钢结构(第三版)由戴国欣主编PPT课件
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钢结构基本原理(戴国欣)复习课件第一章
【注】承载力极限状态与正常使用极限状态相比，前者可能导致 人身伤亡和大量的财产损失,而后者对生命的危害则较小,主要是 引起人们的不适,故也应该给予足够的重视。
7、随机变量
作用、作用效应和抗力随机分布；标准值，设计值。
8、可靠度指标（=3.2）
可靠概率（Ps），失效概率
（Pf），校准法, 计算复杂。
沿海采油平台
四、钢结构体系
杆：受拉,受压——桁架、支撑、网架
梁：受弯——框架、楼层梁
桁架：整体受弯、杆件受拉受压——屋架、支撑
平 面 桁 架
空 间 桁 架
框架：梁受弯，柱受压弯——单层、多高层建筑
拱：受压为主，局部受弯——桁架拱、薄板拱
钢拱桥
空间（刚性）：整体受弯、局部受拉压—— 网架、网壳、拱壳
（2）承载能力极限状态：结构或构件达到最大 承载能力或出现不适于继续承载的变形。
承载能力极限状态包括：
整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆);
结构构件或连接在循环荷载作用下发生的疲劳破坏； 结构构件或连接因超过材料强度而破坏； 结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载； 结构转变为机动体系；
* ③ 塑性韧性、抗震性能好
④ 便于机械化制造，施工期短
•钢结构构件一般可以在专业化工厂 由专门机具加工，生产效率高，且 不受气候影响。
• ⑤ 可回收，建筑造型美观 • ⑥ 耐火性和耐腐蚀性差
钢材在表面温度不超过200℃时，其性能变化很小，因而适合于 热车间。温度达到200℃—300℃以后,强度和弹性模量显著下降。 可以采取的对策是：用混凝土或耐火砖将其包裹起来。
一、结构设计的原则
1、目标
（1）承受各种作用，满足功能要求； （2）技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。
7、随机变量
作用、作用效应和抗力随机分布；标准值，设计值。
8、可靠度指标（=3.2）
可靠概率（Ps），失效概率
（Pf），校准法, 计算复杂。
沿海采油平台
四、钢结构体系
杆：受拉,受压——桁架、支撑、网架
梁：受弯——框架、楼层梁
桁架：整体受弯、杆件受拉受压——屋架、支撑
平 面 桁 架
空 间 桁 架
框架：梁受弯，柱受压弯——单层、多高层建筑
拱：受压为主，局部受弯——桁架拱、薄板拱
钢拱桥
空间（刚性）：整体受弯、局部受拉压—— 网架、网壳、拱壳
（2）承载能力极限状态：结构或构件达到最大 承载能力或出现不适于继续承载的变形。
承载能力极限状态包括：
整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆);
结构构件或连接在循环荷载作用下发生的疲劳破坏； 结构构件或连接因超过材料强度而破坏； 结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载； 结构转变为机动体系；
* ③ 塑性韧性、抗震性能好
④ 便于机械化制造，施工期短
•钢结构构件一般可以在专业化工厂 由专门机具加工，生产效率高，且 不受气候影响。
• ⑤ 可回收，建筑造型美观 • ⑥ 耐火性和耐腐蚀性差
钢材在表面温度不超过200℃时，其性能变化很小，因而适合于 热车间。温度达到200℃—300℃以后,强度和弹性模量显著下降。 可以采取的对策是：用混凝土或耐火砖将其包裹起来。
一、结构设计的原则
1、目标
（1）承受各种作用，满足功能要求； （2）技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。
钢结构基本原理(戴国欣版)课件
铆钉连接
铆钉连接的优点
铆钉连接具有结构简单、承载能力高 、耐久性好等优点，适用于承受较大 载荷的结构。
铆钉连接的缺点
铆钉连接的分类
根据铆钉的类型和用途的不同，铆钉 连接可以分为实心铆钉连接、空心铆 钉连接等。
铆钉连接施工难度较大，可能对结构 造成损伤，且成本较高。
复合连接方式
复合连接方式的优点
复合连接方式结合了焊接、螺栓连接和铆钉连接的优点，具有更 高的承载能力和稳定性。
应用领域
桥梁、建筑、船舶、车辆等。
钢材的强度等级
Q235、Q345、Q390等。
钢材的力学性能
01
弹性模量
钢材在弹性阶段的应 力与应变之比。
02
屈服点
钢材在屈服阶段的最 小应力值。
03
抗拉强度
钢材在拉伸断裂时的 最大应力值。
04
冲击韧性
钢材抵抗冲击载荷的 能力。
钢材的加工性能
可塑性
钢材在塑性变形过程中 ，抵抗断裂的能力。
造成破坏。
结构失稳和倒塌
02
地震作用下，结构的支撑和连接部位可能发生失稳或断裂，导
致结构整体倒塌。
构件和连接的破坏
03
地震中，钢结构的梁、柱、节点和连接部位可能发生断裂、扭
曲或变形，导致结构失效。
钢结构的抗震设计
结构选型和布置
选择合适的结构形式和布置方式，使其具有较好 的抗震性能。
抗震承载力计算
根据地震烈度和结构重要性，计算结构的抗震承 载力，确保结构在地震中不发生严重破坏。
抗震构造措施
采取有效的抗震构造措施，如加强支撑、增加节 点连接等，提高结构的抗震能力。
抗震构造措施
加强梁柱节点、主次梁节点等关 键部位的连接，确保节点在地震 中不发生断裂或失效。
钢结构第三版课件第8章讲解
