钢结构设计基础知识

《钢结构》课程教案首页（表格式）班级科目课的类型教学内容学时数

一、概述、连接、钢梁、钢柱及压杆、钢桁架40钢结构焊接连接计算钢梁的稳定重点钢柱的整体及局部稳定焊接应力及变形钢梁失稳的原因及防止失稳的措施，格构柱的局部稳定难点教学目使学生了解基本构件的设计理论及计算方法，同时，清楚构件的连接计算，及稳定的计算方法引导学生将结构力学、材料力学等力学概念用于工程结构，且要将工程结构之间的教学方法共同点及不同点进行比较教具钢结构梁、柱（格构柱）模型一教学进概述学时钢材学时连接学时钢梁学时钢柱学时24141010程课程结束后，总结各章、节学生掌握情况，对各章难点的理解情况，以便调整后续课后总结课的进程作业连接题钢梁题另设计大题一题；钢柱题

1034.表2-3,P33

②板厚不等时，须将厚板的边刨成的坡度1:4

③引弧板，由于焊缝的起弧端和终点灭弧端存在弧坑和末熔透的缺陷，对低温，动载不利，对重要的结构可用引弧板，以保证质量，一般结构如不用引弧板,应减5mmo、计算2（）对接直缝承受轴心力作用1N验算强度——计算长度，无引弧板时为——板厚度，厚度不等时取薄者------表2-1o从表中看出，（手工、半自动焊、普通方法检查），这使焊缝强度，使钢不能充分利用，要提高焊缝的抗拉容许应力，可采用

①精确方法检查，

②用自动焊,

③采用斜焊缝（）斜焊缝承受轴心力作用，从表表中看出2N P322-1,2-2N cosx剪应力正应力b=乎w［邸］或©，］——斜缝与轴心的夹角，［］对缝抗剪强度d——当时，钢板与焊缝等强当时，才验算焊缝正、剪应力（）对接焊缝承受、、共同作用3M N此时焊缝应力和构件应力状况基本相同端部最大正应力截面中和轴处的剪应力式中；；，——面积矩对于受缝在和都较大处（如工字形的腹板、翼缘交结点应用第四强度理论验算），还应折算应力的验算:吗=g+3d

41.1勺贴角焊缝连接的构造和计算§2-5对于在不同平面上的焊件搭接或顶接用贴角焊缝U优点施焊时缝距不需要校正，板边不需加剖口，施焊比较方便，应用于工厂制造和现场安装中

一、受力情况和构造要求侧缝一//外力接受力方向和位置分端缝外力f_L围缝T上二者都有普通式焊缝的剖面型式分为平坡式凹面式平坡式和凹式剖面适用于受动荷的构件连接，普通式常用于静荷，主传力不太平顺，焊根处应力集中比较严重，动荷下易裂缝构造要求常用的贴角焊缝厚度有、、、水工中681012mm,的80（动）/*40%乙（静）60/如太短，假如焊缝内有缺陷，缺陷就会很突出；太长了，剪力沿长度方向分布不均匀，特别是受动荷时易在焊缝两端应力较大处首先断裂侧焊缝受力为纵向剪力破坏发生在△的最小厚度平面上，6=h cos45°p

0.7hf ff端焊缝受力方向焊缝长度方向，受力很复杂，其破坏形式可能是拉断，不同于侧焊缝的剪断，虽然破坏强度略高于侧焊缝的抗剪强度，但考虑到应力集中、应力偏差、焊缝塑性较差等不利因素，故规范规定一律用来验算强度围焊缝连接比单独用侧焊缝和端焊缝传力均匀，故受动荷时要尽量采用围焊缝对重要的侧、端焊缝宜绕过焊件连续施焊，重要结构不能用间断焊，次要的结构受压，受拉

二、贴角焊缝的强度计算

（一）受轴力作用的计算对称用下式验算其强度

1.=———E]〃

0.7/%21——焊件一侧计算长度之和减1厘米；f[]——贴角焊缝容许剪应力见表或2-12-2o.不对称由于到两焊缝距离不等，两侧焊缝受力的大小不等，所受之力可按杠杆2N原理分配布置焊缝时要将总的按焊缝受力大小分配；A；=—A A=—A N=K\N N=K°Nf fff b1f bf1-等肢；不等肢短肢拼接；长肢拼合常用角钢的面积分配可见表2-4（）有了P41o.围焊缝3（）、三面相等，则:1对角钢轴线取矩J b J23于（14l,bJ2}（）如肢背的厚度加大为贝2IJ:

