钢管结构设计的基本知识

钢结构八大基础知识一、钢结构的特点1、钢结构自重较轻2、钢结构工作的可靠性较高3、钢材的抗振（震）性、抗冲击性好4、钢结构制造的工业化程度较高5、钢结构可以准确快速地装配6、容易做成密封结构7、钢结构易腐蚀8、钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1、炭素结构钢：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等2、低合金高强度结构钢3、优质碳素结构钢及合金结构钢4、专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。

《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。

四、主要钢结构技术内容（1）高层钢结构技术。

根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。

钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。

（2）空间钢结构技术。

空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。

以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。

具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。

除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。

（3）轻钢结构技术。

伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。

由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。

用钢量20～30kg/m2。

钢结构的八大基础知识钢结构的八大基础知识一、钢结构的特点1钢结构自重较轻2钢结构工作的可靠性较高3钢材的抗振（震）性、抗冲击性好4钢结构制造的工业化程度较高5钢结构可以准确快速地装配6容易做成密封结构7钢结构易腐蚀8钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等2低合金高强度结构钢3优质碳素结构钢及合金结构钢4专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。

《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。

四、主要钢结构技术内容高层钢结构技术根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。

钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。

空间钢结构技术空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。

以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。

具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。

除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。

轻钢结构技术伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。

由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。

用钢量20～30kg/m2。

现已有标准化的设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制，适用于各种轻型工业厂房。

钢结构设计知识点
一、钢结构的主要材料
钢结构主要使用钢材、木材和混凝土等材料。

其中，钢材更为常用，
分为结构钢、钢筋和钢板。

结构钢包括H型钢，槽钢，角钢，方钢，工字钢，圆钢等。

钢筋包括热轧钢筋，冷成型钢筋，冷轧和热轧挤压桁架钢筋等。

钢板种类较多，主要有热轧钢板、冷轧钢板、容器钢板、夹层钢板、
钢管等。

二、钢结构设计原则
1、要求钢结构设计的基本原则是：设计符合技术规范，安全可靠，
结构紧凑，重量轻，结构刚性好，抗震性能好。

2、在其中一杆件或连接部位的剪切强度设计中，要消除泊松失稳机制，确保设计强度和稳定性。

3、要求各支座及杆件连接的设计方案、连接件类型及尺寸要符合有
关规范的规定，各支座、杆件及连接件应经过力学分析，确保结构可靠性。

4、结构连接要求结实牢固，能够利用好材料的钢性能，使用方便，
保持良好的外观。

三、钢结构设计步骤
1、钢结构设计的第一步是分析设计条件，即明确结构用途和其要求
的荷载、尺寸、重量等，根据设计要求制定设计方案。

2、钢结构设计的第二步是确定荷载、结构成形方式、材。

1.钢结构设计时，挠度超出限值，会后什么后果？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损坏（包括裂缝）；影响正常使用的振动；影响正常使用的其它特定状态。

2.采用直缝钢管代替无缝管，不知能不能用？结构用钢管中理论上应该是一样，区别不是很大，直缝焊管不如无缝管规则，焊管的形心有可能不在中心，所以用作受压构件时尤其要注意，焊管焊缝存在缺陷的机率相对较高，重要部位不可代替无缝管，无缝管受加工工艺的限制管壁厚不可能做的很薄（相同管径的无缝管平均壁厚要比焊管厚），很多情况下无缝管材料使用效率不如焊管，尤其是大直径管。

无缝管与焊管最大的区别是用在压力气体或液体传输上（DN）o3.什么是长细比？结构的长细比人=ul∕i,i为回转半径。

概念可以简单的从计算公式可以看出来：长细比即构件计算长度与其相应回转半径的比值。

从这个公式中可以看出长细比的概念综合考虑了构件的端部约束情况，构件本身的长度和构件的截面特性。

长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的，因为长细比越大的构件越容易失稳,。

可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式,里面都有与长细比有关的参数。

对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求，这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度。

