河海大学钢结构知识点

1承受动力荷载作用的钢结构,应选用 塑性,冲击韧性好 的钢材。

2冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的 屈服点 提高,塑性和韧性 降低。 3钢材五项机械性能指标是 屈服强度、抗拉强度、冷弯性、伸长率、冲击韧性。 4钢材中氧的含量过多,将使钢材出现 热脆 现象。

5钢材含硫量过多,高温下会发生 热脆 ,含磷量过多,低温下会发生 冷脆 。 6时效硬化(老化)会改变钢材的性能,将使钢材的 强度 提高, 塑性韧性 降低。

7影响钢材性能的因素:化学成分,成材过程,钢材硬化,温度,集中应力,反复荷载作用 8钢材在250oC度附近有 抗拉强度、硬度 提高 伸长率 降低现象,称之为蓝脆现象。 9钢材硬化的三种情况;冷作硬化,时效硬化,应变时效硬化 10钢材的主要性能:抗拉强度,屈服强度,伸长率

12钢材牌号Q235-BF,其中235表示 屈服强度 ,B表示 质量等级B级 ,F表示 沸腾钢 。 13钢材的三脆是指 热脆 、 冷脆 、 蓝脆 。

14焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度 相适应 。

15钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 S P O N 为有害的杂质元素。 16衡量钢材塑性性能的主要指标是 伸长率 。 17结构的可靠指标β越大,其失效概率越 小 。

18承重结构的钢材应具有 屈服强度、 抗拉强度 、 伸长率 和 冷弯性 、 硫磷极限含量 的合格保证,对焊接结构尚应具有 含碳量 的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁类似结构的钢材,应具有 常温冲击韧性 的保证。 19冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下 塑性变形能力 和 钢材质量 的综合指标 20结构有哪两种极限状态: 承载能力极限状态 ,正常使用极限状态

21工程结构必须具备哪些功能:安全性,使用性,耐久性,总称为结构的可靠性 22疲劳破坏的三个阶段:裂纹的形成,裂纹的缓慢扩展,迅速断裂

23钢材的选择: 结构的重要性,荷载的性质,连接方法,工作环境,钢材厚度 24焊缝连接形式: 对接 搭接 T形连接 角部连接

25钢结构的连接方法通常有焊缝连接,铆钉连接和螺栓连接三种。

26焊缝残余应力: 纵向焊接残余应力,横向,厚度方向 。产生原因:焊接加热和冷却过程中不均匀收缩变形

27梁的刚度用梁在标准荷载作用下的挠度来衡量

28抗剪螺栓破坏形式:螺栓杆剪断,孔壁压坏,板被拉断,板端剪断,螺杆弯曲 30采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。 31焊接残余应力不影响构件的 强度。

32角焊缝的最小计算长度不得小于1.5tmax和焊件厚度。

33承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是60hf。

34手工焊焊接Q235钢,一般采用 E43 型焊条。焊接结构在焊缝附近形成热影响区,该区材质 存在缺陷 。

35侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜 >60hf。 36高强度螺栓连接按施加预应力方式分:大六角头型,扭剪型。按传力方式分:摩擦型连接,承压型连接。

37钢结构常用的焊接方法有手工电弧焊,埋弧焊,气体保护焊和电阻焊。

38焊缝连接的形式按被连接钢材的相互位置可分为对接,搭接,T形连接和角部连接。这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。对接焊缝有正对接焊缝和斜对接焊缝。角焊缝有正面角焊缝,侧面角焊缝,斜焊缝。直角角焊缝,斜角角焊缝。

39焊缝的缺陷有:裂纹,气孔,烧穿,夹渣,未焊透,未融合,咬边,焊瘤。

40设引弧板与不设引弧板的差别:不设置引弧板时可令焊缝计算长度等于实际长度减2t。 41高强度螺栓的预应力是通过拧紧螺帽实现的。

42在螺栓连接中,最小端距是 2d0 在螺栓连接中,最小栓距是 3d0

43普通螺栓连接,当板叠厚度∑t〉5d时 (d-螺栓直径),连接可能产生 栓杆受弯 。 44钢材的抗剪强度与屈服点的关系式是 fv=0.58fy

b45单个普通螺栓承压承载力设计值Nc?d??t?fbc,式中

?t表示 受力方向承压构件总厚度的最小值

46普通螺栓连接靠 螺栓杆 传递剪力;摩擦型高强度螺栓连接靠 摩擦力 传递剪力。 47承压型高强度螺栓仅用于 承受非动力荷载 结构的连接中。 48承受动力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是 40hf 。 49轴心受压构件的承载能力极限状态有 强度 和 稳定性 。

50格构式轴心受压构件的等稳定性的条件 绕虚轴和绕实轴的长细比相同 。 51双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 弯曲 屈曲。

52单轴对称截面的轴心受压构件,当构件绕对称轴失稳时发生 弯扭 屈曲。 53轴心受压构件的缺陷有 残余应力 、 初始偏心 、 初始曲率 。

54轴心受压构件的屈曲形式有 弯曲屈曲 、 扭转屈曲 、 弯扭屈曲 。

55对于缀板式格构柱,单肢不失稳的条件是 单支稳定承载力不小于整体稳定承载力 ,且不大于 容许长细比 。

56缀条式格构柱的缀条设计时按 轴心受力 构件计算。

57对于缀条式格构柱,单肢不失稳的条件是 单支稳定承载力不小于整体稳定承载力 。 58为做到轴心受压构件对两主轴的等稳定,应使 两主轴方向长细比相同 。 59轴压柱的柱脚中锚栓直径应 根据构造 确定。

