北京工业大学钢结构复习总结

1、第三章第三章第二章 小结（1/6）1.对钢结构用材的要求： 较高的强度、足够的变形性能、良好的加工性能、对环境的良好适应性。2.钢材的机械性能 屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性屈服强度：结构计算中材料强度标准，或材料抗力标准。 钢材屈服点fy 的高低和钢材晶粒的粗细有关，轧制次数多，钢材就薄，晶粒细，材质好，屈服点就高。受压、受剪、受弯时的关系基本同受拉受压、受弯的强度指标取受拉时的数值受剪的强度指标fyv(或y)=0.58 fy为什么以屈服强度作为材料强度标准？第三章第三章第二章 小结（2/6）冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标。 冲击韧性是衡量钢材强度、塑性及

2、材质的一项综合指标。钢材的韧性与轧制方法、环境温度有关。3.钢材的可焊性钢材的焊接性能受含碳量和合金元素含量的影响。4.各种因素对钢材的影响u 化学成份的影响u 成材过程的影响u 钢材硬化的影响u 温度的影响应变硬化、时效硬化、应变时效硬化正温范围：200以内，钢材材质变化很小 250左右，出现兰脆现象 600时，丧失承载力负温范围：温度，强度，塑性，韧性，出现低温冷脆。第三章第三章第二章 小结（3/6）u 应力集中的影响 应力集中处常产生双向或三向的同号拉应力，使材料沿力作用方向塑性变形的发展受到很大约束，易使钢材开裂时也没有明显的塑性变形。主应力同号时，不易屈服，塑性下降，越接近越明显，易

3、发生脆性破坏。主应力异号时，易屈服，破坏呈塑性，差别越大越明显。疲劳断裂的过程：裂纹的形成裂纹缓慢扩展迅速断裂5.钢材的延性破坏和非延性破坏6.疲劳断裂7.快速加荷效应 快速加荷使钢材的屈服点和抗拉强度提高，其不利效应在于影响能量吸收的能力。第三章第三章第二章 小结（4/6）8.建筑钢材的类别碳素结构钢：Q235第三章第三章第二章 小结（5/6）低合金高强度结构钢： Q345、Q390、Q420第三章第三章第二章 小结（6/6）9.型钢规格注意各种型钢的表示方法热轧钢板热轧型钢角钢工字钢槽钢H型钢T型钢冷弯薄壁型钢第三章第三章 第三章 小结（1/8） 以轴心受力构件截面上的平均应力不超过钢材的

4、屈服强度为计算准则。1.轴心受力构件的强度及截面选择nNfA轴心受拉构件强度 （承载能力极限状态承载能力极限状态）刚度 （正常使用极限状态正常使用极限状态）轴心受压构件刚度 （正常使用极限状态正常使用极限状态）强度稳定（承载能力极限状态承载能力极限状态）第三章第三章 第三章 小结（2/8）2.梁的类型和强度 正应力计算采用弹塑性设计：允许截面有一定的塑性发展，塑性发展区深度为a=(1/81/4)h，引入截面塑性发展系数x、y fWMxxxa）绕x轴单向弯曲时fWMWMnyyynxxxb）绕x、y轴双向弯曲时注意不同情况下x、y 的取值对承受直接动力荷载，x=1、y =123513ybtf，x=

5、1、y =1需要计算疲劳的梁，x=1、y =1第三章第三章 第三章 小结（3/8）梁的剪应力xvwVSfIt梁的扭转自由扭转约束扭转截面可自由翘曲变形；截面上只有剪应力，纵向正应力为零。截面翘曲受到约束，截面上有弯曲扭转正应力、弯曲扭转剪应力和自由扭转剪应力。闭口截面的抗扭能力要比开口截面的抗扭能力大的多。局部压应力：cw zFft l验算条件：固定集中荷载，且没有设支承加劲肋；移动荷载。第三章第三章 第三章 小结（4/8）第三章第三章 第三章 小结（5/8）折算应力：fcc1222z3 当与c异号时，1=1.2；当与c同号或c=0时，1=1.1.注意位置：同一截面的同一点同时存在的较大的、c

