1、总复习,知识点例题详解,第一部分 材料,1.1 钢材的力学性能 一、强度屈服强度fy设计标准值（设计时可达 的最大应力）；抗拉强度fu钢材的最大应力强度。 （fu/fy为钢材的强度安全储备系数） 二、塑性 材料发生塑性变形而不断裂的性质。用延伸率衡量。,三、韧性钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力，用于表征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力。是一种动力指标，是强度与塑性的综合表现。用冲击韧性衡量，分常温与负温要求。四、冷弯性能钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力。是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。五、可焊性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。通过焊接工艺试验进
2、行评定。,1.2 钢材性能的影响因素一、化学成分C、S、P、N、O、Mn、Si；二、冶炼与轧制过程；三、时效；四、温度正温与负温，热塑现象、冷脆现象；五、冷作硬化；六、应力集中与残余应力残余应力的概念以及 它的影响；七、应力状态同号应力，异号应力。,1.3 设计原理 采用以概率论为基础的极限状态设计方法；分项系数表达式。 两种极限状态正常使用与承载力极限状态。 可靠性安全性、适用性、耐久性的通称。 失效概率结构不能完成预定功能的概率。,1.4 钢材的品种、牌号与选择品种： 碳素钢Q235；低合金钢Q345、Q390、Q420。牌号的表示方法： Q、屈服强度值、质量等级（碳素钢AD，低合金钢AE
3、）、冶金脱氧方法（F、b、Z、TZ）。影响选材的因素： 结构的重要性（结构的安全等级分一级（重要），二级（一般），三级（次要）；荷载性质（动、静荷载）；连接方法（Q235A不能用于焊接结构）；环境温度。,第2部分 钢结构的连接,2.1 钢结构的连接方法与特点焊接连接对接焊缝，角焊缝；螺栓连接普通螺栓，高强螺栓；铆钉连接已基本被高强螺栓代替。,2.2 焊缝连接一、焊接特性1、焊接方法：电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保 护焊）、电阻焊和气焊。2、特点：省材、方便、适用性强；热影响区变脆， 有残余应力与变形，质量变动大。3、焊缝缺陷：裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等。4、焊接形式：按焊件相对位置平接
4、（对接）、搭接 以及垂直连接。按施焊位置俯焊（平焊）、横 焊、立焊以及仰焊。按截面构造对接焊缝及角 焊缝。,2.3 对接焊缝的构造与计算一、构造坡口形式：I型、单边V型、双边V型、U型、K型及X型。引、落弧板。变厚度与变宽度的连接：采用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； 三级需折减强度二、计算：同构件（截面与构件同）。,2.4 角焊缝的构造与计算一、构造,角焊缝分直角与斜角（锐角与钝角）两种截面；直角型又分普通、平坡、深熔型（凹面型）；二、受力特性正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀， 承载力高；侧面焊缝应力状态简单，但内力分布不均， 承载力低。破坏为4
