★梁整体稳定的计算:计算公式;稳定系数公式中各符号的意义和取值方法;弹塑性阶段的稳定系数;不必验算整体稳定的条件:⒈单向Mx/υbWx≤f,双向Mx/υbWxMy/γyWy ≤f(Mx--在荷载作用下产生的最大弯矩设计值Wx--毛截面的截面模量⒉稳定系数υb=...βb--等效临界弯矩系数=υb’/υb,ηb--截面不对称影响系数,与α=I1/(I1I2)有关。I1,I2受压,受拉翼缘对y轴惯性矩,对加强受压翼缘ηb=0.8(2αb-1),加强受拉翼缘ηb=2αb-1,双轴对称为0.λy--梁在侧向支撑点绕y轴的长细比A--梁的毛截面面积t1--受压翼缘的厚度⒊弹塑性阶段υb>0.6,υb’=1.07-0.282/υb≤1,>1取1⒋不验算条件①有刚性板密铺在受压翼缘上并与其牢固相连,能阻止梁的受压翼缘侧向位移时②当l1/b1(箱型截面l1/b0)不超过规范规定的最大值时。
★实腹式轴心受压构件局部稳定的验算;保证局部稳定的宽(高)厚比限值的确定准则;工字形截面翼缘和腹板局部稳定的计算;腹板高厚比不满足限值要求时采取的措施⒈局部稳定验算:σcr=(χkπ2E√η)/(12(1-ν2)×(t/b)2⒉准则:①板件的屈曲(丧失局部稳定)不先于构件屈服②板件屈曲不先于构件的屈曲⒊工字型截面:①翼缘:b’/t≤(100.1λmax)√235/fy②腹板:ho/tw≤(250.5λmax)√235/fy,λmax由λx,λy(λyz)中大值<30取30,>100取100定⒋措施:①加厚tw②减小ho,即设计纵向加劲肋来满足③按有效截面满足强度和整体稳定--腹板屈曲
★实腹式轴心受压柱的设计方法:设计原则;试选截面;验算截面:⒈原则①等稳定性②宽肢薄壁③连接方便④制造省工⒉试选截面:①先确定截面尺寸、轴力大小N、lox、loy②假定长细比λ,一般取50到100之间,计算所需要的截面积Areq,当压力大而计算长度小时取较小值,反之取较大值,Areq=N/υf③确定两个主轴所需要的回转半径;按照h=ixeq/α1,b=iyreq/α2确定截面的高度和宽度;④确定截面各板件尺寸,对于焊接组合截面,根据Areq、h、b并考虑局部稳定和构造要求初选截面尺寸;⒊验算截面:对强度、刚度、整体稳定进行验算,须同时考虑两主轴方向,但一般可取其中长细比较大值进行计算,局部稳定验算,若以上几方面不满足要求,则须重新调整截面再验算;
★普通螺栓、高强度螺栓摩擦型抗剪连接的受力工作性能、极限状态和承载力设计值:1.
⒈工作性能:(1)摩擦传力的弹性阶段,0—1(2)滑移阶段(直到栓杆与螺栓孔壁接触),1—2。(3)栓杆传力阶段,2—3。(4)弹塑性阶段(直到栓杆被剪断或孔壁被挤压坏),3—4。⒉极限状态:普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的极限状态相似,均以螺栓或钢板破坏为承载力的极限状态,而高强度螺栓摩擦型是以剪力达到摩擦力极限承载力为极限状态⒊设计值:普:Nvb=πd2/4 xnvxfvb,高强摩:Nvb=0.9nfμP
★5.格构式缀条柱验算:①绕实轴稳定验算:λy=loy/iy≤【λ】=150,得υ,N/υA≤f②验
★单向弯曲型钢梁的设计方法:截面选择;截面验算。开云 开云体育平台⒈截面选择:先算出最大弯矩Mx,后Wnx≥Mx/γxf查型钢表选型钢号⒉截面验算⑴强度①抗弯②抗剪③局部承压(如在Vmax 截面无太大削弱可不算)④折算应力,一般不算⑵刚度⑶整体稳定
★焊接工字形截面组合梁的设计方法:截面选择的内容;确定截面各主要尺寸需考虑的因素;截面验算。⒈截面选择:算出Mx,和Wnx①定梁高h:考虑因素:建筑高度,刚度条件,经济条件②定腹板h0,tw:h0=h-2t,取50mm的倍数,整数;tw考虑因素:①抗剪强度tw ≥1.2Vmax/hofv②局部稳定要求:tw~√ho /3.5mm③钢材规格:通常8~22mm③定翼缘b、t:①翼缘惯性矩:If=2bt(ho/2)2,If=(Ix-Iw)=(WnxXh/2-1/12lwho3),故A1=bt=2(Ix-Iw)/ho2,先定b=(1/5~1/3)h,后定t:t≥A1/b;局部稳定要求:b’/t≤13√235/fy或≤15√235/fy,规格要求:t≥8mm 取2mm的整数⒉截面验算:抗弯,刚度一定算,局部承压,折算应力,整体稳定(对于简式梁格不要,次梁做侧向支撑点l1/b1超过限制要算)看条件