6、和梁截面的选择：第三章第三章 第三章 小结（6/8）梁截面验算强度验算刚度验算局部稳定验算屈曲后强度验算整体稳定验算有整体失稳可能的梁组合梁弯曲正应力剪应力局部压应力折算应力第三章第三章 第三章 小结（7/8）梁截面沿长度的变化：单层翼缘改变翼缘宽度改变梁高多层翼缘切断最外层翼缘 一般只改变一次截面。若改变截面效益不大，则不改变。由整体稳定控制的梁，不宜沿长度改变截面。第三章第三章 第三章 小结（8/8）3.拉弯、压弯构件的应用和强度计算fWMWMANnnyyynxxxfWMANnnxxx强度计算公式：双向压弯、拉弯构件：单向压弯、拉弯构件：第四章第四章 第四章 总 结（1/10）4.1 稳定

7、问题的一般特点一、失稳的类别失稳：分支点失稳（第一类失稳）、极值点失稳（第二类失稳）1. 失稳的类别2. 结构的屈曲后性能屈曲后性能：稳定分叉屈曲、不稳定分叉屈曲、跨越屈曲二、一阶分析和二阶分析三、稳定极限承载能力切线模量理论、折算模量理论第四章第四章第四章 总 结（2/10）4.2 轴心受压构件的整体稳定性1.纵向残余应力对轴心受压构件整体稳定性的影响焊接残余应力本身自相平衡，因而对构件的强度承载力并无影响。焊接残余应力削弱了构件的抗弯刚度，因而对稳定承载力有影响。残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴要比强轴严重。2.构件初弯曲对轴心受压构件整体稳定性的影响3.构件初偏心对轴心受压构件整体稳定

8、性的影响4.杆端约束对轴心受压构件整体稳定性的影响第四章第四章第四章 总 结（3/10）5. 轴心受压构件整体稳定计算弯曲屈曲（一般的双轴对称截面） x、 y扭转屈曲（十字形截面） minx、 y z=5.07b/t弯扭屈曲（单轴对称截面绕对称轴失稳） xz，发生弯扭失稳的原因？4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算假定长细比选择截面截面验算实轴的整体稳定：虚轴的整体稳定：为何要用换算长细比？缀条构件：max17 .0缀板构件：405 . 01max1且当 max0.6时，不需要以 b代替进行修正。yy120 235 f第四章第四章第四章 总 结（5/10）不需验算整体稳定的情况：受压翼缘上

9、密铺铺板，且牢固相连；H型钢或工字形截面简支梁的受压翼缘的自由长度和宽度的比 值满足一定的条件；箱形截面简支梁尺寸满足一定的要求。整体验算 在最大刚度主平面内弯曲的构件：bxxMfW在两个主平面内受弯曲作用的工字形截面构件：yxbxyyMMfWW第四章第四章 影响梁整体稳定的因素截面刚度的影响、侧向支撑距离的影响、荷载类型的影响荷载作用位置的影响、受压翼缘的影响、支座约束程度的影响第四章 总 结（6/10） 增强梁整体稳定的措施1）增大梁截面尺寸，增大受压翼缘的宽度最为有效；2）在受压翼缘设置侧向支撑；3）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；4）增加梁两端的约束提高其稳定承载力；5

10、）采取措施使梁端不发生扭转。第四章第四章第四章 总 结（7/10）4.5 压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算弯矩作用平面内的稳定性冷弯薄壁型钢或格构式柱绕虚轴弯曲：mxxxE(1/)MNfAWN Nxxx1xxmxE10.8MNfAWN N实腹式截面：对于单轴对称截面的压弯构件，还应补充验算：mxxx2xE1 1.25MNfAWN N实腹式构件弯矩作用平面内的稳定性：txybx1xMNfAW第四章第四章第四章 总 结（8/10）格构式压弯构件弯矩作用平面内的稳定性弯矩作用在虚轴平面内，绕实轴弯曲：myyyy1yEy(10.8)MNfNAWN弯矩作用在实轴平面内，绕虚轴弯曲：mxxx1xx