对稳定要求越高的构件，规范给的稳定限值越小。

4.长细比和挠度是什么关系呢？1.挠度是加载后构件的的变形量，也就是其位移值。

2.细比用来表示轴心受力构件的刚度〃长细比应该是材料性质。

任何构件都具备的性质，轴心受力构件的刚度，可以用长细比来衡量。

3.挠度和长细比是完全不同的概念。

长细比是杆件计算长度与截面回转半径的比值。

挠度是构件受力后某点的位移值。

5.挠度在设计时不符合规范，用起拱来保证可不可以这样做？1、结构对挠度进行控制，是按正常使用极限状态进行设计。

对于钢结构来说，挠度过大容易影响屋面排水、给人造成恐惧感，对于混凝土结构来说挠度过大，会造成耐久性的局部破坏（包括混凝土裂缝）。

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

钢结构加工制作流程（1）钢材力学指标：结构用钢的力学指标包括屈服点、抗拉强度、延伸率、低温冲击韧性。

这些指标应符合《钢结构设计规范》的要求，但其中低温冲击韧性仅在结构可能处于低温环境下工作时才要检验。

钢材力学指标的测定须符合《钢材力学及工艺性能试验取样规定》（GB2975-82）（2）钢材化学成分：与钢材的可加工性、韧性、耐久性等有关。

其中主要是碳的含量，合金元素的含量及硫、磷等杂质元素的限制含量应符合规范（GB222-84）要求。

（3）工艺性能：工艺性能主要包括可焊性和加工性能。

可焊性与含碳量或碳当量（低合金钢）有关，可用可焊性试验鉴定。

加工性能则通过冷弯试验来确定。

按（GB232-88）为标准。

（4）几何尺寸偏差：钢材（钢板、型钢、圆钢、钢管）的外形尺寸与理论尺寸的偏差必须在允许范围内。

允许偏差值可参考国家标准GB709-88、GB706-88、GB787-88、GB978-88，GB707-88、GB816-87等。

（5）钢材外形缺陷：钢材表面不得有气泡、结疤、拉裂、裂纹、褶皱、夹杂和压入的氧化铁皮。

这些缺陷必须清除，清除后该处的凹陷深度不得大于钢材厚度负偏差值。

另外，当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2。

（6）机械切割：使用机械力（剪切、锯割、磨削）切割，相应的机械有剪板机、锯床、砂轮机等，较适合于厚度在12～16mm以下钢板或型材的直线性切割。

钢结构基本知识第一章概述一、钢结构的特点1、强度高，塑性和韧性好2、材质均匀，符合力学假定3、钢结构制造简便，施工周期短4、钢结构的质量轻强度与密度之比远大于混凝土5、耐腐蚀性差6、耐热不耐火≦250℃，500～600 ℃强度为零防火处理：蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等7、钢结构的密封性好容器等8、低温冷脆二、钢结构的应用范围1、重型厂房结构2、大跨结构3、高层建筑4、塔桅结构5、板壳结构容器、储液库、煤气库、管道等6、可移动式结构活动房屋、水工闸门、起重运输机等7、桥梁结构8、轻型钢结构9、承受振动荷载和地震作用的结构三、钢结构设计的基本要求1、安全可靠。

在运输、安装和使用中，具有足够的强度、刚度和稳定性2、合理选用材料、结构方案和构造措施，满足使用要求3、节约钢材，减轻自重4、钢结构要便于运输和维护5、尽量注意美观四、现代钢结构的发展1、高强度钢材的应用Q235、Q345、Q420、45 号钢等2、钢结构设计计算理论的研究与改进3、新型结构形式的应用4、钢—混凝土组合结构的应用5、钢结构优化原理及其应用6、生产制造工业化、产业化第二章钢结构的材料一、钢的种类碳素钢和合金钢1、碳素钢●分结构钢（低碳钢）和工具钢（高碳钢）；●碳素结构钢—《GB700－88》质量等级：A、B、C、D四级；●A—只保证抗拉强度、屈服点和伸长率；B、C、D—保证抗拉强度、屈服点和伸长率、冷弯性能和冲击韧性（分别为＋20℃、0℃和－20℃），同时严格控制C、S、P的极限含量；●钢号：Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D等2、合金钢●分为结构钢、工具钢和特殊钢●结构钢（低合金钢）—《GB/1591－94》质量等级：A、B、C、D、E五级；●A、B、C、D的规定同碳素结构钢，E级要求－40℃的冲击韧性；●钢号：Q345-A、Q390-B、Q420-C、Q235-D等二、炼钢的种类●转炉钢——质量较差，杂质含量较多。

