钢结构课程总结

《钢结构》课程总结报告本学期，我们接触了一门新课程——《钢结构》。这门课虽然只持续了五周时间，但是短暂的学习却给我留下了深刻的印象。首先，这门课是一门应用性极强的课程，然后这也是一门十分重要的课程，并且，这门课也有一定的难度。想学好这门课不容易，下面我将对本学期《钢结构》的学习内容做一个简单的总结。一、钢结构的特点与应用1.特点(1).材料的强度高,塑性和韧性好;(2).材质均匀,和力学计算的假定较符合;内部微观组织均匀，各向同性.(3).钢结构制造简便,施工周期短;制作、安装简便，施工精度高，工期短，符合工业化要求。(4).钢结构的质量轻;当跨度和荷载相同时，普通钢屋架的重量仅为钢筋混凝土屋架重1/3-1/4。若采用薄壁型钢屋架则更轻。所以钢结构特别适用于跨度大、建筑物高、荷载重的结构，也适用于要求装拆和移动的结构。(5).钢材的耐蚀性较差;新建的钢结构必须先除锈，然后刷防锈涂料或镀锌，且每隔一段时间要重复一次，维护费用较大。若采用不易锈蚀的耐候钢，则可节省大量劳动力和维护费用，但材料一次投资成本高，目前还较少采用。(6).钢材耐热但不耐火。(7).低温冷脆倾向。钢结构的应用范围除须根据钢结构的特点作出合理选择外，还须结合我国国情针对具体情况进行综合考虑。目前我国在工业与民用建筑中钢结构的应用，大致有如下几个范围：(1).重型厂房结构吊车起重量较大或其工作较繁重的车间多采用钢骨架。如冶金厂房的平炉、转炉车间，混铁炉车间，初轧车间；重型机械厂的铸钢车间，水压机车间，锻压车间等。近年随着网架结构的大量应用，一般的工业车间也采用了钢结构。(2).大跨结构如飞机装配车间、飞机库、干煤棚、大会堂、体育馆、展览馆等皆需大跨结构。其结构体系可为网架、悬索、拱架以及框架等。(3).塔桅结构包括塔架的桅杆结构，如电视塔、微波塔、输电线塔、钻井塔、环境大气监测塔、无线电天线榄杆、广播发射桅杆等。(4).多层、高层及超高层建筑多层和高层建筑的骨架可采用钢结构。工业建筑中的多层框架和旅馆、饭店等高层或超高层建筑，宜采用框架结构体系、框架支撑体系、框架剪力墙体系。近年来钢结构在此领域已逐步得到发展。(5).承受振动荷载影响及地震作用的结构设有较大锻锤的车间，其骨架直接承受的动力尽管不大，但间接的振动却极为强烈，可采用钢结构。对于抗地震要求高的结构也宜采用钢结构。(6).板壳结构如大型油库、油罐、煤气库、高炉、热风炉、漏斗、烟囱、水塔以及各种管道等。(7).其他构筑物如栈桥、管道支架、井架和海上采油平台等。(8).可拆卸或移动的结构商业、旅游业和建筑工地用活动房屋，多采用轻型钢结构，并用螺栓或扣件连接。(5).轻钢结构已广泛应用于工农业厂房、商业大楼、服务性建筑、别墅、仓库、楼面加层、体育场馆、娱乐、旅游建筑和低、多层住宅建筑等领域，还可用于旧房增层、改造、加固和建材缺乏地区、交通不便地区、工期紧、拆迁建筑等。二、钢结构的材料1．对钢结构用钢的基本要求

（1）较高的抗拉强度，和屈服点；

（2）较高的塑性和韧性；

（3）良好的工艺性能；（4）根据具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。

2．钢材的主要性能

（1）强度性能比例极限；屈服点；抗拉强度或极限强度。

（2）塑性性能伸长率：试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比的百分数，称为伸长率。（3）冷弯性能冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。（4）冲击韧性韧性是钢材强度和塑性的综合指标。由于低温对钢材的脆性破坏有显著影响，在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温（20℃）冲击韧性指标，还要求具有负温（0℃、-20℃或-40℃）冲击韧性指标，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。

3.钢材的选择

选择钢材时考虑的因素有：1）结构的重要性：重要结构应考虑选用质量好的钢材；一般工业与民用建筑结构，可选用普通质量的钢材。

2）荷载情况：直接承受动力荷载的结构和强烈地震区的结构，应选用综合性能好的钢材；一般承受静力荷载的结构则可选用价格较低的Q235钢。

3）连接方法：焊接结构对材质的要求应严格一些。

4）结构所处的温度和环境：在低温条件下工作的结构，尤其是焊接结构，应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。

5）钢材厚度：厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。三．构件的截面承载能力—强度受拉构件的强度计算公式：(3-1)梁正应力计算公式：单向弯曲时(3-6)双向弯曲时(3-7)当梁的受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于时，应取=1.0，以免翼缘因全塑形而出现局部扭曲。梁的剪应力计算公式：(3-10)折算应力公式：(3-31)折算应力公式扩展：(3-32)当与异号时，；当与同号或=0时取正应力的验算公式：(3-33)初选截面发展系数对工字钢和H型钢都取1.05简支梁最大挠度计算公式(3-34)容许最小高度(3-36)经济高度(3-37)抗剪最大厚度(3-39)梁端翼缘截面无削弱时，式中系数宜取1.2；当梁端翼缘有削弱时宜取1.5考虑到腹板需满足局部稳定(3-40)一般翼缘宽度（3-43）四．单个构件承载能力—稳定性失稳：分支点失稳和极值点失稳屈曲：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲轴心受压构件稳定性计算公式：（4-23）实腹式轴心压杆的计算步骤：P103双肢格构式构件对虚轴的换算长细比的计算公式:缀条构件(4-30)缀板构件（4-31）临界弯矩(4-53)临界应力(4-54）稳定性系数近似值：(4-60)不必计算梁整体稳定性的情况：（1）有铺板密铺在梁受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移（2）H型钢或工字形钢截面简支梁受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过规定数值，数值为书上118页表4-7.（3）箱形截面简支梁且尺寸满足且不超过两个主平面内受弯曲作用的工字形截面构件，按下式计算整体稳定性五、钢结构的连接（一）螺栓连接螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两大类1、普通螺栓连接普通螺栓分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。A、B级精制螺栓表面光滑，尺寸准确，对成孔质量要求高，制作和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。A、B级精制螺栓的区别仅是螺栓杆长度不同。C级螺栓一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。2、高强度螺栓连接高强度螺栓连接有摩擦型连接和承压型连接两种类型。

（1）摩擦型连接：只依靠被连接板件间强大的摩擦力传力，以摩擦力被克服作为连接承载力的极限状态。为了提高摩擦力，对被连接件的接触面应进行处理。

（2）承压型连接：允许接触面发生相对滑移，以栓杆被剪坏或被承压破坏作为连接承载力的极限状态。

高强度螺栓性能等级包括8.8级和10.9两种。摩擦型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大1.5-2.0mm，承压型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大1.0-1.5mm；承压型连接的承载力比摩擦型连接高，可节约螺栓。但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结构中。

（二）焊接

1、焊缝连接的优缺点

（1）优点：焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；不削弱

截面，用料经济；连接的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。

（2）缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；焊接残余

应力和变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。2、焊缝的形式（1）角焊缝角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长hf称为角焊缝的焊脚尺寸，he＝0.7hf为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。（2）对接焊缝坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