本课程的基本要求系统的理解钢结构设计的基本理论和基本知识，掌握钢结构基本构件及各种连接的设计，具有应用所学知识分析问题和解决问题的能力。一、了解钢结构的特点及其应用范围。熟悉钢结构的设计方法，正确应用结构构件的极限状态设计表达式。二、理解钢材的力学性能及影响钢材力学性能的因素，能合理、正确地选择和使用钢材。了解钢材疲劳破坏机理，理解影响疲劳强度的因素和常幅疲劳验算。了解焊接残余应力的产生、分布和减少残余变形的方法；掌握实腹式和格构式轴心受压构件的计算。四、梁（受弯构件）理解局部稳定概念及影响因素，了解加劲肋的分类作用以及设计方法；理解压弯构件的整体稳定概念，理解实腹式压弯构件局部稳定概念；掌握实腹式压弯构件的设计，了解格构式压弯构件的计算。七、钢屋架设计1.1钢结构的特点及应用特点轻质高强、材质均匀、塑性韧性好、良好的加工性能、密封性好、耐热不耐火、耐腐蚀性差、低温冷脆倾向。应用范围大跨度结构、工业厂房结构、多层和高层建筑、高耸结构、受动力荷载影响的结构、轻型钢结构、可拆卸结构、容器和其他构采用以概率论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。两种极限状态：承载能力极限和正常使用极限状态。承载能力极限状态——结构和构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定，结构变为机动体系或出现过度的变形。正常使用极限状态——结构和构件达到正常使用或耐久性能的某些规定限值，包括出现影响正常使用或外观的变形、振动和局部破坏等。1.2设计方法钢结构设计的目的是应保证结构和结构构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠的工作。即在施工和规定的设计使用年限内能满足预期的安全性、适用性和耐久性要求，并做到技术先进、经济合理。可靠度——结构在规定的时间内（设计基准期分5、25、50以及100年），规定的条件（正常设计、施工、使用、维护）完成预定功能的概率。失效概率——结构不能完成预定功能的概率。可靠度的控制即控制失效概率小到一定水平。值越大，P就越小。可以作为衡量结构可靠度的一个数量指—可靠度指标失效概率PGB50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》规定结构构件的极限状态设计表达式，采用基本变量标准值（荷载代表值、材料性能标准值、几何参数标准值）以及各种分项系数等表达。按荷载效应的基本组合或简化组合，采用下列极限状态设计表达式：1）承载能力极限设计状态表达式按荷载效应的标准组合、频遇组合、准永久组合，采用下列极限状态设计表达式：钢结构设计原理DesignPrinciplesSteelStructure在荷载效应的基本组合条件下，式（1.3.11）可转化为等效的以基本变量标准值、分项系数和组合系数，并以应力形式表达的极限状态公式。可变荷载效应起控制作用时：永久荷载效应起控制作用时：1）承载能力极限状态设计表达式对于一般排架和框架结构可变荷载效应控制时，可简GkQikQiciGkQiQik（1.3.14）10对于正常使用极限状态，钢结构只考虑荷载的标准组合,主要考虑使变形等设计值不超过相应的规定限值。设计公式为：Gk——永久荷载标准值在结构或构件中产生的变形值；Q1k——起控制作用的第1个可变荷载的标准值在结构或结构构件中产生的变形值（该值使计算结果为最大）；2）正常使用极限状态设计表达式Qik——其他第i个可变荷载标准值在结构或构件中产生的变形值。[]——结构或结构构件的容许变形值。(P384-5页，附录2)ciQiK(1.3.15)112.1钢材的破坏形式钢材是钢结构的主材，其性能对钢构件的工作特性有着内在影响，关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、经济合理，以及保证安全应用均有直接联系。钢结构对材料的要求：较高的强度、足够的变形能力，良好的加工性能、价格便宜。塑性破坏——破坏前产生较大的塑性变形，构件中的应力达到抗拉强度，断口呈纤维状，色泽发暗。破坏前有预兆，可补救，不至发生严重后果。脆性破坏——破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性变形，而突然迅速断裂。破坏后断口平直，呈有光泽的晶粒状或有人字纹。破坏无预兆，破坏速度极快，无法察觉和补救，后果非常严重。122.2钢材的主要性能屈服强度f——设计标准值（设计时可达的最大应力）。抗拉强度f为钢材的强度安全储备系数。伸长率10）——钢材断裂前塑性变形能力的指标。冷弯性能——钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力。是判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标。冲击韧性——度量钢材断裂时吸收机械能的能力。表征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力，动力指标，是强度与塑性的综合表分常温与负温冲击韧性。可焊性——采用一般工艺就可以完成合格焊缝的性质。钢材在焊接过程中对产生裂纹或发生断裂的抵抗能力，以及焊接后具备良好性能的指标。vy=0.58f132.3影响钢材性能的因素化学成分的影响碳元素含量提高，则强度提高，但塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。钢结构用钢含碳量0.22%，焊接结构严格控制在0.2%以内。锰Mn、硅Si、钒V铌Nb、钛Ti、铝Al、铬Cr和镍Ni基本上属于有益元素。