11、Ex(1)MNfNAWN格构式压弯构件弯矩作用平面外的稳定性弯矩绕实轴作用：tyyx1y0.7MNfAW弯矩绕虚轴作用：分肢稳定来保证弯矩绕虚轴作用时格构式压弯构件的分肢稳定，分肢按轴心轴压构件验算第四章第四章第四章 总 结（9/10）4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用轴心受压构件的板件稳定限制板件的宽厚比受弯构件的板件稳定翼缘限制翼缘外伸部分的宽厚比腹板设置加劲肋，验算每个区格板件的稳定加劲肋的布置和构造要求0000a80 235,0.52b80 235wywyh tfahahh tf（ ）当且无局部压应力时，一般不配置加劲肋有局压应按构造配置横向加劲肋，加劲肋的间距 应满足；（ ）当时，

12、一般配置横向加劲肋并计算局部稳定；第四章第四章第四章 总 结（10/10）压弯构件的板件稳定限制板件的宽厚比00c150 235170 235wywyh tfh tf（ ）当受压翼缘扭转未受到约束且或受压翼缘扭转受到约束但时，以及仅配置横向加劲肋还不足以满足腹板的局部稳定要求时，均应在弯曲应力较大区段的腹板受压区配置纵向加劲肋，对于局部压应力很大的梁，必要时宜在受压区配置短加劲肋。0250 235wyh tf为防止焊接翘曲，焊接梁的腹板高厚比均不应超过0d72 235wyh tf（ ）在梁的支座和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。对于按塑性设计方法设计的超静定梁，为保证塑性变形的

13、充分发展，腹板的高厚比应满足。第四章第四章第七章 钢结构的连接（1/7）1. 连接的方式及特点焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接2.焊条的选择焊条应与焊件钢材（主体金属）相适应。Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500-E5518)Q345钢选择E50型焊条 (E5001-E5048)Q235钢选择E43型焊条（E4300-E4328)不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。3.焊缝缺陷第四章第四章第七章 钢结构的连接（2/7）4.焊缝质量等级u 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查，检查焊缝尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹、咬边等缺陷。u 二级焊缝：外观检查+无损检验（超声

14、波探伤）合格，用于受较大拉应力的重要连接。u 一级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤、X射线探伤）合格，用于抗动力、需要验算疲劳的重要连接。一、二级对接焊缝金属强度与被焊金属强度相等。5.焊缝形式 对接焊缝和角焊缝6.焊缝代号第四章第四章第七章 钢结构的连接（3/7）7.对接焊缝的构造要求坡口形式变截面钢板拼接8.对接焊缝的计算 轴心受力的对接焊缝wcwtwfftlN或规范规定，当斜焊缝倾角56.3，即tan1.5时，可认为对接斜焊缝与母材等强，不用计算。 受弯受剪的对接焊缝计算wwmaxVwVSfI twmaxtwMfWMV第四章第四章第七章 钢结构的连接（4/7） 对于工字形、箱形、T形

15、等构件除应分别验算最大正应力与最大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：wt21211 . 13f 轴力、弯矩、剪力共同作用时对接焊缝计算wmaxMNtwwMNfWl twwmaxvwVSfI t22wMNt31.1f危险点折算应力：NNMN第四章第四章第七章 钢结构的连接（5/7）9.角焊缝的尺寸限制焊脚尺寸th5 . 1minft较厚焊件的厚度。hfmax 1.2t t较薄焊件的板厚。对板件（厚度t ）边缘的角焊缝（贴边焊）：当t6mm时，hfmaxt ；当t6mm时，hfmaxt - (12)mm 。自动焊（熔深较大）：15 . 1minfth焊件厚度t4mm时：取hfmin= t15 . 1minfthT形连接单面角焊缝