水工钢结构

水工钢结构第三版课程设计
一、课程设计背景
钢结构水工工程是指使用钢材作为主要材料，以钢结构构成的形式建造水工工程，如码头、泵站、船坞等。

随着我国水利建设的不断发展和水利工程的不断完善，钢结构水工工程在水利行业中的应用越来越广泛。

因此，在职教育中，开设《水工钢结构》课程，对于提高从事水利工程建设、
管理、设计、科研等方面工作人员的技术水平和能力，具有重要意义。

二、课程设计目标
本课程设计主要面向从事水利工程建设、管理、设计、科研等方面工作人员，
通过对水工钢结构的学习和实践操作，使学员能够：
1.掌握水工钢结构的基本技能和方法；
2.熟悉钢结构在水工工程中的应用；
3.能够独立完成水工钢结构的设计、施工和验收等工作；
4.培养学员的创新精神和实践能力。

三、课程设计内容
1. 基本理论
本课程会在前期进行水工钢结构的基本理论讲解，主要包括：钢结构力学基础、钢结构材料、连接材料、抗震与防腐蚀等基础理论知识。

2. 项目实践
本课程的项目实践主要包括课程设计、工作实习和工作调研三部分。

1。

上海金茂大厦
二、钢结构在水工中的应用
在水利水电工程中，钢结构的主要 应用范围如下：
1.活动式结构
如水工钢闸门、升船机等，可充 分发挥钢结构重量轻的特点，降低启 闭设备的造价和运转所耗费的动力。
2. 装拆式结构
如施工用的钢栈桥、流动式展览馆、 移动式平台等，可发挥钢结构重量轻， 便于运输和安装方便的优点。加拿大 已建成120多万吨重，可容5000多人 工作的海上采油平台。
6.海工钢结构
海洋工程中的钻井、采油平台结构 等，充分发挥了钢材强度高、抗震性 能好以及便于海上安装等特点。
综上所述可见，钢结构是在水利工 程中广泛应用的一种重要的结构形式。 随着我国经济建设的发展和钢产量的 提高，钢结构将会发挥日益重要的作 用。
第四节
钢结构设计的要求
技术先进 经济合理 安全适用 确保质量
2.时效硬化 钢材随着时间的增长逐渐变硬变脆 的现象称为时效硬化。不同种类钢材的时效 硬化过程可从几小时到数十年。
3.设计要求 钢结构设计一般不利用冷加工硬化 造成的强度提高，而且对直接承受动力荷载 的钢结构还应设法消除冷加工硬化的影响， 如将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。
第四节 建筑钢的种类、牌号及选用
5.大跨度结构
随着结构跨度增大，结构自重
在全部荷载中所占比重也就越大，减 轻自重可获得明显的经济效益。对于 大跨度结构，钢结构重量轻的优点显 得特别突出。
上海卢浦大桥目前世界上最大的中承式钢
结构拱桥，总投资约24亿元。该桥主跨550米， 2002年10月12日合龙,03年8月完工。
日本明石跨海大桥
一、建筑钢的种类
建筑钢常用钢材有碳素钢和低合金钢两种。 钢的机械性能主要依赖于含碳量和其他合金元素。 根 据 含 碳 量 分 为 高 碳 钢 （ C ＞ 0.6% ） 、 中 碳 钢 （0.25%＜C≤0.6%）和低碳钢（C≤0.6%）以及熟铁 （C＜0.06%）、生铁或铸铁（C＞2.11%）。 合金钢按合金元素含量分为低合金钢（＜5%）、中 合金钢和高合金钢（＞10%）。 按浇注方法可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特 殊镇静钢。

