入塑性状态， 不能承载，从而导致建筑物的坍塌. C）特别是在低温气候时，如果局部荷载超过原设计荷载（如施工时屋 面材料集中堆放）可能发生脆性断裂，所以要注意避免产生集中荷载。
钢管混凝土结构理论与实践
钢管混凝土结构理论与实践随着建筑行业的不断发展，各种新型建筑材料和结构形式不断涌现。
钢管混凝土结构作为一种具有较高承载力和优良变形性能的结构形式，在国内外得到了广泛的应用。
本文将介绍钢管混凝土结构的理论和实践方面的相关知识。
钢管混凝土结构是由钢管和混凝土两种材料组合而成的复合结构。
其中，钢管起着约束混凝土的作用，使其在承受压力时能够提高承载力并减小变形；而混凝土则填充钢管，形成共同承受力的整体。
以下是对钢管混凝土结构的基本原理的分析：（1）强度原则：根据结构的重要性、使用要求和具体的施工条件，选择合适的强度等级和壁厚，以保证结构的安全性和稳定性。
（2）刚度原则：在满足强度要求的前提下，尽量提高结构的刚度，以减小变形和裂缝的产生。
（3）稳定性原则：保证结构的整体稳定性和局部稳定性，防止失稳和屈曲现象的发生。
钢管混凝土结构的承载力主要由钢管和混凝土两种材料的共同作用来决定。
在计算过程中，需要考虑以下因素：（3）钢管与混凝土之间的粘结强度和摩擦力。
通过合理的计算分析和实验验证，可以得出钢管混凝土结构的承载力计算公式，用于指导结构设计。
在钢管混凝土结构中，由于材料特性和施工工艺等因素的影响，容易产生变形和裂缝问题。
为避免或减少这些问题的出现，需要采取以下措施：（1）合理选择材料：选用高强度等级的钢材和混凝土，以提高整个结构的承载能力和抗变形能力。
（2）优化结构设计：通过调整结构形式和构件尺寸，改善结构的受力性能，降低变形和裂缝的风险。
（3）控制施工过程：采用合理的施工方法和工艺，保证混凝土的浇注质量，避免出现施工缺陷和裂缝。
钢管混凝土结构在实践中得到了广泛的应用，以下介绍几个典型的应用领域：钢管混凝土结构在桥梁工程中具有广泛的应用前景，尤其是对于大跨度、重载桥梁的设计与施工。
例如，上海卢浦大桥主桥采用了钢管混凝土拱桥结构，具有自重轻、施工方便、景观效果好等优点。
同时，钢管混凝土结构在桥梁支座、桥墩等部位也有着广泛的应用。
钢结构设计知识点总结
一、脆性断裂与疲劳断裂问题（可能不考，有计算题）[不考是指填空和简答题]：1.疲劳断裂：微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
2.导致结构脆性破坏的因素：a)焊缝缺陷的存在，使裂纹萌生的概率增大。
b)焊缝结构中数值可观的残余应力，作为初应力场，与荷载应力场的叠加可导致驱动开裂的不利应力组合。
c)焊缝连接通常使得结构的刚度增大，结构的变形，包括塑性变形的发展受到更大的限制，尤其是三条寒风在空间垂直时。
d)焊缝连接使结构形成连续整体，没有止裂的构造措施，则可能一裂到底。
e)对选材在防止脆性破坏中的重要性认识不足。
f，3.脆性断裂的特点：结构或构件破坏前没有明显变形，平均应力低于极限抗拉强度uf，破坏时没有明显征兆，脆性破坏断口平齐，并呈有光泽的晶粒状。
甚至低于屈服点y脆性断裂常发生在低温下或内部有“先天缺陷”的构件中。
4.疲劳破坏的特点：a)疲劳破坏时应力值远低于静荷载作用下破坏时的应力值；b)疲劳破坏时构件没有明显的塑性变形，是一种脆性破坏，具有突发性。
c)疲劳破坏在应力循环多次以后才发生。
d)疲劳破坏过程是构件中裂纹的萌生、扩展直到断裂的过程。
e)疲劳破坏时，断口上有裂纹源、疲劳扩展区（光滑区）、脆断区（粗糙区）。
