1、第二章 小結(jié)（1/6）,1.對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求：,較高的強度、足夠的變形性能、良好的加工性能、對環(huán)境的良好適應(yīng)性。,2.鋼材的機械性能,屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎性能、沖擊韌性,屈服強度：結(jié)構(gòu)計算中材料強度標(biāo)準(zhǔn)，或材料抗力標(biāo)準(zhǔn)。,鋼材屈服點fy 的高低和鋼材晶粒的粗細有關(guān)，軋制次數(shù)多，鋼材就薄，晶粒細，材質(zhì)好，屈服點就高。,受壓、受剪、受彎時的關(guān)系基本同受拉 受壓、受彎的強度指標(biāo)取受拉時的數(shù)值 受剪的強度指標(biāo)fyv(或y)=0.58 fy,為什么以屈服強度作為材料強度標(biāo)準(zhǔn)？,第二章 小結(jié)（2/6）,冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。,沖擊韌性是衡量鋼材強度、塑性及材質(zhì)的

2、一項綜合指標(biāo)。鋼材的韌性與軋制方法、環(huán)境溫度有關(guān)。,3.鋼材的可焊性,鋼材的焊接性能受含碳量和合金元素含量的影響。,4.各種因素對鋼材的影響,化學(xué)成份的影響,成材過程的影響,鋼材硬化的影響,溫度的影響,應(yīng)變硬化、時效硬化、應(yīng)變時效硬化,正溫范圍：200以內(nèi)，鋼材材質(zhì)變化很小 250左右，出現(xiàn)蘭脆現(xiàn)象 600時，喪失承載力,負溫范圍：溫度，強度，塑性，韌性，出現(xiàn)低溫冷脆。,第二章 小結(jié)（3/6）,應(yīng)力集中的影響,應(yīng)力集中處常產(chǎn)生雙向或三向的同號拉應(yīng)力，使材料沿力作用方向塑性變形的發(fā)展受到很大約束，易使鋼材開裂時也沒有明顯的塑性變形。,主應(yīng)力同號時，不易屈服，塑性下降，越接近越明顯，易發(fā)生脆性破壞

3、。 主應(yīng)力異號時，易屈服，破壞呈塑性，差別越大越明顯。,疲勞斷裂的過程：裂紋的形成裂紋緩慢擴展迅速斷裂,5.鋼材的延性破壞和非延性破壞,6.疲勞斷裂,7.快速加荷效應(yīng),快速加荷使鋼材的屈服點和抗拉強度提高，其不利效應(yīng)在于影響能量吸收的能力。,第二章 小結(jié)（4/6）,8.建筑鋼材的類別,碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q235,第二章 小結(jié)（5/6）,低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼： Q345、Q390、Q420,第二章 小結(jié)（6/6）,9.型鋼規(guī)格,注意各種型鋼的表示方法,熱軋鋼板,冷彎薄壁型鋼,第三章 小結(jié)（1/8）,以軸心受力構(gòu)件截面上的平均應(yīng)力不超過鋼材的屈服強度為計算準(zhǔn)則。,1.軸心受力構(gòu)件的強度及截面選擇,第三章

4、小結(jié)（2/8）,2.梁的類型和強度, 正應(yīng)力計算采用彈塑性設(shè)計：允許截面有一定的塑性發(fā)展，塑性發(fā)展區(qū)深度為a=(1/81/4)h，引入截面塑性發(fā)展系數(shù)x、y,a）繞x軸單向彎曲時,b）繞x、y軸雙向彎曲時,注意不同情況下x、y 的取值,對承受直接動力荷載，x=1、y =1,，x=1、y =1,需要計算疲勞的梁，x=1、y =1,第三章 小結(jié)（3/8）,梁的剪應(yīng)力,梁的扭轉(zhuǎn),自由扭轉(zhuǎn),約束扭轉(zhuǎn),截面可自由翹曲變形；截面上只有剪應(yīng)力，縱向正應(yīng)力為零。,截面翹曲受到約束，截面上有彎曲扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力、彎曲扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。,閉口截面的抗扭能力要比開口截面的抗扭能力大的多。,局部壓應(yīng)力：,驗算條件

