钢结构主要知识点.doc

钢结构特点:1)建筑钢材强度高,塑性和韧性好2)钢结构的重量轻3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合4)钢结构制作简便,施工工期短5)钢结构密闭性好6)钢结构耐腐蚀性差7)钢结构耐热不耐火8)钢结构可能发生脆性断裂。
塑性:承受静力荷载时,材料吸收变形的能力;韧性:承受动力荷载时,材料吸收能量的能力;塑性好指结构在一般条件下不会因超载而突然破坏,只是变形增大,应力重分配,应力变化趋于平稳;韧性好指结构适宜在动力荷载下工作,其良好的耗能能力和延性使钢结构具有优越的抗震能力。
钢结构极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。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,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。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,影响正常使用和耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。
钢结构必须满足的功能包括:1)结构应能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况,包括荷载和温度变化、基础不均匀沉降以及地震作用等2)在正常使用情况下结构具有良好的工作性能3)在正常维护下结构具有足够的耐久性4)在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性。
钢结构的适用范围:工业厂房、大跨结构、高耸结构、多层或高层建筑、承受振动荷载影响及地震作用的结构、板壳结构、可拆卸或移动的结构、轻型钢结构、钢-混凝土组合结构、其他结构。
塑性与脆性破坏的区别:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构建可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度fu后才发生。
脆性破坏前塑性破坏很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点fy,断裂从应力集中处开始。
用作钢结构的钢材应满足1)较高的强度2)足够的变形能力3)良好的工艺性能4)对环境有良好的适应性。
伸长率:试件被拉断的绝对变形值与试件原标距之比的百分数,其代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。
冷弯性能是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
可焊性指钢材经过焊接后保持原有机械性能的能力。
偏折指钢材中化学成分不一致和不均匀。
冷作硬化指冷弯、冷拉、冲孔等使钢材产生很大的塑性变形,从而提高钢的屈服点,降低塑性和韧性的现象。
焊接优缺点:优点1)焊件间可以直接相连,构造简单,制作加工方便2)不削弱截面,节省材料3)连接的密闭性好,结构的刚度大4)可实现自动化操作,提高焊接结构的质量;缺点1)焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织改变,导致局部材质变脆2)焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低3)焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,容易扩展至整个截面,低温冷脆问题也较为突出。
焊接分为对接、搭接、T形连接和角部连接。焊缝包括角焊缝和对接焊缝。
角焊缝按其与作用力的关系正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝,正面角焊缝长度方向与作用力垂直,承受正应力和剪力,焊跟处存在应力集中;侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行,主要承受剪力,应力沿焊缝长度方向呈两端大而中间小的状态,斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜。
焊接残余应力对结构性能的影响1)焊接应力不影响结构的静力强度2)焊接残余应力的存在增大了结构的变形,降低了结构的刚度3)焊接残余应力使构件的有效面积和