1、钢结构补充1以钢结构设计规范为主课件是为了帮助对规范更深层次的理解主讲人：三 人 行 结 构 董 工课 程：注册考试精讲班钢结构部分补充提 醒：提升考试核心竞争的点只课堂讲本次课：注册考试重要考点是钢结构连接Page g206212uni4E3Buni8981uni5185uni5BB91uniFF1Auni5165uni95E8uni77E5uni8BC6uni53CAuni57FAuni672Cuni8BBEuni8BA1uni89C4uni5B9A2uniFF1Auni94A2uni7ED3uni6784uni7684uni8FDEuni63A53uniFF1Auni8F74uni5FC
2、3uni53D7uni529Buni6784uni4EF64uniFF1Auni53D7uni5F2Funi6784uni4EF65uniFF1Auni62C9uni5F2Funi548Cuni538Buni5F2Funi6784uni4EF66uniFF1Auni94A2uni7ED3uni6784uni7684uni75B2uni52B3uni8BA1uni7B97一.入门知识及基本设计规定 P11.1.1 钢结构的特点1.2 钢结构的设计方法1.3 钢结构的应用1.4 钢结构对材料的要求1.5 钢材的破坏形式1.6 钢材的主要性能1.7 各种因素对钢材主要性能的影响1.8 复杂应力作用下
3、钢材的屈服条件1.9 钢的种类和钢材规格1.10 框架内力分析、钢结构强度取值及调整1.1 钢结构的特点1. 轻质高强2.塑性、韧性好3. 材质均匀、性能稳定4. 制作简便，施工工期短5. 密闭性好6. 耐腐蚀性差7. 耐热不耐火8. 低温脆断1.2 钢结构的设计方法rhombus6设计方法：以概率理论为基础的极限状态设计方法rhombus6计算疲劳仍采用容许应力幅法rhombus6计算强度、稳定、连接用荷载设计值rhombus6计算疲劳、变形用荷载标准值rhombus6对于直接承受动力荷载的结构：在计算强度和稳定时，动力荷载设计值应乘动力系数在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不应乘动力系数在
4、计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构得疲劳和挠度时，吊车荷载应按作用在跨间内荷载效应最大的一台吊车确定。1.3 钢结构的应用（1）重：重工业厂房（2）大：大跨度结构（3）高：高层建筑、高耸结构（4）动：受动荷载作用的厂房（5）轻：荷载较小的轻钢结构（6）小：小型、可拆装的结构rhombus6较高的强度1.4 钢结构对材料的要求rhombus6足够的变形能力。即塑性、韧性好。rhombus6良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）钢结构设计规范GB50017-2003规定：承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构以及重
5、要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。rhombus6塑性破坏：破坏前有g7230g7278的变形，破坏g2486g7206g7206g19492g19375，可g1301g18423取g16021g7041g6618施。1.5 钢材的破坏形式rhombus6脆性破坏：破坏前g8913有g7230g7278的变形，破坏g2561g11087g12465g10086，g8913有g7530g1354g16021g7041。circle6脆性破坏的原因：
6、钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造不合理、使用不当等。head2right应尽量发挥材料的塑性head2right避免一切脆性破坏的可能性g1072、强度1.6 钢材的主要性能强度指标是由钢材的单向均匀受拉试验测得的强度g6455g7735：g8708g1467g7601g19584 g727屈服强度 g727g7601g19584强度pf yf uf试验条件：标准试件在常温（20）下缓慢加载，一次完成head2right钢材g3416g2437g2625均匀受g6393g7206工作性能g16024g10720g1130g3339g1114g19558g86771. g5481性g19558g86
7、77: 应力g7472高点对应g8708g1467g7601g19584g5481性g8273g18431应力pf251006.2 mmNE = = E2. g5481塑性g19558g8677: 应力g1275g1214 和 g1147g19492g5481塑性g8273g18431 g7263变g7072yfpftE3. 塑性g19558g8677: 应力g17902g2144屈服强度 yf%5.2%15.0:,0 = tEuf4. 强g2374g20152g13657g19558g8677: 应力g7472高点对应g6343g6393g7601g19584head2right钢材的工作性
8、能可g1301g11579作g10806g5923g5481性塑性g14111. 计g12743简便2. g1086 g11560差不大yf pf3. g15533g10086 g730 ，g1398 对应的应变g19854g5224大（不g9489足g8595g5224g1455用g7601g19584g10470g5681）yfuf uf4. g1301 作g1130设计强度的g1485g6558，g1959有较大的强度g1752g3895，g14613g2090g10720g1702g10086因素，g1455g1258g1308有g7530g1354g16021g7041yfcircl
