水工钢结构重点
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第一章(绪论)1、钢结构的特点(优点,缺点)1)钢结构自重较轻2)钢结构的工作可靠性较高3)钢结构的抗震性、抗冲击性较好,具有良好的塑性和韧性4)钢结构制造的工业化程度较高5)钢结构可以准确快速装配6)容易做成密封结构7)钢结构易腐蚀8)钢结构耐火性差2、钢结构在水工中的应用有哪些1)活动式结构2)装拆式结构3)板结构4)高耸结构5)大跨度结构6)海工钢结构第二章1、钢结构的破坏形式钢材的强度断裂破坏:塑性破坏、脆性破坏1、软钢的单向拉伸试验(四个阶段、四个性能指标)(1)弹性及弹塑性阶段(OB段)fp比例极限(A点)(2)塑性阶段(BCD)fy屈服强度:重要的机械性能指标,作为钢材强度的标准值(3)自强阶段(DE)fu抗拉强度(4)颈缩阶段(EF段)3、冷弯试验以钢材试件冷弯不出现裂缝或分层为试验合格。
冷弯试验是钢材的塑性、冷加工能力和显示钢材内部缺陷(分层、非金属加渣)状况的一项指标。
4、冲击韧性是衡量钢材抵抗因低温、应力集中、冲击荷载作用而脆性断裂能力的一项指标。
冲断试样所消耗的能量的大小来衡量钢材的冲击韧性。
Akv (冲击功)是衡量冲击韧性的指标。
5、钢材的防腐蚀措施 ①涂料保护 ②喷镀保护 ③电化学保护6、影响钢材机械性能的主要因素(5点) 温度、钢材硬化(冷作、时效)、复杂应力和应力集中、冶炼浇铸轧制、化学成分7、钢材浇注成锭过程中脱氧程度不同分类? 浇注过程中因脱氧程度不同而分为沸腾钢(F )、半镇静钢(b )、镇静钢(Z )和特殊镇静钢(TZ)。
8、复杂应力对钢材的影响?(危险?安全?) ①同号平面应力状态,即且二者同号,,危险情况,应尽量避免。
②同号立体应力状态,同上:危险情况,应尽量避免。
③异号平面应力状态,即且二者异号,,安全情况,可以出现。
④异号立体应力状态同上:安全情况,可以出现。
9、什么是应力集中?在缺陷或截面变化附近,主应力迹线曲折、密集,出现应力高峰的现象称为应力集中。
水工钢结构知识点总结一、水工钢结构概述水工钢结构是指在水利工程中采用的各类钢结构,主要包括船闸、船坞、水库闸门、船闸启闭机、转塔起重机、泵站结构、水电站机堆和输电塔等。
水工钢结构是由钢材制成的构件,在不同的水利工程中起到不同的作用,主要用于支撑、承载、散流、起重、导流、封闭等用途。
水工钢结构具有以下特点:1. 耐久性:水工钢结构采用高强度钢材制成,具有良好的抗风、抗震、抗腐蚀和耐磨性能,能够长期使用。
2. 稳定性:水工钢结构通过合理的结构设计和制作工艺,能够承受水体的冲击和外部负荷,保持稳定性。
3. 灵活性:水工钢结构制作工艺简单,安装方便,可根据实际需要进行调整和改进。
4. 节约成本:相对于传统的混凝土结构,水工钢结构不仅施工周期短,而且对地基的要求低,能够节约成本。
5. 维护保养方便:水工钢结构无需频繁的维护和保养,只需要定期检查和修复即可保持良好的使用状态。
二、水工钢结构的常见类型及主要特点1. 船闸船闸是一种利用液体或气体压力来升降船只的设施,通常由闸室、闸门和启闭机组成。
水工钢结构在船闸中主要用于制作闸门和启闭机,具有结构紧凑、承载能力强、运行稳定、安全可靠的特点。
2. 船坞船坞是一种容纳、冲洗和维修船只的设施,通常由坞门、船坞壁、决泄闸门、船坞地坪等组成。
水工钢结构在船坞中主要用于制作坞门和船坞壁,具有强度高、密封性好、运行平稳、使用寿命长的特点。
3. 水库闸门水库闸门是一种控制水流、调节水位、防洪排涝的设施,通常由闸门、门型结构、启闭机构等组成。
水工钢结构在水库闸门中主要用于制作闸门和门型结构,具有抗风、抗压、抗腐蚀、使用寿命长的特点。
4. 船闸启闭机船闸启闭机是用来控制船闸闸门开合的设备,通常由主机、副机、传动装置、限位装置等组成。
水工钢结构在船闸启闭机中主要用于制作主机和副机,具有启闭速度快、运行平稳、载荷能力高的特点。
5. 转塔起重机转塔起重机是一种用来起重和转动货物的设备,通常由塔架、回转机构、升降机构、起重机构等组成。
水工钢结构课程设计总结一、课程目标知识目标:1. 理解水工钢结构的基本概念、分类和用途;2. 掌握水工钢结构的设计原理、计算方法和安全要求;3. 了解水工钢结构施工过程中的质量控制、检测及验收标准。