但在重要的连接上不得用柱间支撑与柱的连接应优先采用高强度螺栓沿杆轴方向受拉的连接中的端部应适当加其刚度以减少撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响当型钢构件拼接采用高强度螺栓连接时其拼接件宜采用钢板以使被连接部分能紧密结合保证预拉力的建立在高强度螺栓连接范围内构件接触面的处理方法应在施工图中说明
★钢结构的主要特点和合理应用范围:⒈特点:①钢材强度高,结构重量轻②材料均匀,且塑性韧性好③良好的加工性能和焊接性能④密封性好⑤钢材的可重复使用性⑥钢材耐热但不耐火⑦耐腐蚀性差⑧钢结构的低温冷脆倾向。⒉①大跨结构②工业厂房③受动力荷载影响的结构④多层和高层建筑⑤高耸结构⑥可拆卸的结构⑦容器和其他构筑物⑧轻型钢结构⑨钢和砼的组合结构
★角焊缝的应力状态、分布、强度、塑性:侧面围焊,正面角焊:①侧面角焊缝主要承受剪应力。塑性较好,弹性模量低,强度也较低,应力沿焊缝长度方向的分布不均匀,呈两端大而中间小的状态。焊缝越长,应力分布越不均匀,但在进入塑性工作阶段时产生应力重分布,可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和②正面角焊缝应力沿焊缝长度方向分布比较均匀,两端比中间略低,但应力状态较复杂,截面的各面均存在正应力和剪应力,焊根处有很大的应力集中。刚度大,塑性较差,强度高。
★钢结构的连接方法;连接形式,焊缝形式,焊条选择:⒈连接方法:焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接、轻型钢结构用的紧固件连接⒉连接形式:①焊缝连接形式:被连接钢材的相互位置可分为:对接、搭接、T形连接、角部连接四种⒊焊缝形式:①对接焊缝:按受力方向可分为正对接焊缝和斜对接焊缝②角焊缝可分为正面角焊缝,侧面角焊缝,侧面角焊缝和斜焊缝③沿长度方向的布置分为连续角焊缝和间接角焊缝2种④按施焊位置分为平焊、立焊、横焊、仰焊⒋焊条选择:手工电弧焊;E43(Q235),E50(Q345),E55(Q370,Q420).不同钢种宜采用与低强度钢相适应的的焊条
⒉保证项:通常3项保证(fu,fy,δ)但对焊接结构或重要非焊接结构,加冷弯性能;需要计算疲劳的结构加常温Akv,负温下加低温Akv。⒊选用方法:直接承受动力荷载的结构和构件,重要的构件或结构,采用焊接连接的结构以及处于低温下工作的结构,应采用质量较高的钢材。对承受静力荷载的受拉和受弯的重要焊接结构和构件,宜选用较薄的型钢和板材构成,当选用的型材或板材的厚度较大,宜采用质量较高的钢材。⒋规格:①钢板:宽X 厚X长mm②热轧型钢:角钢等边肢宽X肢厚,不等边,长肢宽X短肢厚X肚厚③工字钢截面高度,厚度等级④槽钢:同工⑤H型钢:hxbxtwxt⑥钢管:D外径X壁厚⑦冷弯型钢
受到约束)或150√235/fy(受压翼缘扭转未受到约束),还需配纵向加劲肋【受弯曲应力屈曲】,如σc很大,必要时配短肋【受局部压应力屈曲】③在固定(较大)集中力(含支座)处设置支承加劲肋⒉种类:横向加劲肋或纵向加劲肋、短加劲肋以及支承加劲肋(作为腹板的不动支承边,提高腹板的局部稳定性⒊腹板考虑屈曲后强度:把无缺陷板侧边纤维达到屈服时的荷载作为极限承载力⒋宽厚比限制:外伸宽度b1/t≤15√235/fy或13√235/fy⒌设计计算①端面承压:σce=F/Ace≤fce 突缘定bt,tt;支承定bs,ts。Ace:突缘bttt,支承2(bs-c1)ts②加劲肋腹板平面处稳定F/υA≤f③加劲肋与腹板的连接角焊缝:突缘F/0.7hf∑lw≤ffw,支承加劲肋V=F/2,M=F/2×e,e=(bs-c1)/2c1 √(σmf/βf)2τfv2≤ffw,lw=60hf
