水工鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)提綱

1、第一章（緒論）1、鋼結(jié)構(gòu)的特點（優(yōu)點，缺點）1）鋼結(jié)構(gòu)自重較輕2）鋼結(jié)構(gòu)的工作可靠性較高3）鋼結(jié)構(gòu)的抗震性、抗沖擊性較好，具有良好的塑性和韌性4）鋼結(jié)構(gòu)制造的工業(yè)化程度較高5）鋼結(jié)構(gòu)可以準確快速裝配6）容易做成密封結(jié)構(gòu)7）鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕8）鋼結(jié)構(gòu)耐火性差2、鋼結(jié)構(gòu)在水工中的應(yīng)用有哪些1）活動式結(jié)構(gòu)2）裝拆式結(jié)構(gòu)3）板結(jié)構(gòu)4）高聳結(jié)構(gòu)5）大跨度結(jié)構(gòu)6）海工鋼結(jié)構(gòu)第早1、鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式鋼材的強度斷裂破壞：塑性破壞、脆性破壞1、軟鋼的單向拉伸試驗（四個階段、四個性能指標）（1）彈性及彈塑性階段（OB段）fp比例極限（A點）（2）塑性階段（BCD）fy屈服強度：重要的機械性 能指標，作為鋼材強度的標

2、準值（3）自強階段（DE）fu抗拉強度（4）頸縮階段（EF段）3、冷彎試驗以鋼材試件冷彎不出現(xiàn)裂縫或分層為試驗合格。冷彎試驗是鋼材的塑性、冷加工能力和顯示 鋼材內(nèi)部缺陷（分層、非金屬加渣）狀況的一項指標。4、沖擊韌性是衡量鋼材抵抗因低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載作用而脆性斷裂能力的一項指標。沖斷試樣所消耗的能量的大小來衡量鋼材的沖擊韌性。Akv （沖擊功）是衡量沖擊韌性的指標。5、鋼材的防腐蝕措施涂料保護噴鍍保護電化學(xué)保護6、影響鋼材機械性能的主要因素（5點）溫度、鋼材硬化（冷作、時效）、復(fù)雜應(yīng)力和應(yīng)力集中、冶煉澆鑄軋制、化學(xué)成分化學(xué)成分強度塑桂可焊性其他、碳Mt制時不明顯過量*改善冷脆性硅s i

3、4不明顯過;N改善冷脆性過量*抗腐蝕性4硫S 4熱脆 抗腐蝕性*氧0.磷財4冷脆抗腐蝕性4氮N47、鋼材澆注成錠過程中脫氧程度不同分類？澆注過程中因脫氧程度不同而分為沸騰鋼（F）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）和特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）。七有可能已經(jīng) fy8七有可能已經(jīng) fy同號平面應(yīng)力狀態(tài)，即 3 = 0且 1 。2二者同號， 危險情況，應(yīng)盡量避免。1肯定 1肯定 fy，安全情異號平面應(yīng)力狀態(tài)，即 3 = 0且 1 2二者異號，況，可以出現(xiàn)。異號立體應(yīng)力狀態(tài)同上：安全情況，可以出現(xiàn)。9、什么是應(yīng)力集中？在缺陷或截面變化附近，主應(yīng)力跡線曲折、密集，出現(xiàn)應(yīng)力高峰的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。10、什么是硬化？冷作

4、硬化VS時效硬化？鋼材在彈性范圍內(nèi)重復(fù)加、卸荷載一般不致改變鋼材的性能。當超過此范圍后將引起鋼材的 性能變化，表現(xiàn)為鋼材的屈服強度、彈性范圍增加，塑性和伸長率降低，這一性質(zhì)稱為硬化。 鋼結(jié)構(gòu)在制造過程中，在常溫下進行冷加工，產(chǎn)生了很大的塑性形變而引起的鋼的硬化現(xiàn)象， 稱為冷作硬化。鋼材隨時間進展將使屈服強度和抗拉強度提高、伸長率和沖擊韌性降低，稱為時效硬化。11、溫度對鋼材的影響？鋼材的機械性能隨溫度的不同而有變化，鋼材的塑性和沖擊韌性會隨溫度的下降而降低。300C250300C250C蘭脆現(xiàn)象：鋼材 的強度有所提高， 150C但塑性和韌性降低于此溫度時，低，鋼材轉(zhuǎn)向脆 強度和彈性模 性 量變

