(2021年整理)《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义.pdf

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(完整)《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义 (完整)《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对 文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)《钢结构设计原理》陈 绍蕃讲义)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将 是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快 业绩进步,以 下为(完整)《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义的全部内容。 1 (完整)《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义 钢结构设计原理 第一章 钢结构的基本性能 建筑工程中,钢结构所用的钢材都是塑性比较好的材料,在拉力作用下,应力-应变曲线在 超过弹性后有明显的屈服点和一段屈服平台,然后进入强化阶段.传统的钢结构设计,以屈服点 作为钢材强度的极限,并把局部屈服作为承载能力的准则。目前利用塑性的设计方法已经提上 了日程。 钢材和其他建筑结构材料相比,强度要高得多。在同样的荷载条件下,钢结构构件截面小, 截面组成部分的厚度也小。因此,稳定问题在钢结构设计中是一个突出的问题。 建筑结构钢材有较好的韧性。因此,钢结构是承受动荷载的重要结构。钢材的韧性也不是 一成不变的。材质、板厚、受力状态、温度等都会对它产生影响。 【钢材的生产及其对材性的影响】 建筑结构所用的钢材包括两大类:一类是热轧型钢和钢板;另一类是冷成型(冷弯、冷冲、 冷轧)的薄壁型钢和压型钢板。 一、钢的熔炼 冶炼按需要生产的钢号进行,它决定钢材的主要化学成分。炼钢的原料为 99%钢水+废钢+ 合金元素。平炉炼钢的质量优于转炉炼钢的质量。目前,我国采用转炉炼钢 ,转炉钢具有投资 少、建厂快、生产效率高、原料适应性强等优点. 二、钢的脱氧 脱氧的手段是在钢液中加入和氧的亲和力比铁高的锰、硅和铝.脱氧的程度对钢材的质量 颇有影响。 锰是弱脱氧剂.硅是较强的脱氧剂。铝是强脱氧剂. 钢液中含有较多的FeO,浇注时FeO和碳相互作用,形成CO气体逸出,引起钢液的剧烈沸 腾,这种钢称之为沸腾钢。它夹杂较多 FeO,冷却后有许多气泡。硅在还原氧化铁的过程中放 2 (完整)《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义 出热量,使钢液冷却缓慢,气体大多可以逸出,所得钢锭称之为镇静钢.冷却后因体积收缩而 在上部形成较大缩孔,缩孔的孔壁有些氧化,在辊轧时不能焊合,必须先把钢锭头部切去。切头 后实得钢材仅为钢锭的80%~85%。对冲击韧性(尤其是低温冲击韧性)要求高的重要结构, 如寒冷地区的露天结构,钢材宜用硅脱氧后再用铝补充脱氧的特殊镇静钢 .这种钢比一般镇静 钢具有更高的室温冲击韧性和更低的冷脆倾向性和时效倾向性。 镇静钢的质量好于沸腾钢。镇静钢成本高。镇静钢偏析小.镇静钢的性能优于沸腾钢,主 要表现在容易保证必要的冲击韧性,包括低温冲击和时效冲击,冲击韧性好可以承受动荷载和 处于低温的结构。 GB50017—2003规范规定沸腾钢不能用于下列焊接结构:需要验算疲劳者;处于-30℃和更 低温度者;工作温度低于-20℃并直接承受动力荷载(但不需验算疲劳)者。鉴定镇静钢和沸腾 钢,可以通过硅的含量来进行。 GB700-88规定,Q235钢分为A、B、C、D四级。前两级可以是沸腾钢、半镇静钢或镇静钢, C级必须是镇静钢。 三、钢的轧制 辊轧是型钢和钢板成型的工序,是二次熔炼的过程,可以改善钢材的性能。辊轧分热轧和 冷轧,以前者为主。冷轧只用于生产小号型钢和薄板. 经过热轧后,钢材组织密实,力学性能得到改善。这种改善主要表现在沿轧制方向上 ,从 而使钢材在一定程度上不再是各向同性体。经过轧制之后,钢材内部的非金属夹杂物被压成薄 片,出现分层现象.分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出 现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变是屈服点应变的数倍。 型钢和扁钢总是沿辊轧方向受力,不存在

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