钢结构设计原理重点修改版

1.刚结构的特点：材料的强度高，塑性和韧性好；材质均匀，和力学计算的假定比较符合；钢结构制造简便，施工周期短；钢结构的质量轻；钢材耐腐蚀性差；钢材耐热但不耐火（钢结构对缺陷较为敏感；钢结构的变形有时会控制设计；钢结构对生态环境的影响小）2. 钢结构应用范围：（技术角度）大跨度结构；重型厂房结构；受动力荷载影响的结构；可拆卸的结构；高耸结构和高层建筑；容器和其他构筑物；轻型钢结构3.钢结构的极限状态：承载能力极限状态，正常使用极限状态4.压应力是使构件失稳的原因5.超静定梁或跨框架可以允出现许在受力最大的截面全面塑性，形成所谓塑性铰6.索和拱配合使用，常称为杂交结构7. 钢材的基本的性能：①较高的强度：屈服点fy抗拉强度fu 级较高②足够的变形能力：塑性和韧性性能好③良好的加工性能：具有良好的可焊性8. 钢材三个重要的力学性能指标（1）屈服点（2）抗拉强度（3）伸长率9.冷弯性能是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标10.与抵抗冲击作用有关的钢材的性能是韧性11.碳含量在0.12%~0.20%范围内的碳素钢，可焊性最好（钢：C<2%；铸铁：C>2%）12.反映钢材质量的主要力学指标是屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能13.有益元素：Mn、Si；有害元素：S、P、O、P14.250︒C附近有兰脆现象，260~320︒C时有徐变现象15.钢材的主要破坏形式：塑性破坏（延性破坏）脆性破坏（脆性断裂）损伤累积破坏疲劳破坏16.A级钢不提供冲击韧性保证，B、C、D、E分别提供20︒/0︒、-20︒、-40︒的冲击韧性17.选材考虑因素：荷载性质、应力状态、连接方法、工作环境、供货价格18.热轧H型钢：宽翼缘H型钢（HW）、中翼缘H型钢（HM）窄翼缘H型钢（HN）19.钢梁：型钢梁、组合梁20.荷载较大高度受限的梁，可考虑采用双腹板的箱型梁，有较大的抗扭刚度21.承载能力极限状态计算内容：截面强度、构件的整体稳定、局部稳定22.吊车梁应力循环次数n>50000时要进行疲劳验算23.单跨简支梁中截面出现塑性铰，即发生强度破坏；超静定梁出现塑性铰后，仍能继续承载24.单轴对称截面有实腹式和格构式25.塑形设计只用于不直接承受动力荷载的固端梁和连续梁26.计算拉弯（压弯）时3种强度计算准则：边缘纤维屈服准则、全截面屈服准则、部分发展塑性准则27.横梁对柱的约束作用取决于横梁的线刚度I0/L和柱的线刚度I/H的比值K0,即K0=I0H/IL28.超出正常使用极限状态：影响正常使用或外观的变形、影响正常使用或耐久性能的局部破坏、影响正常使用或耐久性能的震动、影响正常使用或耐久性能的其他特定状态29.连接的要求：足够的强度、刚度和延性30.连接方法：焊接、铆接和普通螺栓连接、高强度螺栓连接31. 常用焊接方法：电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等32. 焊缝连接的优缺点：优点：省工省材、任何形状的构件均可直接连接、密封性好，刚度大缺点：材质劣化、残余应力、残余变形、一裂即坏、低温冷脆33. 焊缝等级分三级：三级焊缝：外观检查；二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，；一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷34. 焊缝型式：对接焊缝和角焊缝35. 施焊分类（位置）：俯焊（最好）、立焊、横焊和仰焊（最差）36.角焊缝的焊脚尺寸h f应不小于1.5t^0.5,t为较厚焊件的厚度（mm）；hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍37. 残余应力对结构性能的影响：对结构静力强度的影响、对结构刚度的影响、对压杆稳定的影响4、对低温冷脆的影响、对疲劳强度的影响38.高强度螺栓连接的性能等级：10.9级、8.8级。