（二）.承受剪力和弯矩共同作用时M焊缝呈△,焊缝接均匀分布考虑M QT=---------------•T,=--------------=w W9Aff d叼=幺=；；X O.7E/2///=J*+[[r]A-=

0.7/2f N/f；f常用的焊缝截面，可令，为时的抵抗矩，查表2-5,P42

（三）承受剪力与扭矩共同作用（牛腿的搭接联接）在材力中曾讲Q T述纯扭的应力一扭矩，,T——所求点到的距离，一一极惯矩，此处与上面有类似之处由产0T生的应力T=Tr/I y=G+y2（到形心距）T p/〃=/+/,常用/〃可表2-5P42由产生的剪应力%=Q/Af也可将方为=工,sm®=——FJ pTrxrvTT-TTCOS由产生的剪应力々=/4/=-+最后应力合成T力jp7=ja+7;）24［y此计算作了个假定3

三、焊缝的标注方法焊接应力和焊接变形§2—6构件在未受荷载前，由于施焊电弧高温引起的内应力和变形为焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形产生的原因

1.产生的原因，纵向残余应力由于不均匀地加温度和冷却产生的横向残应力

①由于纵焊缝收缩；

②后焊部份的收缩受到先焊部份的阻止焊接变形缩短、角度改变、弯曲变形等、焊接应力和变形的危害性及解决措施2

①焊缝中的同号平面应力使焊缝和附近金属显著变脆；

②焊接变形对结构安装精度有很大影响，过大的变形将显著降低结构的承载能力；

③措施减小变形的主要方法有，（）选择合理的焊接顺序；（）尽可能用对称焊缝12（如工字形截面）；（）采用反变形法（图）3P522-26降低残余应力的方法预热、锤击、回火等焊接连接小结螺栓连接§2—7

一、概述.种类

1.典型式2与缝一样分对、搭、顶接G接受力分,如图图P542-27（）抗剪连接（螺杆轴）,（）偏心抗剪（螺杆）既有又有（）抗拉连接（a Pb PM,P cP//杆轴），（）抗拉和抗剪组合连接d中间的如同，

二、普通螺栓的连接和构造

（一）构造直径，同一结构常用一种直径，常用直径为、

1.M

20.排列，要求整齐、紧凑、简平、统一，有二种排法3a.并・.b.错..尺寸原则距离不能大小（否则钢板要被损坏，高强螺栓不好拧）规定也不能太大（太大受压时），具体见规范

（二）强度计算.抗剪连接（图）1破坏形式两种

①钉杆受剪（当很小时易发生这种剪切破坏）d

②孔壁承受压力被压坏（当大，很小时）d螺栓承载力如图（钢结构作了简化），，——见表2-9公式假定受力均匀，实际边缘大些抗拉——表2-9,2-10螺栓连接计算，主要是确定、连接所需的螺栓数；、验收构件削弱后的强度

12.受轴心力作用的抗剪螺栓连接1在轴力作用下，连接所需要的螺栓数NN为和中的最小者Wlm CM][N]注意

①加了拼接板的为连接一边所需的数不加了拼接板的〃为连接所需的数

②接头一边的螺栓数22验算净截面强度N/A[a]j并排A.-b5-n ddix7错列（直断面、弯断面）腐交小值=可+（〃-T-〃砌426D.受弯矩和剪力作用的抗剪螺栓连接计算2个假定

①被连接构件是无限刚性；

②钢板绕螺栓群中心转动；

③螺栓是弹性的3相当于两个刚体饶中心转动，离中心越远，受力越大，位移越大螺栓构成的抵抗扭矩M:必M=N+N2y2”3y3+

（1）力的大小与距离成正比，贝」I我们希望求因为它受力最大N1,N=乙乂双=乙乂凡二区乂2/1/171代入（）式1八；EX；+yXi、N的水平和垂直分力为乂=M sinM=211A114r2力HiXi Xi=肛N Nu-Zx2+y2ly“2由引起的剪力为Q（）N=J N+M,+M Q2[N]mm抗剪承压较小者W“min——当时，，式中为零:.受拉力和剪力共同作用的抗拉螺栓计算3）当单纯受拉时，图1P592-32所需要的螺栓数）受拉为主，剪力较小时，图根据实验，符合相关曲线:22-33,为了计算方便，采用直线的相关公式立了=底]一武

1.