9、e6屈强比 ：Q235钢为0.57，Q345钢为0.67uy ff /head2right简化计算, 采用理想弹塑性模型head2right 作为钢结构设计的最大应力yfhead2right 作为钢材实际破坏强度ufg1212、塑性性能塑性：g3416g19849力荷载作用下，钢材g2664g7014变形能的能力g16017g18431塑性性能的g6455g7735：g1384g19375g10679表示以时表示以时5001000010001,5,10试件中间部分的直径试件拉断后的标距长度试件原标距长度%100=dldldlllllg1081、g2018g2091韧性g2018g2091韧性：
10、g3416动力荷载作用下，材料g2664g7014能g18431的能力g16017g18431g2018g2091韧性的g6455g7735：g2018g2091g2255head2right韧性g7263钢材强度和塑性的g13612g2616g6455g7735head2right冲击韧性由冲击韧性试验获得g3339、冷g5471性能head2right冷g5471性能g7263g7920g20668钢材g17970应冷加工（g5224温下加工）的能力和g7278g12138钢材内g18200g13674g19623g10470g2021的g1072g20137g6455g7735head2
11、right冷g5471性能g7263g13875g4623钢材g3416复杂应力g10470g5681下g2561g4741塑性变形能力的g6455g7735head2right冷g5471性能g11105冷g5471g16901g20668g11934定head2right钢材g10393g10806性能g6455g7735circle6g5481性g8273g18431circle6g8954g7598g8708circle6g2202变g8273g18431circle6g13551g14296g14064g13099g7072circle6质g18431密度2310206 mmNE =
12、3.0=( )23107912 mmNEG =+= C06/1012 =37850 mkg=g1072、g2374g4502g6208分1.7 各种因素对钢材主要性能的影响普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质元素占1%普通低合金钢中有5%的合金元素碳（C）：钢材强度的主g16305g7573g9408，g1398是g19647其g2651g18431g3790g2256，强度g3790g2256，g3713性g19581低，g2591g10042性g19581低，g6343g14208g15536性g19581低。一g14428g6615制在0.12g705g7940.2%，在0.2g705以g
13、1083时，g2591g10042性g14495g4013g11931（S）：g10013g14134性，不得g17333g179110.05%g12071（P）：g2023g14134性。g6343g14208g15536g14125力g11157有g6656g20744，g2591g10042性g19581低。不得g17333g179110.045%g19296（Mn）：合金元素。g5473g14177g8791g2162。g1086S形g6208MnS，g10180g9961为1600g263，g2591以g9144g19604一g18200g2102S的有g4579作用。g11893（
14、Si）：合金元素。强g14177g8791g2162。g8791（O）：有g4579杂质，效g7628g2620S。g8798（N）：有g4579杂质，效g7628g2620P。g1212、g2022g18433g13674g19623g5224g16369的g2022金g13674g19623有g1663g7616、g19854金g4750g3945杂、g8772g4484、g16114g13545g12665。g1663g7616g2374g4502g6208g2102g2102g5171的不g3447g2352g12347度。g1081、加荷g17999度1g714材性试验g16305g
15、8818g13635g6034g2256载2g714g16305g13875g15489动荷载对结构的不g2137g5537g2813g2256荷g17999度g20744，钢材屈g7485g9961g6656g20744，g2680g14134性。g3344g8596，g3339、钢材g11932g2374 时效硬化20yf f p冷加工及时效冷加工及时效后的塑性区冷作硬化后的塑性区4 0冷作硬化1 3 yf g2023作g11932g2374g5507g2256载g17333g17911材g7113比g1467极限g2472载g2622，g2090g10720g8635g1417变形，g1
16、981次g2256载g2121屈g7485g9961g6656g20744，g3713性和韧性g19581低的g10720g17041，g1167g12320“应变g11932g2374”应变时效钢材g1239g11087g3713性变形时，碳、g8798g2374合g10393更g7235g7616g2090。g2467g2023作g11932g2374的g2620时g2591以g2256g17999时效g11932g2374，g3344g8596g1167g12320“g1258g5141时效”。时效g11932g2374g19647时间的g3790g19375，碳和g8798的g2374
