建筑钢结构设计知识点总结.pptx
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1、 9 9 抗拉强度抗拉强度:应力应变曲线最高点对应的应力应力应变曲线最高点对应的应力,是钢材抗拉强度极限和强是钢材抗拉强度极限和强度储备度储备 10 10 伸长率:净伸长于原长之比,是衡量钢材伸长率:净伸长于原长之比,是衡量钢材塑性应变能力的指标 11 冲击韧性:冲击功与断口截面面积之比,是冲击韧性:冲击功与断口截面面积之比,是衡量钢材抗脆性衡量钢材抗脆性的指标的指标 12 180度冷弯:衡量钢材塑性性能和冶金质量优劣的综合指标度冷弯:衡量钢材塑性性能和冶金质量优劣的综合指标13 13 冷冷作作硬硬化化:当当荷荷载载超超过过材材料料比比例例极极限限卸卸载载后后,出出现现残残余余变变形形,再再次
2、次 加加载载则则比比例例极极限限(或或屈屈服服点点)提提高高的的现现象象,也也称称“应应变变硬化硬化”。14 14 时时效效硬硬化化:随随时时间间的的增增长长,碳碳和和氮氮的的化化合合物物从从晶晶体体中中析析出出,使使材料硬化的现象材料硬化的现象。15 15 应应变变时时效效:钢钢材材产产生生塑塑性性变变形形时时,碳碳、氮氮化化合合物物更更易易析析出出。即冷作硬化的同时可以加速时效硬化,因此也称即冷作硬化的同时可以加速时效硬化,因此也称“人工时效人工时效”16 人工快速时效:使钢材产生人工快速时效:使钢材产生10%塑变,并在塑变,并在2500下下保温保温1h。17 应应力力集集中中:在在截截面
3、面变变化化或或开开孔孔洞洞处处,出出现现局局部部高高峰峰应应力力,形形成成同同号号应应 力力场场,易易导致脆性破坏的现象。导致脆性破坏的现象。18 疲疲劳劳破破坏坏:在在名名义义应应力力低低于于屈屈服服点点的的高高周周循循环环荷荷载载作作用用下下,钢钢材材内内部部缺缺陷陷导导致致裂裂纹纹扩扩展展,使使钢钢材材在在尚尚未未达达到到极极限限强强度度甚甚至至低低于于屈屈服服点点时时,发发生生突突然然的的脆脆性性破破坏的现象。坏的现象。19 冷脆转变温度冷脆转变温度:钢材塑变能力随温降,当到某一温度时钢材塑变能力随温降,当到某一温度时,则陡然下降则陡然下降 该温度称为冷脆转变温度该温度称为冷脆转变温度
4、,对应的冲击韧性对应的冲击韧性30J/mm2.20 整整体体失失稳稳:结结构构尚尚未未进进入入强强度度破破坏坏时时,即即因因变变形形较较大大,偏偏离离原原平平衡衡位位置置而而破破 坏的现象。坏的现象。21 局局部部失失稳稳:结结构构尚尚未未进进入入整整体体失失稳稳时时,结结构构中中较较薄薄板板件件在在外外荷荷载载作作用用下下,不不 能能维持平面平衡而产生波状凸曲的现象维持平面平衡而产生波状凸曲的现象22 焊接残余应力:局部不均匀加热或冷却,使热胀受限生压,冷缩受限生拉,拉压自相平衡,残留于焊接件内部。23粗制螺栓:栓径比孔径小1.5mm以下,孔隙大,较粗糙,成本低 抗剪性差,抗拉性好。属C级螺
5、栓 精制螺栓:栓径比孔径小0.25mm以下,孔隙小,尺寸精确,变形小 抗剪抗拉性均较好。属A,B级螺栓二填空题二填空题:1 1对对永永久久荷荷载载分分项项系系数数,当当其其效效应应对对结结构构不不利利时时,对对可可变变荷荷载载效效应应控控制制的的组组合合应应取取1.2 1.2;对对永久荷载效应控制永久荷载效应控制的组合,应取的组合,应取1.35;1.35;对对可可变变荷荷载载的的分分项项系系数数,一一般般情情况况下下应应取取1.4 1.4;对对标标准准值值大大于于4kN/m4kN/m2 2的的工工业业房房屋楼面结构的屋楼面结构的活荷载标准值应取活荷载标准值应取1.31.3。2 2 钢材性能包括
