钢结构设计控制要点.12.11PPT课件

牌号（简称钢号）：
Q 235 Ab
半镇静钢
质量分级
屈服强度，大小为235N/mm2
☆屈服强度，基本反映含碳量高低。 ☆质量分级A D，表示质量低 高（根据冲击韧性和冷弯性能划分）
3 钢结构的材料
结构钢须具备性能： 较高的强度，塑性好，韧性好，良好的加工性能，适合冷、热加工，良好
的可焊性。 一、单向拉伸时的工作性能
2、钢结构常见的破坏形态
• 钢结构的承载能力极限状态可以出现于下列六种情况： • （1） 整个结构或其一部分作为刚体失去平衡（如倾覆）； • （2） 结构构件或连接因材料强度被超过而破坏；（强度破
坏） • （3） 结构转变为机动体系（倒塌）； • （4） 结构或构件丧失稳定（屈曲等），网架倒塌； • （5） 结构出现过度的塑性变形，而不适用于继续承载； • （6） 在重复荷载作用下构件疲劳断裂。 • 在这些极限状态中，稳定性、抗脆断对钢结构设计有重要的
公路，铁路，跨江，跨海
（4）可拆卸、移动的结构 舞台、展棚、军用设施、温室等
（5）高耸结构和高层结构 金茂、环球金融中心、迪拜塔
（5）高耸结构和高层结构 电视塔、天线、发射架、 管道支架
（6）容器和其它构筑物 油罐、储气罐
密封性好、耐高压
（7）轻型结构 厂房、住宅、公共建筑
轻便、安装迅速
（8）海洋平台
需要则进行
B
AKV≥27J（常温）
合格
C
AKV≥27J（0℃）
合格
D
AKV≥27J（-20℃）
合格
注：表中冲击韧性采用夏比V形缺口试验。
改进韧性， 保证可焊性
对钢材力学性能影响的因素
一）、化学成分的影响 二）、成材过程的影响 1、生产过程 冶炼，浇筑，轧制（钢板厚薄），热处理 2、加工过程 冷加工硬化（应变硬化），热加工，使用过程，应力情况
应力状态
（3）应力 ①残余应力：降低实际承载力； ②应力集中： ③复杂应力状态：多向应力，降低延性。
避免焊缝交叉
4 钢结构的连接
一、钢结构的连接方法
焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接
(a)
(b)
(c)
连接方法 (a)焊缝连接 (b) 铆钉连接(c)螺栓连接
4 钢结构的连接
1、焊缝连接的特点 ● 构造简单，连接方便； ● 用料经济，不削弱截面； ● 加工方便，可实现自动化操作； ● 密闭性好，结构刚度大； ● 缺点：焊接应力和焊接变形；热影响区材质变 脆；对裂纹比较敏感；低温冷脆；对动力荷载比 较敏感，等。
意义。
整体把控
定结构方案，选结构类型 柱网的布置，抗侧移构件的布置，支撑或剪力墙，力争使结
构平面布置规则。 软件计算，整体参数，周期比，整体侧移，层间侧移；构件
的应力比，位移。 应力比：主要传力构件0.7-0.8，二级构件0.8-0.9，次要构
件0.95以下。 可用的软件有SAP2000，MIDAS，PKPM等软件
裂纹或分层则为冷弯试验合格。
3 钢结构的材料
三、冲击韧性 韧性是钢材断裂时吸收机械能力的量度。实际中用冲击韧性衡量钢材抗断 裂的性能。
测量方法： 梅氏方法 夏比法
缺口韧性值受温度影响：
常温（20±5℃）
0℃ 负温（-20℃或-40℃）
3 钢结构的材料
碳素结构钢质量分级
质量分级
冲击韧性
冷弯性能
A
ห้องสมุดไป่ตู้不要求
接承受动力荷载的次要连接。 ● 费用： A、B级成本昂贵，C级螺栓价格便宜，能用C级
螺栓的地方不用A、B级螺栓。 （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
4 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。
级为由未经加工的圆钢压制而成——粗制；
4 钢结构的连接
● 螺孔：A、B级需要钻模钻成（Ⅰ类孔），孔径比螺杆大 0.3mm左右；C级为一次冲成或不用钻模钻成（Ⅱ类孔） 孔径比螺杆大1.5~3.0mm。
● 受力：A、B级受力性能好，连接变形小，可以既受拉 又受剪，用于重要的连接；C级螺栓连接性能不如A、B 级好，主要受拉，用于承受静力荷载和间
钢结构设计控制要点
总的原则
• 整体把控，注重细部 • 现实联系理想 • 强度，刚度，稳定都重要 • 强节点，弱构件
主要章节
1、钢结构的应用范围 2、钢结构常见的破坏形态 3、钢结构的材料性能 4、钢结构的连接 5、钢结构的有限元分析及实验研究 6、钢结构的力学模型 7、钢结构常用的计算软件 8、钢结构的防腐及防火
4 钢结构的连接
2、铆钉连接的特点 ● 塑性和韧性较好； ● 连接紧密，传力方便； ● 用于直接承受动力荷载的结构中（如桥梁）； ● 缺点：构造复杂，费工费料。很少使用。 3、螺栓连接的特点 分普通螺栓连接和高强螺栓连接 （1）普通螺栓连接 ● A、B、C三级：A和B为精制螺栓，C级为粗制螺栓； ● 材料等级： A和B为8.8级，C级为4.6级或4.8； ● 加工：A、B级由毛坯在车床上精确加工而成——精制；C
1.钢结构的应用范围
1）大跨度结构 2）重型厂房结构 3）受动力荷载影响的结构 4）可拆卸的结构 5）高耸结构和高层结构 6）容器和其它构筑物 7）轻型钢结构 8）海洋平台结构
（1）大跨度结构
体育馆、展览馆、影剧院 、会议中心、机库等
（2）重型厂房结构
钢铁、化工、机械、发电 等行业的厂房
（3）受动力荷载影响的结构：
拉伸试验 钢材在常温、静载条件下一次拉伸所表现的性能
强度指标
变形性能
3 钢结构的材料
主要力学性能指标： 弹性模量 比例极限 屈服点 抗拉强度 伸长率
ⅠⅡ Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅰ 弹性阶段 Ⅱ 弹塑性阶段 Ⅲ 塑性阶段 Ⅳ 应变硬化阶段 Ⅴ 颈缩阶段
3 钢结构的材料
二、冷弯性能 判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标。 根据试样厚度，按规定弯心直径将试样弯曲180°，其表面及侧面无
青岛邮轮母港客运中心钢屋盖考虑行波效应的地震反应分析
•
注重细部
3 钢结构的材料
3.1 对钢结构用材的要求 钢 材 —— 铁（Fe）、碳（C）及其它元素的合金。 化学成分 —— 碳素钢，低合金钢，不锈钢，耐候钢。 结构钢材 —— 钢板，型钢。
供货钢材
钢板 型钢
热轧 冷成型
3 钢结构的材料
结构用钢：碳素钢、合金钢中少数几种。钢材的选用：Q235B，Q345B， Q345C等