鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

合肥學(xué)院建筑工程系

鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

課程總結(jié)

專業(yè)班級：11工程管理（一）班姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：

201*年12月22日

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合肥學(xué)院建筑工程系

鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)必學(xué)內(nèi)容，也是眾多科目中較難學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。想學(xué)好鋼結(jié)構(gòu)也并非易事，當(dāng)然所謂水到渠成，功到自然成，花費(fèi)一定的功夫以后，其成果也是可喜可賀的。經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，自然也會有自己個人的一些心得，有自己的學(xué)習(xí)方法，也有自己的一些困惑，在此做一個總結(jié)。在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中，但愿能會有更多的領(lǐng)會，對現(xiàn)在所學(xué)的內(nèi)容能有進(jìn)一步的理解。

1．鋼結(jié)構(gòu)的定義

鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主，由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成；各構(gòu)件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強(qiáng)，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學(xué)的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；建筑工期短；其工業(yè)化程度高，可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。

2.鋼結(jié)構(gòu)的鏈接方式：焊接、鉚接和螺栓鏈接

1）焊接：是鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。焊接連接又可分為對接焊縫和角焊縫。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連；用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面；制作加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動化操作；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點(diǎn)：在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感，局部裂紋一旦萌生，就很容易擴(kuò)展到整個構(gòu)件截面，低溫冷脆問題突出。

2）鉚接：19世紀(jì)20年代開始使用鉚釘連接，鉚釘連接的塑性、韌性和整體性好，連接變形小，傳力可靠，承受動力荷載時的疲勞性能好，特別適用于重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。但由于其構(gòu)造復(fù)雜，用鋼量大，施工麻煩，噪音大，目前已很少采用。鉚釘連接的受力性能、構(gòu)造要求及設(shè)計(jì)方法原則上與普通螺栓連接相同，不同的是設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)值取值不同。

3）螺栓連接：螺栓連接由于安裝省時省力、所需安裝設(shè)備簡單、對施工工人的技能要求不及對焊工的要求高等優(yōu)點(diǎn)，目前在鋼結(jié)構(gòu)連接中的應(yīng)用僅次于焊縫連接。螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接兩大類。按受力情況又各分為三種：抗剪螺栓連接、杭拉螺栓連接和同時承受剪拉的螺栓連接。高強(qiáng)螺栓承壓型連接對螺栓材質(zhì)、預(yù)拉力大小和施工安裝等的要求與摩擦型的完全相同，只是它是以摩擦力被克服、結(jié)點(diǎn)板件發(fā)生相對滑移后孔壁承壓和螺栓受剪破壞作為承載能力極限狀態(tài)，因此它的承載能力高于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，可節(jié)省連接材料。但這種連接由于在摩擦力被克服后將產(chǎn)生一定的滑移變形，因而其應(yīng)用受到限制。規(guī)范規(guī)定它只能用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。連接處構(gòu)件接觸面的表面處理要求較摩擦型連接為低，僅要求清除油污及浮銹。承壓型連接的工作性能與普通螺栓的完全相同，只是由于螺桿預(yù)拉力的作用和高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用使連接的性能優(yōu)于普通螺栓連接。

4）普通螺栓與高強(qiáng)螺栓的區(qū)別

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普通螺栓一般用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，不經(jīng)熱處理，高強(qiáng)螺栓一般用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制造，需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理提高綜合機(jī)械性能。高強(qiáng)度分為，8.8級，10.9級，12.9級。

從強(qiáng)度等級:高強(qiáng)螺栓常用8.8S和10.9S兩個強(qiáng)度等級。普通螺栓一般有4.4級，4.8級5.6級8.8級。

從受力特點(diǎn)高強(qiáng)螺栓施加預(yù)拉力和靠摩擦力傳遞外力，普通螺栓靠栓桿抗剪力和孔壁承壓來傳遞剪力。

3．鋼結(jié)構(gòu)的安裝

按著安裝順序和工藝要求在鋼平臺上進(jìn)行鋼構(gòu)件的預(yù)制和組裝，要保證焊接制作質(zhì)量。

型鋼的拼接翼緣板拼接接縫和腹板拼接接縫的間距應(yīng)大于200。翼緣板拼接長度不應(yīng)小于2倍板寬；腹板拼接寬度不應(yīng)小于300，長度不應(yīng)小于600。

