钢结构(工管).ppt

优点 建筑钢材强度高，塑性韧性好 强度高——大跨、高层、高负荷结构 塑性好——防止超载引起的脆性破坏 韧性好——承受动力荷载，抗震性能好 钢结构的重量轻，质强比小 质强比：材料的质量密度与强度的比值 建筑钢材质强比：1.7～3.7×104 木材质强比：5.4×104 钢筋混凝土质强比：18×104 材质均匀、性能好，结构可靠性高 钢材接近于各向同性的理想弹－塑性体，实际受力同工程力学计算理论比较符合，因此钢结构的可靠性高 钢结构施工简便，工期短，易于改造和加固 钢材可加工性能好，工业化机械化程度高，构件轻，连接简单，安装方便 缺点 耐腐蚀性差 使用环境，钢材极易锈蚀，需注意保护，特殊环境下不易使用钢结构 耐火性差 耐热性较好（200℃以下钢材性质变化很小），高于200 ℃后钢材强度下降很快，600 ℃时钢材进入塑性状态，强度几乎降为零丧失承载力，需采取隔热防火措施 钢材价格相对较高 1.1.2 钢结构的应用范围 大跨结构 结构跨度越大，自重在荷载中所占的比例就越大。因此钢结构在大跨结构中得到了广泛的应用。有空间桁架、网架、网壳、悬索（包括斜拉体系）、实腹或格构式拱架和框架等。 可拆卸、活动结构 2.1 钢结构对材料的要求 较高的抗拉强度fu和屈服点fy 较高的塑性和韧性 良好的加工性能 在一定特殊情况下，适应低温、高温和腐蚀行环境的能力 指钢材在冷弯产生塑性变形时，对产生裂纹和分层的抵抗能力。 是判定钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标。 冲击韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，是衡量钢材抗脆断的性能指标。 钢材强度与塑性的综合表现。 小结 钢材的五项主要机械性能指标 屈服点 fy —— 总的原则：安全可靠、经济合理 需考虑因素： 结构的重要性 荷载情况 连接方法 结构所处的温度和环境 钢材厚度 承重结构采用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 焊接结构应保证碳的极限含量 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具有冷弯试验的合格保证 需要验算疲劳以及主要的受拉或受弯的焊接结构的钢材应具有的冲击韧性合格保证 钢结构所用钢材主要有： 热轧钢板、热轧型钢、 冷轧薄钢板、冷弯薄壁型钢 热轧钢板 符号“－”＋“宽度×厚度” 厚钢板：厚度4.5~60mm，宽度600~3000mm，长度4~12m 用做大型实腹式梁柱翼缘、腹板 薄钢板：厚度0.35~4mm，宽度500~1500mm，长度0.5~4m 用于制作冷弯薄壁型钢 扁钢：厚度4~60mm，宽度12~200mm，长度3~9m 焊接组合梁柱翼缘板，各种连接板、加劲肋等 热轧型钢 角钢： 等边角钢 不等边角钢 等边（等肢）—符号“L”＋“边长×厚度” 不等边（不等肢）—符号“L”＋“长边宽×短边宽×厚度” 主要用来制作桁架等格构式结构的杆件和支撑等连接杆件 柱通常由柱头、柱身和柱脚三部分组成 2、轴心受力构件的截面形式 2）格构式截面 3、轴心受力构件的设计内容 保证构件刚度——通过限制其长细比，保证构件在运输、安 装、使用时不会产生过大变形。 ★轴心受力构件强度承载力以截面平均应力达到钢材屈服应力为极限 ★对有削弱的截面，虽然存在应力集中现象，但应力高峰区会率先屈服使应力塑性重分布，最终达到均匀分布 弹性阶段：正应力为直线分布，梁最外缘正应力不超过屈服点 弹塑性阶段：梁边缘区域应力屈服，而中和轴附近仍处于弹性 塑性阶段：梁全截面应力等于屈服点，形成塑性铰达到承载极限 一般工业厂房和多层房屋的框架柱均为拉弯和压弯构件。 2、截面形式 3、计算内容 拉弯构件： 承载能力极限状态：强度 正常使用极限状态：刚度 压弯构件（见下页） 选择原则 面积的分布应适当远离轴线，以增加截面的惯性矩和回转半径。在保证局部稳定的条件下，提高柱的整体稳定性和刚度 两个主轴方向的长细比应尽量接近，即 ，比较经济； 便于与其他构件连接 构造简便，制造省工 选用能够供应的钢材规格等 一般采用双轴对称截面，分肢通常采用槽钢和工字钢， 有时也采用四个角钢或三个圆管作为肢件。 缀条式格构柱常采用角钢作为缀条 缀条可布置成不带横杆或带横杆的三角形体系 缀板式格构柱常采用钢板作为缀板 第7章 钢结构的连接和节点构造 钢结构连接原则： 安全可靠