8.1 脆性断裂及其防止
选用韧性适当的钢材
土建结构用钢材是弹塑性材料，很难对其断裂韧性进行测定。但 公式（8.1）仍然具有很大参考价值。在实际工作中用冲击韧性的指 标代替断裂韧性。
不论材料厚度有多大，冲击韧性的试件都取为 10mm×10mm×55mm,因而不能显示厚板韧性低于薄板的现实。有鉴 于此，寒冷地区的结构厚度大于40mm的钢材，质量等级应提高一级。 减小初始裂纹尺寸
Cj n
1/
用于角焊缝时， 3，Cj 4.11011， 2106 59N/mm。2
8.2 抗疲劳设计
改善结构疲劳性能的措施
（1）选用疲劳性能好的构造方案，也就是应力 集中程度低的方案。 例如：板与板拼接时采用对接焊缝，而不是拼 接板加角焊缝； 构件上焊节点板时，采用有圆弧过渡的 板，而不是矩形板。
（2）构造产生的应力不均匀，不仅产生于截面的突然变化，还会产 生于 板件变形。梁柱节点连接就是一例：不设加劲肋时梁翼缘焊缝应 力不均匀。 （3）避免相互垂直的焊缝交汇于一点：梁加劲肋下端的构造处理。 （4）应力集中的构造不可避免时，把它放在低应力区。 （5）除了构造形式外，还应注意保证施工质量。
8.2 抗疲劳设计
疲劳极限 当应力幅不超过某一数值 c时，不论应力循环多少次都不会出现疲劳
损伤，称 c为疲劳极限。 对于常幅疲劳， c 出现在n=5×106处。
变幅疲劳的疲劳极限低于常幅疲劳， 以v 代表。低的原因是：变幅疲劳中有 一部分应力幅高于等效应力幅，并造成 比 e 更大的损伤。v起始于n=108处， 在该点和n=5×106点之间有斜率为 ( 2) 的过渡段。当总循环次数超过 5×106时，变幅疲劳计算需要采用更复杂的计算公式。
钢结构基本原理(戴国欣)复习课件第六章
图 6似- 3，所除示采的用单截轴面对高称度截较面大。的单双轴轴对对称称截截面面有外实，腹还式常和采格 构 式 ）、（用b单），轴在对受称压截较面大（的图一6侧-4分）布。着 更 多 的 材 料 。
(a)
( b ) 图6－4 压弯构件的单轴对称截面形式 （图 a6）- 3 实压 腹弯 构式件 的 单 轴（对b称）截格面构形 式式
但是：对于格构式拉弯构件或冷弯构件或冷弯薄壁型钢
拉弯构件，截面边缘受力最大纤维开始屈服
就基本上达到了强度的极限。 _____________ 边缘纤维屈服准则
思考: 格构式构件截面考虑塑性发展吗？
答：格构式构件截面不 考虑塑性发展。因为截 面中部是空心，按边缘 屈服准则计算。
（2）压弯构件（Compression-bending members ）
2点：N M 5 0 4 .9 * 0 1 .7 4 2 .8 1 2 .9 3 8 .8 6 4 5 1 .0 2 2 915 Ax W x 3 .5 6 2 1 .2 * 572
风吸力弯矩：M 1 1 .8 9 3 .6 23 .0k 6N .m
y1
8
1点：N M 50 3 .0 0* 2 6 .8 2 1.9 3 1 6 .3 4 1 8.5 2 2 215
弯矩作用平面内的弯曲失稳破坏（flexural failure in-plane ）——在弯矩作用平面内只产生弯曲变形 （弯曲失稳），不存在分枝现象，属极值点失稳问 题，失稳模态为弯曲失稳 ；
弯矩作用平面外的弯曲扭转破坏（flexural and torsional
failure out-plane ） 属分岔失稳问题，失稳模态为弯扭失 稳。
[双向受弯]
A N nM xW xnxM yW ynyf
(a)
( b ) 图6－4 压弯构件的单轴对称截面形式 （图 a6）- 3 实压 腹弯 构式件 的 单 轴（对b称）截格面构形 式式
但是：对于格构式拉弯构件或冷弯构件或冷弯薄壁型钢
拉弯构件，截面边缘受力最大纤维开始屈服
就基本上达到了强度的极限。 _____________ 边缘纤维屈服准则
思考: 格构式构件截面考虑塑性发展吗？
答：格构式构件截面不 考虑塑性发展。因为截 面中部是空心，按边缘 屈服准则计算。
（2）压弯构件（Compression-bending members ）
2点：N M 5 0 4 .9 * 0 1 .7 4 2 .8 1 2 .9 3 8 .8 6 4 5 1 .0 2 2 915 Ax W x 3 .5 6 2 1 .2 * 572
风吸力弯矩：M 1 1 .8 9 3 .6 23 .0k 6N .m
y1
8
1点：N M 50 3 .0 0* 2 6 .8 2 1.9 3 1 6 .3 4 1 8.5 2 2 215
弯矩作用平面内的弯曲失稳破坏（flexural failure in-plane ）——在弯矩作用平面内只产生弯曲变形 （弯曲失稳），不存在分枝现象，属极值点失稳问 题，失稳模态为弯曲失稳 ；
弯矩作用平面外的弯曲扭转破坏（flexural and torsional
failure out-plane ） 属分岔失稳问题，失稳模态为弯扭失 稳。
[双向受弯]
A N nM xW xnxM yW ynyf
钢结构基本原理(戴国欣)复习课件第五章分解
【组合梁】
由钢板、型钢连接而成,以工字形组合梁应用最广。 当梁的高度很大而梁高受到限制，或抗扭要求较高
时，可采用箱形截面。 用钢材和混凝土连接而成的组合梁可充分发挥钢材 和混凝土的性能，取得较好的经济效果。
二、应用
楼层梁、屋面梁、吊车梁，平台梁；墙梁，檩条
简支梁、连续梁、伸臂梁；实腹梁、空腹梁；
一、受弯失稳概念
（侧向弯曲，伴随扭转——出平面弯扭屈曲 。）