為了焊接方便，保證焊接質(zhì)量，盡量將立柱、橫梁上的加強(qiáng)筋板、連接板、墊板、挑梁（梁）等在地面鋼平臺上按施工圖尺寸進(jìn)行組對焊接。

在鋼平臺上預(yù)制的鋼構(gòu)件除按施工圖和規(guī)范要求制作組裝外，還應(yīng)考慮現(xiàn)場安裝的工藝性和安裝尺寸的變化。1）安裝要點(diǎn)（1）摩擦系數(shù)：，其中F為抗滑移試驗(yàn)所測得的使試件產(chǎn)生初始滑移的力，nf為摩擦面數(shù)，為與F對應(yīng)的高強(qiáng)螺栓擰緊預(yù)拉力實(shí)測值之和。（2）扭矩系數(shù)：，其中d為高強(qiáng)螺栓公稱直徑(mm)，M為施加扭矩值（NM），P為螺栓預(yù)緊力。10.9級高強(qiáng)度大六角螺栓連接必須保證扭矩系數(shù)K的平均值為0.110～0.150。其標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于等于0.010。

（3）初擰扭矩：為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響，可用二次擰緊來減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強(qiáng)螺栓第一次擰為初擰，使其軸力宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%～80%。

（4）終擰扭矩：高強(qiáng)螺栓最后緊固用的扭矩為終擰扭矩�？紤]各種預(yù)應(yīng)力的損失，終擰扭矩一般比按設(shè)計(jì)預(yù)拉力作理論計(jì)算的扭矩值大5%～10%。2）安裝質(zhì)量控制

①安裝前，施工單位應(yīng)對構(gòu)件的產(chǎn)品合格證、設(shè)計(jì)文件與預(yù)拼裝記錄進(jìn)行檢查，并復(fù)驗(yàn)記錄構(gòu)件的尺寸。鋼結(jié)構(gòu)的變形、缺陷超出允許偏差時，應(yīng)進(jìn)行處理。安裝前，應(yīng)編制詳細(xì)的測量和矯正工藝，厚鋼板的焊接應(yīng)在焊接安裝前進(jìn)行模擬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝試驗(yàn)，編制相應(yīng)的施工工藝。對拼裝好的屋架應(yīng)預(yù)設(shè)一定的起拱度。

②鋼結(jié)構(gòu)吊裝就位后，應(yīng)對構(gòu)件定位軸線、標(biāo)高等設(shè)計(jì)要求控制點(diǎn)進(jìn)行測量做好標(biāo)記，對吊裝對接接頭質(zhì)量進(jìn)行焊前檢查。安裝好臨時支撐及鋼浪索以使鋼屋架在施工過程中安全穩(wěn)定。

③鋼結(jié)構(gòu)安裝時，施工單位應(yīng)提交每榀構(gòu)件吊裝后的標(biāo)高尺寸、焊接、涂裝等分別向監(jiān)理提交驗(yàn)收。3）安裝焊接程序及一般規(guī)定

焊接的一般順序?yàn)椋汉盖皺z查→預(yù)熱除銹→裝焊墊板和引弧板→焊接→檢驗(yàn)

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（1）焊前檢查坡口角度、鈍邊、間隙及錯口量，坡口內(nèi)和兩側(cè)的銹斑、油污、氧化鐵皮等應(yīng)清除干凈。

（2）預(yù)熱。焊前用氣焊或特制烤槍對坡口及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的母材均勻加熱，并用表面測溫計(jì)測量溫度，防止溫度不符合要求或表面局部氧化，預(yù)熱溫度。