管工基础知识-管工基础知识是指在管工专业学习中，学生应该掌握的最基本的知识。

它包括管工材料、制造工艺、结构力学、机械原理、流体力学、传热学、管道设计、仪表及控制、焊接技术和检验等多个方面。

1、管工材料管工材料是指用于制造管道和部件的各种材料，包括金属材料、非金属材料、复合材料等。

金属材料主要指钢管、铜管、铝管、不锈钢管、铸铁管等，非金属材料主要指橡胶管、塑料管、玻璃纤维管等，复合材料主要指增强塑料管等。

学习管工材料时，要了解材料的物理性能、力学性能、热物理性能、电磁特性、耐腐蚀性、成本等。

2、制造工艺制造工艺指管道及其零部件的制造方法，主要包括冷加工、热加工、机械加工、焊接、表面处理等。

冷加工主要指将钢材或其他金属材料进行冷挤压、冷拉伸、冷弯曲等操作；热加工主要指将钢材或其他金属材料进行热处理，使其具有更好的力学性能；机械加工主要指用机床加工管道及其零部件，如钻孔、削、铣、磨等；焊接主要指用焊接方法将管道及其零部件连接起来；表面处理主要指对管道及其零部件进行阳极氧化、电镀、热处理等，使其表面更加平整、光滑、防腐蚀性更好。

3、结构力学结构力学是指应用力学原理分析和设计结构物体的力学问题，主要包括材料力学、结构力学和结构抗力计算等。

学习结构力学时，要熟悉材料的力学性质，如弹性模量、抗压强度等，以及材料的力学变形特性，如屈服点、屈服应力、断裂应力等；要学习结构力学中的各种理论，如基本力学定律、方程、公式、图解等；还要学习结构抗力计算，即根据管道及其零部件的结构尺寸、材料性能、工艺条件等，计算出管道及其零部件的承载能力，以确保管道及其零部件的正常使用。

4、机械原理机械原理是指机械系统的运动特性。

学习机械原理时，要学习机械的基本概念，如力、功、能量、动量等；要学习力学的基本定律，如牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、动量定律、能量定律等；要学习机械运动的基本概念，如直线运动、圆周运动、摆动运动、转动运动等；要学习机械装置的基本概念，如轴、轴承、传动装置等；要学习机械装置的基本原理，如瞬态分析原理、稳态分析原理、动态分析原理等。

钢结构设计基本知识：节点设计[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!钢结构设计基本知识：节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。

在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。

有时出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内（5%），就必须避免。

按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。

初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。

常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式。

连接的不同对结构影响甚大。

比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定。

会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。

连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法，初学者可偏安全选用前者。

设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用，比较方便。

也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。

具体设计主要包括以下内容：1.焊接：对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守。

焊条的选用应和被连接金属材质适应。

E43对应Q235，E50对应Q345.Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝。

焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。

其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。

2.栓接：铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用。

普通螺栓，抗剪性能差，可在次要结构部位使用。

高强螺栓，使用日益广泛。

常用8.8s和10.9s两个强度等级。

根据受力特点分承压型和摩擦型。

两者计算方法不同。

高强螺栓最小规格M12.常用M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定，应慎重使用。

自攻螺丝，用于板材与薄壁型钢间的次要连接。

在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接。

难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。

3.连接板：需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等。

连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm，则除短梁或有较大集中荷载的梁外，常不需验算抗剪。