水工钢结构第三章习题答案水工钢结构第三章习题答案水工钢结构是一门研究水利工程中使用的钢结构的学科，它涉及到了许多重要的概念和理论。

在学习过程中，习题是非常重要的一部分，它能够帮助我们巩固所学的知识，提高解决问题的能力。

本文将为大家提供水工钢结构第三章习题的详细答案，希望对大家的学习有所帮助。

第一题：简述水工钢结构的分类及其特点。

水工钢结构主要分为以下几类：水闸、船闸、水库闸门、堰闸、引水闸门、泄洪闸门、泵站闸门、船舶升降机、船闸门、船闸墩、船闸墩顶、船闸墩底等。

每一类水工钢结构都有其特点。

例如，水闸的特点是结构简单、操作方便，能够实现快速开闭；船闸的特点是结构复杂，需要考虑水位变化对结构的影响；水库闸门的特点是承受较大的水压力，需要具备较高的密封性能；堰闸的特点是能够控制水位，调节水量；引水闸门的特点是能够引导水流，使其流向指定的地方；泄洪闸门的特点是能够快速泄洪，保护水库安全；泵站闸门的特点是能够控制水流，使其流向泵站；船舶升降机的特点是能够将船舶升降到不同的水位；船闸门的特点是能够控制水流，使船只通过；船闸墩的特点是能够支撑船闸门的重量；船闸墩顶的特点是能够承受船舶碰撞的力量；船闸墩底的特点是能够承受水流冲击的力量。

第二题：简述水工钢结构的设计原则。

水工钢结构的设计原则主要包括以下几点：1. 安全性原则：水工钢结构在设计过程中，必须保证结构的安全性，即能够承受外部荷载和水压力的作用，不发生破坏或倒塌。

2. 经济性原则：水工钢结构的设计应该尽量做到经济合理，即在满足安全性的前提下，尽量减少材料的使用量，降低工程造价。

3. 实用性原则：水工钢结构的设计应该具备实用性，即能够满足水利工程的实际需求，方便施工和维护。

4. 美观性原则：水工钢结构作为一种建筑形式，应该具备一定的美观性，能够与周围环境相协调，提升整体景观效果。

第三题：简述水工钢结构的材料选用原则。

水工钢结构的材料选用原则主要包括以下几点：1. 强度和刚度：水工钢结构需要具备足够的强度和刚度，以承受外部荷载和水压力的作用。

水工钢结构课后习题答案水工钢结构课后习题答案水工钢结构是一门涉及水利工程中的钢结构设计和施工的学科。

它在水利工程中起着重要的作用，包括水库、水闸、泵站、渠道等。

在这篇文章中，我们将为大家提供一些水工钢结构课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握这门学科。

1. 什么是水工钢结构？水工钢结构是指在水利工程中使用的钢结构，主要用于水库、水闸、泵站等工程的建设。

它具有抗水压能力强、耐腐蚀、施工周期短等优点，因此在水利工程中得到广泛应用。

2. 水工钢结构的设计原则是什么？水工钢结构的设计原则主要包括以下几点：- 结构安全性：水工钢结构必须具备足够的抗风、抗水压和抗地震能力，以确保结构在各种工况下的安全性。