（3）重新檢查預(yù)熱溫度，如溫度不夠應(yīng)重新加熱，使之符合要求。

（4）裝焊墊板及引弧板，其表面清潔程度要求與坡口表面相同，墊板與母材應(yīng)貼緊，引弧板與母材焊接應(yīng)牢固。

（5）焊接：第一層的焊道應(yīng)封住坡口內(nèi)母材與墊板的連接處，然后逐道逐層累焊至填滿坡口，每道焊縫焊完后，都必須清除焊渣及飛濺物，出現(xiàn)焊接缺陷應(yīng)及時磨去并修補(bǔ)。

（6）一個接口必須連續(xù)焊完，如不得已而中途停焊時，應(yīng)進(jìn)行保溫緩冷處理，再焊前，應(yīng)重新按規(guī)定加熱。（7）遇雨、雪天時應(yīng)停焊，構(gòu)件焊口周圍及上方應(yīng)有擋風(fēng)、雨棚，風(fēng)速大于5m/s時應(yīng)停焊。環(huán)境溫度低于零度時，應(yīng)按規(guī)定采取預(yù)熱和后熱措施施工。

（8）碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度、低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在完成24h以后，進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。

（9）焊工和檢驗(yàn)人員要認(rèn)真填寫作業(yè)記錄表。

4.鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)與其它建設(shè)相比，在使用中、設(shè)計(jì)、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢，造價低，可隨時移動。

1）鋼結(jié)構(gòu)住宅比傳統(tǒng)建筑能更好的滿足建筑上大開間靈活分隔的要求，并可通過減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率，戶內(nèi)有效使用面積提高約6%。

2)節(jié)能效果好，墻體采用輕型節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的C型鋼、方鋼、夾芯板，保溫性能好，抗震度好。節(jié)能50%，

3）將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。

4）建筑總重輕，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，可以大大減少基礎(chǔ)造價。

5）施工速度快，工期比傳統(tǒng)住宅體系至少縮短三分之一，一棟1000平米只需20天、五個工人方可完工。

6）環(huán)保效果好。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除時，大部分材料可以再用或降解，不會造成垃圾。

7）以靈活、豐實(shí)。大開間設(shè)計(jì)，戶內(nèi)空間可多方案分割，可滿足用戶的不同需求。

8）符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平。

鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，其勻質(zhì)、高強(qiáng)、施工速度快、抗震性好和回收率高等優(yōu)越性，鋼比磚石和砼的強(qiáng)度和彈性模量要高出很多倍，因此在荷載相

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同的條件下，鋼構(gòu)件的質(zhì)量輕。從被破壞方面看，鋼結(jié)構(gòu)是在事先有較大變形預(yù)兆，屬于延性破壞結(jié)構(gòu)，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)危險，從而避免。

鋼結(jié)構(gòu)廠房具有總體輕、節(jié)省基礎(chǔ)、用料少、造價低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美觀，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)廠房廣泛應(yīng)用于大跨度工業(yè)廠房、倉庫、冷庫、高層建筑、辦公大樓，多層停車車場及民宅等建筑行業(yè)。

5.鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)（質(zhì)量問題）1）復(fù)雜性

鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問題的復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在引發(fā)質(zhì)量問題的因素繁多，產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因也復(fù)雜，即使是同一性質(zhì)的質(zhì)量問題，原因有時也不一樣，從而質(zhì)量問題的分析、判斷和處理增加了復(fù)雜性。例如焊接裂縫，其既可發(fā)生在焊縫金屬中，也可發(fā)生在母材熱影響中，既可在焊縫表面，也可在焊縫內(nèi)部；裂縫走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂縫既可能是冷裂縫，也可能是熱裂縫；產(chǎn)生原因也有焊接材料選用不當(dāng)和焊接預(yù)熱或后熱不當(dāng)之分。2）嚴(yán)重性

鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問題的嚴(yán)重性表現(xiàn)在：一般的，影響施工順利進(jìn)行，造成工期延誤，成本增加，嚴(yán)重的，建筑物倒塌，造成人身傷亡，財產(chǎn)受損，引起不良的社會影響。3）可變性

鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量問題還將隨著外界變化和時間的延長而不斷地發(fā)展變化，質(zhì)量缺陷逐漸體現(xiàn)。例如，鋼構(gòu)件的焊縫由于應(yīng)力的變化，使原來沒有裂縫的焊縫產(chǎn)生裂縫：由于焊后在焊縫中有氫的活動的作用便可產(chǎn)生延遲裂縫。又如構(gòu)件長期承受過載，則鋼構(gòu)件要產(chǎn)生下拱彎曲變形，產(chǎn)生隱患。4）頻發(fā)性

由于我國現(xiàn)代建筑都是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，從事建筑施工的管理人員和技術(shù)人員對鋼結(jié)構(gòu)的制作和施工技術(shù)相對比較生疏，以民工為主的具體施工人員更不懂鋼結(jié)構(gòu)工程的科學(xué)施工方法，導(dǎo)致施工過程中的事故時常發(fā)生。

6.鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景

鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展：應(yīng)關(guān)注三大領(lǐng)域

根據(jù)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，海洋石油工程裝備、鋼結(jié)構(gòu)住宅、鋼結(jié)構(gòu)橋梁等3個領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)當(dāng)引起國家有關(guān)主管部門的關(guān)注，如果受到重視和政策鼓勵，完全可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)倍增的目標(biāo)。

海洋石油的產(chǎn)量在201*年要達(dá)到1億噸，海洋工程裝備企業(yè)的目標(biāo)是要為深海1500米～3000米的開采提供大量裝備，產(chǎn)業(yè)水平及規(guī)模必須提高；鋼結(jié)構(gòu)住宅符合綠色環(huán)保、節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策，其工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品具有廣闊和無限的市場空間；全國59萬座公路橋梁中鋼結(jié)構(gòu)橋梁不足1%，鐵路系統(tǒng)高速發(fā)展，新建線路以橋代路，80%均是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁。而鋼結(jié)構(gòu)橋梁在日本占到41%，美國占到33%，由此可見我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁的市場需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與發(fā)達(dá)國家還有很大差距。

中國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在近10余年期間發(fā)展迅速，已成為全球鋼結(jié)構(gòu)用量最大、制造施工能力最強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模第一、企業(yè)規(guī)模第一的鋼結(jié)構(gòu)大國。鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)：須重視“十二五”發(fā)展

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各地重大鋼結(jié)構(gòu)工程的成功建設(shè)，說明我國的鋼結(jié)構(gòu)綜合技術(shù)水平已處于國際先進(jìn)水平。但我國的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在信息化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、科研創(chuàng)新方面同發(fā)達(dá)國家相比還有不小的差距。201*年是國家“十二五”規(guī)劃起始之年，國家有關(guān)部委、行業(yè)協(xié)會及企業(yè)集團(tuán)、鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)都在進(jìn)行調(diào)研、分析市場及未來發(fā)展趨勢。國家發(fā)改委、工信部、科技部也正在研究有關(guān)戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)確定和規(guī)劃目標(biāo)，對具有國際先進(jìn)水平、自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、國際競爭實(shí)力強(qiáng)大并可以占領(lǐng)更多市場的產(chǎn)業(yè)，將列入規(guī)劃并給予支持、扶持政策。機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)能否上臺階、上規(guī)模，“十二五”期間的發(fā)展至關(guān)重要。

中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會經(jīng)過調(diào)查研究，在聽取有關(guān)專家意見和建議后，草擬了《關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在國家“十二五”規(guī)劃的戰(zhàn)略思考及建議草案》，在征求有關(guān)人員的意見后，協(xié)會將組織有關(guān)專家具體落實(shí)、完善，以促進(jìn)“十二五”期間鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)取得更大發(fā)展。7總結(jié)