技能目标:1. 能够运用相关公式和规范对水工钢结构进行简单计算和分析;2. 能够读懂水工钢结构施工图,并进行基本的施工组织设计;3. 能够运用现代技术手段,如BIM软件,进行水工钢结构的设计和施工模拟。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对水利工程建设的兴趣,激发他们投身于水利事业的责任感和使命感;2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在水工钢结构设计和施工过程中解决问题的能力;3. 强化学生的安全生产意识,使他们遵循工程规范,注重工程质量。
本课程针对高年级水利专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体学习成果。
通过本课程的学习,使学生能够具备水工钢结构设计的基本知识和技能,为今后的工作打下坚实基础。
同时,注重培养学生的职业素养和价值观,使他们在实际工作中能够更好地服务社会、贡献国家。
和“一、教学内容”作为标题标识,接上一条回答直接输出。
二、教学内容教学内容依据课程目标,结合教材,分为以下三个部分:1. 水工钢结构基本概念与分类- 教材章节:第一章 水工钢结构概述- 内容列举:钢结构定义、分类、特点;水工钢结构的应用及发展。
2. 水工钢结构设计原理与计算方法- 教材章节:第二章至第四章- 内容列举:结构设计基本原理;材料性能、截面特性及连接设计;荷载作用及组合;稳定性、刚度和强度计算。
3. 水工钢结构施工技术与管理- 教材章节:第五章至第七章- 内容列举:施工工艺及流程;施工质量控制、检测及验收标准;安全生产及环保要求。
教学大纲制定如下:第一周:水工钢结构概述及基本概念第二周:钢结构分类、应用及发展第三周:结构设计基本原理第四周:材料性能、截面特性及连接设计第五周:荷载作用及组合第六周:稳定性、刚度和强度计算第七周:施工工艺及流程第八周:施工质量控制、检测及验收第九周:安全生产及环保要求教学内容安排和进度以确保科学性和系统性为原则,注重理论与实践相结合,使学生能够全面掌握水工钢结构相关知识。
1钢结构:用型钢或钢板制成基本结构,根据使用要求,通过焊接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的结构。
2、塑性破坏:钢材在常温和静力荷载作用下,当其应力到达抗拉强度fu后,产生很大的塑性变形而断裂的现象。
3、沸腾钢:是指在出钢时,向置放钢液的缸管内投入锰作脱氧剂,由于锰的脱氧能力比较弱,脱氧不完全。
在浇筑过程中,钢液继续在锭模内产生激烈的碳氧反应,不断有co气泡产生,呈沸腾状态,故称为沸腾钢。
4、焊接应力(焊接变形):焊接构件在未受荷载时,由于施焊的电弧高温作用而引起的内应力或变形。
5、焊接残余应力:焊件冷缩后残留在焊件内的应力,又称为收缩应力。
6、整体失稳:当钢梁采用工字形或槽形等口薄壁截面时,其侧向抗弯刚度和抗扭刚度,相对而言,要比粗大的钢梁低,可能在弯应力尚未达到屈服点之前,就发生侧向弯扭屈曲,即为整体失稳。
7、稳定平衡:当压力N小于临界值时,干扰消失时,压杆立即回复到原来的直线平衡状态。
8、换算长细比:格构式构件对虚轴力轴的稳定性是以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响。
加大后的长细比就称为换算长细比。
9、桁架:由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。
10、闸门:是用来关闭、开启或局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构。
主要是控制水位,调节流量。
1、钢结构的特点?答:①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差2、钢结构在水工中的应用有哪些?答:①活动式结构②装拆式结构③板结构④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构3、截面选择的具体步骤是?答:①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的强度、整体稳定和挠度的验算。
4、闸门的类型有哪些?答:按功用分为:工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门按闸门空口的位置分:露顶闸门、潜孔闸门按闸门结构形式分为:平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门5、平面闸门结构布置的主要内容有哪些?答:确定闸门上需要的构件,每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。
