钢结构课件复习资料重难点

1、钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure1钢结构基本原理复习Design Principles of Steel Structure钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure Principles of Steel Structure第第1章章 绪绪 论论知识点知识点1:钢结构的特点钢结构的特点1、强度高、强度高、塑性、韧性好塑性、韧性好2、材质均匀其实际受力和力学计算假定较符合、材质均匀其实际受力和力学计算假定较符合3、重量轻、重量轻4

2、、密闭性能好、密闭性能好5、钢结构制作简便，施工周期短、钢结构制作简便，施工周期短6、耐热但、耐热但不耐火不耐火7、耐腐蚀性差、耐腐蚀性差8、低温冷脆倾向、低温冷脆倾向钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure容许应力设计法（单一系数法）容许应力设计法（单一系数法）半概率设计法（多系数法）半概率设计法（多系数法）近似概率设计法（现行规范设计法）近似概率设计法（现行规范设计法）全概率设计法（将来规范设计法）全概率设计法（将来规范设计法）1 1、钢结构设计方法的发展：、钢结构设计方法的发展：知识点知识点2:钢结构的设计方法钢结构的设计方法第第1章章 绪绪 论论

3、钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure2.概率极限状态设计法概率极限状态设计法知识点知识点2:钢结构的设计方法钢结构的设计方法3.结构的极限状态结构的极限状态4.承载能力极限状态承载能力极限状态5.正常使用极限状态正常使用极限状态6.设计表达式设计表达式第第1章章 绪绪 论论钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure1.较高的抗拉强度和屈服点较高的抗拉强度和屈服点知识点知识点1:建筑用钢的要求建筑用钢的要求2.较高的塑性和韧性较高的塑性和韧性3.良好的工艺性能良好的工艺性能4.对环境良好的适应能力对环境良好的适应能

4、力第第2章章 材材 料料钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点2:钢材的破坏形式钢材的破坏形式第第2章章 材材 料料1、塑性破坏、塑性破坏破坏前有明显的破坏前有明显的塑性变形塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。补救措施。2、脆性破坏、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，无机会补变形能力小，破坏突然，断口平直、发亮呈晶粒状，无机会补救。救。钢结构原理钢结构原理 Princ

5、iples of Steel Structure第第2章章 材材 料料知识点知识点3:钢材的主要性能钢材的主要性能1、强度：、强度：屈服强度、极限抗拉强度屈服强度、极限抗拉强度2、塑性：、塑性：伸长率伸长率 3、冷弯性能：、冷弯性能：判定钢材判定钢材塑性塑性和和质量质量的综合指标的综合指标4、冲击韧性、冲击韧性：判定钢材：判定钢材强度强度和和塑性塑性的综合指标的综合指标钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第2章章 材材 料料知识点知识点4:影响钢材性能的因素影响钢材性能的因素1、化学成分：、化学成分：硫（热脆）、磷（热脆）硫（热脆）、磷（热脆）2、

6、钢材硬化：、钢材硬化：强度提高、塑性降低强度提高、塑性降低 冷作硬化、时效硬化、应变时效（概念）冷作硬化、时效硬化、应变时效（概念）3、温度影响：、温度影响：正温和负温影响趋势正温和负温影响趋势4、应力集中、应力集中：钢材变脆钢材变脆5、反复荷载、反复荷载：疲劳破坏（脆性断裂）疲劳破坏（脆性断裂）钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第2章章 材材 料料知识点知识点5:钢的种类和规格钢的种类和规格1、碳素结构钢：、碳素结构钢：代表代表Q2352、低合金高强度钢：、低合金高强度钢：代表代表Q345、Q390和和Q4203、钢材的牌号：、钢材的牌号：例如

7、：例如：Q235-A、Q235-B和和Q235-C 有何区别有何区别4、钢材的规格：、钢材的规格：例如：例如：L100808、HM340250914、30a表示什么规格表示什么规格钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3章章 连连 接接知识点知识点1:钢结构连接方法和焊缝形式钢结构连接方法和焊缝形式1、焊接连接：、焊接连接：手工电弧焊、焊条与钢材适应手工电弧焊、焊条与钢材适应2、普通螺栓连接：、普通螺栓连接：精制螺栓、粗制螺栓精制螺栓、粗制螺栓3、高强螺栓连接：、高强螺栓连接：摩擦型、承压型摩擦型、承压型4、焊缝形式、焊缝形式：对接焊缝、角焊缝对接