钢结构设计原理重点第四章稳定1、什么是柱子曲线？现行规范采用几条？为什么采用此数目？（1）根据设计中经常采用的住的不同截面形式并考虑初弯矩和残余应力影响的稳定系数ψ-正则化-广义长细比曲线（2）4条（3）初弯矩和残余应力不同2、轴心构件的屈曲形式，什么截面发生此种屈曲？弯曲屈曲单轴对称截面绕非对称轴失稳扭转屈曲双轴对称屈曲（十字形）弯扭屈曲单轴对称截面绕对称轴失稳3、影响轴压构件初始缺陷的因素有哪些？残余应力、初弯曲、初弯矩、初偏心4、构件翼缘腹板局部稳定各简化为什么条件上的板？其计算原则是什么？（1）构件翼缘-三边简支，腹板-四边简支（2）局部不失于整体失稳5、格构式受压构件需要对那些进行验算？（1）构件在弯矩作用平面内失稳（2）构件在弯矩作用平面外失稳（3）单肢验算（4）缀材验算6、格构式受压构件对虚轴为何采用换算长细比？它的缀件有什么作用？计算模型？（1）两分肢向缀材抗剪强度比实腹式构件弱得多，绕虚轴稳定承载力有所降低，故采用加大的长细比（2）缀材承受剪力，而且能接受分肢计算长度（3）缀条为腹板，缀板为梁7、轴压设计原则（1）等稳定性：使构件两个主轴方向的稳定承载力相同，以达到经济的效果，长细比应尽量接近，λx＝λy(等稳定性原则)。

（2）宽肢薄壁（3）连接方便，便于施工（4）制造省工8.轴心受压正常使用极限状态如何保证？控制长细比9.梁强度需验算哪些方面？弯曲正应力，剪应力，局部压应力，折算应力。

10.抗弯强度验算塑性发展系数的要求？陈绍蕃、顾强钢结构设计原理第二版p79页，对直接承受动力荷载的梁，不考虑塑性发展，11.梁翼缘局部设计稳定的保证措施：限制宽厚比a弹性设计＜根号下235/fy；b 塑性设计＜9倍的；c 部分塑性＜13倍的。

12.梁腹板加劲肋作用横向:承受剪力&局部压应力纵向:承受弯矩。

短加劲肋:承受局部压应力。

13.支撑加劲肋作用及如何计算? 承受集中力和支座反力14.影响梁整体稳定性的因素有哪些？a抗弯刚度，抗扭刚度，翘曲刚度，提高M cr，稳定性增加，b受压区侧向支撑长度增加，临界弯矩M cr增加，c荷载性质（纯弯曲时最低，其次是均布荷载，再次是集中力）d荷载作用位置，作用于翼缘M cr降低，作用于下翼缘M cr增加f支座多余约束条件越强；M cr增加e加强受压翼缘比加强受拉翼缘有效，M cr增加。