251.6且肝工〃；普同螺栓抗拉容许应力61——一一作用于螺栓中的平均剪应力，但不超按下式计算然后，按下式验算强度:）剪力很大时，图32-34通常设支托，螺栓只受拉力，传动中心在最下边的螺栓处，各螺栓所受力与到点距离成正比即:M=〃（乂%〃）=+丛$+—yj+…）=（丛£靖）〃+N2y2+…N〃y（My；、=知nN＜[N；1—[N]

一三、高强螺栓连接的构造和计算

（一）构造和特性、性能1受力状态，破坏形式，普通螺栓的破坏形式，

①栓杆被剪坏，

②如果抗剪能力较强时，则可能是把孔壁压坏高强螺栓与普通螺栓最大的差别是它不靠剪切和承压来传力，而是靠拧紧螺栓，在板件接触间产生强大的摩擦力来传力拧得越紧，螺杆受到的拉力也越大,摩擦力就越大，承受荷载的能力也越大摩擦力，一压力，一摩擦系数、要螺栓受的拉力大，就需要用高强钢材，所以高强螺栓是用高抗拉强度的钢材做的

2、高强螺栓破坏的定义当两板开始滑移，就达到了极限承载能力，就认为3破坏了、构造:4提高高强螺栓连接的摩擦力应从三方面考虑，

①采用高强钢材制造螺栓,目前我国常用和号中碳钢制成的；

②为提高摩擦系数,对接触面应进行处理，如喷砂、40B4540B砂洗，必要时再镀无机富锌漆；

③应选用特制的板手，可以用亮灯控制，日本有一种高强螺栓，将下面的拧断，预拉力就达到了并列

①排列错列

②尺寸，，

（二）高强螺栓连接的强度计算受剪切的连接计算高强螺栓承受剪力的设计准则是使设计荷载引起的剪力不超过摩擦力.一个高强螺的极限承载能力为，考虑安全系数1一表一表2-11,P632-12P

64.承受摩擦面间的剪切和螺栓轴线方向的外拉力（受剪、受拉）2[Nl]=OJn f\P-Tm可使不变，来个变通，将括号内的数增大，即将T增大则[N1]=

0.7«„,/（P-肛）（）=

0.7^/P-

1.4T有限制，应使，否则括号内的数值小于零T、确定螺栓数3N n=——[N1]N——使被连接构件受剪的力.验算截面强度4普通螺栓验算时只需要验算的强度，而高强螺栓则是两方面的，

①毛截面（为主板截面是否会被拉断）净截面M=N（1-

40.4）n一个螺栓受在孔前传正递走，如第一排有，则面的力应力为:1-1二纥=N-

0.4N1-

0.4%第三章钢梁钢梁的类型及应用§2-

1、类型轧成梁工字型，槽型，当跨腐口荷载都较小时组合梁跨度较大又受按截面分扭时构造简单施工方便且故座沉陷不敏感坏了便于替换但费钢・・,它［简支大M钢梁的弯曲及其计算§3-2〈按支承情况分餐连5续

一、梁的弯曲强度悬臂态!单向受弯接受力状’号双向受弯

二、应用三个应个阶段

1.（）、弹性阶段成直线关系，钢梁设计的依据，1（）、弹塑性阶段接直线规律增加，保持不变，处，，形成塑性区2（）、塑性阶段应力图成为两个矩形梁在弯矩作用方向绕截面中和轴自由转动，3形成了一个塑性阶段，此时梁达到了承载能力的极限，此时+邑）=卬%=J4==4当截面对称时，形心轴与中心轴重合，不对称时根据，，，故中和轴为面积的平分线，矩形，；；形，按塑性设计可省钢I（）应指出，个矩形的应力是不可能的因为流幅，所以靠近中和轴处总要保留一12小部份弹性区，但按照理想的塑性应力图考虑，误差很小，，当时为（