5、化很??；0C高于此溫度后低于此溫度二者開始下降 鋼材發(fā)生脆 性斷裂的可徐變現(xiàn)象：高于此溫度后， 強度和彈性模量 會顯著下降，延 伸率也會緩慢下 降600C鋼材達到此溫度 后進入熱塑性狀 態(tài)，失去承載能 力能性增大12、鋼材的疲勞破壞主要取決于？鋼材的疲勞破壞與鋼材的質(zhì)量,構(gòu)件的幾何尺寸和缺陷等因素有關(guān)。主要取決于循環(huán)荷載在 鋼材內(nèi)引起的反復(fù)循環(huán)應(yīng)力的特征和循環(huán)次數(shù)。應(yīng)力幅的大小主要決定于？在一定循環(huán)次數(shù)下，發(fā)生疲勞破壞的應(yīng)力幅大小，主要取決于構(gòu)件和連接的細部構(gòu)造。13、疲勞計算應(yīng)注意的問題？（1）直接承受動力荷載重復(fù)作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接，當應(yīng)力循環(huán)次數(shù)050000時，應(yīng)進行 疲勞計算。疲勞計

6、算時，作用于結(jié)構(gòu)的荷載取標準值。（3）在全壓應(yīng)力（不出現(xiàn)拉應(yīng)力）循環(huán)中，裂縫不會擴展，故可不作疲勞驗算。試驗證明，鋼材靜力強度的不同，對大多數(shù)焊接類的疲勞強度無明顯影響。故由疲勞破壞所控制的構(gòu)件，采用高強度的鋼材是不經(jīng)濟的。14、如何解釋碳素鋼和低合金鋼的牌號？C級為鎮(zhèn)靜鋼；D級為特殊鎮(zhèn)靜鋼.故Z、TZ可以略去不寫Q235-BF;屈服強度為235N/mm2的B級沸騰鋼Q345-C；屈服強度為345N/mm2的C級鎮(zhèn)靜鋼15、碳素鋼的分類（含碳量）碳素鋼根據(jù)含碳量分：（生鐵或鑄鐵），高碳鋼，中碳鋼，低碳鋼，（熟鐵）。16、建筑鋼的選用原則選用鋼材主要考慮以下幾點：（1）結(jié)構(gòu)所承受的荷載特性（2）

7、結(jié)構(gòu)類型及重要性（3）連接方法（4）結(jié)構(gòu)的工作溫度和所處的環(huán)境17、Q235-F不適用的幾種情況？1、焊接結(jié)構(gòu)（1）直接承受動力荷載或震動荷載且需要進行疲勞驗算的（2）低溫2、非焊接結(jié)構(gòu)低溫且直接承受動力荷載17、結(jié)構(gòu)可靠度的定義？結(jié)構(gòu)可靠度的定義：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。19、功能函數(shù)ZZ=R-S20、可靠指標與失效概率的關(guān)系？失效概率為Pf Pf - P（Z 0）稱為可靠指標當變大時pf變小21、鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中采用的計算方法？剛結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法（疲勞強度除外）在各專門規(guī)范中規(guī)定水工鋼結(jié)構(gòu)仍采用容許應(yīng)力計算法。% * *弟三早1、

8、鋼材的三種連接方法及各自優(yōu)缺點鋼結(jié)構(gòu)的連接方法可分為：焊縫連接；適應(yīng)性強，構(gòu)造簡單，省材省工，密封性好工效高,不削弱結(jié)構(gòu)；對材質(zhì)要 求高，產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形，質(zhì)量檢驗工作量大。螺栓連接；普通螺栓；裝卸便利，加工方便，對結(jié)構(gòu)削弱少，可拆換；螺栓精度低時 不宜受剪，精度高時加工和安裝難度大高強螺栓；能承受動力荷載，耐疲勞，塑性韌性好；摩擦面處理及安裝工藝復(fù)雜，造價 高對于密封性要求高的結(jié)構(gòu)不可用螺栓鉚釘連接；傳力可靠，塑性韌性好，質(zhì)量易于檢查，抗動力荷載性能好；工藝復(fù)雜，費工費料2、藥皮的作用藥皮的作用：穩(wěn)定電??；隔離空氣；減緩冷卻；改善焊縫性能。3、焊縫主要缺陷有哪些？焊縫質(zhì)量等級常見的缺陷有裂

9、紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透（不包括規(guī)定 不焊透者）等；以及焊縫外形尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。焊縫的級別三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查，符合三級質(zhì)量標準；二級焊縫要求通過外觀檢查和超聲波檢驗，其中要求超聲波檢驗每條焊縫的20%長 度；一級焊縫則要求通過外觀檢查和全部超聲波檢驗及必要的X射線檢驗,對抗動力和疲 勞性能有較高要求處可采用一級焊縫。4、（對接焊縫的構(gòu)造要求）引弧板：影響計算長度有引弧板lw=l無引弧板lw=l-2t （t為較薄焊件厚度）b = fwfw 軸心受力lJ t cb= b= M fw對接焊縫承受彎矩和剪力Ww7工 fwI t V b 2