硫S、磷P、氧O、氮N属于有害元素，一般都使钢材的韧性降成材过程的影响钢材的硬化应力集中的影响温度的影响荷载类型的影响化学成分的影响14成材过程的影响冶炼过程决定了钢的化学成分和金相组织结构，因而决定了钢种和钢材牌号。产生的冶金缺陷（如偏析、非金属夹杂、气孔和裂纹等）均将影响钢材的力学性能。轧制过程在使钢材晶粒变细和改善钢材性能的同时，亦使其产生明显的各项异性。热处理包括退火、正火、淬火和回火，是改善钢材性能的一种加工工艺。钢材的硬化冷作硬化、时效硬化和应变时效硬化。应力集中的影响应力集中现象：钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化、内部缺陷等，使截面中的应力分布不再保持均匀，主力线在孔口等缺陷处发生转弯，产生局部高峰应力，或产生双向、三向应力的现象。15温度的影响在正温范围，随着温度的升高，钢材强度降低，变形增大。但在200以内，性能变化较小。结构表面长期受150以上辐射热时，应采取隔热防护措施；250附近呈兰脆现象（强度提高而冲击韧性下降）；250~320内产生徐变现象；600以上几乎丧失承载力。在负温范围，钢材表现为屈服点和强度均提高，而塑性韧性降低，对冲击韧性的影响尤其突出。低温冷脆现象。荷载类型的影响加荷速度的影响，循环荷载的影响。162.4钢材的疲劳疲劳破坏——钢材在连续反复荷载作用下，会逐渐产生累积损伤，产生裂纹及裂纹逐渐扩展，虽然应力还低于极限强度，甚至应力还低于屈服点，而发生的断裂破坏。影响焊接结构疲劳强度的主要因素：构件和连接的构造类型、应力幅和应力循环次数n。《设计规范》规定：应力（拉应力）循环次数510应作疲劳验算。17其中——计算部位标准荷载下的设计应力幅； 对于焊接部位: min[]——常幅疲劳的容许应力幅，N/mm max——每次应力循环中，计算部位的最大拉应力（取正值） min——每次应力循环中，计算部位的最小拉应力或压应力（拉 应力正值，压应力取负值）； 疲劳计算用容许应力幅法，采用荷载标准值，按弹性状态计 算应力进行计算，计算只适用于无高温（t150）、无严重腐蚀 环境中的高周低应变的疲劳计算（应力循环次数n510 （2.5.7）18 钢材的品种、牌号 品种——碳素结构钢Q235； 低合金高强度结构钢Q345、Q390、Q420 牌号的表示方法：代表屈服点的字母Q、屈服点的数值、质量 等级（碳素钢A~D，低合金钢A~E）,冶金脱氧方法（F、b、 Z、TZ） 2.5 建筑钢材的类别及选用 钢材的选择 结构或构件的重要性； 结构或构件的重要性；荷载性质（静载或动载）； 荷载性质（静载或动载）；连接方 连接方 法（焊接或螺栓连接）；焊接或螺栓连接）；应力状态 应力状态((拉力或压力 拉力或压力))；钢材厚度； ；钢材厚度； 工作环境（高、低温及腐蚀介质）。 工作环境（高、低温及腐蚀介质）。 对于重要结构、直接承受动载的结构，处于低温条件下的 结构及焊接结构，一般应选用质量较高的钢材。Q235A不能 用于焊接结构（除非有相应保证）。 19 1.了解连接方法及其特点； 2.理解对接焊缝的构造和计算； 3.掌握角焊缝的构造和计算； 4.了解焊接残余应力和变形的成因、对结构工作性能影响 和减少焊接应力和变形的方法； 掌握承压型高强螺栓连接的受力特点和计算方法。钢结构对连接的要求：连接部位应有足够的强度、刚度和延 性。进行连接设计时应遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制 造方便和节约钢材的原则。 20 3.1 钢结构的连接 钢结构的连接方法分为：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接。 塑性和韧性好，传力可靠、质量易于检查，但构造及施工 复杂，用钢量较多。 焊接特点 构造简单、不削弱构件截面、加工方便、连接密封性好、刚 度大，易于采用自动化操作。但焊接结构存在残余应力和残余变 形，存在低温冷脆问题，以及裂缝易于通过焊缝展开。 铆钉连接特点 施工简单，拆装方便，但用钢量较大。 普通螺栓连接特点 连接紧密、受力良好、耐疲劳、可拆换、安装简单。但用钢 量也较大。 高强度螺栓连接特点 21 焊缝连接 1）焊接方法——电弧焊（手工，自动埋弧气体保护焊）、 气体保护焊、电阻焊和电渣焊。 不同钢种钢材相焊接时，宜采用与低强度钢相适应的焊条。 2）焊接形式 按焊件相对位臵：平接（对接）、搭接、T形连接和角接 按焊缝形式：对接焊缝（直对接焊缝、斜对接焊缝）角焊缝(正面角焊缝、侧面角焊缝、斜角焊缝) 3）焊缝缺陷——裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等。 4）焊缝质量检验：一级、二级、三级。 22 3.2 对接焊缝的构造与计算 1）构造 坡口形式—I型、单边V型、双边V型、U型、K型及X型。 变厚度与变宽度的连接：1:2.5（1:4）斜面。质量等级与强度——一级综合性能与母材相同；二级强度 与母材相同； 三级抗拉强度折减15％ 2）计算——同构件。 （3.2.6）23 1）构造 3.3 角焊缝的构造与计算 60h 24角焊缝分直角与斜角（锐角与钝角）两种截面；
廊坊市恒展科技有限公司年产30万只OLED照明灯具200万只PM显示器工程项目可行性报告模板范本
庆阳市万世天然气有限公司甘肃庆阳市西环路LNG-CNG加气站工程项目可研报告模板
建德市某合新材料有限公司新增年产7000吨高端橡塑除湿剂生产线技改项目可行性研究报告
庆阳市宏大化工科技有限公司年产20万吨275%过氧化氢和5万吨50%浓品装置及配套7000NM3-h天然气制氢。项目可行性研究报告范本