17、合g10393g1278g7334g1411中g7616g2090，g1455材g7113g11932g2374的g10720g17041。g1220、温度的影响1. g8595g9305范g3364100g263以内 对钢材性g14125g7184g5537g2813g727100g263以g1082 g19647g9305度g2423g20744，g5739的g17339g2287是强度、g5481性g8273g18431g19581低，g3713性g3790大250g263左右 g6343拉强度g11157有g6656g20744，g3713性和韧性g19581低，g14134性g379
18、0g2256蓝g14134g10720g17041。该g9305度区段g12320为“蓝g14134区”。260g794320g263 在应力不变的情况g1083，钢材以很g13635g6034的g17999度继续变形徐变g10720g17041。600g263左右 g5481性g8273g18431g17339于零，承载g14125力几乎完全丧失。低温对钢材冲击韧性的影响1T C t / T c T 2（有兼坏破种两坏破性脆冲击功区度温变转 ）坏破性塑2. 负g9305范g3364head2right g5507g9305度低于g5224g9305时，钢材的g14134性倾向g19647g9
19、305度g19581低而g3790g2256。head2rightT1g794T2 之间g9305度转变g14134性区，冲击功急剧g1083g19581。而且不g2620的钢材其g14134性转变区g9305度不g2620，必须通g17911试验确定。g1455用g9305度必须g20744于T1 ，g1398不一定g20744于T2g1949、应力g19702g1117的影响构造g13674g19623：构件表面不平整，有刻槽、g13674口，厚度突变g12665应力集中：由于构造g13674g19623，应力不g3447g2352，力线变曲折，g13674g19623处有g20744峰应
20、力。应力集中的危g4579：g3713性g19581低，g14134性g3790g2256构造设计时应避免截面突变和尖锐角的情况g1075、厚度的影响g19647着厚度的g3790g2256，钢材的g6343拉、g6343压、g6343弯、g6343剪强度g3447g1083g195811.8复杂应力作用下钢材的屈服条件假定：1. 材g7113由g5481性转入g3713性的强度指标用变形时单位g1411积中积聚的g14125g18431g7573表达g7272. g5507复杂应力状态g1083变形g14125g12665于单轴受力时的变形g14125时，钢材g2467由g5481性转入g3
21、713性。)(3)( 2zx2yz2xyxzzyyx2z2y2x +=ryr f g5481性状态yr f g3713性状态平面应力状态 2xyyx2y2x 3 +=r梁的应力状态纯剪应力状态22 3 +=r 3=r第四强度理论1.9 钢的种类和钢材规格一、钢的种类1. g2374g4502g6208g2102普通碳素钢 Q235普通低合金钢 Q345、Q390、Q420平炉 g6208本g20744，质g18431g4013（6小时100t左右）g8791g8772顶吹转炉 g6208本低，质g18431g1167g2591（15g2102钟150t）2. 炉种3. g14177g8791g
22、12347度沸腾钢（F） g14177g8791较差镇静钢（Z） g14177g8791充g2102半镇静钢（b） g14177g8791g12347度介于沸腾钢和镇静钢之间特殊镇静钢（TZ）4. 质g18431g12665级A级：保证g6343拉强度、屈g7485g9961和伸g19375率及g11931、g12071g2651g18431B、C、D级：保证g6343拉强度、屈g7485g9961、伸g19375率、g2023弯和冲击韧性（g2102别为20g263、0 g263、-20g263）及碳、g11893、g19296、g11931、g12071g2651g18431E级：g196
23、04满足D级的g16305g8818外，还g16305g8818-40g263时的冲击韧性5. 钢材编号碳素钢： Q质g18431g12665级（Ag794D）g14177g8791g12347度（F，b）低合金钢：Q质g18431g12665级（Ag794E）如Q235-AF、Q345-C6. 钢材的选择（1）结构或构件的重g16305性g727（2）荷载的种类（静荷载或动荷载）g727（3）连接方法（g10042接或g19854g10042接）g727（4）g5141作条件（g9305度，g14208g15536g12665）钢结构设计规范（GB50017-2003）规定：承重结构的钢材应
24、具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。g1212、钢材的规格1. g10013轧钢板（1）g5141字钢普通g5141字钢 20aH型钢 HW3003001015T型钢 TW1503001015（2）槽钢 32b（3）角钢 L12510L1258010（4）钢管 40062. g10013轧型钢长度厚度宽度 xx3. g2023弯薄壁型钢 壁厚1.5g7945mm1.10 框架内力分析、强度取值及调整等见规范.
