钢结构设计控制要点

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：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，二级构件，次要构件0.95以下。可用的软件有SAP2000，MIDAS，PKPM等软件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结构用钢：碳素钢、合金钢中少数几种。钢材的选用：Q235B，Q345B，Q345C等牌号（简称钢号）：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AD，表示质量低高（根据冲击韧性和冷弯性能划分）3钢结构的材料结构腹钢须市具备数性能露：较高的秒强度，池塑性好告，韧性解好，良藏好的加您工性能愉，适合纠冷、热搁加工，芬良好的务可焊性诱。一、级单向闸拉伸免时的稳工作个性能3钢结构垃的材料拉伸试扰验钢材在肆常温、究静载条算件下一禁次拉伸烧所表现奇的性能强度云指标变形性胁能ⅠⅡ耻Ⅲ恋Ⅳ笑ⅤⅠⅡ壳Ⅲ疗Ⅳ琴ⅤⅠⅡ蚕Ⅲ协Ⅳ樱ⅤⅠⅡ樱Ⅲ捎Ⅳ磨ⅤⅠⅡ钢Ⅲ呈Ⅳ羊ⅤⅠⅡ米Ⅲ俘Ⅳ喉ⅤⅠⅡ鄙Ⅲ幼Ⅳ调ⅤⅠⅡ去Ⅲ屑Ⅳ更ⅤⅠⅡ有Ⅲ竞Ⅳ性ⅤⅠⅡⅢⅣⅤⅠ弹性纠阶段Ⅱ弹塑垒性阶雨段Ⅲ塑性已阶段Ⅳ应变界硬化练阶段Ⅴ颈缩阶蚁段主要续力学芒性能干指标老：弹性模祖量比例行极限屈服犬点抗拉该强度伸长厘率3钢结构液的材料二、冷混弯性能判别复钢材变塑性饰变形暮能力币及冶歼金质焦量的体综合冈指标之。根据试辨样厚度腰，按规生定弯心兰直径将衫试样弯拜曲180劣°，其表炉面及侧3钢结仰构的孕材料三、桂冲击配韧性韧性是纵钢材断明裂时吸楼收机械劳能力的股量度。兰实际中故用冲击递韧性衡蚀量钢材拥抗断裂农的性能甜。测量方船法：梅氏方直法夏比法缺口组韧性北值受递温度伶影响液：常温（20±5℃）0℃负温狗（-20奖℃或-4夏0℃）3钢结忙构的泛材料碳素结膜构钢质世量分级质量分级冲击韧性冷弯性能A不要求需要则进行BAKV≥27J（常温）合格CAKV≥27J（0℃）合格DAKV≥27J（-20℃）合格改进韧脸性，保证可旅焊性注：白表中理冲击毁韧性伯采用波夏比V形缺卫口试钢验。3钢结构等的材料对钢扭材力尼学性掏能影及响的诱因素一）、暑化学成展分的影下响二）触、成巩材过泉程的往影响1、生袋产过粥程冶炼美，浇回筑，武轧制仪（钢眉板厚贵薄）串，热油处理2、加工腥过程（3）应隐力①残俱余应茄力：壁降低窑实际藏承载淡力；②应力衫集中：③复奥杂应策力状凡态：少多向甜应力呆，降室低延爱性。避免炭焊缝牲交叉应力苍状态4钢结构炮的连接一、钢谈结构的葱连接方抚法焊缝连扯接、铆久钉连接感和螺栓依连接1、焊缝悦连接的跨特点●构造乔简单眼，连飘接方种便；●用料经痕济，不晒削弱截居面；●加工监方便密，可球实现公自动篮化操推作；●密闭性啄好，结辅构刚度以大；●缺点：妄焊接应之力和焊衫接变形汤；热影网响区材万质变脆堵；对裂治纹比较匹敏感；抖低温冷许脆；对类动力荷控载比较竞敏感，很等。4钢结构牛的连接2、铆钉液连接的妥特点●塑性废和韧租性较筝好；●连接县紧密江，传唯力方稳便；●用于颜直接蜓承受稿动力梁荷载等的结论构中伐（如骆桥梁源）；●缺点兰：构详造复过杂，妖费工捡费料次。很衣少使接用。3、螺栓胸连接的稼特点分普通描螺栓连接耕和高强费螺栓连接（1）普通穗螺栓连笛接●A、B、C三级：A和B为精撞制螺炮栓，C级为粗俗制螺栓高；●材料哨等级摊：A和B为8.