0.1%I型）（矩型）已足够精确,

0.33%（）.影响塑性弯应力的几个因素22剪应力的影响折算应力，当截面有剪应力作用时，将会提早出现塑性较，根据理论研究,当工字梁腹板的平均剪应力时，在最不利情况下，使梁的极限弯矩减少因此,钢结构设计规范5%规定，当采用塑性设计时，必须满足最大弯矩所在的截面的腹板平均剪应力TJ17-74（）变形的影响2其影响程度要视梁的塑性分布范围大小而定在等截面简支梁中，由于弯矩沿跨度是改变的，梁截面内的塑性区沿跨度方向将随弯矩的减小而缩小，塑性区不大，挠度增加也不很大，简支梁跨中作用集中力由于，所以对刚度要求不高的截面梁，在容许挠度范围内可采用塑性设计，变截面和刚度要求较高的主梁都不能采用塑性设计钢结构中有时为了节约钢材，将梁截面设计成沿跨度改变的，其高度和对应，使其M边缘每点的，这就是变截面梁，此梁只要有一个截面的，则各截面的，将产生很大的变形（）其它因素3动荷和重复荷载，可能发生脆断，与静力破坏不相同，故不能采用塑性设计a.连续梁中（三跨、均荷）绪论钢结构在各项工程中的应用极为广泛，如我们平时所遇到的钢厂房、钢桥、塔架、桅杆、钢闸门、储液库等，钢结构是由单独的构件，例如梁、桁架、柱和板等组成，亦即由钢制成的杆件和薄板组成这些杆件和薄板用焊缝和螺栓等彼此连接成符合建筑物用途的结构综合体,如上所提到钢桥等从工程结构角度来看，钢结构是工程结构的一个分枝“钢筋混凝土结构钢结构工程结构＜十任木结构M7砖石结构这些结构的不同之点就是材料不同，钢结构对应的材料是钢材、木结构对应的材料是木材等等，由于材料不同，使其它们各有自己的特点

一、钢结构的特点.结构自重轻1这里指的是钢结构轻在同样的跨度，同样的载荷下，钢结构比钢筋混凝土结构轻得多主要是因为钢的强度高，故所需要的截面小通常取材料的容重和容许应力的比值作为衡量结构工作的重量指标；钢材的，，所以钢结构与其它结构相比是自重较轻的结构，因而也便于运输和安装.可靠性较高（相对于其它结构）2因为钢有下列特点，塑性好，韧性好，比较符合各项同性，是一种理想的弹塑性体塑性好的意思是钢结构在破坏前有很大的变形如果脆性材料（如粉笔）破坏前就无预兆，（胶皮变形很大）理想的弹塑性体假如设计施工没问题，则钢结构就比较可靠，比较符合各项同性（宏观看）钢的抗拉、压的强度是相等的，而混凝土的和是不同的，木材也有横纹和顺纹之分，各项强度也不相同韧性好指的是指成承受动载的性能好.制造容易、安装方便3钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并且能使用机械操作，因此大量的钢结构一般是在专业化的金属结构件做成构件，精确度较高，用钢筋混凝土时则需要立模，扎筋等钢结构的连接采用焊接和螺栓连接，在短期内使用的工程.施工周期短4由于钢结构构件制造的机械化，自动化程度高，且装配速度快，因此它的施工速度快，周期短，不象钢筋混凝土，需要养护，一个工厂，如果早建好一年就比晚建好一年的经济效益大，一个旅店也是如此比采用钢筋混凝土结构可提前竣工,提交.抗震性好5对同样没有考虑抗震措施时，钢结构比混凝土结构和砖石结构抗震性好钢结构也有下列缺点耐腐蚀性和耐火性能差，钢结构容易生锈T油漆T带来维护的问题，对高塔的维护要高空作业现在日本有种涂料，一次能用10年，当温度高于500〜600℃时，钢的弹性模量会下降，强度减小，使钢结构失去工作能力，因而接近高温的结构需要增加隔热措施

二、钢结构的应用.大跨度如武汉长江大桥年代建代，正桥钢桁架为孔，每孔跨度正桥全1509128m,长又如北京人民大会堂，很多重要结构都采用了钢结构，其中万人会议厅跨度达