5、5o喉部截面，设计时忽略余高。,三、角焊缝的计算,2.5 普通螺栓连接计算一、连接性能与构造受剪连接的破坏形式板端冲剪、螺杆受弯、 螺杆剪切、孔壁挤压、板件净截面（直线、折 线）。构造满足前两种（e2do；t5d）。受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度时需折减。受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限。施工及受力要求，螺栓有距离要求（栓距、线距、边距、端距）。分精制（A、B级）及粗制（C级，不能用于主要受力连接）。,二、计算1、单个连接承载力 （1）受剪连接（抗剪与承压）,（2）受拉连接,、拉剪共同作用,2、螺栓群连接计算、轴力或剪力作用、弯矩轴力共同作用、扭矩、轴力、剪力共同作用 其中：,2.6
6、 高强度螺栓连接一、高强螺栓的受力性能与构造按计算原则分摩擦型与承压型两种。摩擦型抗剪连接的最大承载力为最大摩擦力。承压型抗剪连接的最大承载力同普通螺栓（Nbmin）。注意当连接板件较小时承压型的承载力小于摩擦型。受拉连接时两者无区别，都以0.8P为承载力。板件净截面强度计算与普通螺栓的区别为50的孔前传力。受剪连接时，螺栓受力不均，同普通螺栓应考虑折减系数。由于承压型设计的变形较大，直接承受动载不宜采用。设计认为摩擦力主要分布在螺栓周围3d0范围内。,二、计算、摩擦型螺栓连接计算1、抗剪连接2、抗拉连接 3、拉剪共同作用,、承压型螺栓连接计算 抗剪计算同普通螺栓连接，应注意：拉力作用拉剪共同
7、作用抗弯时旋转中心在中排,例题详解例题1. 某T型牛腿，角焊缝连接，F=250kN，Q235钢，E43 型焊条，静荷载，确定焊脚尺寸。 解: (1)确定焊缝计算长度（两条L型焊缝) 竖焊缝：lw12005195mm， 水平焊缝： lw2（20016）/2-587mm, 取lw285mm,2、求焊缝形心及惯性矩：,3、力向形心转移,4、受力控制点分项应力（下点）,5、焊缝强度结算：6、焊脚尺寸确定：,例题2. 图示摩擦型高强螺栓连接，M20，10.9级，喷砂生赤锈，验算连接强度。已知：M=106k.m；N=384kN； V=450kN。解：1、查取有关参数 预拉力： P=155kN; 摩擦系数：
8、=0.45 2、确定控制点: 经受力分析控制点为最上排螺栓。,3、最上排螺栓分项受力 轴力N： 弯矩M作用： 其中总拉力：剪力V：,4、承载力验算5、结论：连接承载力满足要求,第3部分 轴心受力构件,3.1 概述钢结构各种构件应满足正常使用及承载力两种 极限状态的要求。正常使用极限状态：刚度要求控制长细比。承载力极限状态：受拉强度；受压强 度、整体稳定、局部稳定。截面形式：分实腹式与格构式。 3.2 强度与刚度净截面强度轴压构件如无截面消弱，整体稳定控 制，可不验算强度。刚度注意计算长度。,3.3 轴压构件的整体稳定典型的失稳形式弯曲失稳、扭转失稳及弯扭失稳；理想构件的弹性弯曲稳定欧拉公式；弹
9、塑性弯曲失稳切线模量理论；实际构件的初始缺陷初弯曲、初偏心、残余应力；初始缺陷的影响；格构式轴压构件换算长细比的概念与计算；格构轴压构件两轴等稳的概念（实腹式同）；单肢稳定性的概念；掌握整体稳定的计算公式与方法。,3.4 实腹式截面局部稳定局部稳定的概念板件的屈曲，局部失稳并不意味构件失效，但是局部的失稳会导致整体失稳提前发生；局部稳定承载力与支承条件、受力形式与状态及板件尺寸有关。局部稳定的保证原则保证整体失稳之前不发生局部失稳等稳原则局部稳定承载力等于整体稳定承载力。局部稳定的控制方法限制板件的宽（高）厚比。掌握工字形截面局部稳定的计算公式与方法。,例题详解例题1. Q235钢，截面无消弱
10、,翼缘为轧制边。问：1、此柱的最大承载力设计值N？ 2、此柱绕y轴失稳的形式？ 3、局部稳定是否满足要求？,解：1、整体稳定承载力计算 对x轴： 翼缘轧制边，对x轴为b类截面，查表有： 对y轴：,翼缘轧制边，对y轴为c类截面，查表有：,由于无截面消弱，强度承载力高于稳定承载力，故构件的最大承载力为：,2、绕y轴为弯扭失稳,3、局部稳定验算 、较大翼缘的局部稳定 结论：满足要求 、腹板的局部稳定 结论：满足要求,第4部分 受弯构件（梁）,4.1 概述正常使用极限状态：控制梁的变形承载力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定梁的截面：型钢梁与组合梁梁格布置：简单梁格、普通梁格、复杂梁格。4.2 梁的强
