钢结构重点难点知识汇总

解：
①计算焊缝截面处的内力
M =
1 1 qab = [ × 240 × 2.4 × (6.0 − 2.4)]kN ⋅ m = 1036.8kN ⋅ m 2 2
⎛1 ⎞ V = q⎜ l − a ⎟ = [240 × (3 − 2.4 )]kN = 144kN ⎝2 ⎠
② 计算焊缝截面几何特征值：
IW =
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因此取 hf=6mm
所需盖板全长 l = 2l w + 10mm = 430mm
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取 l w = 90mm
所需盖板全长 l = 2l w + 10mm = 190mm
普通螺栓连接计算： 例 3．两截面为-400×12 的钢板，采用双盖板，C 级普通螺栓拼接，螺栓采用 M20，钢板为 Q235， 承受轴心拉力设计值 N=870KN，试设计此连接。 （ f vb = 130 N / mm 2 f cb = 305 N / mm 2
1 × 250 × 1032 3 − 240 × 1000 3 mm 4 = 2898 × 10 6 mm 4 12
(
WW = 2898 × 10 6 ÷ 516 mm 3 = 5.616 × 10 6 mm 3 SW 1 = (250 × 16 × 508)mm 3 = 2.032 × 10 6 mm 3
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)
)
f vw = 125 N / mm 2
⎞ 2 w 2 ⎟ ⎟ = 184.6 N / mm < f t = 185 N / mm ⎠
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σ1 =
h0 1000 σ max = × 184.6 = 178.9 N / mm 2 1032 h
(
பைடு நூலகம்
SW = (SW 1 + 500 × 10 × 250)mm 3 = 3.282 × 10 6 mm 3
③ 计算焊缝强度
查附表得 f t w = 185 N / mm 2
σ max =
M ⎛ 1036.8 × 10 6 =⎜ 6 WW ⎜ ⎝ 5.616 × 10
τ max =
VSW 144 × 10 3 × 3.282 × 10 6 = = 16.3 N / mm 2 < f vw = 125 N / mm 2 IW t w 2898 × 10 6 × 10
σ=
斜向受力的对接焊缝：
同时受弯、剪时，分别验算最大正应力、最大剪应力
5.角焊缝的计算
角焊缝的计算包括如下几个类型： （1）端缝 （正面角焊缝）
（2）侧缝 （侧面角焊缝）
6.角钢与连接板之间的连接方式：可采用两侧焊、三面围焊和 L 形围焊三种方式 7.普通螺栓连接的计算 螺栓的承载力
每个普通螺栓的抗剪承载力 ： 每个普通螺栓的承压承载力： 式 中： nv——受剪面数 d ——螺杆直径
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N ≤ f t w或f cw lwt
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——同一方向承压构件较小总厚度 、 ——螺栓抗剪、抗压强度设计值
8.根据受力性能不同，高强度螺栓可分为：摩擦型、承压型和承拉型 对接焊缝计算 例 1.某 6m 跨度简支梁的截面和荷栽（含梁自重在内的设计值）如图 3.14。在距支座 2.4m 处有翼缘和腹板的 拼接连接，实验算其拼接的对接焊缝。已知钢材为 Q235，采用 E43 型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引 弧板。
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优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承受动力荷载。 缺点：需剖口，焊件长度要精确。 3. 对接焊缝的构造处理 （1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算 时将焊缝长度两端各减去 5mm。 （2）变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于 1：4 的斜面，避免应力集中。 （3）变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于 1：4 的斜边，避免应力集中。 4.对接焊缝的计算 轴心受力的对接焊缝：
