钢结构期末考试重点

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钢结构期末考试的重点包括：1）钢结构的基本概念与分类；2）钢材的力学性能及其在钢结构中的应用；3）钢结构的设计原则和方法；4）钢结构的连接方式和构造形式；5）钢结构的施工工艺和技术要求。还需要注意钢结构的防腐、防火和抗震设计等方面的问题。

一、基本概念

（一）钢结构相关概念

钢结构：是用钢板，热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的结构。

（二）钢材性能相关概念

冷弯性能：表示钢材塑性变形能力的综合指标，直接反映材质的优劣及内部有无缺陷。
冲击韧性：反应钢材对外来冲击负荷的抵抗能力，常用摆锤冲击弯曲实验来测定。
冷作硬化：在冷加工使钢材产生较大塑性变形下，卸荷后重新加载，使钢材屈服点提高。
蓝脆现象：当温度达到250度时，钢材局部抗拉强度提高，而塑性降低，钢材呈脆性。
碳素结构钢：纯铁占99%，碳及其他元素占1%的钢材。
可焊性：钢材在采用一定焊接工艺等条件下，获得优良焊接接头的难易程度。
塑性：材料发生塑性变形而不断裂的性质。
可靠度：结构在规定的时间内在规定条件下完成预定功能的概率。
应力集中：构件形状突然改变或材料不连续的地方，应力分布不均匀而出现局部应力。
热脆：高温时，硫化铁融化使钢材变脆，应而在焊接或热加工时会出现裂纹。
脆性破坏：钢材无任何迹象从应力集中处断裂，断口齐平，呈光泽晶粒状。
冷脆：随着温度的降低，钢材强度增加，但韧性下降，呈脆性。
塑性破坏：破坏前延续时间长，变形大，破坏前有预兆有明显颈缩现象。
受弯构件：一般指主要承受横向荷载的构件。
焊接残余应力：焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限产生的应力。
残余应力：是当物体没有外部因素作用时，在物体内部保持平衡而存在的应力。
局部失稳：指在钢结构中，受压、受弯、受剪或在复杂应力下的板件由于宽厚比过大，板件发生屈曲的现象。
结构极限状态：由可靠转变为失效的临界状态称为结构的极限状态。

二、钢材相关要点

（一）钢材的指标

钢材的塑形指标是伸长率和断面收缩率。
钢结构机械性能指标：强度、塑形、冲击韧性、冷弯性和可焊性。

（二）钢材的破坏形式

钢材的两种破坏形式：塑性破坏和脆性破坏。

（三）钢材的分类

因脱氧程度不同，最终形成镇静钢、半镇静钢和沸腾钢。
例如Q235 - A.F表示：屈服强度为235MPa，质量等级为A级的沸腾钢；16Mnq表示：含碳量为0.16%，合金元素Mn含量低于1.5%的桥梁用锰合金钢；16MnV表示：含碳量为0.16%，合金元素Mn、V含量低于1.5%且Mn含量大于V的锰钒合金钢。

三、构件相关要点

（一）受弯构件

钢梁按受力情况可分为单向弯曲梁和双向弯曲梁；按支撑情况可分为简支梁、连续梁和悬臂梁。
梁的强度验算需验算的有：抗弯验算、抗剪验算、局部承压验算和折算应力。

（二）轴心受力构件

轴心受力构件常用截面形式可分为：实腹式和格构式两大类；其刚度通常用长细比来衡量。
柱由柱头、柱身和柱脚三部分组成。

四、连接相关要点

（一）连接方法

钢结构的连接方法可分为：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接。

（二）焊接相关

焊接方法最常用的有：电弧焊、电阻焊和气焊。
焊缝连接形式按构造可分为：对接焊缝和角焊缝两种形式。
焊缝质量检验的标准分为一级、二级、三级。

（三）螺栓相关

螺栓在构件上的排列可以是：并列式和错列式。
普通螺栓连接按受力方式可分为：受剪螺栓和受拉螺栓。

五、结构相关要点

（一）结构功能函数

结构功能函数：Z = R - S，当Z>0时，结构可靠；Z = 0时，结构处于极限状态；当Z<0时，结构失效。

（二）设计原则

钢结构设计原则：技术先进、经济合理、安全使用、确保质量。

（三）结构体系相关

厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁(或桁架)、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系。
属于平面结构体系的大跨度结构有：梁式结构、平面刚架和拱式结构。
双层网架的常用形式按组成单元来划分，有平面桁架系网架、四角锥体系网架和三角锥体系网架。
目前国内常用的网架节点形式主要有：焊接空心球节点、螺栓球节点、焊接钢板节点、杆件直接汇交节点。
多高层框架近似分析方法有用于竖向荷载作用下的内力近似分析法 - 分层法和用于水平荷载作用下的内力近似分析法 - D值法。

六、钢结构的特点

（一）优点

材料强度高，塑、韧性好、钢材质量轻（相对）；材质均匀，钢材内部组织较接近于匀质和各向同性体，实际受力和根据力学情况计算的结果相吻合；制造简便，工期短；可焊性、密封性好。

（二）缺点

耐腐蚀性差 - 在潮湿和有腐蚀性介质的环境中，钢结构容易锈蚀，要选用耐大气腐蚀的耐侯钢材，注意油漆防护，增加了维护费用；耐热不耐高温 - 当钢材受热温度在200℃以内时还好，但当温度在600℃以上时，其承载力几乎完全丧失，必须有隔热或采用防火涂料等防护措施；低温脆断 - 要高度重视；变形较大（不利安装）。