准8级，C级为4.6级或4.8；●加工：A、B级由澡毛坯负在车退床上洪精确宫加工菠而成——精制；C级为朝由未银经加阶工的岛圆钢炒压制舞而成——粗制拥；4钢结构含的连接●螺孔：A、B级需要顷钻模钻溉成（Ⅰ类孔税），局孔径马比螺么杆大0.3帐mm左右；C级为一隔次冲成禽或不用贯钻模钻狗成（Ⅱ类孔）赴孔径比拾螺杆大1.5桶~3.除0mm。●受力：A、B级受力毛性能好得，连接锈变形小堪，可以雅既受拉童又受剪鱼，用于章重要的志连接；C级螺医栓连悦接性泼能不千如A、B级好委，主认要受突拉，脖用于照承受镰静力剑荷载泰和间接承受议动力荷血载的次撇要连接兼。●费用辟：A、B级成本晚昂贵，C级螺愁栓价准格便亮宜，哭能用C级螺栓造的地方指不用A、B级螺栓苏。（2）高丘强螺苏栓连竟接高强弃螺栓沃分为摩擦型高强漂螺栓锹和承压型高强土螺栓4钢结构订的连接●摩擦型物高强螺达栓：只级依靠构调件接触筝面之间聋的摩擦川力来传蛾递剪力榨，以剪榨力等于误接触面笑摩擦力哗为设计胀极限状锅态。●承压型嘴高强螺折栓：允毙许接触吵面滑移博（剪力蕉超过摩肌擦力）碗，以螺舅杆与构究件之间嚷的挤压惊而发生嚼的连接内破坏作大为承载头力极限斑状态。●受力：摩悦擦型高号强螺栓楼剪切变肿形小，盲弹性性庄能好，燃耐疲劳孝，特别虚适用动隔力荷载尽；承压携型高强跨螺栓的桥承载力手高于摩晒擦型，在剪切变让形大，畅不得用眼于承受老动力荷东载的结肚构。●材料等厉级：采到用45号钢、40块B和20喝Mn妄Ti械B钢（乌热处朝理）厘，材龙料等膛级为8.响8级或10取.9级。●孔径：餐摩擦型洗高强螺市栓孔径柔比螺栓甘大1.5凶~2.闷0mm；承明压型胡高强口螺栓苍孔径忆比螺弓栓大1.0献~1.丈5mm。4钢结构掘的连接二、焊环接方法母和焊缝茅连接形齿式1、钢己结构劝常用挽的焊壳接方陈法介元绍●手工摘电弧腔焊。焊条粒选择介：Q23膝5选择E4占3型；Q34弯5采用E5挠0型焊最条；Q3免90和Q4卷20采用E55型焊悬条；罢不同僻钢种时之间住（例Q23逝5与Q34抹5)宜选匙用低凉组配坏方案盲（E4州3型）●自动或餐半自动致埋弧焊咽。●气体捡保护爹焊。2、焊丙缝缺讽陷及静焊接酿质量券检验●焊缝缺注陷：裂膝纹、焊颠瘤、烧点穿、气孤孔、未值焊透、张夹渣、核咬边、慰未熔合作等4钢结构于的连接●焊缝释质量昌检验饲：外渣部检猫验外外部（撞外部例尺寸铃和缺毯陷）煤和内内部检嘱验（缺内部寻缺陷扯）。内部检团验方法丘：①超声石波（主要)；②磁滩粉（辅路助）；③荧光居检验（平辅助）臂；④x射线、γ射线等兽（x射线应字用广）荷。●焊缝质铃量等级塞：《钢结晒构工纵程施遗工质溪量验蛋收规荡范》对焊缝土分为一赖级、二滋级和三资级。三级焊艳缝只要道求进行土外观检夕验并符结合标准轧；一级川、二级把除了外拨观检查熄外，还但必须进奋行一定露量的超填声波检况验并符素合相应赶的标准姑。●焊缝望等级哲的选族用：①疲蚀劳验做算的旬构件填：垂串至于兴作用嫩力方管向的舰横向对接肉焊缝受拉重时为获一级见，受翠压时絮为二禁级；4钢结启构的蓝连接②不进朵行疲浙劳计畜算的协构件临：对接叛焊缝要求放等强聪时受两拉焊拦缝不汽低于牺二级暴，受拾压时乡丰宜为蹲二级觉；③重级艳工作制俩吊车和Q≥5拣0T的中级探工作制逐的吊车培，吊车菊梁腹板慎与上翼僻缘之间严的T形焊透即的对接缎与角接旅组合焊登缝，不跑低于二脑级；④角焊承缝一般哲为三级概，只有境直接承叛受动力交荷载的欠焊缝应黎为二级层。3、焊设缝连理接形卧式和驼焊缝赵形式●焊缝府连接糊形式触：按酿照被沾连接肌构件兆的相惊对位逢置来男分为替对接迅（直惑接对捉接和阁盖板胆对接暖）、冶搭接谣、T形连午接和坏角部汪连接矩等4钢结构摸的连接●焊缝兄形式终：对虎接焊析缝和鹊角焊洽缝●对接焊闯缝：正累对接焊陡缝和斜疮对接焊巨缝●角焊形缝：酒正面错角焊窜缝（刊端缝德）、仅侧面投角焊饰缝（狮侧缝侵）和耻斜角热焊缝事（斜粉缝）连续角萍焊缝（塘重要构坚件）和弃间断角者焊（次衡要构件受）：间谎断角焊稍缝间断驱距离l≤1堂5t（受朱压）砌和l≤3漠0t（受拉薯），t为较鸦薄件匀的厚恒度●按照智施焊办位置漂分：促平焊清（俯鸽焊）限、横删焊、异立焊撒和仰箩焊四坦种。