通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，對鋼結(jié)構(gòu)或多或少有些許認(rèn)識，當(dāng)然個人的認(rèn)識還是很膚淺的，但愿在以后的學(xué)習(xí)以及工作當(dāng)中能有進(jìn)一步的理解。更希望的是能在以后可以把現(xiàn)在的所學(xué)得以用到，再進(jìn)一步深化一下現(xiàn)在的所學(xué)。時間很快，轉(zhuǎn)眼就會迎來畢業(yè)�，F(xiàn)在的所學(xué)，是為了以后的應(yīng)用，因此此時的學(xué)習(xí)不可馬虎了得。不然以后會后悔莫及的。好好學(xué)習(xí)，天天向上。好好學(xué)習(xí)吧。但愿以后能學(xué)以所用，把所學(xué)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。

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《鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》課程總結(jié)

《鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》是一門重要的專業(yè)課程，通過對這門專業(yè)課程的學(xué)習(xí)我們要達(dá)到以下幾點(diǎn)目標(biāo)：掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍；理解鋼結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法，掌握其設(shè)計(jì)表達(dá)式的應(yīng)用；初步了解鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式；了解鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展趨勢；為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)知識打下基礎(chǔ)。

一、鋼結(jié)構(gòu)的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用

由型鋼和鋼板連接成基本構(gòu)件，然后運(yùn)至現(xiàn)場組裝成整體結(jié)構(gòu)形式，稱為鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有以下集中特點(diǎn)：①輕質(zhì)高強(qiáng)；②塑性韌性好；③施工周期短；④材質(zhì)均勻；⑤氣密性和水密性好；⑥耐腐蝕性差；⑦耐火但不耐熱；⑧低溫冷脆。

鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍主要取決于鋼結(jié)構(gòu)本身的特性，從技術(shù)角度看，鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍包括以下幾個方面：①大跨度結(jié)構(gòu)；②重型廠房結(jié)構(gòu)；③受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)；④可拆卸的結(jié)構(gòu)；⑤高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑；⑥容器和其他構(gòu)筑物；⑦輕型鋼結(jié)構(gòu)。

二、鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》除疲勞計(jì)算外，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)結(jié)構(gòu)或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時，此特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。

1、承載能力極限狀態(tài)：包括構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、疲勞破壞和因

過度變形而不適于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系和結(jié)構(gòu)傾覆。

2、正常使用極限狀態(tài)：包括影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形，影響正常使用的振動，影響正常使用或耐久性能的局部損壞。

三、鋼結(jié)構(gòu)的材料

1．對鋼結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求

（1）較高的抗拉強(qiáng)度，和屈服點(diǎn)；（2）較高的塑性和韌性；（3）良好的工藝性能；

（4）根據(jù)具體工作條件，有時還要求鋼材具有適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。2．鋼材的主要性能（1）強(qiáng)度性能

比例極限；屈服點(diǎn)；抗拉強(qiáng)度或極限強(qiáng)度。（2）塑性性能

伸長率：試件被拉斷時的絕對變形值與試件原標(biāo)距之比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率。（3）冷彎性能

冷彎性能由冷彎試驗(yàn)確定。試驗(yàn)時使試件彎成l80°，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。

（4）沖擊韌性

韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)。由于低溫對鋼材的脆性破壞有顯著影響，在寒冷地區(qū)建造的結(jié)構(gòu)不但要求鋼材具有常溫（20℃）沖擊韌性指標(biāo)，還要求具有負(fù)溫（0℃、-20℃或-40℃）沖擊韌性指標(biāo)，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗脆性破壞能力。3.鋼材的選擇

選擇鋼材時考慮的因素有：

1）結(jié)構(gòu)的重要性：重要結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材；一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，可選用普通質(zhì)量的鋼材。

2）荷載情況：直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈地震區(qū)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用綜合性能好的鋼材；一般承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)則可選用價格較低的Q235鋼。

3）連接方法：焊接結(jié)構(gòu)對材質(zhì)的要求應(yīng)嚴(yán)格一些。

4）結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境：在低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)，尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。5）鋼材厚度：厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。

