(知识点)钢结构基本原理——绪论

   日期:2024-03-30     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:216    评论:0    
核心提示:屈服点和流幅是钢材的很重要的两个力学性能指标,前者是表示钢材强度指标,后者表示钢材塑性变形指标。冷弯性能:钢材在冷加工产生塑性变形时,对发生裂缝的抵抗能力,是衡量钢材力学性能的综合性指标。最常用,不同钢种焊接,宜用与低强度钢材相适应的焊条

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9、钢材的剪切屈服点是拉伸屈服点的0.58倍。 10、韧性:钢材在塑性变形和断裂时吸收能量的能力,是钢材抗冲击能力的指标。 11、冷弯性能:钢材在冷加工时发生塑性变形时抵抗裂纹的能力,是衡量钢材力学性能的综合指标。

12.

13、焊接性良好是指焊缝安全、可靠,不产生焊接裂纹。 焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影响区的延伸率(塑性)和力学性能不低于母材。

14、碳当量是普通低合金钢中各元素焊接后对母材发生碳化反应的综合性能的量度。

15、塑性破坏:又称延性破坏。

16、脆性破坏:破坏前无明显变形,平均应力小。

17、如果剪切应力首先超过晶粒的剪切能力,就会发生塑性破坏; 如果拉应力首先超过晶粒的抗拉能力,就会发生脆性破坏。

18、影响钢材脆性断裂的直接因素是裂纹尺寸、材料的受力和韧性。

19、提高钢材抗脆性断裂的主要措施:

(1)加强焊接过程管理;

(2)焊缝不宜过于集中,焊接时不宜过于约束,以免产生过大的残余应力;

(3)进行合理的详细结构设计,避免应力集中

(4)选择合理的钢材;

20、疲劳破坏:钢材在连续、重复的荷载作用下,即使应力仍低于极限强度,甚至低于屈服点,也会发生破坏。 它是在重复载荷作用下发生的脆性破坏。

21、疲劳极限:即使应力循环重复无限次钢材的冷弯性能指标,试件仍不会损坏。

22、损伤:塑性损伤、疲劳损伤、材质变化、蠕变损伤等。

23、化学成分影响钢性能:

(1)碳:屈服点和抗拉强度增加; 但塑性和韧性特别是低温冲击韧性下降,焊接性、耐蚀性、疲劳强度和冷弯性能显着下降。

(2)硅:用于制造较高品质的镇静钢。 适量的硅可大幅度提高强度,但对塑性、冲击韧性、冷弯性能和焊接性无明显影响; 过多的硅会降低性能。

(3)锰:适量增加强度,消除热脆性,改善冷脆性; 过量会使钢变脆变硬,降低防锈性和可焊性。

(4)钒:提高强度和防锈能力,不显着降低塑性,有时有硬化作用。

(5)硫:大大降低塑性、冲击韧性、疲劳强度和防锈能力,并在高温下变脆产生裂纹——热脆性。

(6)磷:提高强度和防锈能力,但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能、冷脆性。

(7)氧和氮:氧热而脆,氮冷而脆。

24、沸腾钢:用锰作脱氧剂。 塑性、韧性和焊接性较差,易老化、脆化。

25、镇静钢:用硅作脱氧剂,产量低,成本高,屈服点高,冲击韧性好,冷弯性能好,可焊性好,耐锈蚀,时效敏感性低。

26、钢材热轧后,由于冷却不均匀,会产生残余应力。 一般冷却慢的地方会产生拉应力,冷却早的地方会产生压应力。 残余应力自平衡。

27、硬化:在反复载荷作用下,钢材的弹性极限增加。

28、蓝脆现象:在250℃左右,钢的抗拉强度增加,而冲击韧性下降。

29、低温冷脆性:当温度下降到一定值时,钢材的冲击韧性突然急剧下降,试件断口发生脆性破坏。

30、一般情况下,由于结构钢的塑性良好,当内力增大时,应力分布不均匀的现象会逐渐变得平滑。

31、选用钢材的原则:

(1)结构的类型和重要性;

(2) 负载性质;

(3)连接方式;

(4)结构的工作温度;

(5)结构的受力特性;

(6)结构形式及钢材厚度;

第三章 钢结构可能的损坏形式

1、钢结构可能的损坏形式:

(1)结构整体失稳;

(2)结构和构件的局部失稳;

(3)结构的塑性破坏;

(4)结构的脆性断裂;

(5)结构疲劳损伤;

(六)结构累积损坏;

第4章 受拉杆件及拉索

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第 5 章 轴向受压部件

1、一般情况下,轴压构件的失稳形式:

a) 双轴对称:I型、H型,仅发生弯曲失稳;

b) 单轴对称:不对称的I型、T型、槽型、绕非对称轴的弯曲不稳定; 绕对称轴的弯曲和扭转不稳定;

c) 无对称轴:L形,四肢不等边,弯曲和扭转不稳定;

d) 中心对称:十字形、Z形、扭转失稳。

2、轴压构件强度:

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3、整体稳定性:

a) 欧拉临界力(理想弹性轴向压力杆):