N 1 = 2bhe β f f fw = 2 × 200 × 0.7 × 6 × 1.22 × 160 = 327936 N = 328 KN
每条焊缝的长度为：
lw = N − N1 (550 − 328) × 10 3 mm + 5mm = 88mm + 5 = 4 × 0.7 × 6 × 160 4 × 0.7h f × f fw
解： （1）确定盖板尺寸 为了保证施焊，盖板 b 取为 b=240mm-40mm=200mm 按盖板与构件板等强度原则计算盖板厚度 240 × 10 t1 ≥ = 6mm 取 t1=6mm 2 × 200 (2) 计算焊缝 按构造要求确定焊角高度 hf
h f min ≥ 1.5 t max = 4.74mm
钢结构复习重点难点汇总
1、疲劳断裂概念与特点 2、我国在建筑钢结构主要采用的钢材 3、钢材的含碳量对性能的影响 4、侧面角焊缝的最大计算长度、最小计算长度 5、提高轴心受压构件的整体稳定的措施 6、焊接组合梁截面高度三种参考高度 7、蓝脆现象、冷脆现象 8、硬化概念 9、受弯构件的强度验算内容 10、高强螺栓级别表示含义 8.8，10.9 分别是什么意思 11、大跨度结构常采用钢结构的主要原因 12、钢材的机械性能有哪些 13、钢结构的承载能力极限状态 14、焊接残余应力的影响 15、起落弧（引弧板）概念 16、钢材的抗拉强度 fu 与屈服点 fy 之比 fu/fy 的意义 17、承压型高强度螺栓连接与摩擦型高强度螺栓连接区别 18、设计表达式 19、 焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的 20、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式理解 21、验算刚度时，荷载通常取什么值 22、实腹式偏心压杆在弯矩作用平面内、外的失稳形式 22、结构设计应进行那几种极限状态计算 24、高强螺栓连接有几种类型？其性能等级分哪几级？并解释符号的含义 25、 《钢结构规范》规定哪些情况之下，可不计算梁的整体稳定性 26、角钢等型钢符号的含义？ 27、简述影响钢材性能的主要因素有哪些？ 28、角焊缝的最大焊脚尺寸、最小焊脚尺寸、最大计算长度及最小计算长度有那些规定？ 29、影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？ 30、偏心受压柱的柱脚有哪两种？各承受何种力? 计算题 1、焊接受拉剪作用下强度验算 2、高强螺栓群连接强度验算 3、框架柱计算长度 4、轴心受压构件验算
An = (b − nd 0 )t = (400 − 4 × 21.5) × 12 = 3768mm 2
σ=
N 870000 = = 230.89 N / mm 2 > 215 N / mm 2 （不满足要求） An 3768
第四章：轴心受力构件 （二）重点掌握知识点 1. 轴心受力构件正常工作的基本要求：满足强度、刚度及稳定性条件 2．掌握轴心受力构件的强度与刚度设计准则和计算方法 3．了解轴心受压构件弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲临界力的确定方法 4．掌握轴心受压构件整体稳定设计准则，影响轴心受压杆整体稳定的因素及规范采用的设计方法 5．影响轴心受压构件整体稳定性的因素有哪些？ 长细比是主要影响因素，除此之外还分别有：构件初始缺陷、加工制作过程中产生的残余应力、杆件轴线的初 始弯曲及轴向力的初始偏心等因素。 6．建立薄板稳定的基本概念；掌握由薄板临界力导出的实腹式轴心受压构件腹板，翼缘保证局部稳定的宽厚 比限值 7．掌握实腹式轴心压杆的截面设计方法和柱身构造要求 8．掌握格构式轴心压杆对虚轴的换算长细比的概念；掌握格构式轴心压杆的截面设计、缀件设计及柱身构造 要求 9．掌握柱头、柱脚的构造，会分析柱头、柱脚的传力并正确计算
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第三章：钢结构的连接
缺 点 对材质要求高，焊接程序严格，质量 检验工作量大 费钢、费工 螺栓精度低时不宜受剪， 螺栓精度高 时加工和安装难度较大 摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造 价略高
d 0 = 21.5mm ）
b NV = nv
πd 2
4
单个螺栓抗压承载力设计值为：
n= 850000 N = = 11.88 b 73200 N min
(3)验算连接板件的净截面强度