11、度与刚度梁的工作状态弹性阶段边缘屈服塑性铰全截面屈服考虑部分发展塑性，塑性发展系数掌握工字型截面的塑性发展系数梁的强度抗弯、抗剪、局部承压及折算应力（掌握计算方法系数的取用、验算部位）,梁的刚度控制挠跨比4.3 梁的整体稳定失稳机理重点掌握梁的失稳形式弯扭失稳（侧向弯扭失稳）提高梁整体稳定的措施梁的侧向支承的受力4.4 梁的截面设计梁高度的确定最小高度、最大高度及经济高度。4.5 梁的局部稳定与加劲肋 (1)翼缘的局部稳定,(2) 腹板加劲肋腹板局部稳定的设计原则限制高厚比不经济，不采用允许局部失稳考虑屈曲后强度（轻钢结构采用）用加劲肋减小腹板支承尺寸提高局稳承载力（普钢）加劲肋的种类横向、纵
12、向及短加劲肋。支承加劲肋加强的横向肋，除满足横向肋的构造要求外，还应满足受力要求。支承肋分平板式与凸缘式凸缘式应控制凸缘长度,第5部分 拉弯与压弯构件,5.1 概述拉弯、压弯构件实际为轴向受力与受弯的组合三种典型的拉、压弯构件正常使用极限状态控制构件的长细比承载力极限状态强度、整体稳定及局部稳定截面形式实腹式、格构式（一般选用缀条式）5.2 拉、压弯构件的强度与刚度理解公式中的号意义与应用（单对称截面，弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压）。注意塑性发展系数的取用（同梁）刚度控制构件的长细比,5.3 压弯构件的整体稳定整体稳定包括两方面弯矩作用平面内的弯曲失稳及弯矩 作用平面外的弯扭失稳。
13、整体稳定的计算5.4 实腹式压弯构件的局部稳定应力梯度的概念 梁： 轴力构件： 拉、压弯构件：,翼缘的局部稳定受力简单，同梁按等强原则腹板的局部稳定受力复杂，影响因素多，等强原则。腹板局部稳定的主要影响因素:剪、正应力比：正应力梯度： 塑性区发展深度5.5 格构式截面压弯构件一般宜采用缀条式，当弯矩较小时也可以采用缀板式。一般弯矩绕虚轴作用，特殊情况弯矩也可绕实轴作用。弯矩绕实轴作用时，整体稳定计算同实腹式截面，但平面外稳定计算时，稳定系数应按换算长细比0x计算，梁的弯曲稳定系数b1.0。,弯矩作用平面内的整体稳定不考虑塑性发展弯矩作用平面外的整体稳定不需验算，但需保证单肢 的两向稳定性。单肢
14、稳定分肢相同时验算较大分肢；分肢不同时应分 别验算两单肢。缀材设计按实际剪力及 中较大值。局部稳定：两肢件应按轴压构件控制局部稳定。,例题详解验算下图示压弯构件的强度及平面内、外的整体稳定性。已知：Q235钢，A=20cm2，Ix346.8cm4， Iy43.6cm4， y14.4cm， 翼缘侧向1/3跨处设置两个侧向支承。解：1、参数计算,2、强度计算,结论：强度满足要求。,3、弯矩作用平面内的稳定性,结论：平面内整体稳定不满足。4、平面外的整体稳定性,第6部分 试卷题型分析,一、填空题主要考查一些基本概念 例题： 1、冷弯性能是判别钢材 塑性 及 冶金质量 的综合指标。 2、钢材强度设计值
15、f与强度标准值fy的关系为ffy/。 3、残余应力为构件内部自相平衡的内力，其对构件的强度无影响。,二、单项选择题主要考查基本概念 例题: 1、压弯构件的应力梯度（ D ）。 A、1；B、0；C、2；D 、2，1 2、钢材的含碳量大小与钢材的（ D ） 无关。 A、强度；B、塑性；C、可焊性；D 、弹性 3、格构式截面采用换算长细比是因为（ A ）。 A、考虑剪切变形影响；B、考虑弯曲变形的影响； C、考虑扭转变形影响；D、考虑两分肢协同工作。,三、计算题主要考查基本计算方法 1、焊缝连接或螺栓连接计算。 2、轴心受力构件（实腹式强度、整体稳定、局部稳定）。 3、压弯构件（实腹式强度、整体稳定）。重点注意： （1）能够准确计算有关参数：截面面积、惯性矩、回转半径、长细比等。 （2）稳定系数给表或计算公式。 （3）基本公式要熟悉。,