★轴心受压的失稳(屈曲)形式及其与构件截面形式的关系;影响轴心受压构件稳定承载力的因素:⒈屈曲形式与构件截面关系:①弯曲屈曲:双轴对称,单轴绕非对称轴②扭转屈曲:十字型截面③弯扭屈曲:单轴对称截面绕对称轴,无对称轴⒉因素:力学缺陷(残余应力),构件几何缺陷(初弯曲,初偏心)
★轴心受压构件整体稳定计算;提高轴心受压构件整体稳定承载力的措施:⒈计算:①稳定条件:N/υA≤f υ由λx,λy(λyz)查表。
★对接焊缝与钢材强度设计值相比较;对接焊缝在轴心力作用下的强度计算:⒈设计值比较:对接焊缝的抗压和抗剪强度设计值均与钢材相同,而抗拉强度设计值也只在焊缝质量为三级时才较低⒉轴心受力时:①直缝:σw=N/Aw=N/lwt≤ftw或fcw②当三级受拉时采用斜缝:σ=Nsinθ/lwt≤ftw,τ=Ncosθ/lwt≤fvw,当l/a≤1.5时,认为与钢材等强,可不计算。开云 开云体育平台★角焊缝的构造要求:最大、最小焊脚尺寸;最大、最小焊缝计算长度,搭接连接的构造要求:①hfmax=1.2t薄,对于沿着被焊件厚度边缘的焊缝还应满足:hfmax=t(t≤6),hfmax=t-(1~2)mm (t6)②hfmin=1.5√t厚,对于自动焊hfmin=1.5√t厚-1mm,T形单面焊:hfmin=1.5√t厚1mm③lwmin=8hf及40mm;lwmax=60hf(只适用于侧面焊)⒊搭接构造要求:①搭接长度:当仅采用正面角焊缝时,其搭接长度不得小于焊件较小厚度为5倍,也不得小于25mm②避免杆件供曲:采用两面侧焊时,要求lw≥b,b≤190(t≤12);16t(t12)不满足采用三面围焊③转角连接:所有围焊的转角处必须连续施焊。对于非围焊情况,当角焊缝的端部在构件转角处时,可连续地作长度为2hf的绕角焊。
★影响钢材力学性能的主要因素:化学成分、硬化、温度、应力集中、复杂应力状态:①化学成分:基本有害元素:硫,氧含量越高,塑韧性越低,热脆;磷,氮含量越高,塑韧性越低,冷脆,故因严格控制。基本有益元素:碳,含量越高,强度越高,塑韧性越低;锰、硅、矾、铝、铜含量越高,强度越高。当适宜时不降低塑韧性②硬化:时效硬化(强度提高,塑韧性越低);冷作硬化(应变硬化,屈服点提高,塑韧性越低)都变脆③温度:在高温下,温度越高,强度越低,塑韧性越高(250度左右蓝脆现象);在低温下,温度越低,强度越高,塑韧性越低,脆)④应力集中:在构件截面的整体性受到破坏,会是力线出现密集、弯折,而出现高峰应力现象,出现同号应力场变脆,截面改变越剧烈,应力集中现象越严重,越易产生脆性破坏⑤复杂应力状态:三个主应力同号且差值很小时,即使各自都远超过fu 都很难进入塑性状态,甚至到破坏也没有明显的变形,呈脆性破坏。但是当有一个为异号应力时,且同号两个应力相差较大时,材料比较容易进入塑性状态,破坏呈塑性。
★普通螺栓抗剪连接的破坏形式及其防止破坏方法:①栓杆被剪断(杆细板厚时)计算栓杆的抗剪强度来防止②螺栓孔或板件被挤压坏(杆粗板薄时)计算孔壁的承压强度来防止③板件被拉断(孔对板件截面削弱过大)计算板件的抗拉强度④端部板件冲剪破坏(端距过小时)保证端距≥2d0⑤栓件受弯破坏(栓杆过长时)保证栓杆长<5d(螺栓的直径)
★螺栓的种类;螺栓对栓孔的要求;螺栓排列最大、最小间距的依据;螺栓连接的其他构造要求:⒈种类:①普通螺栓:粗制螺栓(C级II类孔,d0(螺栓孔)=d(螺栓杆)1~1.5mm,精致螺栓(A、B级I类孔,d0=d0.3~0.5②高强度螺栓:摩擦型、承压型为II类孔,摩擦型:d0=d1.5~2mm,承压型:d0=d1~1.5mm2.依据:(1)受力要求:在受力方向螺栓的端距过小时,钢材有剪断或撕裂的可能。各排螺栓距和线距太小时,构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件,当沿作用方向螺栓距过大时,被连板间易发生鼓曲和张口现象(2)构造要求:螺栓的中矩及边距不宜过大,否则钢板间不能紧密贴合,潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。