水工钢结构第五版知识点总结第一章绪论1、钢结构的特点:优点:1自重较轻2材质均匀,可靠性较高3强度高,具有良好的塑性和韧性4工业化程度高5制造方便,施工周期短6密闭性好7拆迁方便缺点:1耐磨性差2残余应力和变形3耐火性差4低温冷脆第二章钢结构的材料和计算方法1、钢结构的破坏形式:塑性破坏和脆性破坏2、钢材的主要机械性能:1单项拉伸时的工作性能2塑性3韧性4冷弯性能5可焊性6耐性3、钢材的各主要衡量指标:、1屈服点fy2抗拉强度fu3比例极限fp4伸长率δu5冷弯试验6冲击功Akv4、承重钢材必须满足的三项主要机械性能:刚才的抗拉强度伸长率屈服点5、影响钢材的主要因素:1化学成分的影响2钢的冶炼轧制3钢材缺陷4应力集中5时效硬化、冷作硬化6温度7残余应力8反复荷载9复杂应力6、钢材的可焊性及分类可焊性:在给定条件的构造形式和焊接工艺条件下获得符合质量要求的焊缝连接性能分类:施工上的可焊性使用上的可焊性7、主要化学成分对钢材性能的影响?有毒元素?1)碳:影响钢材强度,碳的含量增加,钢材强度增加,塑性、韧性下降(钢的含碳量小于2%,碳大于2%则为铸铁。
2)锰:弱脱氧剂,适量的锰可提高钢材强度,抵消热脆影响,不显著降低塑性韧性3)硅:强脱氧剂,适量的硅提高钢材强度,而对塑性韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响4)铝、铬、镍:铝是强脱氧剂,补充脱氧,减少钢材中的有害氧化物有毒元素:1硫:降低塑性、韧性、可焊性、抗锈蚀性。
高温时发生热脆2磷:低温时发生冷脆,高温时降低塑性3氧、氮:氧化物使钢材热脆,氮使其冷脆8、钢材冶炼产生的缺陷有:偏析、非金属夹杂、裂纹、分层9、钢材按浇筑方法分为:浇入铸模做成的钢锭、浇入连续浇铸机做成钢坯按脱氧程度分:沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢10、冷作硬化、时效硬化及其影响:冷作硬化:钢在制造过程中如剪、冲、钻、刨、弯、锟等加工产生较大塑性变形引起钢的硬化现象。
影响:提高了钢的弹性范围,降低了塑性和冲击韧性,易出现脆性破坏时效硬化:钢的性质随时间的增长逐渐变硬变脆的现象。
水工钢结构课程总结
水工钢结构课程总结
一、课程简介
水工钢结构课程是指研究建筑工程中水工钢结构构件的设计、制作、安装、使用等方面的知识系统。
它集建筑学、构造学、力学、材料力学、焊接等理论于一体,以钢结构为重点,研究钢结构的结构计算、荷载计算、结构优化设计、结构连接、预应力等方面的知识,是建筑学研究和实践的重要组成部分。
二、课程主要内容
1、水工钢结构的基本理论:
水工钢结构的基本理论包括力学计算、断面受力分析、材料力学性能与表观受力分析、材料物理性质和机械性能、焊接技术、钢结构的设计计算、连接技术等。
2、水工钢结构的设计与计算
水工钢结构的设计与计算包括钢结构的抗震设计、水工钢结构的正常运行设计、复杂结构的设计方法、钢结构的弹性和非弹性分析、钢结构的结构优化设计、连接设计与分析及其他相关问题。
3、水工钢结构的安装
水工钢结构的安装包括施工程序设计、起重设备及安全措施、焊接施工技术、预应力施工技术、构件装置施工技术及相关技术等。
三、课程成果
1、熟悉水工钢结构的基本理论,能正确认识水工钢结构的设计、
施工及使用,能够解决钢结构的结构问题。
2、熟悉水工钢结构的设计计算、连接设计、预应力施工及起重设备等相关知识,能够熟练运用。
3、熟悉水工钢结构的施工方法及技术,能够正确、合理、安全地施工。
4、了解施工进度管理与质量控制,能够正确制定施工计划、监理施工进度及维护保养。
水工钢结构复习资料一、名词解释1.循环荷载:2.轴心受力部件:3.工作闸门:4.主应力:二、填空题1.建筑钢材一次拉伸试验时的工作特性可分为:__________阶段、__________阶段、__________阶段、__________阶段。
2.对接焊缝主要用于板件、型钢的__________或构件的__________。
3.型钢梁的设计包括截面__________和截面__________两方面的内容。
4.主梁是闸门的主要_________,它的数目主要取决于闸门的_________和水头的_________ 。