(1)高而窄的梁，弯矩作用平面外刚度弱； (2)梁跨度大，弯矩作用平面外约束少； (3)开口截面，扭转刚度弱； (4)平面外弯曲变形和扭转变形过大； (5)侧向弯扭失稳；
【失稳变形特征】对强轴弯曲，对弱轴弯曲，扭转三种 变形组合。
二、梁的扭转
2、临界状态方程
(1)纯弯构件梁弯扭失稳平衡方程
EIxv Mx 0 EIyu Mx 0 EIw GJ Mxu 0
EIy l GJ (2) 解平衡方程的临界弯矩 M I / I 1 y w cr 2 2 l EIw
设计表达式：
弹性设计 部分塑性设计
Mx f We
Mx f gx W e
受动载梁
受静载梁
用途：是塑性设计的理论依据，承受静荷载或间接承受动荷 载梁的设计出发点。
二、抗剪强度(计算近似采用材料力学的公式 )
(1)材料力学，弹性剪应力 (2)计算最大剪应力
VS max fv Itw
(3)工形截面近似计算
如1与c同号或c =0，1=1.1；如1与c异号，1=1.2
说
明
式中将强度设计值乘以增大系数1，是考虑到折算
应力最大值只在局部区域，同时几种应力在同一处都 达到最大值，且材料强度又同时为最小值的机率较小， 故将设计强度适当提高。
钢结构PPT课件
对于自动焊，最小焊脚尺寸可减小1 mm；对
于T型连接的单面角焊缝则应增加1 mm。当焊 件厚度等于或小于4 mm时，则 应与焊件同厚。
②最大焊脚尺寸 角焊缝的最大焊脚尺寸应满足： hfmax≤1.2t1 t1为较薄焊件的板厚，单位mm。
当贴着板边缘施焊时，尚应满足：当焊件边缘
厚度t≤6 mm时，取hfmax = t ；当焊件边缘厚度t ＞6 mm时，取hfmax = t -（1～2）mm。
对接焊缝
角焊缝
（1）对接焊缝
1）特点及截面型式
①特点
传力均匀平顺，无明显的应力集中，受力 性能较好。 但对接焊缝连接要求下料和装配的尺寸准 确，保证相连板件间有适当空隙，还需要将焊 件边缘开坡口，制造费工。
②截面型式 I型、单边V型、V型、U型、K型和 X型等。
2）对接焊缝的构造
●当焊件厚度很小 (t≤10mm) 时，可采用 I 型 坡口； ●对于一般厚度（t=10～20 mm）的焊件， 可采用单边 V 型或 V 型坡口，以便斜坡口
第十一 章 钢 结 构
本章主要内容
1. 钢结构的连接；
2. 梁与柱的构பைடு நூலகம்；
3. 钢屋盖的结构布置，钢屋架的节点构 造，轻钢屋盖、网架结构简介；
§ 11.1
钢结构的连接
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接 和铆钉连接三种。
1.焊缝连接 (1) 优点 构造简单，加工方便，节约钢材，连接的 刚度大，密封性能好，易于采用自动化作业。 （2）缺点 焊缝连接会产生残余应力和残余变形 , 连
和间隙 b 组成一个焊条能够运转的空间，
使焊缝易于焊透；
●对于厚度较厚的焊件（ t >20mm ），应采 用U型、K型或X型坡口。 ●引弧板：对接焊缝施焊时的起点和终点， 常因起弧和灭弧出现弧坑等缺陷，此处极 易产生裂纹和应力集 中，为避免焊口缺陷，
(完整版)钢结构基本原理(戴国欣版)
10
第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）
《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：
承重结构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。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。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
2
钢结构设计原理 ————————
主要内容
1：绪论 2：钢结构的材料 3：钢结构的连接 4：轴心受力构件 5：受弯构件 6：拉弯和压弯构件
3
钢结构设计原理 ——————————
钢结构设计原理
Theory of Steel Structure
1
钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版
第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）
《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：
承重结构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。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。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
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钢结构设计原理 ————————
主要内容
1：绪论 2：钢结构的材料 3：钢结构的连接 4：轴心受力构件 5：受弯构件 6：拉弯和压弯构件
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钢结构设计原理 ——————————
钢结构设计原理
Theory of Steel Structure
1
钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版