(3)施工要求:要保证一定的空间,便于转动螺栓板手拧紧螺帽。3.其他构造要求:①为了使连接可靠,每一杆件在节点上以及拼接接头的一端,永久性螺栓数不宜少于2个。但根据实际经验,对于组合构件的缀条,其端部连接可采用一个螺栓②对于直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施③由于C级螺栓与孔壁有较大间隙,只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时构建用的安装连接中,也可用C级螺栓受剪。但在重要的连接上不得用柱间支撑与柱的连接,应优先采用高强度螺栓④沿杆轴方向受拉的连接中的端部,应适当加其刚度,以减少撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响⑤当型钢构件拼接采用高强度螺栓连接时,其拼接件宜采用钢板,以使被连接部分能紧密结合,保证预拉力的建立⑥在高强度螺栓连接范围内,构件接触面的处理方法应在施工图中说明。
σGK--永久荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力;γG--永久荷载分项系数,当永久荷载效应对结构承载力不利时去1.2,控制时取1.35,有利时取1,验算结构倾覆、滑移或漂浮时取0.9;σQ1K,σQik—为第一个或第i个可变荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力;γQ1,Qi—为第一个和其他第i个可变荷载分项系数,当可变荷载对结构构件不利时取1.4(当楼面活荷载大于4KN/m2时,取1.3),有利取0.ci—为第i个可变荷载的组合值系数,一般为0.9,只有一个可变荷载时取1。
★极限状态设计法:两种极限状态及其内容:设计表达式中各分项系数的意义和取值(填):⒈极限状态:①承载能力极限状态包括:构件和连接的强度破坏,疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。②正常使用极限状态包括:影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部破坏(包括组合结构中砼裂缝)⒉γ0--结构重要性系数,安全等级为1级或设计使用年限为100年以及以上的结构构件,不应小于1.1;对于安全等级为2级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0;对于安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件,不应小于0.9;对使用年限为25年的结构构件,不应小于0.95.
★钢材疲劳破坏的特征,影响疲劳强度的主要因素;容许应力幅设计法:⒈特征:①属于脆性断裂②断口可分为三个区域:裂纹源,裂纹扩展区,断裂区③对缺陷十分敏感⒉因素:应力集中程度、应力循环次数、应力幅、应力比⒊①表达式②常幅疲劳计算:焊接部分应力幅,非焊接③变幅疲劳计算:
★选择钢材应考虑的因素;钢材的保证项;承重结构钢材的一般选用方法;钢材的规格:⒈考虑因素:结构的重要性;荷载的特征;结构的形式;应力状态;钢材的厚度;工作环境
★格构式轴心受压柱的设计方法:试选截面;验算截面;辍件设计⒈试选截面:①先确定截面形式、缀材形式、钢号、开云 开云体育平台刚才强度设计值f、N、lox、loy②按实轴(设为y轴)稳定条件选择截面尺寸;假定实轴长细比λy=60~100,当N较大而loy较小时取较小值,反之取较大值,根据λy及钢号、截面类别查出整体稳定系数υ值,然后利用Areq=N/(υyf)求出所需截面面积;利用iyeq=loy/λy求得回转半径,根据Areq、iyreq初选分肢型钢规格,并进行实轴整体稳定和刚度验算,必要时进行强度和板件宽厚比验算③按虚轴与实轴等稳定性原则确定两分肢间距,根据λox=λy,求出λxreq;