四、軸心受力構(gòu)件

（一）軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度

1．軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度是以截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服點(diǎn)為承載力極限狀態(tài)

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2．軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算

軸心受力構(gòu)件的剛度是以限制其長細(xì)比保證

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（二）軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定

1．理想軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式

理想軸心受壓構(gòu)件可能以三種屈曲形式喪失穩(wěn)定：①彎曲屈曲雙軸對稱截面構(gòu)件最常見的屈曲形式。

②扭轉(zhuǎn)屈曲長度較小的十字形截面構(gòu)件可能發(fā)生的扭轉(zhuǎn)屈曲。③彎扭屈曲單軸對稱截面桿件繞對稱軸屈曲時發(fā)生彎扭屈曲。

2．理想軸心受壓構(gòu)件的彎曲屈曲臨界力

若只考慮彎曲變形，臨界力公式即為著名的歐拉臨界力公式，表達(dá)式為

2EI2EA=NE=l22（三）軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定

一般組成軸心受力構(gòu)件的板件的厚度與板的寬度相比都較小，如果這些板件過薄，則在壓力作用下，板件將離開平面位置而發(fā)生凸曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為板件喪失局部穩(wěn)定。

五、鋼結(jié)構(gòu)的連接（一）螺栓連接

螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩大類1、普通螺栓連接

普通螺栓分為A、B、C三級。A級與B級為精制螺栓，C級為粗制螺栓。A、B級精制螺栓表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對成孔質(zhì)量要求高，制作和安裝復(fù)雜，價格較高，已很少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。A、B級精制螺栓的區(qū)別僅是螺栓桿長度不同。C級螺栓一般可用于沿螺栓桿

軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時的臨時固定。2、高強(qiáng)度螺栓連接

高強(qiáng)度螺栓連接有摩擦型連接和承壓型連接兩種類型。（1）摩擦型連接：只依靠被連接板件間強(qiáng)大的摩擦力傳力，以摩擦力被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)。為了提高摩擦力，對被連接件的接觸面應(yīng)進(jìn)行處理。

（2）承壓型連接：允許接觸面發(fā)生相對滑移，以栓桿被剪壞或被承壓破壞作為連接承載力的極限狀態(tài)。

高強(qiáng)度螺栓性能等級包括8.8級和10.9兩種。摩擦型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.5-2.0mm，承壓型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.0-1.5mm；承壓型連接的承載力比摩擦型連接高，可節(jié)約螺栓。但剪切變形大，故不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。

（二）焊接

鋼結(jié)構(gòu)中一般采用的焊接方法有：電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等。1、焊縫連接的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：焊件間可直接相連，構(gòu)造簡單，制作加工方便；不削弱

截面，用料經(jīng)濟(jì)；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大；可實(shí)現(xiàn)自動化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

（2）缺點(diǎn)：在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的材質(zhì)變脆；焊接殘余

應(yīng)力和變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感，低溫時冷脆的問題較為突出。

2、焊縫的形式（1）角焊縫

角焊縫按其截面形式可分為直角角焊縫和斜角角焊縫。兩焊腳邊的夾角為90°的焊縫稱為直角角焊縫，直角邊邊長hf稱為角焊縫的焊腳尺寸，he＝0.7hf為直角角焊縫的計(jì)算厚度。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中。對于夾角大于135°或小于60°的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。（2）對接焊縫

坡口形式與焊件厚度有關(guān)。當(dāng)焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）時，可用直邊縫。對于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的單邊V形或V形焊縫。斜坡口和離縫c共同組成一個焊條能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的施焊空間，使焊縫易于焊透；鈍邊p有托住熔化金屬的作用。對于較厚的焊件（t＞20mm），則采用U形、K形和X形坡口。對于V形縫和U形縫需對焊縫根部進(jìn)行補(bǔ)焊。對接焊縫坡口形式的選用，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》的要求進(jìn)行。凡T形，十字形或角接接頭的對接焊縫稱之為對接與角接組合焊縫。

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