《钢结构》课程教案首页(表格式)
班级
科目
课的类型
学时数
40
教学内容
一、概述、连接、钢梁、钢柱及压杆、钢桁架
重点
钢结构焊接连接计算钢梁的稳定
钢柱的整体及局部稳定
难点
焊接应力及变形
钢梁失稳的原经济一一省材、省工、省时、造价低。
美观结构应和周围环境协调。
要做到这几点,设计工作者应该重视采用先进的设计理论和计算方法,例如尽量使构件型式和规格标准化和统一化从而减轻设计制造和安装的工作量,以达到降低造价的目的。
前面提到钢结构是由梁、柱、桁架、板等基本构件组成,所以本课的内容要学、梁、柱、桁架的设计,以及各种构件的连接(不能象搭积木那样),还要讲钢的材料,最后接水工专业课,学习水工钢闸门,这就是本课程的主要内容。一、钢材,二、连接,三、梁,四、压杆,五、桁架,六、水平■面钢闸门。
第一章钢结构的材料§1—1建筑钢的种类和性能一、种类
钢结构的材料一般都采用建筑钢。建筑钢按其化学性能可分为:
1)普通碳素钢,主要成份为铁与少量的碳。%的低碳钢,其中乂以3号的钢为最常用。
2)普通低合金钢,除主要含铁与C夕卜,尚含有少量的合金素如铤,钛、硅等。其合金元素总量一般不超过3%,故称为低合金钢。其中以16Mn钢为最常用。
二、主要性能
1、钢结构对材料的要求
强度高TS,§b,电值高可减轻结构的自重
节约钢材、降低造价,高可增加结构的安全保障。
较高的塑性,韧性及耐久性,较高的塑性和韧性使结构在荷载作用下有足够的应变能力,既可减轻结构脆性破坏倾向,乂能通过较大的塑性变形,调整局部应力高峰。较高的耐疲劳性则使结构具有较好的抵抗重复荷载的能力。
良好的工艺性能
此外,还要根据具体情况要求钢材具有耐腐蚀的能力。
二、建筑钢的主要机械能性
钢材的工作大致可分为:弹性,塑性(屈服)、自强和破坏四个阶段,其中:
bs、%、4、Qk是用来衡量钢材强度,塑性,韧性的指标。
强度,4t塑性,ajt韧性
bs作为设计强度;②Bb作为一种强度储备(因变形过大)③£b——塑性一一表示钢材经受巨大的变形后尚不致破坏的能力;④钢兼有良好的弹性与塑性,当o<bp时,3与8成直线关系,乂*Op&OsEs以前的应变都很小,故在计算钢结构的强度时,可近似地将钢的弹性工作阶段提高到
<Ts,同时由丁低碳钢的流幅相当长,当应力达到屈服点而出现塑性流动时,钢由理想的弹性转为理想的塑性体。
钢受压、受弯的性能T。厂E、U与受拉图。
钢受剪的性能T勾=%,G=。
钢材的脆断,脆断发生条件、危害,脆断同韧性的关系,冲击韧性的测定。
..•构件内能的增加=外力所作的功
用ak表示ak=却A(净面林
钢材的冷弯性能三、钢的可焊性、抗蚀性和防腐措施
钢的可焊性、抗蚀性和防腐措施是钢经焊接后质量如何是否有裂缝,火渣,强度是否低以焊接前。
焊接结构的失事往往是由丁钢材的可焊性不良,在低温或受动载时发生脆断,故对丁重要的受动载结构,应对所用钢材进行可焊性的鉴定。
钢材的锈蚀使承载力降低。
影响因素:①环境;②结构型式(最好不要做成Jl);③材料种类
防锈措施:①刷漆;②镀锌、铭;③电化学保护。
§1—2钢的组织和化学成分等对钢材性能的影响
、组织构造
钢的内部组织构造是直接影响钢材性能的主要因素,低碳钢的组织构造主要是由铁素体和少量珠光体构成。
钢的基本组织
铁素体:碳溶解丁a-Fe中所形成的固溶体(接近丁纯铁)。强度低,塑性高,如果钢中铁素体的晶粒越细,珠光体网状层分布越密越均匀,则钢的质量愈好,强度与塑性,特别是冲击韧性都有所提高。
渗碳体:碳与铁相互作用形成的化合物Fe3C(%)。
珠光体:由铁素体与渗碳体组成的共析体。强度高,塑性低。可根据组织构造解释低碳钢的屈服现象。
二、化学成份
主要成份,Fe,C,S,P,O,N,Mn,Si,Cu,引起钢材热脆,降低热加工性能和焊接性能,并降低塑性冲击韧性和疲劳强度。
C——
-%
S——
-易引起钢的热脆(焊接时脆)%
P——
易引起钢的冷脆(低温时脆)%
O,N
——形成气孔气泡,使钢性能变脆,是杂质;P,N引起钢材冷脆降低塑
性,和冲击韧性,使钢的可焊性和冷弯性能变差。
Mn,S——使钢强度f,塑性影响不大,可影响可焊性,因此这些元素必须加以限制。
Cu——能提高强度和抗腐蚀性,但过多易使表面热脆开裂,应限制。
Mn,Si——在钢中届丁有利元素,在钢中加入适量的铤,除能消除S,O,使钢热脆的影响外还能较显著地提高电且,并能保证较好的塑性和冲击韧性,在钢中的加入适量的硅,除用以脱氧
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