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b) 极限承载力:

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c) 点阵结构构件的换算长细比

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按公式计算

4、局部稳定性:

a) 稳定性系数k根据支撑条件取相应值

b) 板材屈曲后仍具有较大的承载能力,其屈曲后的强度来自于板材表面的横向薄膜张力。

c) 实心腹板构件的局部不稳定性由板的宽厚比控制。

d) 为保证格构柱单肢稳定性不低于整体稳定性,其长细比

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a) 轧制断面无需校核局部稳定性,自动满足;

第6章 弯曲构件

1、弯曲构件的主要损伤形式:

a) 截面强度破坏:边缘屈服后,根据弹性芯体尺寸确定承载力; 生产地点发生剪切损坏;

b) 整体失稳:弯矩作用平面内和弯矩作用平面外;

c) 局部失稳:分为弹性失稳和弹塑性失稳; 弹性局部失稳表明受弯构件发生局部损伤,承载性能开始恶化,但并不一定作为构件整体损伤的判据。

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6、剪切中心:截面受扭时的弯曲中心、扭转中心、旋转中心; 设计时,横向力的作用线应靠近剪力中心。

7、自由扭转:截面应力是扭转引起的剪应力; 单位长度的扭转角处处相等。

a) 一对扭矩作用在横截面上具有相同的响应;

b) 构件端部的纵向纤维不受约束。

8、约束扭转:上下法兰上存在大小相等、方向相反的双力矩。

9. 翘曲:当扭转受到约束时,构件截面不再保持平坦。

10、整体失稳,影响临界弯矩的主要因素:

因素

临界弯矩

横向弯曲刚度、扭转刚度、翘曲刚度

会员跨度

截面不对称度

负载作用方式系数

横向负载作用位置

支撑对位移的约束程度

11、不需要进行整体稳定性计算的情况:

a) 具有足够刚度的楼承板覆盖受弯构件的受压翼缘并与之牢固连接,可有效防止受压医院的侧向变形;

b) 受弯构件的自由长度小于某一临界值。

12、局部稳定设计准则:

a) 板材局部失稳临界应力不小于材料的屈服强度;

b) 板件局部失稳临界应力不小于构件整体稳定性临界应力;

c) 板材局部失稳临界应力不小于实际工作应力。 (最经济)

13、桁架机构:带有横向加劲肋的简支梁局部受剪失稳后,主压应力不变,主拉应力增大。 梁的上下翼缘相当于上下弦杆,横向加劲肋相当于受压竖杆钢材的冷弯性能指标,不稳定截面的斜拉带则起到受拉斜杆的作用。

14、重复加载和塑性设计时,不考虑屈曲后强度。

第7章 弯曲元件

1. 销毁形式

力量破坏

整体不稳定

局部不稳定

与受弯构件类似

面内不稳定、面外不稳定

与轴向受载构件类似

2. 实力

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3、整体稳定性

a) 面内整体稳定性

我。 由宽厚比较大的板材组成的截面(冷弯薄壁构件)全截面不易产生塑性,一般采用边缘屈服准则作为设计准则。

二. 确定面内稳定性的两种方法:试验数据统计和力学模型数值分析

三. 面内稳定承载力计算方法:

姓名

公式

特征

单一表达

影响价值的因素很多,导致使用不方便。

相关公式

部分发育可塑性

b) 面外整体稳定性

我。 总体面外不稳定性发生在扭转状态下。

二. 计算公式:

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c) 晶格结构组件

单肢稳定性

对于条材,单肢在每根杆件轴向力作用下的稳定性可根据轴向受力构件计算。 对于桥面板,面内稳定性需要考虑剪力引起的局部弯矩。

稳定条

类似于轴向压缩

4. 局部稳定性

a) 设计标准:

我。 不允许出现局部不稳定

二. 考虑利用屈曲后强度

第八章 钢结构连接

1、焊接方法

电弧焊

最常用的是,焊接不同钢种时,应使用适合低强度钢的焊条。

电渣焊

电弧焊的一种,常用于高层建筑等钢结构中箱形柱的内部隔板和立柱的焊接

电阻焊

适用于厚度不超过12mm的层压板堆叠

气焊

钢板薄、结构小

2、焊接形式

a) 对接焊缝:直缝、斜缝;

b) 角焊缝:侧缝、端缝。

3、焊接结构的优缺点

一)优点

我。 无需打孔、钻孔,省工省时,截面不会减弱;

二. 不受形状限制,无需辅助零件,结构简单,传力路线短,适应性广;

三. 气密性和水密性好,结构刚性高,整体性好;

b) 缺点:

我。 热影响区使钢材变脆;

二. 残余应力容易发生脆性破坏,降低压杆稳定性的临界载荷并影响尺寸和形状;

三. 局部裂纹很容易蔓延至整体;

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1、剪力螺栓的损坏形式:

a) 螺杆剪切损坏;

b) 钢板孔壁挤压损坏;

c) 净截面断裂;

d) 边缘冲切损坏;

e) 弯曲失效;

2、普通螺栓的计算:

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