5.作用于桁架上的荷载有_________荷载和_________荷载两大类。
6.柱脚的作用是将柱身_________传给基础,并和基础有牢固的_________。
三、单项选择题1.组合梁采用的是采用()钢板焊接而成的工字形截面。
A.两块B.三块C.四块2.规模巨大且在高水头下操作而工作条件又特别复杂的工作闸门调整系数为()。
A.0.9~0.95B.0.85~0.9C.0.8~0.853.()桁架在水工建筑物中应用最广。
A.三角形B.梯形钢C. 平行弦四、问答题1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据.2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原则.3.简述平面钢闸门主梁设计的特点。
4.说明格构式压弯构件的设计步骤。
5.梁的支座构造应满足什么原则五、判断题1.中国是最早用钢铁建造承重结构的国家。
()2.与原工字钢或 H 型钢相比,蜂窝钢的承载力和刚度显著增大,但自重增大。
()3.弯矩可以由轴向力的偏心作用和端弯矩作用两种因素构成。
()4.门叶结构是一个水平放置的梁板结构。
()5.跨度主要却决于结构的使用要求。
()6.轴心受压柱一般设计成刚接柱脚。
()参考答案名词解释1.循环荷载:是大小和方向随时间变化的荷载。
2.轴心受力部件:是指承受通过截面形心轴线纵向力作用的构件。
3.工作闸门:是指建筑物正常运行时经常使用的闸门。
混凝土钢筋水工结构复习要点
混凝土钢筋水工结构是指在水工工程中使用混凝土和钢筋构建的水工结构,如堤坝、闸门、渠道等。
下面是复混凝土钢筋水工结构的要点:
1. 混凝土材料
- 混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰等物质组成的人工石材。
- 混凝土的配合比是指混凝土中各种材料的用量比例。
- 混凝土的强度等级是指混凝土的抗压强度。
2. 钢筋材料
- 钢筋是由碳素钢制成的建筑材料,用于混凝土结构的加固与增强。
- 钢筋的直径和抗拉强度是钢筋的主要参数。
3. 混凝土结构设计
- 混凝土结构设计要根据工程的要求和使用条件进行合理的布置和计算。
- 结构设计要考虑混凝土和钢筋的受力性能,以及结构的稳定
性和耐久性。
4. 施工工艺
- 混凝土结构的施工过程包括模板搭设、钢筋绑扎、混凝土浇
筑和养护等。
- 施工工艺要严格按照设计要求和施工规范进行操作,确保结
构的质量和安全。
5. 混凝土结构的检测与维护
- 混凝土结构的检测包括对混凝土和钢筋进行力学性能和耐久
性能的测试。
- 混凝土结构的维护要及时修补损坏部位,保持结构的完整性
和稳定性。
以上是混凝土钢筋水工结构复的要点,希望对你的复有所帮助。
名词解释
●疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下,当作用次数达到一定的值,应力虽然还低于极限强度,甚至还低于屈服点,也会发生破坏,这种破坏称为疲劳破坏。
●沸腾钢:是锰作为脱氧剂,由于锰的脱氧能力较差,不能充分脱氧,钢液中还含有较多的氧化铁,浇铸时氧化铁和碳相互作用,形成一氧化碳气体逸出,使钢液形同剧烈沸腾称为沸腾钢。
●镇静钢:是硅作为主要脱氧剂,硅的脱氧能力很强,它是锰脱氧能力的5倍,浇铸时钢锭模内液面平静,称为镇静钢。
●钢材的牌号:代表屈服点的字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法。
如Q235-A·F(F-沸腾钢,b-半镇静钢,Z-镇静钢,TZ-特殊镇静钢)
●可靠度:是指在结构在规定时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,它是结构可靠性的概率度量。
●焊接应力(焊接变形):钢构件在焊接过程中,局部区域受高温作用,引起不均匀的加热和冷却,使构件产生焊接变形。
由于在冷却时,焊缝和焊缝附近的钢材不能自由收缩,受到约束而产生焊接应力。
●螺栓的受力分析:当外力垂直于螺杆时,该螺栓为剪力螺栓。
当外力平行于螺杆时,该螺栓为拉力螺栓。
●整体失稳:单向受弯构件在荷载作用下,虽然最不利截面上的弯矩或者弯矩与其他内力的组合效应还低于截面的承载强度,但构件可能突然偏离原来弯曲变形平面,发生侧向挠曲和扭转,称为受弯构件的整体失稳。