1155.5m重庆北倍朝阳桥，嘉陵江大桥（米一跨）都是钢结构的桥年北京工人体育馆采61m,8861用的屋盖结构，能容纳万人；年首都体育馆采用跨度的平板网架结构，94m L56799m L5万人；年上海体育馆采用平板网架结构.活动式结构如钢闸门，起重机等，对73110m2于这一类需要移动和转动的结构，可以充分发挥自重较轻的优点，从而能大大降低启闭设备的造价和运转所需要的动力,同时也发挥钢材抗振性能好的优点，因为活动或结构不可避免地要承受一定的动荷载、可拆卸的结构由于钢结构不仅重量轻，还可以用螺栓和其它便于拆卸的手段来连接3因此需要搬迁和周转使用的结构，如建筑工地生产和生活用房的骨架，装配式的混凝土搅拌机等常用钢结构、密闭结构（如闸门、压力钢管、储液罐、储气罐等）用钢板制作这类结构不易漏水、气4和油，密闭性好

三、设计要求安全、适用、经济、美观，这便是进行工程结构评价所用的指标安全一一主要指结构在承受工作荷载方面，对于各种破坏状态都具有必要的安全度适用一一满足使用要求，保养方便经济——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建筑钢的种类和性能§1—1—、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）普通碳素钢，主要成份为铁与少量的碳在钢结构中常采用含碳量低于的低碳钢，

10.22%其中又以号的钢为最常用3）普通低合金钢，除主要含铁与外，尚含有少量的合金素如镒，钛、硅等其合金元素2C总量一般不超过故称为低合金钢其中以钢为最常用3%,16Mn

二、主要性能钢结构对材料的要求

1.

①强度高一值高可减轻结构的自重q T,4T,q.

②节约钢材、降低造价，高可增加结构的安全保障

③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，又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

④良好的工艺性能［一旧明」不出现裂纹可焊性＜工艺性能［强度不低于以前冷热加工性（加工后不要有什么影响）V.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，其中是用来衡量钢材强度，塑性，韧性的指标

①一一作为设计强度；

②一一作为一种强度储备（因变形过大）；

③一一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，当时，成直线关系，又以前的应变都很小，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，同时由于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、受弯的性能一名、E〃与受拉图钢受剪的性能f,O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（能）E用出表示（净面积）A构件内能的增加二外力所作的功钢材的冷弯性能

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，夹渣，强度是否低以焊接前焊接结构的失事往往是由于钢材的可焊性不良，在低温或受动载时发生脆断,故对于重要的受动载结构，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）；

③材料种类防锈措施

①刷漆；

②镀锌、铭；

③电化学保护钢的组织和化学成分等对钢材性能的影响§1—2

一、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于中所形成的固溶体（接近于纯铁）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（含）o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

①主要成份，，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——强度塑性，低碳钢f I

0.22%S——易引起钢的热脆（焊接时脆）

0.05%P——易引起钢的冷脆（低温时脆）

0.045%——形成气孔气泡，使钢性能变脆，是杂质；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——使钢强度塑性影响不大，可影响可焊性，因此这些元素必须加以限制——能提高强度和抗腐蚀性，但过多易使表面热脆开裂，应限制—在钢中属于有利元素，在钢中加入适量的镒，除能消除，使钢热脆的影响外还能较显著地提高，并能保证较好的塑性和冲击韧性，在钢中的加入适量的硅,除用以脱氧外，还要以提高钢的

三、（不讲）

四、时效硬化（老化）定义钢的性质随时间逐渐变脆的现象较为时效硬化

1.、原因钢素体内溶有少量的、其溶解度随温度的降低而减小当碳逐渐以固溶体析出2C N,时，形成渗碳体和氧化物，从而加强了晶界的间层，使钢变硬变脆、影响因素

①温度，

②重复荷载3影响钢材脆性断裂的因素§1—3

一、低温

①影响情况塑性

②临界温度

③要求构件的工作温度高于冷脆区临界温度a.对低温工作的构件保证出b.