5.疲劳极限：疲劳强度的大小用疲劳极限来说明，通常意义上的疲劳极限是指在疲劳应力作用下，经无数次循环，材料或构件不发生疲劳破坏的最大应力值（或应力幅）。
6.防止脆性断裂的方法（考虑因素）：a)正确选用钢材，使之具有足够的韧性。
b)尽量减少初始裂纹尺寸，避免在构造处理中形成类似于裂纹的间隙。
c)注意在构造处理上缓和应力集中，以减少应力值。
7.脆性断裂的种类有：过载断裂、非过载断裂、应力腐蚀断裂、疲劳断裂与疲劳腐蚀断裂、氢脆断裂。
8.塑性材料组成的结构或构件也会发生脆性断裂，原因主要有：缺陷、低温、应力腐蚀、疲劳和氢脆。
9.钢材的疲劳强度与重复荷载引起的应力种类（拉应力、压应力、剪应力和复杂应力等）、应力循环特征、应力集中程度和残余应力等有着直接关系。
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2 圆管：受压或受弯 d/t不宜大于100 235 fy
d是圆管外径 3 矩形管：各种受力状态
b/t、h/t≤40 235 fy b、h是矩形管的宽度和高度
构件的长细比及构件计算长度同普钢构件
钢管结构的一般构造要求：
1 主管的外部尺寸不应小于支管的外部尺寸，主管的壁厚
《钢结构设计规范》只适用于不直接承受动力荷载的钢管 结构。
一.钢管结构的种类和特点
种类：钢管是封闭截面，在建筑结构中使用的钢管一般为薄壁管，有 圆管（CHS)和矩形管(RHS)两种，方管是矩形管的特殊规格。
钢管结构的特点： 1 管材截面的几何特性好，截面材料绕行心分布，截面回转半径大， 抗扭能力强。作为受压或压弯和双向受弯构件，其承载力较高。 2 从抗流体动力特性来说，圆管截面最好。在风力和水流作用下，其 作用效应大为降低。矩形管截面与其他开口截面相类同。 3 在平均厚度和截面积相同的情况下，钢管的外表面积约为开口截面 的50~60%左右。对防腐蚀有利，而且可以节约涂层材料。 4 其节点连接适合采用直接对接焊接。可不通过节点板和其它连接件， 即省工又省料。 5 外形比较美观。 6 必要时，还可以在管内灌注混凝土，以形成组合构件。 由于管结构具有上述优点，故用钢量省，与由开口截面制作的结构相 比，在工业建筑中能节约钢材20%左右，在塔架结构中节约量可达 50%。
基本设计规定
设计原则： 国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项 系数设计表达式进行计算。 承重构件按承载能力极限状态和正常使用极限状 态进行设计。 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度 时，应采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分 项系数）；计算疲劳和正常使用极限状态的变形 时，应采用荷载标准值。《建筑结构荷载规范》
不应小于支管的壁厚。
2 主管与支管或两支管轴线之间的夹角不宜小于30°。 3支管与主管的连接节点处，除搭接型节点外，尽量避免
偏心。偏心满足-0.55≤e/h(e/d)≤0.25时，计算节点 和受拉主管可不考虑偏心的影响。
4 支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。 5 有间隙的K形或N形节点中，支管间隙a应不小于两支管
设计指标：
钢材和焊缝的强度设计值采用了普钢的规 定值，见《钢结构设计规范》
强度设计值的折减系数： 无垫板的单面对接焊缝0.85 施工条件较差的高空安装焊缝0.9 屋架、刚架横梁中采用冷成型矩形管的受压 弦杆及支座斜杆：0.95 同时存在时，其折减系数应连乘。
钢管截面的宽（或径）厚比限值 ：（弹性设计时）