●换算长细比:格构式构件对虚轴的稳定性是以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响。
加大后的长细比就称为换算长细比。
简答题
●疲劳破坏特点:钢材在疲劳破坏前并没有明显变形,是一种突然发生的断裂,断口平直。
●钢结构的特点:1、材料的强度高,塑性韧性好。
2、材质均匀,符合力学计算假定。
3、制造简便,施工周期短。
4、钢结构的质量轻。
5、钢材耐腐蚀性差。
6、钢材耐火性差。
●钢材的变形曲线:当应力达到屈服点后,将使结构产生很大的、在使用上不允许的残余变形。
因此在设计时取屈服点为钢材可以达到的最大应力。
●屈服比:看作是衡量钢材强度储备的一个系数。
屈服比愈低,钢材的安全储备愈大。
●钢材选用考虑的主要因素:1、结构的重要性2、荷载特征3、连接方式4、结构的工作环境温度5、钢材厚度。
●结构的两种极限状态
1、承载能力极限状态:这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。
2、正常使用极限状态:这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项极值。
●整体稳定性的保证:1、当有足够刚度的铺板(如钢筋混凝土板,钢板)覆盖在受弯构件的受压翼缘上并与其牢固连接,能有效阻止受压翼缘的侧向变形量。
2、当受弯构件的自由长度(能有效阻止侧向变形的支承点的距离)小于某一临界值时,可以不考虑构件的整体稳定计算。
●影响钢材机械性能的主要因素
1、化学成分的影响
2、钢材生产过程的影响
3、时效的影响
4、冷作硬化的影响
5、温度的影响
6、应力集中的影响
●影响钢材的化学因素
碳:碳的含量提高,钢材的屈服点和抗拉强度提高,但塑性和韧性、特别是低温冲击韧性下降。
同时,钢材的可焊性、耐腐蚀性、疲劳强度和冷弯性能也明显下降。
硅:作为脱氧剂假加入,适量的硅可以使钢材强度大为提高,而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性均无明显不良影响。
如含量过大则会降低钢材的塑性、冲击韧性、抗锈性及可焊性。
锰:弱脱氧剂,适量的锰可以有效地提高钢材强度,消除硫、氧对钢材的热脆影响,改善钢材的热加工性能,并能改善钢材的冷脆倾向,而又不显著降低钢材的塑性和冲击韧性。
钒:可提高钢材的强度,但有时有硬化作用,能提高钢材的强度和抗锈蚀性能,而不能显著降低塑性。
硫:有害元素,使钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等大大降低。
高温时会发生“热脆”现象。
硫的含量过大不利于进行钢材的焊接和热加工。
磷:有害元素,使钢材的强度和抗锈蚀性提高,但将严重降低钢材的塑性、冲击韧性、冷弯性能。
低温时,会发生“冷脆”现象。
氧和氮:有害元素,氧和氮能使钢材变得极脆。
氧与硫类似,使钢材发生“热脆”,氮和磷作用类似,发生“冷脆”。
●梁与梁的连接:层叠连接和侧面连接。
●梁与柱的连接:顶面连接和侧面连接。
●焊接连接
优点:1、构造简单,任何形式的构件都可直接相连;2、用料经济,不削弱截面;3、制作加工方便,可实现自动化操作;4、连接的密闭性好,结构刚度大,整体性好。
缺点:1、焊缝附近有热影响区,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆;2、焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏、降低压杆稳定的临界荷载,残余变形使结构形状、尺寸发生变化;
3、焊接裂缝一经发生,便容易扩展到整体;
4、低温冷脆问题较为突出。
●角焊缝:焊角尺寸的取值和计算长度的最大和最小。
●屋盖支撑的主要作用
1、承受屋盖在安装和使用过程中可能出现的纵向水平力;
2、作为屋架弦杆的侧向支撑力,减少上弦杆在屋架平面外的计算长度,以提高上弦杆的稳定性;
3、防止受拉下弦杆因某些动力设备运转时产生过大的水平振幅;
4、保证屋架安装质量和安全施工;
5、保证屋盖结构的空间整体性能是屋盖支撑最为重要的性能。
●屋盖支撑的类型:1、上线横向支撑2、下弦横向水平支撑
3、下弦纵向水平支撑
4、垂直支撑
5、系杆
●平面钢闸门结构布置的主要内容:确定钢闸门上需要设置哪些构件,每种构件需要的数目以及确定每个构件的所在位置。
●平面钢闸门中
主梁的布置:主梁的数目;梁格的位置;
隔梁的布置:简式;普通式;复式;
梁格的连接形式:等高连接;降低连接。