钢结构PPT课件第三章 钢结构的连接
400mm)
皮
焊缝
电 弧 焊
自动焊 连续焊丝 焊剂
全自动
长而简单的 焊缝
质量均匀、塑 性、韧性好， 抗腐蚀性强
半自 动焊
连续焊丝
CO2气 体保护
人工操作 前进
任意焊缝
质量均匀、塑 性、韧性好， 抗腐蚀性强
电阻焊
无
无
通电、加 压、机械
薄板点焊
一般用作构造 焊缝
气焊
无短、光 无（乙 焊条 炔 还原
手工
ppt课件
✓ ④未熔合；
✓ ⑤母材被烧穿;
✓ ⑥气孔；
✓ ⑦非金属夹渣；
✓ ⑧裂纹。
缺陷会引起应力集中削弱焊缝有效截面，降低承载能力。
若发现焊缝有裂纹，应彻底铲除后补焊。
ppt课件
18
2、焊缝质量检验和焊缝级别
焊接时为保证质量，需要注意之处：
✓ （1）对不熟悉的钢种焊接时，需做工艺性能和力学性能的 试验；
第五节 焊接残余应力和焊接残余变形
第六节 普通螺栓连接的构造和计算
第七节 高强度螺栓连接的性能和计算
ppt课件
2
第一节 钢结构的连接方法
一、连接设计原则 二、结构的连接方法
ppt课件
3
一、连接设计原则
钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件，各构件 再通过一定的安装连接而形成整体结构。连接部位应有足 够的强度、刚度及延性。被连接构件间应保持正确的相互 位置，以满足传力和使用要求。连接的加工和安装比较复 杂、费工，因此选定合适的连接方案和节点构造是钢结构 设计中重要的环节。连接设计不合理会影响结构的造价、 安全和寿命。
➢ (4)连接的计算模型应能考虑刚度不同的零件间的变
钢结构ppt课件.ppt
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。
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
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状
大学钢结构(第三版)戴国欣
第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm =内力分配：2211000333 3NN KNα==⨯=，11210006673N N KNα==⨯=焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fNl mmh f≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mmhmmlfw48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm。
223332480.720.76160w wf fNl mmh f≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mmhmmlfw48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm。
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2.2 钢材的破坏形式
第二章 钢结构的材料
2.3 钢材的主要性能
一、强度 强度指标：比例极限 f p ；屈服强度 f y ；极限强度 f u
强度指标是由钢材的单向均匀受拉试验测得的 试验条件：标准试件在常温（20℃）下缓慢加载，
一次完成
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
屈强比 f y / fu ：Q235钢为0.57，Q345钢为0.67
ge 16
2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ f y 作为钢结构设计的最大应力 ➢ 简化计算, 采用理想弹塑性模型 ➢ f u 作为钢材实际破坏强度
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
二、塑性性能
社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
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钢结构设计原理 ————————
主要内容
1：绪论 2：钢结构的材料 3：钢结构的连接 4：轴心受力构件 5：受弯构件 6：拉弯和压弯构件
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钢结构设计原理
塑性：在静力荷载作用下，钢材吸收变形能的能力
衡量塑性性能的指标：伸长率
l1 l0 100 % l0
第一章 绪论
2. 钢结构的发展 （1）高性能钢材的研究与应用 （2）设计方法的改进 （3）稳定理论的进一步发展 （4）预应力钢结构的研究与应用 （5）空间钢结构与高层钢结构的研究与应用 （6）组合结构的研究与应用
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1.3 钢结构的应用与发展
附1：轻质高强 Q235钢 密度：7850kg/m3 强度：235N/mm2 C30混凝土 密度：2450kg/m3 强度：20N/mm2
第一章 绪 论 ——————————