暖焊接影质量芳影响丑较大跑。4、焊缝土代号、坦螺栓及目其孔眼谜图例●焊缝代异号：●螺栓烦及其鄙孔眼夸：4钢结构比的连接三、恒焊接羞应力步和焊限接变披形1、焊接奔应力●焊接应仆力产生貌的原因监。●焊接应房诚力的类犹型：纵像向焊接界应力；挤横向焊长接应力辨；厚度象方向的咬焊接应侄力。●焊接应谁力对结驰构性能歌的影响页：不影弦响结构寨的静力替强度；累降低结端构的刚骂度；降凭低结构庸的稳定堤承载力尝；增加勤了结构板在低温厕下的脆瞎断倾向茄；对结躬构的疲拣劳强度牧有明显休的不利屋影响。2、焊接逮变形●焊接胡变形捡：局脏部鼓碰曲、巧弯曲榜、歪贸曲和变扭转喉等，丢影响伐构件像在正密常使攀用条押件下脆的承闹载能择力。3、减少昆焊接应埋力和焊观接变形终的措施设计上淹：●焊件位悟置的安晋排要合君理。尽下量使焊罗缝对称章于构件嫩截面的铲中心轴己。●焊缝尺莫寸要适腥当。不次得随意抱增大焊闲缝的厚公度。●焊缝的裤数量宜畜少，且斥不宜过稠分集中盘。●应尽榆量避邀免两桑条或古三条塌焊缝凤垂直披交叉平。●尽量樱避免期在母梳材厚丹度方型向的绢收缩斥应力颗。工艺奔上：●采取溪合理姿的施祸焊次提序。邪例如域分段湿退焊柏、分哪层焊赵和工脱字形销截面游的对都角跳买焊等遥。●采用反与变形法却。●对于小铲尺寸焊狗件，采后取焊前况预热，拾焊后回狗火加热秃至600度左右缠，然后界慢慢冷赖却，可怎以消除餐焊接应宾力和焊泡接变形袭。●采取幕刚性涉固定互法来较控制逝焊接必变形盗，但误增加昼了焊岗接应火力。四、普咏通螺栓星连接与共构造1、螺栓疗的排列●螺栓排罢列要求增：受力完要求；跌构造要平求；施肾工要求袍。●螺栓亡排列雁方式捉：并碍列和无错列蜓两种嘴。●螺栓蒜排列匆的最猎大和伪最小乎容许浩距离语。2、螺栓绵的构造锹要求●每一构李件在节默点上以吊及拼接豆接头的甩一端，绸永久螺吵栓的数目不少殃于2个。●对直焰接承桨受动害力荷闻载的属普通滔螺栓始连接旺，应当才采用额双螺荣帽或贴其它念防止狠螺帽巷松动毫的有盛效措喘施。●由于C级螺栓诉与孔壁底有较大下间隙，委一般只资受拉力津，不宜斜受剪，丹承受静贯力荷载忘结构的足次要连傅接、可谷拆卸结松构和临些时结构逮，可采备用C级螺狮栓受统剪。弃重要垄结构政中，祖优先拐采用枝高强障螺栓锹。五、饰高强脊螺栓巧连接释与构夸造●当型条钢构杂件的迫拼接粒采用暮高强棉度螺严栓连纤接时覆，由匹于型码钢的剑抗弯箱刚度趟较大三，不钻能保阴证摩挖擦面吨紧密愚贴和蚀，故疏不能雁用型证钢作潜为拼颠接件关，而掏应采份用钢芒板。●在高强什度螺栓化连接范演围内，辞构件接服触面的苦处理方醋法应在躺施工图基中说明怜。防止歉脆性踪蝶断裂影响钢们材脆断拦的因素挑：钢材葵的质阶量，灯钢板室的厚渗度，年加荷行速度产，应廉力性缘瑞质和办大小嗽，最叮低使旋用温那度，受连接引的方屯法，异应力哑集中念程度漫等。防止脆攀断的措碗施有：1）对掏低温厨地区像的焊胁接结汪构要允注意据选择河钢材孕的材糕质；2）对焊比接结构烦特别是赶低温地档区，设潜计时要补注意焊号缝的正卡确布置等和施焊严时注意石焊缝的粪质量；3）力求谅避免应拣力集中困；4）结却构在视使用百时应孩避免敌使其宴突然拔受力猾，要胡使加蜻荷的哨速度暗不致稀过大寻。5）设置牲多道防鼻线两个重声要细节隔：避免贷焊缝交吓叉；集舌中荷载必处设加膊劲肋。钢材脆伴断两个重液要细节裹：避免焊躲缝交叉芒：避免搞三向受登拉，防胳止断裂买。集中俩荷载坐处设宇加劲横肋：中防止山局部兵屈曲圆。