60在轴心压力一定的前提下,轴压柱脚底板的面积是由 基础砼的局压强度 决定的。 61工字形轴压构件翼缘局部稳定保证条件是根据 三边简支一边自由的均匀受压板 导出 62承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件,其强度计算公式中,塑性发展系数γx取_1.05 。

63工字形受弯构件翼缘板的局部稳定保证条件是根据_单向均匀受压板的临界力_导出的。 64组合梁腹板与翼缘间的连接焊缝受_剪_;当该焊缝为角焊缝时,最大计算长度 60hf 。 65轴心受力构件的截面形式有:热轧型刚截面 ,冷弯薄壁型刚截面 ,组合截面 66为保证组合梁腹板的局部稳定性,当满足80?h0/tw?170 时,应 设置横向加劲肋 。 67焊接工字形梁腹板高厚比

h0tw?170235时,为保证腹板不发生局部失稳,应设置 fy横向加劲肋 和 纵向加劲肋。

68梁的最小高度是由 强度 控制的。

69组合梁的局稳公式是按 限制受压翼缘板的宽厚比和腹板的高厚比 原则确定。

70支承加劲肋应验算的内容是 在腹板平面外的稳定性 、 承压强度计算 、 与腹板的连接焊缝计算 。

71钢梁在集中荷载作用下,若局部承压强度不满足应采取的措施是 设置支撑加劲肋 。 72按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制 挠度 ,拉、压构件要限制 长细比 。 荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力 高 。 73伸长率:试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比

74应力集中系数:高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比,系数越大越易变脆

75冷作硬化:冷加工使钢材产生很大的塑性变形,从而提高了钢的屈服点,降低了钢的塑 性和韧性的现象 76时效硬化(老化):在高温时融化于铁中的碳和氮,逐渐析出形成自由碳化物和氮化物, 使钢材的强度提高,塑性韧性降低的现象

77应力幅准则:应力幅表示应力变化的幅度,对于焊接结构,只要应力幅相同,对构件疲 劳的实际效果就相同,与应力循环特征或平均应力无关。

78形状系数:梁的塑性弯矩与弹性弯矩的比值,只与截面的几何形状有关,与材料无关 ------------------------------------------------ 1简述哪些因素对钢材性能有影响?

化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。 2钢结构用钢材机械性能指标有哪些?承重结构的钢材至少应保证哪些指标满足要求?

钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性; 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点 3钢材两种破坏现象和后果是什么?

钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前,结构有明显的变形,并有较长的变形持续时间,可便于发现和补救。钢材的脆性破坏,由于变形小并突然破坏,危险性大。 4为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高(或钢材的强度按其厚度或直径分组)?

钢材的轧制能使金属的晶粒弯细,并消除显微组织的缺陷,也可使浇注时形成的气孔,裂纹和疏松,在高温和压力作用下焊合。因而经过热轧后,钢材组织密实,改善了钢材的力学性能。薄板因辊轧次数多,其强度比厚板略高。 5钢结构的特点

1.轻质高强2.钢材的塑性和韧性好3.材质均匀、各向同性,接近理想的弹塑性体, 与力学假定符合较好;4.制作、安装简便,工期短,符合工业化要求; 5、密闭性好, 不渗漏;6、钢材耐热性好,耐火性差;7、钢材耐腐蚀性差,低温冷脆。 6钢结构对材料的要求

1.较高的抗拉强度fu和屈服点fy;2.较好的塑性、韧性;3.良好的工艺性能(冷、热加工,可焊性);4.对环境的良好适应性(低温、高温和腐蚀)。 7钢材的疲劳

在循环荷载(连续反复荷载)作用下,经过有限次循环,钢材发生破坏的现象,称之为疲劳。疲劳破坏是积累损伤的结果。(缺陷→微观裂纹→宏观裂纹)

疲劳属于脆性破坏,截面平均应力小于屈服点(材料的内部缺陷 构造缺陷—应力集中 残余应力)

8选择钢材的原则

1.结构或构件的重要性2.荷载情况(静力荷载,动力荷载); 静力荷载作用下可选择经济性较好的Q235q钢材。动力荷载作用下应选择综合性能较好钢材。3.连接方法(焊接连接、螺栓连接);焊接结构对材质的要求严格,应严格控制C、S、P的极限含量;非焊接结构对C的要求可降低些。4.结构所处的工作条件(环境温度,腐蚀等);低温下工作的结构应选择低温脆断性能好的镇定钢;5钢材的厚度。 厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。

9 钢结构的缺点:(1)失稳和变形过大造成破坏。(2)钢结构耐腐蚀性差。(3)钢材耐热但不耐火。(4)钢结构可能发生脆性断裂。

10 钢结构对材料的要求:1、强度要求2、变形能力3、加工性能

11 钢材的种类:1、用途分:结构钢,工具钢,特殊用途钢2、化学成分分:碳素钢,合金钢 3、冶炼方法分:平炉钢,转炉钢,电炉钢4、脱氧方法分:沸腾钢,半镇静钢,镇静钢,特殊镇静钢5、成型方法分:轧制钢,锻钢,铸钢6、硫磷含量和质量控制分:高级优质钢,优质钢,普通钢。建筑用钢有:碳素结构钢和合金高强度结构钢。

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