二、复杂应力.钢材的塑性条件

1、同号平面应力，主体应力作用下，强度提高，塑性变低，钢材变脆2即使，但，可将代入来算.异号平面应力，强度降低，塑性增加3钢梁常用的工字形截面梁

三、应力集中的影响应力集中的影响是复杂应力状态的许多实例之一在什么情况下要发生应力集中呢？当构件截面有突变时要发生应力集中，构件没有突变时力线均匀，断面应力也均匀，当构件有孔洞时，力线就会弯曲，孔边应力就会增加，不仅在方向，向也产生了应力力线密的地方，应力T如果取孔边附近一块单元来看虽是平向受力，但由于应力集中产生了向的力，强度虽然提高了，但塑性变坏了，局部地方就会变脆，阻止了方向的变形，要增加变形，就得加大，所以强度提高了但我们不能利用所增加的强度，我们害怕钢材变脆，应力集中是我们不希望的，应尽量避免，例如构件截面突变的应做成渐变的

四、间歇重复荷载的影响（冷作硬化）

①定义，由于先前加荷载残余变形使钢的弹性范围极高和塑性降低的现象,如冷拉钢丝

②不利之处，钢材变脆

③对冲孔，切割等冷加工的措施

五、连续性重复荷载的影响——钢的疲劳.一般概念，疲劳是一种常见的现象，在每次转变中都使它的法向应力由拉变压，容易1开裂皮带转动轴，钢在连续的重复荷载作用下，拉应力低于抗拉强度的构件发生突变，如果，材料就破坏了，这种现象叫疲劳破坏，引起疲劳破坏的应力叫疲劳应力（疲劳强度小于抗拉强度）.影响疲劳强度的因素2强度与反复作用的荷载的性质拉或压应力循环特征，循坏次数和应力集中程度等有直接关系应力循环特性通常用应力比夕=来表示O-/bmaxmin当交变应力的种类和应力比值一定时，如为拉应力，时曲线如降低到曲线的水平渐近线时，即使荷载循环无限次，试件也不致破坏，与此相应的值即为时的受拉疲劳强度规范万次的作为时的疲劳容许拉应力当一定时，同之间接近于直线的关系，确定就是间接地根据上述的和所确定的两点划出一直线，根据这条直线可求得钢材在各种不同值时的疲劳强度规范规定TJ17—74侬为拉应力时S5八%-bmaxl为压应力时=9P钢材性能小结强度，，塑性（冷弯）钢材低温变脆，故应以低温的控制韧性抵抗冲击荷载的能力疲劳连续重复荷载的作用结果冷作硬化一加工措施应力集中一设计时注意避免刻槽、凹角、截面突然改变钢材的标号及选用§1——4锈蚀一防锈‘普通碳素钢为常用）,2,3,53承重结构常用的钢材（个，cT—4J%J普通低合锹为代表）16%供应方法及符号甲类（）:按机械性能供应，基本保证和，根据设计可提附加保证，一般只提的要求A乙类（）保证等和有良好的塑性，适用于板结构（没有强度要求的）一特类B（）既保证机械性能，又保证化学成分，普通碳素钢的钢号常以代号表C Zj\O动载荷载静载选用钢材要考虑的因素丁氏冲邑[常温无腐蚀介质工作性质门汩后和此人,、出皿〔低温有3腐蚀介质钢材的选（重要结构性质:年由[不重要螺栓、钾钉（冲击韧性较好）焊连接情况接普通碳素3号钢的综合指标较好，能满足一般的钢结构要求，为最常用的钢号钢结构的计算方法§6目前规范规定采用容许应力法表达式:EN,——根据荷载求得的内力A——钢材的标准强度R=——构件截面的几何特性，如轴心受力构件，受弯构件=卬,加5=qW/Z、・K=K K2K3一一荷载安全系数（）材料强度安全系数，（）；