- 结构稳定性：水工钢结构的设计应考虑结构的整体稳定性，避免出现倾覆、滑移等问题。

- 施工可行性：水工钢结构的设计应便于施工，包括结构的拼装、安装和维护等方面。

- 经济性：水工钢结构的设计应尽可能减少材料的使用量和施工成本，提高工程的经济效益。

3. 水工钢结构的主要构件有哪些？水工钢结构的主要构件包括：- 钢板：用于构建水工钢结构的主体框架，通常采用高强度钢板制作，以确保结构的稳定性和承载能力。

- 拉索：用于增强结构的稳定性和抗风能力，通常采用高强度钢丝绳制作。

- 支撑杆：用于支撑结构的各个部分，以增强结构的稳定性和抗震能力。

- 连接件：用于连接结构的各个构件，通常采用螺栓、焊接等方式进行连接。

4. 水工钢结构的施工过程有哪些？水工钢结构的施工过程主要包括以下几个步骤：- 基础施工：包括基础的开挖、浇筑和固定等工作，以确保结构的稳定性和承载能力。

- 构件制作：包括钢板、拉索、支撑杆等构件的制作，通常在工厂进行预制，以提高施工效率和质量。

- 拼装安装：将预制好的构件按照设计要求进行拼装和安装，通常采用起重机械进行操作。

- 焊接和连接：对拼装好的构件进行焊接和连接，以增强结构的稳定性和承载能力。

- 检验和验收：对已完成的水工钢结构进行检验和验收，确保结构符合设计要求和安全标准。

水工钢结构习题答案水工钢结构是土木工程专业中的一个重要分支，它涉及到水利工程中钢结构的设计、施工与维护。

以下是一些水工钢结构习题的答案示例：习题一：水工钢结构的荷载分类水工钢结构在设计时需要考虑多种荷载，主要包括：1. 永久荷载：包括结构自重、固定设备重量等。

2. 可变荷载：如水位变化引起的水压力、风荷载、雪荷载等。

3. 偶然荷载：地震作用、撞击荷载等。

答案：在设计水工钢结构时，应综合考虑上述荷载，并通过相应的计算方法确定结构的承载能力。

习题二：水工钢结构的连接方式水工钢结构的连接方式主要有：1. 焊接连接：适用于构件间需要高强度连接的情况。

2. 螺栓连接：适用于需要拆卸或调整的构件连接。

3. 铆接连接：在某些特殊场合使用，现已较少见。

答案：选择连接方式时，应根据结构的具体要求和施工条件综合考虑。

习题三：水工钢结构的腐蚀防护水工钢结构由于长期暴露在潮湿环境中，易受腐蚀。

常见的防护措施包括：1. 涂层保护：在钢结构表面涂覆防腐涂料。

2. 阴极保护：通过施加电流，减缓金属腐蚀速率。

3. 使用耐蚀材料：选择耐海水腐蚀的钢材。

答案：在实际工程中，通常需要综合运用多种防护措施，以确保结构的耐久性。

习题四：水工钢结构的稳定性分析水工钢结构的稳定性分析是设计中的重要环节，主要考虑：1. 局部稳定性：构件在局部荷载作用下的变形和破坏。

2. 全局稳定性：整个结构体系在综合荷载作用下的稳定性。

答案：稳定性分析通常采用有限元分析软件进行，以确保结构在各种工况下均能保持稳定。

习题五：水工钢结构的施工技术水工钢结构的施工技术包括：1. 构件预制：在工厂内完成构件的制作，提高施工效率。

2. 现场拼装：根据设计图纸在现场进行构件的组装。

3. 焊接与螺栓连接：确保连接的质量和稳定性。

答案：施工过程中，应严格遵守施工规范，确保施工安全和工程质量。

结语：水工钢结构的设计、施工与维护是一个系统工程，涉及到多学科知识的综合应用。

通过不断的学习和实践，可以提高水工钢结构的安全性和经济性，为水利工程的可持续发展做出贡献。

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。

水工钢结构设计课程设计一、课程设计的目的和意义水工钢结构是一种新型的建筑结构体系，在近年来得到了广泛的应用。

水工钢结构具有轻质、高强、节能、环保等特点，成为了建筑业的重要发展方向。

本课程设计的目的是通过学习水工钢结构设计原理和应用技术，掌握水工钢结构设计的基本理论和实践技能，培养学生针对不同的工程项目制定相应的设计方案和施工方案的能力。

二、课程设计的内容和方法本课程设计主要包括以下内容：1. 水工钢结构设计基础水工钢结构设计基础涵盖钢结构力学、材料力学、结构分析和设计等方面的基本知识。

学生需要掌握钢结构的力学特性、应力变形规律、荷载影响等知识点，为后续设计打下坚实的基础。

2. 水工钢结构设计实例分析通过分析实际水工钢结构项目案例，学生需要掌握如何评估和制定针对不同项目的设计方案和施工方案。

学生需要深入理解水工钢结构的建议和应用特征，通过分析典型案例，学生可以加深对水工钢结构设计方法的理解和应用。

3. 水工钢结构设计综合实践综合实践是课程设计的重要环节，学生需要完成一份水工钢结构设计方案，包括初步设计、荷载计算、构造分析和细部设计等内容，并撰写一份详细的设计报告。