8、焊缝、角焊缝5、焊缝等级、焊缝等级：一级、二级和三级焊缝一级、二级和三级焊缝有何区别有何区别钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3章章 连连 接接知识点知识点2:角焊缝的构造（角焊缝的构造（参见教案参见教案）1、最大焊脚尺寸：、最大焊脚尺寸：减小残余应力和残余变形减小残余应力和残余变形2、最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸：避免产生淬硬组织导致母材开裂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：、侧面角焊缝最大计算长度：60hf(静）、静）、40hf(动）动）4、侧面角焊缝最大计算长度：、侧面角焊缝最大计算长度： 不小于不小于8hf和和40mm

9、5、搭接连接要求：、搭接连接要求：参见教材参见教材32页页3.3.2.6钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接知识点知识点3 3: :角焊缝连接计算角焊缝连接计算1、角焊缝计算公式、角焊缝计算公式22wffff(3.6)f钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接知识点知识点3 3: :角焊缝连接计算角焊缝连接计算2 2、轴心力作用下、轴心力作用下（参考例（参考例3.33.3）Ne1e2bN1N2xxN3l lw1w1l lw2w2)213 (2)203 (232

10、2311 NNkNNNkN)193 (33 wffefbhN 钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接知识点知识点3 3: :角焊缝连接计算角焊缝连接计算Ne1e2bN1N2xxN3l lw1w1l lw2w2)153 ()143 (222111 wfewfwfewffhlNfhlN 对于校核问题对于校核问题: :2 2、轴心力作用下、轴心力作用下（参考例（参考例3.33.3）钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点3 3: :角焊缝连接计算角焊缝连接计算3 3、斜向轴心力作用

11、下、斜向轴心力作用下（参考例（参考例3.13.1）斜角焊缝斜角焊缝 Nx=Ncos, Ny=NsinwelhNcosfwelhNsinffNx= NcosfNy=NsinN N 第第3 3章章 连连 接接钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接知识点知识点3 3: :角焊缝连接计算角焊缝连接计算4 4、N N、M M、V V共同作用共同作用NeNx xNy y2wl2wlMANxNxM MNyNy 2,6weewxAflhMhlN ewyAfhlN , wfAffAff 2,2, h he eh he et t钢结构原理钢结构原

12、理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接知识点知识点4 4: :焊透对接焊缝连接计算焊透对接焊缝连接计算 与构件母材强度计算方法相同，采用与构件母材强度计算方法相同，采用材料力学的计算公式。材料力学的计算公式。 加引弧板（引出板）施焊的情况下，加引弧板（引出板）施焊的情况下，一、二级对接焊缝不需计算。一、二级对接焊缝不需计算。 三级焊缝受拉时，或无引弧板（引出三级焊缝受拉时，或无引弧板（引出板）时才验算。板）时才验算。 钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点5 5: :焊接应力和焊接变形焊接应

13、力和焊接变形1 1、焊接应力产生原因：、焊接应力产生原因：不均匀加热与冷却不均匀加热与冷却2 2、对结构性能的影响：、对结构性能的影响： 静力强度：静力强度：无影响无影响 结构刚度：结构刚度：降低降低 稳定承载力：稳定承载力：降低降低 低温工作：低温工作：变脆变脆 疲劳强度：疲劳强度：降低降低第第3 3章章 连连 接接钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点6 6: :螺栓连接的构造要求螺栓连接的构造要求第第3 3章章 连连 接接1 1、螺栓排列：、螺栓排列：并列、错列并列、错列2 2、螺栓排列：、螺栓排列：需要考虑受力（规定最小端距、需要考