1.23,——

1.143K.——经验调整系数（l.O）o（将上式简化得J=—=[a]a[a]S K钢材的屈服点是随其厚度的增加而降低，故应根据其厚度采用不同的数值，见表1—4o第二章连接钢结构是由若干构件和元件组成的，其间必须用某种方法加以连接，如果连接设计得不合理，将使构件产生薄弱环节，影响其安全和寿命，同时连接方式直接引响到施工工艺和造价从使用经验来看，不少钢结构的事故与节点设计的不合理有关因此对连接设计必须有足够的重视种类§2—1焊接一优节约钢材（无拼接板），制造简单,密闭性好，因此我国80〜90%的钢结普通螺栓螺栓选择高强螺栓构都用焊接钏钉连接V焊接的缺点，易产生焊接应力和焊接变形，有变脆的倾向，冲击韧性差，有弧光螺栓连接（钾接）缺点相对于焊接,有拼接板，费钢；.拼接板要打孔，制造麻烦，（钾更烦一般12热）;.密闭性差3优点、无热影响区；、无焊接残余应力；、冲击韧性好；、无弧光，但有噪1234音（打钾）；、拆卸方便5螺栓连接用于动荷，重要结构，可拆卸的结构，即接基本被淘汰因此连接的重点在焊接焊接方法§2—

2.焊接方法主要有1手工焊一质量差些自动焊一质量好些一焊缝长些，比较稳定半自动焊一间于二者之间二氧化碳气体保护焊（自学）.焊条型号2焊条与钢材应配套，即焊条的选择要与钢材、焊接技术相适应对焊条的基本要求（）、化学成分与金相组织与基本金属相近1（）、机械性能相近2（）、工艺性能好，可焊性要满足要求3例号钢手工焊一口相当于3T4242kg/mm2自动焊一（）口口H8手工焊一口相当于216Mn T5050kg/mm自动焊一口口H08后面的口表示药皮号，号数越高，质量越好，机械性能也越好例如，年月中旬，我国东北某市，发生一起高压液化气罐爆炸的严重事故，损失很197912大，原因是球罐采用的对接焊缝有一处未焊透，使用约四年时间，该处产生裂缝，并逐渐扩展，终于在零下二十几度时，发生脆性撕裂，造成严重事故,由此可见，结构的低温脆断，尤其是焊接结构，应予以特别重视.焊缝缺陷及质量检查3（）焊缝缺陷，外表缺陷尺寸偏差；咬边1内部缺陷未熔透；气孔；夹渣；裂纹（）焊缝质量的检查方法2普通方法外观检查、尺寸测量；精确方法钻孔检查、无损探伤；焊接连接型式，焊缝类型及焊接强度§2-3

一、连接型式和焊缝类型按连接型式分对接、搭接、顶接按工作性质分强度焊接一只传递内力用；密强焊缝一保证不漏气、液体、传递内力按焊接位置分俯焊一质量好、质量高；立焊水平、竖直一质量较差；仰焊T质量差并避免

二、焊缝的强度和焊缝的容许应力焊接强度主要决定于焊缝金属和基本金属的强度，并与焊接型式应力集中程度以及焊接工艺条件有密切的关系焊缝金属的强度与焊条型号有关，例如的焊条其熔成金属的抗拉强度为T4242kg/mm2,接近于3号钢的抗拉强度（38〜42公斤/mm2）,说明焊接强度接近于基本金属强度经过大量试验证明，质量较好的对接连接试验的破坏通常不发生在焊缝金属上然而，焊接质量受工艺条件影响很大，以至于抗拉强度的变幅度较大焊缝中的某些缺陷对受力性质不同的连接也有不同影响另外，焊缝经过质量检查，检查方法不同，对焊缝质量的保证程度也不同，基于上述原因，对接焊缝规定了不同的容许应力见表（讲表）2-12-1P34工艺条件（手工焊、自动焊、半自动焊）焊缝质量受焊缝缺陷（对受拉、受压）焊缝质量检查（普通方法、精确方法）在贴角焊缝中，应力情况比较复杂，在各种破坏型式中，取其最低的平均剪应力来验算贴角焊缝的强度，故规范规定抗拉，抗压和抗剪统一用容许剪应力对接焊缝连接的构造和计算§2-4对接焊缝主要用于板件，型钢的拼接或构件的连接，由于对接缝不附加钢板,传力直接，平顺，没有明显的应力集中现象，因而受力良好，对于受动载的构件连接都适用、构造1

①开剖口见书表P342-3时，不开剖口时，用形剖口V,用形剖口如不能双面焊，时可用形剖口，目的是为了焊缝，关于焊缝的标准方法见U。