★组合梁腹板加劲肋的配置原则(规定);各种原则(规定)的依据;加劲肋有哪几种,它们各自有什么作用;腹板考虑屈曲后强度的基本概念;受压翼缘的宽厚比限值;支承加劲肋的设计计算:⒈配置原则:①当腹板高厚比ho/tw≤80√235/fy时σc=0梁,不需配助【不会屈曲】σc≠0梁,按a≤2ho配横向加劲肋【否则会受局部压应力屈曲】②当ho/tw>80√235/fy 时,配横向加劲肋【会剪应力屈曲】,其中当ho/tw>170√235/fy(受压翼缘扭转
★钢材的两种破坏形式及其主要特点;钢材的单向静力拉伸试验:曲线四个阶段及其特征值。⒈破坏形式:①塑性破坏(破坏前有较大的塑性变形,表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线,破坏后断口成纤维状,色泽发暗)②脆性破坏(破坏前无明显的变形,而突然迅速断裂,破坏后的断口平直,呈有光泽的晶粒状或有人字纹)⒉四个阶段:弹性阶段(比例极限σp)、弹塑性阶段(屈服强度fy)、塑性阶段(抗拉强度fu),自强阶段(伸长率δ)★钢材的主要机械(力学)性能及其性能指标:⒈主要性能:强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性⒉指标:fu、δ5(δ10)、fy、冷弯实验、常温Akv,负温Akv
★梁丧失整体稳定的现象、原因和实质;影响梁整体稳定承载力的因素;提高梁整体稳定承载力的措施:⒈①现象:侧向弯曲和扭转②原因及实质:受压翼缘侧向刚度不足而侧向屈曲,使梁侧向弯曲,以及腹板和受拉翼缘的约束⒉影响因素①截面刚度:刚度大,稳定好②梁受压翼缘侧向自由长度l1,减小l1,稳定好③荷载种类:集中荷载最有利,均布弯矩最不利④荷载位置:上翼缘不利,下翼缘有利⑤支座约束:简支(叉支座)约束差,稳定差;固端约束好有利一些;嵌固介于两者之间⒊措施①增大截面刚度,增加受压翼缘宽度最有效②减小l1,增设侧向支承点③采用闭合的箱型截面④增大支座约束
★梁的强度计算:抗弯、抗剪、局部承压、折算应力;梁的刚度要求:⒈强度计算:①抗弯:单向:Mx/γxWnx≤f,双向Mx/γxWnxMy/γyWny≤f注:需要计算疲劳的梁,受压翼缘外伸的宽厚比b1/t﹥13√235/fyγx、y=1②抗剪:τ=VS/Itw≤fv③局部承压:σc=
F/lztw≤f(F 在上lz=a5hy,下lz=a2.5hy,一般hy=t;
重级吊车1.35,其他1)④折算应力σzs=√σ2σc2-σσc3τ2≤β1f,σ=Mx y/In(σσc同号β1=1.1,异号1.2)⒉刚度:ν≤【ν】标准值计算
★焊接残余应力和焊接残余变形:产生原因;对结构工作的影响:⒈产生原因:①焊接残余应力:产生极不均匀的温度场,组成纤维的自由变形受到阻碍,不可恢复的热塑性变形②焊接残余变形的成因:纵向,横向的收缩2.对结构工作的影响:(1)焊接残余应力:不降低结构或构件的静力强度的承载力,但会降低刚度和压杆整体稳定性,促使低温冷脆,降低疲劳强度(2)焊接变形的影响:影响结构的尺寸和外形美观,有可能降低结构的承载力,引起事故。
★格构式轴心受压构件的整体稳定计算及其与实腹式轴心受压构件计算上的异同;采用换算长细比的原因和换算长细比的计算:⒈异同:①格构式双肢构件相当于两个并列的实腹式杆件,故其对实轴的整体稳定承载力与实腹柱完全相同,因此可用对实轴的长细比y查值计算。②格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时,由于两个分肢不是实体相连,连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式的腹板弱,构件在微弯平衡状态下,除弯曲变形外,还要考虑剪切变形的影响,因此稳定承载力有所降低⒉原因:①当格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲失稳,处于微弯临界状态时,会产生剪应力,而此剪应力由较单薄的缀材承受,从而产生较大的剪切变形。剪切变形会降低构件对虚轴的整体承载能力,因此需采用了加大了的换算长细比来考虑构件对虚轴整体稳定承载力的降低,而不需改变原来的整体稳定计算公式;②双开云体育 开云平台开云体育 开云平台