14、虑受力（规定最小端距、中距的原因）、构造和施工要求中距的原因）、构造和施工要求3 3、端距要求：、端距要求：不应小于不应小于2d2d0 04 4、中距要求：、中距要求：最小中距最小中距3d3d0 05 5、排列要求、排列要求：参见教材参见教材5252页页钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点7 7: :普通螺栓抗剪连接破坏形式普通螺栓抗剪连接破坏形式第第3 3章章 连连 接接(a)(a)螺杆被剪断；螺杆被剪断；a)AB栓杆较细而板件较厚时栓杆较细而板件较厚时b)BA栓杆较粗而板件较薄时栓杆较粗而板件较薄时c)A截面削弱过多时截面削弱过多时d

15、)3535a1A端矩过小时；端矩端矩过小时；端矩2d0e)A板过厚螺栓杆过长；栓杆长度板过厚螺栓杆过长；栓杆长度5da)、b)、c)通过计算解决通过计算解决d)、e) 通过构造解决通过构造解决(b) (b) 连接件孔壁挤压破坏；连接件孔壁挤压破坏； (c) (c) 钢板拉断；钢板拉断；(d) 钢板冲剪破坏；钢板冲剪破坏；(e) (e) 螺杆弯曲破坏螺杆弯曲破坏 。钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算FeTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F知识点知识点8 8:

16、 :普通螺栓抗剪连接计算普通螺栓抗剪连接计算钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算（教案例（教案例3.12）)373 (1 nFNF)443 ()433 (11221111122111122111112211 niniiininiiiTyniniiininiiiTxyxxTrxyxrTNyxyTryyxrTN知识点知识点8 8: :普通螺栓抗剪连接计算普通螺栓抗剪连接计算钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点8 8

17、: :普通螺栓抗剪连接计算普通螺栓抗剪连接计算第第3 3章章 连连 接接普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算 )453 (min21121 bFTyTxNNNN )343 (minmin bcbvbNNN，)323 (42 bvvbvfdnN )333 (bcbc f tdN承载力取决于单个普通螺承载力取决于单个普通螺栓的栓的抗剪承载力设计值抗剪承载力设计值和和承压承载力设计值承压承载力设计值钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算TxyN1TN

18、1TxN1Tyr11F1N1FFe知识点知识点9 9: :高强螺栓抗剪连接计算高强螺栓抗剪连接计算 钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算（教案例（教案例3.17）)373 (1 nFNF)443 ()433 (11221111122111122111112211 niniiininiiiTyniniiininiiiTxyxxTrxyxrTNyxyTryyxrTN知识点知识点9 9: :高强螺栓抗剪连接计算高强螺栓抗剪连接计算 钢结构原理钢结构原理 Principle

19、s of Steel Structure第第3 3章章 连连 接接高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算知识点知识点9 9: :高强螺栓抗剪连接计算高强螺栓抗剪连接计算 )803(21121 bvFTyTxNNNN摩摩擦擦型型连连接接： )813 (min21121 bFTyTxNNNN承承压压型型连连接接：)633 (9 . 0 PnNfbv 承载力取决于承载力取决于构件构件接触面的摩擦力接触面的摩擦力钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第4 4章章 轴轴 压压 知识点知识点1 1: :轴压构件的屈曲形式及其它轴压构件的屈曲

20、形式及其它1 1、弯曲屈曲：、弯曲屈曲：双轴对称工字型截面双轴对称工字型截面2 2、扭转屈曲：、扭转屈曲：双轴对称十字型截面双轴对称十字型截面3 3、弯扭屈曲：、弯扭屈曲：单轴对称单轴对称T T型截面型截面4 4、格构式柱：换算长细比、格构式柱：换算长细比5 5、柱横隔：设置原因、柱横隔：设置原因钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第4 4章章 轴轴 压压 知识点知识点2 2: :实腹式轴压构件验算步骤实腹式轴压构件验算步骤（1）强度验算强度验算nNfA（2 2）刚度验算）刚度验算（正常使用极限状态正常使用极限状态）：）： max0maxil参见例

21、题参见例题4.24.2钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第4 4章章 轴轴 压压 知识点知识点2 2: :实腹式轴压构件验算步骤实腹式轴压构件验算步骤（3 3）整体稳定验算）整体稳定验算fAN（4 4）局部稳定验算）局部稳定验算(100.1 )235 /ybft翼缘翼缘ywfth/235)5 .025(0腹板腹板参考例参考例4.24.2钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 弯弯 知识点知识点1 1: :受弯构件的验算步骤总结受弯构件的验算步骤总结1.强度验算：强度验算：包括包括正应力

