钢结构基本原理复习.ppt
1,钢结构基本原理复习,Design Principles of Steel Structure,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第1章 绪 论,知识点1:钢结构的特点,1、强度高、塑性、韧性好,2、材质均匀其实际受力和力学计算假定较符合,3、重量轻,4、密闭性能好,5、钢结构制作简便，施工周期短,6、耐热但不耐火,7、耐腐蚀性差,8、低温冷脆倾向,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,1.概率极限状态设计法,知识点2:钢结构的设计方法,2.结构的极限状态,3.承载能力极限状态,4.正常使用极限状态,5.设计表达式,第1章 绪 论,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,1.较高的抗拉强度和屈服点,知识点1:建筑用钢的要求,2.较高的塑性和韧性,3.良好的工艺性能,4.对环境良好的适应能力,第2章 材 料,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点2:钢材的破坏形式,第2章 材 料,1、塑性破坏破坏前有明显的塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。2、脆性破坏 破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时的变形远比材料应有的变形能力小，破坏突然，断口平直、发亮呈晶粒状，无机会补救。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第2章 材 料,知识点3:钢材的主要性能,1、强度：屈服强度、极限抗拉强度2、塑性：伸长率 3、冷弯性能：判定钢材塑性和质量的综合指标4、冲击韧性：判定钢材强度和塑性的综合指标,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第2章 材 料,知识点4:影响钢材性能的因素,1、化学成分：硫（热脆）、磷（热脆）2、钢材硬化：强度提高、塑性降低 3、温度影响：正温和负温影响趋势4、应力集中：钢材变脆5、反复荷载：疲劳破坏（脆性断裂）,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第2章 材 料,知识点5:钢的种类和规格,1、碳素结构钢：代表Q2352、低合金高强度钢：代表Q345、Q390和Q4203、钢材的牌号：例如：Q235-A、Q235-B和Q235-C 有何区别,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,知识点1:钢结构连接方法和焊缝形式,1、焊接连接：手工电弧焊、焊条与钢材适应2、普通螺栓连接：精制螺栓、粗制螺栓3、高强螺栓连接：摩擦型、承压型4、焊缝形式：对接焊缝、角焊缝5、焊缝等级：一级、二级和三级焊缝,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,知识点2:角焊缝的构造,1、最大焊脚尺寸：减小残余应力和残余变形2、最小焊脚尺寸：避免产生淬硬组织导致母材开裂3、侧面角焊缝最大计算长度：60hf(静）、40hf(动）4、侧面角焊缝最大计算长度：不小于8hf和40mm5、搭接连接要求：参见教材20页,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,知识点3:角焊缝连接计算,1、轴心力作用下（参考例3.3）,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,知识点3:角焊缝连接计算,对于校核问题:,1、轴心力作用下（参考例3.3）,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,知识点3:角焊缝连接计算,2、N、M、V共同作用,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点4:焊接应力和焊接变形,1、焊接应力产生原因：不均匀加热与冷却2、对结构性能的影响：静力强度：无影响 结构刚度：降低 稳定承载力：降低 低温工作：变脆 疲劳强度：降低,第3章 连 接,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点5:螺栓连接的构造要求,第3章 连 接,1、螺栓排列：并列、错列2、螺栓排列：需要考虑受力、构造和施工要求3、端距要求：不应小于2d04、中距要求：最小中距3d05、排列要求：参见教材52页,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点5:普通螺栓抗剪连接破坏形式,第3章 连 接,（1）螺栓杆被剪断（2）孔壁的挤压破坏（3）板件被拉断 以上破坏形式予以计算解决,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点5:普通螺栓抗剪连接破坏形式,第3章 连 接,（4）板件端部被剪断（拉豁),（5）栓杆弯曲破坏,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算,知识点6:普通螺栓抗剪连接计算,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算,知识点6:普通螺栓抗剪连接计算,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点6:普通螺栓抗剪连接计算,第3章 连 接,普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,知识点7:高强螺栓连接计算,第3章 连 接,高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算,知识点7:高强螺栓抗剪连接计算,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第3章 连 接,高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算,知识点7:高强螺栓抗剪连接计算,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第4章 轴 压,知识点1:轴压构件的屈曲形式及其它,1、弯曲屈曲：双轴对称工字型截面2、扭转屈曲：双轴对称十字型截面3、弯扭屈曲：单轴对称T型截面4、格构式柱：换算长细比5、柱横隔：设置原因,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第4章 轴 压,知识点2:实腹式轴压构件验算步骤,（1）强度验算,（2）刚度验算,参见例题4.2,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第4章 轴 压,知识点2:实腹式轴压构件验算步骤,（3）整体稳定验算,（4）局部稳定验算,参见例题4.2,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第5章 受 弯,知识点1:受弯构件的验算步骤总结,1.强度验算：包括正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的折算应力。,(1)正应力,(2)剪应力,(3)局部压应力,(4)折算应力,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第5章 受 弯,2.刚度验算：,均布荷载下等截面简支梁,集中荷载下等截面简支梁,标准荷载下梁的最大挠度 受弯构件的挠度限值，按表规定采用,梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第5章 受 弯,3.整体稳定验算：,(1)判断梁是否需要进行整体稳定验算。(2)如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公式计算整体稳定系数。(3)不论哪种情况算得的稳定系数大于0.6，都应采用修正公式进行修正。,(4)采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第5章 受 弯,4.局部稳定验算：,)对于焊接组合梁，翼缘可以通过限制板件宽厚比保证其不发生局部失稳。)腹板则较为复杂，一种方法是通过设置加劲肋的方法保证其不发生局部失稳；另一种方法是允许腹板发生局部失稳，利用其屈曲后承载力。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第5章 受 弯,知识点2:影响受弯构件整体稳定性的因素,1侧向抗弯刚度、抗扭刚度；,2受压翼缘的自由长度(受压翼缘侧向支承点间距);,3荷载作用种类；,4荷载作用位置；,5梁的支座情况。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第5章 受 弯,知识点3:受弯构件腹板加劲肋布置原则,参见教材117页共计4点,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第6章 压 弯,知识点1:实腹式压弯构件验算总结,M,+,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第6章 压 弯,知识点1:实腹式压弯构件验算总结,1、压弯构件的强度,2、压弯构件的刚度,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第6章 压 弯,知识点1:实腹式压弯构件验算总结,2）实腹式压弯构件的整体稳定（平面外稳定=弯扭失稳）,1）实腹式压弯构件的整体稳定（平面内稳定=弯曲失稳）,3、实腹式压弯构件的整体稳定,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,第6章 压 弯,知识点:实腹式压弯构件验算总结,当0o1.6时:,当1.6o2.0时:,4、实腹式压弯构件的局部稳定,翼缘稳定,腹板稳定,