5、：固定集中荷載，且沒有設(shè)支承加勁肋；移動荷載。,第三章 小結(jié)（4/8）,第三章 小結(jié)（5/8）,折算應(yīng)力：,當(dāng)與c異號時，1=1.2；當(dāng)與c同號或c=0時，1=1.1.,注意位置：同一截面的同一點同時存在的較大的、c和,梁截面的選擇：,第三章 小結(jié)（6/8）,梁截面驗算,強度驗算,剛度驗算,局部穩(wěn)定驗算,屈曲后強度驗算,整體穩(wěn)定驗算,有整體失穩(wěn)可能的梁,組合梁,彎曲正應(yīng)力,剪應(yīng)力,局部壓應(yīng)力,折算應(yīng)力,第三章 小結(jié)（7/8）,梁截面沿長度的變化：,單層翼緣,改變翼緣寬度,改變梁高,多層翼緣,切斷最外層翼緣,一般只改變一次截面。若改變截面效益不大，則不改變。由整體穩(wěn)定控制的梁，不宜沿長度改變截面

6、。,第三章 小結(jié)（8/8）,3.拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強度計算,強度計算公式：,雙向壓彎、拉彎構(gòu)件：,單向壓彎、拉彎構(gòu)件：,第四章 總 結(jié)（1/10）,4.1 穩(wěn)定問題的一般特點,一、失穩(wěn)的類別,失穩(wěn)：分支點失穩(wěn)（第一類失穩(wěn)）、極值點失穩(wěn)（第二類失穩(wěn)）,1. 失穩(wěn)的類別,2. 結(jié)構(gòu)的屈曲后性能,屈曲后性能：穩(wěn)定分叉屈曲、不穩(wěn)定分叉屈曲、跨越屈曲,二、一階分析和二階分析,三、穩(wěn)定極限承載能力,切線模量理論、折算模量理論,第四章 總 結(jié)（2/10）,4.2 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性,1.縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響,焊接殘余應(yīng)力本身自相平衡，因而對構(gòu)件的強度承載力并無影響。 焊接殘余

7、應(yīng)力削弱了構(gòu)件的抗彎剛度，因而對穩(wěn)定承載力有影響。 殘余應(yīng)力對構(gòu)件穩(wěn)定的不利影響對弱軸要比強軸嚴重。,2.構(gòu)件初彎曲對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響,3.構(gòu)件初偏心對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響,4.桿端約束對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響,第四章 總 結(jié)（3/10）,5. 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計算,彎曲屈曲（一般的雙軸對稱截面） x、 y 扭轉(zhuǎn)屈曲（十字形截面） minx、 y z=5.07b/t 彎扭屈曲（單軸對稱截面繞對稱軸失穩(wěn)） xz，發(fā)生彎扭失穩(wěn)的原因？,4.3 實腹式柱和格構(gòu)式柱的截面選擇計算,假定長細比選擇截面截面驗算,實軸的整體穩(wěn)定：,虛軸的整體穩(wěn)定：為何要用換算長細比？,綴條構(gòu)件

8、：,綴板構(gòu)件：,當(dāng) max50時，取 max=50,格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞,單肢穩(wěn)定,第四章 總 結(jié)（4/10）,4.4 受彎構(gòu)件的彎扭失穩(wěn),發(fā)生彎扭失穩(wěn)的原因（受壓上翼緣繞強軸失穩(wěn)）,整體穩(wěn)定系數(shù),對于均勻彎曲的構(gòu)件，當(dāng) 時，整體穩(wěn)定系數(shù)可按近似公式計算，當(dāng)算得的b0.6時，不需要以b代替進行修正。,第四章 總 結(jié)（5/10）,不需驗算整體穩(wěn)定的情況： 受壓翼緣上密鋪鋪板，且牢固相連； H型鋼或工字形截面簡支梁的受壓翼緣的自由長度和寬度的比 值滿足一定的條件； 箱形截面簡支梁尺寸滿足一定的要求。,整體驗算,在最大剛度主平面內(nèi)彎曲的構(gòu)件：,在兩個主平面內(nèi)受彎曲作用的工字形截面構(gòu)件：, 影響梁整體