22、、剪应力、局部压应力正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的算翼缘与腹板交界处的折算应力折算应力。(1) 正应力正应力(2) 剪应力剪应力vxxyftISV(3) 局部压应力局部压应力cw zFft l(4) 折算应力折算应力fcc12223ffWMRyxxx 参考例参考例5.15.1及教案及教案钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 弯弯 2.刚度验算（刚度验算（正常使用极限状态正常使用极限状态）：）：均布荷载下等均布荷载下等截面简支梁截面简支梁xxxxxEIlMEIlMEIql104

23、853845224集中荷载下等集中荷载下等截面简支梁截面简支梁xxxEIlMEIPl124823 标准荷载下梁的最大挠度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。梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 弯弯 3.整体稳定验算：整体稳定验算：(1) 判断梁是否需要进行整体稳定验算。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如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公

24、式计算整体稳定系数。算整体稳定系数。(3) 不论哪种情况算得的不论哪种情况算得的稳定系数大于稳定系数大于0.60.6，都应采用修，都应采用修正公式进行修正。正公式进行修正。bxxMfW(4) 采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。0 .1282.007.1bb钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 弯弯 4.局部稳定验算：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。证其不发生局部失稳。) 腹板则较为复杂，一种方

25、法是通过设置加劲肋的方腹板则较为复杂，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。发生局部失稳，利用其屈曲后承载力。钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第5 5章章 受受 弯弯 知识点知识点2 2: :不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况 参见教材参见教材113页页5.3.2（2 2） H H型钢或工字形型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其宽度与其宽度b1之比不超过下表所列数值时。之比不超过下

26、表所列数值时。 （1 1）有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能）有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。表表5.2 5.2 工字形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大工字形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大l1 1/ /b1 1值值跨中无侧向支承，荷载作用在跨中有侧向支承，不论荷载作用于何处上 翼 缘下 翼 缘 yf/23513yf/23520yf/23516 （3 3）对箱形截面：简支梁）对箱形截面：简支梁 h/b0 6，且，且 l1/b095（ 235/fy）。钢结构原理钢结构原理 Princ

27、iples of Steel Structure第第5 5章章 受受 弯弯 知识点知识点3 3: :受弯构件腹板加劲肋布置原则受弯构件腹板加劲肋布置原则参见教材参见教材117117页共计页共计4 4点点钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure知识点知识点4 4: :受弯构件腹板支承加劲肋的计算受弯构件腹板支承加劲肋的计算第第5 5章章 受受 弯弯 （1 1）腹板平面外的稳定性腹板平面外的稳定性( (绕绕z z轴轴):): 按轴心压杆计算按轴心压杆计算fAF（2 2）端面承压强度端面承压强度cececefAF（5.43）（3 3）支承加劲肋与腹板的连接焊缝

28、支承加劲肋与腹板的连接焊缝钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第6 6章章 压压 弯弯 知识点知识点1 1: :实腹式压弯构件验算总结实腹式压弯构件验算总结NMNM+钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第6 6章章 压压 弯弯 知识点知识点1 1: :实腹式压弯构件验算总结实腹式压弯构件验算总结1、压弯构件的强度、压弯构件的强度2、压弯构件的刚度、压弯构件的刚度,maxmaxyxfWMANnxxxn（6.6）钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第6 6章章 压压 弯弯 知识点知识点1 1: :实腹式压弯构件验算总结实腹式压弯构件验算总结3、实腹式压弯构件的整体稳定、实腹式压弯构件的整体稳定mxxx1xEx10.8/xMNfAWNN（6.13）fNNWMANxEx2xxmx/25. 11（单轴对称截面单轴对称截面)（6.14）平面内稳定平面内稳定=弯曲失稳弯曲失稳钢结构原理钢结构原理 Principles of Steel Structure第第6 6章章 压压 弯弯 知识点知识点1 1: :实腹式压弯构件验算总结实腹式压弯构件验