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钢结构的特点

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钢结构的特点:1材质均匀,力学性能好,可靠性好;2轻质高强。承载能力大;3.塑性好,韧性好;4.密闭性好;5.制作简便,施工速度快;6.耐热性好,耐火性差;7.耐锈蚀性差,耐腐蚀性差;8.回收利用率高

塑性|:指结构或构建承受静力荷载时,材料吸收变形能的能力。(不用于偶然超载而突然断裂)

韧性:指结构或构建承受动力荷载时,材料吸收能量的多少(具有良好的动力工作性能)

冷加工钢材:指冷轧,冷拔,冷挤压的钢材

钢材破坏形式1.塑性破坏:断裂后的断口呈纤维状,色泽发暗,有时能看到滑移的痕迹

2.脆性破坏:断口平直并呈有光泽的晶粒状

冷弯性能:指检验钢材在复杂应力状态下塑性变形能力和钢材质量的一种综合指标

在低温地区,当结构温度不高于-20℃时,对Q235.Q345钢,应具有0℃冲击韧性的合格保证:对于Q390和420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证

在寒冷地区,当…不低于-20℃….Q235,Q345,…-20℃…, Q390和420…-40℃…:当…-20℃~0℃Q235,Q345,…0℃…, Q390和420…-20℃…

影响钢材性能的主要因素1.化学成分(C.S.P.Mn.Si.O.N S和O有害热脆,PN冷脆,Mn有益,Si有害)2.冶金缺陷,3.钢材硬化。4.温度影响。5.应力集中6.残余应力7.重复

荷载作用(疲劳计算n≥5*10^9

桥梁钢结构n≥2*10^6

钢材的屈服条件用折算应力σeq与钢材在单向应力时的屈服点fy相比较来判断的

Q235BF,屈服强度为235N/mm2的B级沸腾钢

随着压缩比增大,钢材厚度轧制减小,其强度,塑性,及冲击韧性性能增强:反之随着压缩比减小,钢材厚度轧制增大,其强度,塑性,及冲击韧性性能减弱

结构计算的功能:安全性,适用性,耐久性。可靠概率+失效概率=1

钢结构设计方法:以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠性,采用分项系数的设计表达式进行设计

极限状态:承载能力极限状态(设计值),正常使用极限状态(标准值)

钢结构常用的连接方法有:焊缝连接,(优点1. 省工省时不使材料的截面积受到减损2. 任何形状的构件都可以直接连接,一般不需要辅助零件3.焊接连接的气密性和水密性都较好,结构刚性也较大,结构的整体性好,4.制作方便,可实现自动化作业,生产效率高。 缺点 1. 高温作用使钢材的金相组织和机械性能发生变化,材质变脆2. 焊接残余应力使结构发生脆性破坏的可能性增大,还会使构件尺寸和形状发生变化3. 焊接结构具有连续性,局部裂缝一经产生便很容易扩展到整体,尤其子啊低温下容易发生脆断。)螺栓连接(高强度和普通),铆接。

手工电弧焊:以焊条和焊件之间的电弧热,使焊条金属与母材熔化成池的一种焊接方法,焊接时,母材为一极,焊条为另外一极,电弧是子啊母材与焊条之间的空隙经过外加电压引燃。

焊缝的连接形式: 对接(对接正焊和对接斜焊)、搭接、T型连接和角部连部四种

焊缝的形式:按焊缝结合形式的不同,焊缝可分为对接焊缝、角焊缝(正面,侧面,斜面),·槽焊缝及塞焊缝

焊缝按施焊位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊

焊缝缺陷:焊缝尺寸不符合要求,要变,焊瘤,弧坑,表面气孔,表面裂纹(最危险)夹渣,未焊透

对接焊缝坡口形式:直边缝, 单边V型、V型、U型、K型、X型等

对接焊缝的抗压强度设计值fcw,,抗剪强度设计值fvw以及焊缝质量为一,二级时的抗压和抗弯强度设计设计值ftw,均取与焊件钢材相同的相应强度设计值

而对焊质量的三级的抗拉和抗弯强度设计值ftw,则取相应焊件钢材强度设计值f的0.85倍,并取5N/mm2的整数倍。

三级检验tana“≤1.5即a“≤56.3”时,斜焊缝的强度不低于木材强度,可不在进行验算。

角焊缝:沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝,角焊缝又分直角焊缝和斜角焊

缝。最小焊脚尺寸hfmin=√t’(t为较厚焊件厚度),最大焊脚尺寸hfmax=1.2t

焊接残余应力:1沿焊接长度方向的纵向焊接残余应力(○1焊接时在罕见上形成了一个温度分布很不均匀的温度场,切最高温度超过500℃,○2焊件个纤维的自由变形收到约束:施焊时在焊件上出现了冷塑和热塑区);2.垂直于焊缝长度方向的横向焊接残余应力;3.沿长度方向的焊接残余应力。