钢结构设计原理知识点钢结构是现代建筑领域广泛应用的一种结构形式，具有强度高、刚度好、可塑性强等优点。

在钢结构设计中，掌握一些基本的设计原理是非常重要的。

本文将介绍钢结构设计中的一些知识点，帮助读者更好地理解和应用钢结构设计原理。

一、材料力学知识在钢结构设计中，材料力学是基础。

首先，我们需要了解钢材的强度和刚度特性，包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。

这些参数将直接影响到钢材的使用性能和结构的承载能力。

二、结构力学知识在钢结构设计中，结构力学是必须掌握的知识。

了解结构受力原理、受力形式以及受力计算方法对于设计出安全可靠的钢结构非常重要。

1. 静力学静力学是钢结构设计中最基本的力学原理。

它研究物体处于静止或匀速直线运动时的受力平衡条件。

在钢结构设计中，我们需要应用静力学原理来确定杆件的受力状态，包括梁的弯矩、剪力和轴力等。

2. 动力学动力学是钢结构设计中考虑结构在振动或冲击力作用下的响应。

钢结构在地震、车辆行驶和风荷载等外部力的作用下会发生振动，因此需要考虑结构的自振频率、振型和阻尼等参数。

三、结构稳定性知识钢结构在受到外力作用下，需要保持稳定。

在钢结构设计中，我们需要考虑结构的屈曲和稳定性，以确保结构在使用寿命内不会发生失稳。

了解结构的稳定性条件和计算方法对于设计具有稳定性的钢结构至关重要。

四、连接方式与设计钢结构中的连接方式对结构的安全性和可靠性有着重要影响。

了解各种连接方式的特点和设计原理，选择适当的连接方式，能够确保结构连接的强度和刚度满足设计要求。

五、局部稳定与极限设计在钢结构设计中，局部稳定和极限设计是非常关键的。

了解杆件的局部稳定问题和极限状态下的设计要求，能够合理选择截面尺寸和设计参数，保证结构的安全可靠。

六、施工与监控最后，钢结构设计在施工和监控阶段也需要考虑。

通过合理的施工工艺和监控手段，可以确保钢结构的正确安装和使用。

因此，熟悉施工和监控方面的知识也是设计者需要具备的能力。

总结：钢结构设计原理的知识点非常广泛，本文仅涵盖了一些基本的知识点。

钢结构原理知识点总结引言：钢结构是一种常用于建筑和桥梁等工程项目的结构形式，具有高强度、刚度和耐久性等优点。

了解钢结构原理的知识点对于工程师、建筑师和设计师等相关专业人员至关重要。

本文将对钢结构原理的关键知识点进行详细总结，为读者提供基本的理论基础。

概述：钢结构是由钢材构成的工程结构，通过将不同形状的钢材组装在一起，形成一个整体结构，以支撑和承载负荷。

在设计和建造过程中，需要考虑到结构的荷载、材料的选择、连接方式等多个因素。

正文：一、钢材的性质1.钢材的强度与刚度：钢材的强度指钢材承受外部荷载时的抗力程度，刚度指钢材受力后的形变程度。

了解钢材的强度和刚度是设计钢结构的关键。

a.强度的分类：钢材的强度可分为屈服强度、抗拉强度和抗压强度等。

b.刚度的影响因素：刚度与截面形状、钢材的弹性模量和截面尺寸等因素密切相关。

二、钢结构设计的基本原则1.强度设计原则：钢结构的设计应满足预定的安全强度水平，以最大程度地保证结构的承载能力。

a.极限状态设计：根据结构的极限状态进行设计，包括极限承载力设计和极限位移设计。

b.可靠性设计：考虑结构材料、荷载和其他不确定因素的不同，引入设计系数来提高结构的可靠性。

三、钢结构的连接形式1.熔焊连接：是将两个或多个钢材通过加热至熔点并在熔化状态下连接在一起的方法。

a.焊缝类型：包括角焊缝、对接焊缝和搭接焊缝等。

b.焊接质量：焊接质量的好坏对连接的强度和承载能力有着重要影响。

四、钢结构设计的荷载考虑1.永久荷载：代表了结构自身的重量，包括结构的质量、装饰材料的重量等。

a.配重计算：通过确定永久荷载的大小和分布，计算结构的配重需求，以使结构保持稳定。

b.空气负荷：考虑到气流对结构的影响，如风荷载和气动力。

五、钢结构设计中的稳定性分析1.屈曲分析：考虑到结构在受压状态下可能发生的屈曲失稳问题，以保证结构的整体稳定性。

a.稳定性设计：结构设计中应满足屈曲承载力的要求，以防止结构失稳。

钢结构设计原理目录第一章：概述 (3)1、简述钢结构的特点？ (3)2、钢结构设计的基本要求 (3)3、钢结构的发展趋势 (3)第二章：钢结构的材料 (3)1、钢结构对钢材性能的要求 (3)2、简述Q235钢的破坏过程，并在应力-应变曲线中标明主要参数？ (3)3、钢材的力学指标包括哪几项？ (3)4、解释概念:强度，塑性，韧性，冷弯性能，冲击韧性、可焊性 (3)5、低合金高强度结构钢的屈服强度是如何确定的？ (3)6、说明设计时静力承载力的指标依据，为什么这样规定？ (3)7、钢板中为什么薄板性能优于厚板，钢材屈服强度与厚度有关系吗？ (3)8、钢材抗剪屈服强度和抗拉屈服强度的关系？ (3)9、解释概念:应力集中，残余应力，冷加工硬化和时效硬化，蓝脆，冷脆，热脆 (4)10、三向或者双向拉应力场为什么容易引起脆性断裂？ (4)11、钢结构材料的破坏形式有哪几种？各具有怎样的破坏特点？ (4)12、简述钢材脆性断裂的主要因素？如何避免出现脆性断裂？ (4)13、应力集中容易引起脆性断裂的原因？ (4)14、什么是疲劳破坏？简述疲劳破坏的发展活成以及影响疲劳强度的主要因素？ (4)15、解释钢材牌号的含义:Q235BF，Q235-D，ZG230-450，20MnTiB (4)16、钢结构设计规范推荐钢材是哪几种？ (4)17、钢材的质量等级是根据哪一项要求划分的？ (4)18、选择钢材时需要考虑哪些因素？ (4)第三章：钢结构设计方法 (4)1、简要说明结构设计所采用过的方法。

《钢结构设计规范》主要采用何种设计方法？其中的疲劳设计采用何种方法？ (4)2、结构可靠性的含义是什么？它包含哪些功能要求？什么是结构的可靠度？可靠指标的含义？如何确定结构的可靠指标？ (5)3、“作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？ (5)4、什么是结构的极限状态？结构的极限状态是如何分类的？ (5)5、荷载标准值，荷载设计值有何区别？如何应用？ (5)6、试述疲劳强度，应力幅，应力比的含义，并绘图说明各种类型的应力循环。

《钢结构设计原理》概念复习重点提纲第一章绪论1、钢结构的特点，应用范围。

第二章钢结构的材料1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？GB50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材（或哪四种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求）？2、简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。

检验这些力学性能的试验主要有哪些？3、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？4、各种钢号的表示法及代表的意义。