10 钢管构件的主要受力部位应避免开孔，如必须开孔时， 应采取适当的补强措施。
11 格构式管柱在受有较大横向力（弯矩或剪力）处 和运送单元的两端应设置横隔外，对细长类管柱可 适当增加横隔数量。
钢管结构计算的一般规定
在静力荷载作用下，不需验算局部稳定的热加工钢管在计 算中可考虑塑性发展系数r，而冷成型管则不考虑塑性发 展，及取r=1.0
主管和支管的轴心受拉压设计值按普钢杆件承载力设计值 设计（钢结构规范的第5章）。支管的轴心力设计值不应 超过节点承载力设计值。
静载作用下管节点承载力计算的一般规定
管节点即支管（腹杆）和主管（弦杆）的连接节点。常用 的管节点形式有： a圆管节点—即主管及支管均为圆管的节点。 b矩形管节点—即主管为矩形管而支管为矩形管或圆管的 管节点。 c弦管为工字钢或H型钢而腹杆为矩形管或圆管的节点。
强烈浸蚀作用的环境。 仅适用于屈服强度不大于355N/mm2以及屈强比（fy/fu）
≤0.8的管材。即用于Q235和Q345钢。
钢管材料
根据生产方式不同，可分为冷成型管和热加工管两大类。 冷成型管：一般有两种，用高频电阻焊焊接的直缝管（不进行后续热
处理即可使用）和用溶化焊（埋弧焊）焊接的直缝管或螺旋管（必要 时对焊缝进行局部热处理）。 在建筑建筑结构中，一般采用高频电阻焊的冷成型直缝管。在钢管混 凝土结构中曾采用埋弧焊焊接的钢管（管材尺寸较大）。 热加工管： 共有下列几种 1 热轧无缝钢管 2 炉焊管、 3 将冷成型管进行后续热处理使之达到与热轧无缝管等效的冶金条件、 4 对电阻焊的直缝管在最后定型前的成型过程中加热者，属于热加工 管 结论：除炉焊管外，热加工管的成本较高，而冷成型管不但生产成本低， 还具有尺寸准确和生产灵活等优点，故建筑结构用钢管一般采用冷成 型管或炉焊管。热加工管的力学性能等同于热轧型钢，而冷成型钢管 由于在制作过程中出现的冷作硬化现象以及由此形成的残余应力.
壁厚之和。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6 在搭接的K形和N形节点中其搭接率应满足25%~100%。
7 在搭接节点中，当支管厚度不同时，薄壁管应搭在厚壁管 上；支管强度等级不同时，低强度管应搭在高强度管上。
8 角焊缝的焊脚尺寸hf： 对矩形管 hf≤1.5t 对圆管 hf≤2t t为相连板件中较薄焊件的厚度
9支管与主管的连接可采用角焊缝或部分角焊缝部分对接焊 缝。当支管与主管的管壁之间的夹角大于或等于120°的 区域宜用对接焊缝或带坡口的角焊缝。
工业与民用建筑中钢管结构的适用范围
适用于钢管制作的结构和构件 a 直接将钢管作为独立的实腹构件。如：方管檩条、单
根的钢管柱子、烟囱、圆管通廊和工业管道。 b 将钢管作为杆件，组成格构式结构或构件。如：钢管
桁架、格构式柱子或支架，以及网架和塔架等。 对管壁厚度较小（如6mm以内）的钢管结构不适用于有
等强设计。 7对受力较大的节点，可设置加强板或加劲环等。当由节点
强度控制时，宜采用搭接节点（易保证节点强度设计值）。
8 钢管桁架：计算桁架内力时，假定桁架节点为铰接，即忽 略了由于节点刚性产生的次弯矩。在强度计算中，可保留 适当的富裕量，特别是端斜杆受力较大的部位。
当节点偏心距e在-0.55≤e/d(e/h)≤0.25的范围内，在计 算节点和受拉主管时，可忽略此偏心弯矩的影响，但受压 主管必须考虑此偏心弯矩。按压弯构件计算。该偏心弯矩 不分配给支管，全部由节点两侧的受压主管承受，各按其 线性刚度分配。
钢管结构设计的基本知识
中冶赛迪工程技术股份有限公司 建工设计部
前言