焊接残余应力对结构性能的影响: (1)对结构静力强度的影响:不影响结构的静力强度;

(2)对结构刚度的影响:残余应力使构件的变形增大,刚度降低;

(3)对压杆稳定的影响:焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小,从而必定降低其稳定承载能力;

(4)对低温冷脆的影响:在低温下使裂纹容易发生和发展,加速构件的脆性破坏;

(5)对疲劳强度的影响:焊接残余应力对疲劳强度有不利的影响,原因就在于焊缝及其近旁的高额残余拉应力。

普通螺栓连接有:受剪,受拉,拉剪

抗剪螺栓五种破坏形式:1、螺栓杆剪断; 2、板件挤压破坏; 3、板件拉断; 4、板端冲剪破坏; 5、螺栓杆弯曲变形破坏。

影响高强度螺栓摩擦连接承载力的因素:1.螺栓的预压力P,2.摩擦面间的抗滑系数μ:

3.钢材种类

轴心受力构件:承受通过构件截面形轴线的轴向力作用的构件,包括空间桁架,网架,塔架,支撑挥杆件体系。按截面形式分为实腹式和格构式(计算应同时满足承载能力极限状态和正常使用极限状态)

轴心受拉和受拉构件的刚度用长细比λ来衡量,λ减小,刚度增大)

受力构件截面分为:工字型截面(弯曲屈曲):双轴对称(扭转屈曲);T字型的单轴对称(弯扭屈曲)

影响轴心受压构件稳定承载力的因素:.截面残余应力 2.构件初始偏心 3初始弯曲 4长细比。5构件端部约束条件

轴心受压构件的截面选择原则:1.在满足板件宽度比限值的条件下,使截面面积的分布尽量展开并远离形心轴,以增加截面的惯性矩和回转半径,提高构件的强度,整体稳定性和刚度;2.尽可能使构件在两个主轴方向的稳定系数接近,一般情况下,取两个主轴方向的长细比λ接近相等。即取λx约等于λy,以充分发挥截面的承载能力。3.极可能是构造简单,制作省工且便于运输;4.构件应便于与其他构件连接

格构式轴心构建虚轴整体稳定计算,加大长细比(换算长细比λox),考虑剪切变形的影响

受弯构件主要承受横向荷载作用:1.实腹式受弯构件,2.格构式受弯构件(桁架梁|)

梁的设计值:承载能力极限状态,正常使用极限状态

梁的截面:整体稳定,抗弯强度

梁的强度验算包括:弯强度、抗剪强度、局部承压强度、折算应力

影响钢梁的整体稳定性承载力的因素:1.梁的侧向抗弯刚度 ,2.抗扭刚度 ,受压翼缘的自由长度和梁的侧弯曲系数(加大梁的截面尺寸和增加侧向支撑)

梁腹板加劲肋布置:横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋和支承加劲肋

梁的截面高度:最大容许高度hmax(结构设计要求);最小高度hmin(高度要求);经济高度(设计实践)

对于承受均布荷载的量,截面改变位置在距支座L/6处ijiao经济(翼缘宽度改变)

同时承受玩具和轴心拉力或轴心压力的构建成为抗弯构建或压弯构件

实腹式受压构件的局部稳定:受压翼缘的宽度比,腹板高厚比

受压构件的计算长度:L0=μl, μ成为计算长度系数

钢桁架:指由轴心受力构件(拉杆和压杆)相互连接组成的格构式构件用以承受横向荷载和跨越较大的空间

屋盖结构形式:1.平面杆系结构:2.空间杆系结构;3.悬索结构;4.膜结构(跨度重量比最大的一种结构)

屋盖有无檩条:有檩条屋盖,无檩条屋盖

屋盖支撑的类型:①上弦横向水平支撑(保证屋盖空间几何的稳定性即几何形状不变); ②下弦横向水平支撑, 保证屋盖结构的空间,刚度和空间整体性);3.水平支撑(为屋架弦杆提供必要的侧向支撑点);④垂直支撑(承受并传递水平荷载);⑤系杆(保证结构安装时的稳定并便于安装)

屋架的选用原则:①满足使用要求;②受力合理;3.便于制作和安装;④综合技术经济好

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