10、+ 31 2 1.1 fww、411tIw：焊縫截面對中和軸慣性矩。Ww：截面抵抗矩：截面對其形心軸的慣性矩與界面上所求點到形心軸距離比值。Sw：所求應(yīng)力點以上或者以下焊縫截面對中和軸的面積矩。5、（角焊縫的構(gòu)造要求）對接焊縫承受彎矩、剪力和軸心力共同作用時，焊縫正應(yīng)力為彎矩和軸心力引起的應(yīng)力之和（a）驗算，剪應(yīng)力仍按式（b）驗算，需要驗算折算應(yīng)力時按式（c）進行驗算。b 工 + M b 工 + M fw (a)1 w t(b)寸b 2 + 312 1.1 fw(c)P46 例 325、（角焊縫的構(gòu)造要求）1）考慮焊口影響，計算長度取實際長度減去2hf。即lw=l-2hf2） 最小焊腳尺寸”f

11、 L5max，max為較厚焊件厚度（mm）。自動焊時減小1mm,T 形連接單面焊時增加1mm。當max mm時，用f七宓。3） 最大焊腳尺寸hf 1，2t min，tmin是薄焊件厚度（mm）。對板邊焊縫還應(yīng)滿足h t, t 6mm; h 6mmtf1, 1f 11，t1 為板件厚(mm)。4）側(cè)焊縫，為減輕剪應(yīng)力分布不均勻的程度，對w計算最大值加以限制，受靜荷載時 lw 60hf ；受動荷載時lw 40hf，（超過部分計算不考慮）。5） 最小焊縫計算長度lw 40mm及8hf。6）在端焊縫的搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的五倍，且不小于25 mm。角焊縫計算公式第三章PPT P43

12、-P46課本P53例3-36、焊接殘余應(yīng)力的危害（1）設(shè)計角度，盡量避免三向拉應(yīng)力的情況制造方面，采取適當?shù)暮附哟涡蚝缚p較厚時采用分層焊，焊縫較長時采用分段焊盡可能采用對稱焊縫8、減小或消除焊接變形的措施（1）施焊前使構(gòu)件有一個和焊接變形相反的預(yù)變形采用合理的裝配和焊接順序?qū)τ谛〕叽绲臈U件，可在焊前預(yù)熱，或焊后回火加熱到600C左右，然后緩慢冷卻，可消 除焊接變形。機械矯正：錘擊法9、螺栓的分類及各自受力特點（普通、高強、錨固螺栓）1、普通螺栓粗制螺栓（C級）：螺桿比栓孔直徑小1.0-1.5mm，安裝制造簡單，成本低，受剪時產(chǎn)生較大 滑移，工作性能差精制螺栓（A級、B級）：桿徑與孔徑基本相同，

13、間隙小，約0.3mm，表面光滑尺寸準確， 成本高2、高強螺栓：用高強度鋼材制成，利用特制扳手擰緊，產(chǎn)生很大預(yù)拉力，傳遞到接觸面，產(chǎn)生很大摩擦力3、錨固螺栓 孔徑為桿徑的1.5倍，只能受拉，不能受剪高強螺栓的分類（承壓型和摩擦型），二者的受力特點，計算方法的區(qū)別 摩擦型：完全依靠被連接件之間的摩阻力傳力承壓型：由摩阻力和螺桿 的剪力、承壓共同傳力課本P7210、（螺栓的構(gòu)造要求）1、受力要求M16,M18,M20,M22,M24,M27,M302、構(gòu)造要求3、施工要求同一種構(gòu)件中宜用同種螺栓；排列簡1 |-1 |-4 站Y 4一一.1TT尊嬉金 13 t i3、塑性階段：超靜定梁3、鋼梁的強度計

14、算方法 抗彎強度單向彎曲f單向彎曲f：鋼材的抗彎強度設(shè)計值m 、Mmax y W y W /雙向彎曲x nx y nyMx、My繞x軸和y軸的計算彎矩鋼梁對x軸和y軸的凈截面抵抗矩剪應(yīng)力強度I yx、y鋼梁對x軸和y軸的凈截面抵抗矩剪應(yīng)力強度I 坦 fIt vwV：梁所受的最大剪力 fv：鋼材的抗剪強度設(shè)計值I：鋼材的毛截面慣性矩S：毛截面在計算剪力處以上部分對中和軸的面積矩tw：腹板厚度折算應(yīng)力公式：若梁截面上同一點受到彎應(yīng)力、剪應(yīng)力都較大b、 b cb = ：b 2 +b 2 bb + 31 2 b、 b c較大彎應(yīng)力、局部壓應(yīng)力當6 b同號或者b =0時，取P = 11 當6 b異號時，