钢管结构是由圆管和矩形管（含方管）制作加工而成的结 构。钢管结构可以是独立的梁、柱构件，也可以组合成格 构式构件。钢管材料的加工有热加工管和冷成型管。
由于钢管结构在力学、防腐性能和经济指标上的优越性， 逐渐为人们所认识。国内除网架结构大量使用园钢管外， 在其它工业建筑中也开始采用钢管结构，如成都无缝钢管 厂、上钢一厂、武钢1580mm热轧厂房等
圆管（主管和支管均为圆管）节点（各种形式）中，为保 证主管的强度，支管轴心力应满足各节点的承载力设计值。 见钢结构规范10.3.3条，规范的计算公式对支管与主管的 外径比、支管的径厚比、主管的径厚比及支管与主管的夹 角都有严格规定。
矩形管（主管为矩形管）节点（各种形式）中，为保证主 管的强度，支管轴心力和主管的轴心力应满足各节点的承 载力设计值。见钢结构规范10.3.4条，有严格的适用范围。
钢管结构设计注意的问题
钢管结构设计中需注意下列问题： 1管壁较薄的钢管杆件易发生局部失稳。 2平均宽度比较小时连接节点处的局部变形较大。 3管材的材料性能是否符合标准。 4连接焊缝的强度是否有保证。 5对壁厚小于6mm的结构，要采取可靠的防锈措施。一般
北方地区壁厚不小于2.5mm，南方地区不小于3mm。 6在格构式构件（包括桁架和格构式柱）中，节点和杆件按
在动力荷载作用下，不论热加工管或冷成型管，均不考虑 塑性发展，r=1.0
园钢管和矩形管构件在计算中存在的差别：
园钢管构件的强度按净截面计算，整体稳定按毛截面计 算，局部稳定按净截面计算，变形用毛截面计算。
矩形管构件的抗压强度按有效净截面计算，抗拉强度按 净截面计算，稳定按有效截面计算，变形按毛截面计算。
种类：平面管节点或空间管节点。均是主管贯通（网架结 构除外），并采用将支管直接对焊在主管外表面的简单管 节点连接，不得将支管插入主管内。
对压扁管端的构造要求：对尺寸较小、受力不大的构件， 可将圆管支管端部压扁后再对焊于主管上，或通过节点板 连接
1 不论是全部或部分压扁，从圆形管到扁平处的最大斜度i应 小于或等于25%（1：4）。
钢管柱的柱脚可以是插入式的或用锚栓连接。
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常用的格构式平面桁架的腹杆体系有人字形和单斜式（用于 平行弦桁架）、芬克式（常用于三角形桁架）、空腹桁架 (外形美观，内部空间大，腹杆最少，只有竖杆)。
9钢管柱：钢管柱有单肢管柱和多肢（双肢、三肢及四肢管 柱）组合管柱。根据厂房的跨度和吊车吨位选用。
有桥式吊车的单层厂房中间柱，可采用四肢管或双肢管柱； 边列柱的下段柱可采用三肢管或双肢管柱。上段柱可采用 单肢管柱，必要时可在单肢管的一侧或两侧加焊T形截面 加强。
2 要求径厚比d/t≤25，否则压扁后会使抗压强度降低。 3对于受压支管，为避免局部屈曲，扁平部分尽量缩短。 对主管不连通的结构构件，如网架结构，可采用球形节点。
个杆件均与空心球或螺栓球相连。
静载作用下管节点承载力计算内容
支管沿周边与主管相焊，焊缝承载力应等于或大于节点承 载力。角焊缝的计算厚度沿支管周长是变化的，当支管轴 心受力时，平均计算厚度可取0.7hf，焊缝长度取相交线 长度，见钢结构规范10.3.2条。
钢管结构可根据构件的受力情况，采用圆管结构或矩形 管结构，也可混合使用。矩形管一般用作弦杆，而圆管用 作腹杆。弦杆也可采用工字钢或H型钢，而腹杆用矩形管 或圆管。
结论：
圆管适用于轴心受力和受扭构件，轴心受压时稳定性最 好。
矩形管适用于轴心受力、受弯、偏心受力和受扭构件
轴心受拉时强度最高。
适用的规范《钢结构设计规范》和《冷弯薄壁型钢结构 技术规范》