9、穩(wěn)定的因素,截面剛度的影響、側(cè)向支撐距離的影響、荷載類型的影響 荷載作用位置的影響、受壓翼緣的影響、支座約束程度的影響,第四章 總 結(jié)（6/10）, 增強梁整體穩(wěn)定的措施,1）增大梁截面尺寸，增大受壓翼緣的寬度最為有效； 2）在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐； 3）當(dāng)梁跨內(nèi)無法增設(shè)側(cè)向支撐時，宜采取閉合箱形截面； 4）增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力； 5）采取措施使梁端不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。,第四章 總 結(jié)（7/10）,4.5 壓彎構(gòu)件的面內(nèi)和面外穩(wěn)定性及截面選擇計算,彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性,冷彎薄壁型鋼或格構(gòu)式柱繞虛軸彎曲：,實腹式截面：,對于單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件，還應(yīng)補充驗算：,實腹式構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的

10、穩(wěn)定性：,第四章 總 結(jié)（8/10）,格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性,彎矩作用在虛軸平面內(nèi)，繞實軸彎曲：,彎矩作用在實軸平面內(nèi)，繞虛軸彎曲：,格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定性,彎矩繞實軸作用：,彎矩繞虛軸作用：分肢穩(wěn)定來保證,彎矩繞虛軸作用時格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的分肢穩(wěn)定，分肢按軸心軸壓構(gòu)件驗算,第四章 總 結(jié)（9/10）,4.6 板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用,軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定限制板件的寬厚比,受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定,翼緣限制翼緣外伸部分的寬厚比,腹板設(shè)置加勁肋，驗算每個區(qū)格板件的穩(wěn)定,加勁肋的布置和構(gòu)造要求,第四章 總 結(jié)（10/10）,壓彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定限制板件的寬厚比,第七章 鋼結(jié)

11、構(gòu)的連接（1/7）,1. 連接的方式及特點 焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接,2.焊條的選擇,焊條應(yīng)與焊件鋼材（主體金屬）相適應(yīng)。,Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500-E5518),Q345鋼選擇E50型焊條 (E5001-E5048),Q235鋼選擇E43型焊條（E4300-E4328),不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強度鋼材相適應(yīng)的焊條。,3.焊縫缺陷,第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（2/7）,4.焊縫質(zhì)量等級,三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查，檢查焊縫尺寸是否符合設(shè)計要求和有無看得見的裂紋、咬邊等缺陷。,二級焊縫：外觀檢查+無損檢驗（超聲波探傷）合格，用于受較大拉應(yīng)力的重要連接。 一級

12、焊縫：外觀檢查+無損檢驗（超聲波探傷、X射線探傷）合格，用于抗動力、需要驗算疲勞的重要連接。,一、二級對接焊縫金屬強度與被焊金屬強度相等。,5.焊縫形式 對接焊縫和角焊縫,6.焊縫代號,第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（3/7）,7.對接焊縫的構(gòu)造要求,坡口形式,變截面鋼板拼接,8.對接焊縫的計算, 軸心受力的對接焊縫,規(guī)范規(guī)定，當(dāng)斜焊縫傾角56.3，即tan1.5時，可認為對接斜焊縫與母材等強，不用計算。, 受彎受剪的對接焊縫計算,第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（4/7）,對于工字形、箱形、T形等構(gòu)件除應(yīng)分別驗算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外，還應(yīng)驗算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力：, 軸力、彎矩、剪力共同作用時對接焊縫計算,危險點折算應(yīng)力：,第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接（5/7）,9.角焊縫的尺寸限制,焊腳尺寸,t較厚焊件的厚度。,hfmax 1.2t t較薄焊件的板厚。,對板件（厚度t ）邊緣的角焊縫（貼邊焊）： 當(dāng)t6mm時，hfmaxt ； 當(dāng)t6mm時，hfmaxt - (12)mm 。,自動焊（熔深較大）：,焊件厚度t4mm時：取hfmin= t,T形連接單面角焊縫：,第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接