1.1 钢结构的特点 1.2 钢结构的设计方法 1.3 钢结构的应用和发展
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第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
1. 轻质高强★ 2. 塑性、韧性好★ 3. 材质均匀、性能稳定 4. 制作简便，施工工期短★ 5. 密闭性好 6. 耐腐蚀性差 7. 耐热不耐火★
➢ 钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段
1. 弹性阶段: 应力最高点对应比例极限 f p
2.
弹性模量 E2.0 6150Nm2m
3.
应力 E
2. 弹塑性阶段: 应力介于 f p 和 f y 之间 弹塑性模量 E t 是变数
3. 塑性阶段: 应力达到屈服强度 f y
E t0 , :0 .1% 5 2 .5 %
钢结构
整体概况
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概况2
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概况3
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钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版
轻质——材料的质量密度与强度的比值 f 小
Q235钢
f1.7~3.7 1 4 0/m
C30混凝土 f 18 10 4/m
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钢结构设计原理
第二章.钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求 2.2 钢材的破坏形式 2.3 钢材的主要性能 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响 2.5 复杂应力作用下钢材的屈服条件 2.6 钢材的疲劳 2.7 钢的种类和钢材规格
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1.1 钢结构的特点
第一章 绪论
1.2 钢结构的设计方法
设计方法：以概率理论为基础的极限状态设计方法 计算疲劳仍采用容许应力幅法
计算强度、稳定、连接用荷载设计值 计算疲劳、变形用荷载标准值
对于直接承受动力荷载的结构： 在计算强度和稳定时，动力荷载设计值应乘动力系数 在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不应乘动力系数
4. 强化颈缩阶段: 应力最高点对应抗拉极限 f u
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ 钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体 1. 计算简便 2. f y与 f p 相差不大
3. 虽然 fu ＞ f y ，但 fu 对应 的应变非常大（不满足正 常使用极限状态）
4. 以 f y 作为设计强度的依据，具有较大的强度储备， 若出现偶然因素，使人们有机会补救
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1.2 钢结构的设计方法
第一章 绪论
1.3 钢结构的应用与发展
1. 钢结构的应用 （1）重：重工业厂房★ （2）大：大跨度结构★ （3）高：高层建筑、高耸结构★ （4）动：受动荷载作用的厂房 （5）轻：荷载较小的轻钢结构★ （6）小：小型、可拆装的结构
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1.3 钢结构的应用与发展
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第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）
《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：
承重结构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。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。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
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2.1 钢结构对材料的要求
第二章 钢结构的材料
2.2 钢材的破坏形式
塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。
脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生 突然，没有机会补救。
脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等。
➢ 应尽量发挥材料的塑性 ➢ 避免一切脆性破坏的可能性