15、取P = 1.2b =b 2 + 31 2 1.1 f4、影響鋼梁整體穩(wěn)定型的因素有哪些？如何提高鋼梁的整體穩(wěn)定性?側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度；受壓翼緣的自由長度（受壓翼緣側(cè)向支承點間距）；荷載作用形式；4 .荷載作用位置；梁的支座情況。提高梁整體穩(wěn)定性的主要措施在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐，即減小11。增加受壓翼緣的寬度，即增大bl；5、軋成梁的設(shè)計步驟（1）根據(jù)梁的跨度與荷載計算Mx （最大彎矩）和V （最大剪力）。注意：荷載為標準荷載 要乘以分項系數(shù)。（2）根據(jù)彎應(yīng)力強度求得截面的抵抗矩；如果最大彎矩處有螺栓孔，W要加大10%-15%。fmax / 中fmax / 中W（4）驗算彎應(yīng)力強度；驗算整

16、體穩(wěn)定性；如不合適重選。經(jīng)濟、安全。（5）驗算剪應(yīng)力強度。（6）撓度驗算。尤(7)腹板局部壓應(yīng)力驗算尤(7)腹板局部壓應(yīng)力驗算WPWR。=r - f或。=trw zw z應(yīng)將荷載分解再進行求解。如果在兩個主平面受雙向彎曲時應(yīng)將荷載分解再進行求解。b =+- f 驗算雙向彎曲強度Y xW nyM Mx +y f驗算整體穩(wěn)定性覽、Yyy驗算合撓廣W = W 2 + W 2 w6、組合梁的設(shè)計步驟根據(jù)梁的跨度、荷載求Mmax, Vmaxo根據(jù)強度、剛度、穩(wěn)定、節(jié)省鋼材一選擇截面尺寸，有時在彎矩較小處，減小截面。計算梁的翼緣和腹板的連接焊縫。驗算組合梁的局部穩(wěn)定性和設(shè)計腹板加勁肋。設(shè)計組合梁各部件的拼

17、接以及設(shè)計梁的支座和梁格的連接。繪制施工詳圖。7、什么是最小梁高，什么是經(jīng)濟梁高，如何選用梁高？最小梁高含義：使組合梁在充分利用鋼材強度的前提下，又正好滿足梁的剛度要求的h 確定經(jīng)濟梁高的條件通常是使梁的自重最輕。在設(shè)計中一般選擇梁高h比經(jīng)濟梁高hec小10%20%，但不得小于按剛度要求而定的最小梁高9、組合梁的拼接方法梁的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。工廠拼接；翼緣與腹板的拼接位置應(yīng)錯開，使薄弱點不集中在同一截面上。工地拼接；翼緣與腹板的拼接宜基本上在同一位置。主要是避免運輸時碰撞損壞懸臂過大的零部件。10、如何防止薄板失穩(wěn)？增加板厚，在腹板兩側(cè)設(shè)置加勁肋11、組合梁腹板加勁肋的配置規(guī)定2

18、35h /1 80 （1）當f 對無局部壓應(yīng)力的梁，可不配置加勁肋；對有局部壓應(yīng)力的梁，按構(gòu)造配置橫向加勁肋。f ，時，腹板可能由于剪應(yīng)力作用而失穩(wěn)，應(yīng)配置橫向 并應(yīng)進行計算。規(guī)范規(guī)定，橫向加勁肋的最小間距為0.5h0；最大間距為2h0；對（2）當 加勁肋，80芋 hf ，時，腹板可能由于剪應(yīng)力作用而失穩(wěn)，應(yīng)配置橫向 并應(yīng)進行計算。規(guī)范規(guī)定，橫向加勁肋的最小間距為0.5h0；最大間距為2h0；對（2）當 加勁肋，h0/1 170 y：235h /1 170 yh /1 150-（3）當 時（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束），或 緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），應(yīng)配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時尚應(yīng)配置短加