连接钢板与盖板受最大内力相同，均为 N，且两者在最大内力处的材料、净截面均相同。按螺 栓孔径 d0=21.5mm 计算
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《钢结构》复习知识考点汇总
第一章 概述 （二）要求掌握内容： 了解钢结构的特点及其在工程中的应用；掌握钢结构设计规范中采用的设计方法。 1. 结构的设计目的：使所设计的结构满足各种预定的功能要求。 安全性：结构能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用，在偶然事件发生时及发生后，任能保持 必需的整体稳定性、不致倒塌。 适用性：结构在正常使用时具有良好的工作性能，满足预定的使用要求，如不发生影响正常使用的过大变 形、振动等。 耐久性：结构在正常维护下，随时间变化任能满足预定的功能要求，如不发生严重锈蚀而影响寿命。 2．恒载（永久荷载）：设计基准期内，不随时间变化或其变化与平均值相比很小的荷载。 3.活载（可变荷载）：设计基准期内，随时间变化或其变化与平均值相比很小的荷载。 4. 结构所受作用： 作用：使结构产生内力、变形、应力和应变的所用原因。 1） 直接作用：施加在结构上的荷载（自重，风荷载、雪荷载及活荷载） 2） 间接作用：引起结构变形和约束变形从而产生内力和其它作用（地震、基础沉降、温度变化、焊接等） 5. 作用效应：结构上作用引起的结构或其构件内力和变形（弯矩、轴力、剪力、扭矩、挠度、转角等）。 6. 承载力极限状态 极限准则：1）最大承载力；2）不适于继续承载变形 7. 正常使用极限状态 对钢结构来说，控制结构构件刚度，避免出现影响正常使用的过大变形或动力作用下的较大振动。 8．钢结构的设计方法 1）概率极限状态设计法（作用效应和构件抗力之间的关系设计法） 2）分项系数表达法 第二章：钢结构的材料 （二）重点掌握知识点： 1．掌握钢材的两种破坏形式；塑性破坏和脆性破坏及各自破坏时的特点 2．掌握钢材力学性能及其技术指标：力学性能有：屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性及可 焊性 1） 掌握钢材的主要性能 （1）钢材的静力工作性能：抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯 180 度 （2）钢材的动力工作性能：冲击韧性、允许应力幅 3．掌握影响钢材力学性能的主要因素；化学成分、冶炼和轧制、钢材的硬化、温度、复杂应力和应力集中的 影响、残余应力、钢材的疲劳 4．应力集中：应力集中概念、应力集中的原因、应力集中的后果、改善和避免应力集中的措施 5．掌握我国钢结构常用钢材的种类、牌号，能正确选用钢材 1） 钢材的品种和牌号：碳素结构钢；低合金结构钢 2） 钢材的选择 6．什么是钢材的时效硬化与冷作硬化？它们对钢材性能有什么影响？ 7．掌握建筑钢材的不同分类：按化学成分分；按用途分；按冶炼方法分及按浇铸方法分。 8．钢材的疲劳破坏和脆性短裂 1） 钢材的疲劳破坏 2） 钢材疲劳破坏的特征 3） 钢材疲劳破坏的原因 4） 钢材疲劳破坏的影响因素 （二）重点掌握知识点 1.钢结构的连接方法有：焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 连接方法 优 点 对几何形体适应性强，构造简单，省 焊接连接 材省工，易于自动化，工效高 传力可靠，韧性和塑性好，质量易于 铆接连接 检查，抗动力荷载好 普通螺栓连接 高强螺栓连接 2. 对接焊缝的优缺点 装卸便利，设备简单 加工方便，对结构削弱少，可拆换， 能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧 性好
t1=6mm
hfmax<t1=6mm
若只设侧面角焊缝，则每侧共有四条焊缝，每条角焊缝长度为
lw = N 550 × 10 3 + 10 = mm + 10mm = 205mm 4 × 0.7 × 6 × 160 4 × 0.7h f × f fw
取 l w = 210mm > 200mm
若采用三面围焊，则端缝承载力为
τ1 =
VSW 1 144 × 10 3 × 2.032 × 10 6 = = 10.1N / mm 2 6 IW t w 2898 × 10 × 10
折算应力： σ 12 + 3τ 12 = 178.9 2 + 3 × 10.12 = 179.8 N / mm 2 < 1.1 f t w = 1.1 × 185 = 203.5 N / mm 2 角焊缝计算： 例 2. 设计图示双盖板对接连接。已知钢板宽 a=240mm，厚度 t=10mm，钢材为 Q235 钢，焊条为 E43，手工焊，轴力设计值 N=550KN。