5、选择钢材时应考虑的主要因素是什么。

第三章钢结构的连接和节点构造1、目前我国常用的连接方法有哪些？各有什么特点？2、焊缝缺陷有哪些？焊缝三级质量检验标准？3、角焊缝的尺寸限制：写出h fmin，h fmax，L w min，L wmax的值，为什么要有这些限制？4、简述残余应力的影响。

5、对于抗剪螺栓连接，何谓“解钮扣相象”？计算中如何考虑？6、绘图说明抗剪螺栓连接的三个工作阶段，并说明普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接、摩擦型高强螺栓连接的承载能力极限状态（设计准则）。

7、普通螺栓抗剪连接可能的破坏形式、设计中如何考虑？8、螺栓连接（普通螺栓、承压型高强螺栓、摩擦型高强螺栓）传递各种内力的计算（计算假定、计算方法等）。

第四、五章受弯构件1、以双轴对称工字形梁为例，画出梁四个工作阶段的正应力分布并加以说明；我国规范设计分别是以何阶段为依据的？2、写出GB50017—2003规定的梁正应力、剪应力、复合应力计算公式。

3、梁正应力验算，考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算有哪些条件？4、梁的局部压应力验算条件、验算部位、假定、计算公式及其各符号的含义。

若σc > f，你如何处理？5、简述梁整体稳定的概念（现象及原因），并分析影响梁整体稳定性的主要因素，提高梁整体稳定性的途径和不要验算梁整体稳定的条件。

6、为什么当钢梁整体稳定系数Ψb > 0.6时，要用Ψb′来代替Ψb？7、组合梁翼缘采用限制宽厚比的办法来保证其板件的局部稳定，写出对于截面不同的强度计算方法，翼缘宽厚比的限值。

钢结构的特点：1.钢材强度高、塑性和韧性好2.钢结构的重量轻3.材质均匀，和力学计算的假定比较符合4.钢结构制作简便，施工工期短5.钢结构密闭性好6.钢结构耐腐蚀性差7.钢材耐热但不耐火8.钢结构可能发生脆性断裂钢结构的破坏形式钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。

钢结构所用材料虽然有较高的塑性和韧性，但一般也存在发生塑性破坏的可能，在一定条件下，也具有脆性破坏的可能。

塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度fu 后才发生。

破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。

在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。

另外，塑性变形后出现内里重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。

构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形并断裂。

常温及静态荷载作用下，一般为塑性破坏。

破坏时构件有明显的颈缩现象。

常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。

在破坏前有很明显的变形，并有较长的变形持续时间，便于发现和补救。

脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点fy ，断裂从应力集中处开始。

冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂缝，常是断裂的发源地。

破坏前没有任 何预兆，破坏时突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。

由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大，因此，在设计，施工和使用过程中，应特别注意防止钢结构的脆性破坏。

在破坏前无明显变形，平均应力也小（一般都小于屈服点），没有任何预兆。

局部高峰值应力可能使材料局部拉断形成裂纹；冲击振动荷载；低温状态等可导致脆性破坏。

平直和呈有光泽的晶粒。

突然发生的，危险性大，应尽量避免。

1、钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料，能结合在一起有效地共同工作的理由（1）混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力，使两者能可靠的结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。

（2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。

（3）质量良好的混凝土，可以保护钢筋免遭锈蚀，保证钢筋与混凝土的共同作用。

2、钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的为保证钢筋与混凝土之间的粘结力要采取哪些措施（1）光圆钢筋与混凝土之间的粘结力主要有摩擦力和咬合力提供；带肋钢筋与混凝土之间的粘结力主要是钢筋表面凸起的肋纹与混凝土的机械咬合作用。

（2）提高混凝土强度或使用高强混凝土；使用钢纤维混凝土。

3、什么叫混凝土的徐变影响混凝土徐变的有哪些因素在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间持续增长，这种现象称为混凝土的徐变。

影响因素：（1）混凝土在长期荷载作用下产生应力的大小(2)加载时混凝土的龄期（3）混凝土的组成成分和配合比（4）养生及使用条件下的温度与湿度4、什么是承载能力极限状态哪些状态认为是超过了承载能力极限状态承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。

超过了承载能力极限状态：（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的变形而不能继续承载（3）结构转变成机动结构（4）结构或结构构件丧失稳定（5）结构因局部破坏而发生连续倒塌（6）结构或构件的疲劳破坏（7）地基丧失承载力而破坏5、什么是正常使用极限状态哪些状态认为是超过了正常使用极限状态正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项限制的状态。

超过了正常使用极限状态：（1）影响正常使用或外观的变形（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（3）影响正常使用的震动（4）影响正常使用的其他特定状态6、钢筋混凝土梁和板内配置哪些钢筋，其作用是什么梁内钢筋的配置通常有下列几种：1）纵向受拉钢筋（主钢筋）纵向受力钢筋的主要作用是承受外力作用下梁内产生的拉力。