19、勁肋，并均應(yīng)進行計算。任何情況下，h0/tw均不應(yīng)超過250。（4）梁的支座處和上翼緣承受較大固定集中荷載處，應(yīng)設(shè)置支承加勁肋。12、梁格的三種連接形式三種形式：層疊連接、等高連接、降低連接13、梁支座的三種形式（梁的跨度1015m）（梁的跨度1015m）（梁的跨度1024m）（梁的跨度24m）2）弧面支座3）輥軸支座7TT 立，弟五早1、柱的構(gòu)成及分類柱頭、柱身、柱腳按柱身構(gòu)造分類:實腹柱格構(gòu)柱：綴板式綴條式2、對于理想軸心壓 如何提高臨界力和 界應(yīng)力？l0：受壓桿件的計算 度，由桿件兩端的支 情況決定:當兩端鉸 時，l0=l； 端固定， 端自由時，l0=2l； 端固定時，l0=0.5l；

20、端鉸接，另一端固定 l0=0.7l，其中l(wèi)為 件的幾何長度。如何提高臨界力和 界應(yīng)力？ 減小計算長度柱腳X，布軸ix EM（實前）（a）實曲式柱柱腳X，布軸ix EM（實前）（a）實曲式柱心物構(gòu)式柱（猊條式；柱身偵格構(gòu)蘇柱桿，臨長撐接兩時，構(gòu)臨3、實腹式軸心壓桿整體穩(wěn)定性驗算方法？剛度驗算方法？局部穩(wěn)定性驗算方法？強度的驗算方法？課本P130或第五章PPTP84、軸心受壓實腹柱設(shè)計步驟課本P133或者第五章PPT P175、軸心受壓格構(gòu)柱的穩(wěn)定性驗算方法？實軸or虛軸！第五章PPT P26或課本P1366、軸心受壓格構(gòu)柱設(shè)計步驟課本P138或第五章PPTP307、偏心受壓柱彎矩作用平面內(nèi)和彎矩

21、作用平面外穩(wěn)定性驗算公式？第五章PPT P39或課本P1448、梁和柱的連接方式梁和柱的連接方式有頂面連接和側(cè)面連接。頂面連接；在柱頭頂面焊上一塊頂板，直接將梁放在頂板上側(cè)面連接；采用支托來傳遞梁的支座反力，支托一般采用厚鋼板或厚角鋼第六早1、桁架按外形分類？各自特點是什么？平行弦桁架弦桿和 腹桿長度均能一致，結(jié)點的構(gòu)造可以統(tǒng)一，上、下弦桿的拼接數(shù)量較少。外形與彎矩圖不符合，受力稍差，跨中弦桿受力大于端部，端部腹桿受力大于跨中。上弦?guī)в芯徠拢Ｓ玫钠露仁?1:8-1:12,以適應(yīng)卷材(例如油氈)防水屋 面的排水要求，它是廠房屋架的基本形式 桿件受力優(yōu)于平行弦桁架。多邊形桁架由于外形接近于彎矩圖

22、形，這種桁架 不但腹桿內(nèi)力較小，各節(jié)間弦桿內(nèi)力相差也不 大。這樣，可以選擇同一截面尺寸。上弦?guī)в芯徠?，常用的坡度?1:8-1:12,以適應(yīng)卷材(例如油氈)防水屋 面的排水要求，它是廠房屋架的基本形式 桿件受力優(yōu)于平行弦桁架。多邊形桁架由于外形接近于彎矩圖形，這種桁架 不但腹桿內(nèi)力較小，各節(jié)間弦桿內(nèi)力相差也不 大。這樣，可以選擇同一截面尺寸。上弦桿需做成折線形，比較費工。但 用于大跨度結(jié)構(gòu)可節(jié)約鋼材。三角形桁架上弦坡度：一般大于1:5，適用于輕屋 面材料的屋架?？缍仍?8m以下由小角鋼和圓鋼 組成的輕型鋼屋架，比較經(jīng)濟。三角形懸臂式桁架(6)多用于海洋采油平臺上直升飛機 場承重支架。(6)2、桁架常用腹桿體系？人字式：最常用，腹桿少、結(jié)點少，適用于跨度較 小或荷載較小的情況。附加豎桿的人字式：對于中等以上跨度的桁架， 跨度和高度增加，由于腹桿合理傾角的要求，節(jié)間長度 也隨之增大，故需要附加豎桿。上承式鋼引橋結(jié)構(gòu)。下承式鋼引橋結(jié)構(gòu)：下弦結(jié)點與梁相連，需附加 受拉豎桿。a 6-2常用的腹桿體系（d）單斜式：對稱，結(jié)點形狀相同，加工方便。（e）交叉式：可以承受動力荷載。3、支撐的作用？1）保證桁架體系的空間幾何穩(wěn)定性。2）為桁架弦桿提供必要的側(cè)向支承點，可以減少受壓弦桿在