6、:钢材性能包括:机械性能,耐久性能,热加工性能机械性能,耐久性能,热加工性能3 衡衡量量钢钢材材机机械械性性能能的的指指标标:屈屈服服强强度度;抗抗拉拉极极限限强强度度;伸伸长长率率;冲冲击击韧韧性性;180度度冷冷弯弯.前三项指标可由前三项指标可由单拉试验单拉试验确定。确定。4 无屈服点的材料,其屈服强度可无屈服点的材料,其屈服强度可取取永久变形为永久变形为0.2%时所对应的应力时所对应的应力5 钢材单拉曲线分五个阶段:钢材单拉曲线分五个阶段:弹性,弹塑性,流幅,应变硬化,颈缩弹性,弹塑性,流幅,应变硬化,颈缩6 钢材化学成分中:钢材化学成分中:有益元素有有益元素有:Mn,Si,Cu,v等。
7、其中:等。其中:Mn为为弱脱氧剂;弱脱氧剂;Si为为强脱氧剂;强脱氧剂;Cu可提高抗锈蚀性;可提高抗锈蚀性;v可提高可焊性;可提高可焊性;有害元素有:有害元素有:S,O,P,N等。其中:等。其中:S,0使钢材热脆;使钢材热脆;p,N使钢材冷脆使钢材冷脆7 影响脆性的因素有:影响脆性的因素有:应力状态应力状态,材质材质,低温低温,厚度厚度,加载速度加载速度8 8 随随着着含含碳碳量量增增加加,钢钢材材强强度度增增加加,塑塑性性降降低低,可可焊焊性性降降低低,抗抗腐腐蚀蚀性性降降低低。含含碳量碳量一般应控制在一般应控制在0.22%0.22%以下以下9 影响构件抗力的主要因素有:影响构件抗力的主要因
8、素有:材料性能不定性;材料性能不定性;几何参数不定性;几何参数不定性;计算模式不定性计算模式不定性10常见的冶金缺陷有:常见的冶金缺陷有:偏析偏析(化学成分分布的不均匀程度);(化学成分分布的不均匀程度);非金属夹杂非金属夹杂;气孔气孔;裂纹裂纹等等 11 11 钢材在钢材在250250左右抗拉强度左右抗拉强度略有提高略有提高,塑性,塑性降低降低,脆性,脆性增加;增加;该现象称为该现象称为 兰脆现象兰脆现象,该温度区段称为,该温度区段称为“兰脆区兰脆区”。钢材在。钢材在260260320320会产生会产生徐变徐变现象。现象。600600左右左右弹性模量弹性模量趋于零,承载能力几乎完全丧失。趋于
9、零,承载能力几乎完全丧失。12 钢材按冶炼方法及脱氧程度分为钢材按冶炼方法及脱氧程度分为镇静钢镇静钢,半镇静钢半镇静钢,沸腾钢沸腾钢 13 钢材在轧制过程使得钢材在轧制过程使得:气泡和微裂纹气泡和微裂纹焊合,焊合,晶粒晶粒变细,强度变细,强度提高提高;故;故设计强度设计强度按厚度分级按厚度分级 14 疲疲劳劳破破坏坏经经历历三三个个阶阶段段:裂裂纹纹萌萌生生,裂裂纹纹扩扩展展,迅迅速速断断裂裂。影影响响疲疲劳劳强强度度的的因因素素有有:应应力力幅幅,应力循环次数应力循环次数(疲劳寿命(疲劳寿命),),构件和连接的分类构件和连接的分类(按按应力集中程度,残余应力等分类应力集中程度,残余应力等分类
10、)15 15 对焊接结构疲劳强度来说,对焊接结构疲劳强度来说,应力幅的应力幅的影响最大,影响最大,而而名义最大应力名义最大应力和和应力比应力比则无影响。则无影响。16 16 疲疲 劳劳 计计 算算 时时 用用 荷荷 载载 的的 标标 准准 值值;由由 于于 已已 考考 虑虑 动动 力力 效效 应应,计计 算算 时时 不不 再再 考考 虑虑 动动 力力 系系 数数 而而不出现拉应力的不出现拉应力的部位不计算疲劳。部位不计算疲劳。17 对对重重级级制制吊吊车车梁梁和和重重中中级级吊吊车车桁桁架架的的疲疲劳劳可可视视为为常常幅幅疲疲劳劳,但但要要在在计计算算应应力力幅幅前前乘乘以以欠欠载载效应系数效
11、应系数18碳碳素素钢钢分分普普通通碳碳素素钢钢A,B,C,D(特特)四四级级及及优优质质碳碳素素钢钢(热热处处理理)。低低合合金金钢钢则则分分A,B,C(特特),D(特特),E(特特)五级。五级。特级钢一般还要保证特级钢一般还要保证负温度下冲击韧性。负温度下冲击韧性。19钢钢材材的的选选择择按按:结结构构重重要要性性,荷荷载载性性质质,连连接接方方法法,钢钢材材厚厚度度,工工作作环环境境,应应力状态力状态2020焊焊条条选选择择时时:Q235Q235钢钢选选择择E43E43型型焊焊条条;Q345;Q345钢钢选选择择E50E50型型焊焊条条;Q390;Q390以以上上钢钢选选择择E55;E55
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