在设计过程中，学生需要综合应用所学知识和技术，提高设计能力和实践能力。

本课程设计采用教师授课和学生独立完成的方式进行。

教师首先将对水工钢结构设计基础知识进行详细讲解，为学生提供必要的理论知识。

学生通过自学和参考相关文献，分析和了解实际案例，掌握设计细节和施工技术。

在此基础上，学生独立完成一份综合设计方案，并进行课堂展示，相互交流和讨论。

三、课程设计的评价标准本课程设计采取定量评价和定性评价相结合的方法进行。

定量评价主要表现在设计成果、设计分析、设计的技术难度和设计的经济效益等方面；定性评价主要从设计思路、创新点、设计质量和报告书写质量等方面进行评价。

四、课程设计的参考资料1.《水工钢结构设计规范》2.《结构力学》3.《钢结构设计》4.《钢结构设计原理与计算》5.相关论文和研究报告等五、思考题1.你对水工钢结构有哪些了解和认识？2.你认为水工钢结构在未来建筑业的发展中将发挥怎样的作用？3.你在设计水工钢结构时，对哪些方面会进行重点考虑和研究？。

水工钢结构第五章习题答案水工钢结构第五章习题答案第一题：题目：什么是水工钢结构？答案：水工钢结构是指在水利工程中使用的钢结构，它具有抗水腐蚀、耐久性强、施工方便等特点。

水工钢结构广泛应用于堤坝、船闸、水闸、水库、码头、桥梁等水利工程中。

第二题：题目：水工钢结构的分类有哪些？答案：水工钢结构可以根据其用途和结构形式进行分类。

按用途可分为堤坝钢结构、船闸钢结构、水闸钢结构、水库钢结构、码头钢结构、桥梁钢结构等。

按结构形式可分为钢筋混凝土结构、钢框架结构、钢板结构、钢管结构等。

第三题：题目：水工钢结构的设计原则是什么？答案：水工钢结构的设计原则主要包括安全性、经济性和可行性。

安全性是指结构在正常使用和极限状态下的安全性能，包括承载力、稳定性和抗震性等。

经济性是指在满足安全要求的前提下，尽可能减少材料消耗和施工成本。

可行性是指结构设计要符合施工工艺和现场施工条件，方便施工操作。

第四题：题目：水工钢结构的施工工艺有哪些？答案：水工钢结构的施工工艺主要包括制作、运输、安装三个环节。

制作包括钢材切割、焊接、热处理等工艺。

运输主要是将制作好的钢结构部件运送到施工现场。

安装包括吊装、定位、连接等工艺。

第五题：题目：水工钢结构的防腐措施有哪些？答案：水工钢结构在水中长期暴露，容易受到水腐蚀。

为了延长结构的使用寿命，需要采取防腐措施。

常用的防腐措施包括热浸镀锌、喷涂防腐漆、涂覆防腐膜等。

其中，热浸镀锌是一种常用的防腐方法，它可以在钢材表面形成一层锌层，起到防腐的作用。

第六题：题目：水工钢结构的检测方法有哪些？答案：水工钢结构的检测方法主要包括目视检查、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等。

目视检查是最常用的一种方法，通过肉眼观察结构表面是否有裂缝、腐蚀等缺陷。

超声波检测可以检测结构内部的缺陷，如焊缝、腐蚀等。

磁粉检测和渗透检测主要用于检测表面裂纹和腐蚀。

第七题：题目：水工钢结构的维护保养方法有哪些？答案：水工钢结构的维护保养主要包括定期检查、涂漆维护和防腐修补等。

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。

水工钢结构习题答案水工钢结构习题答案水工钢结构是水利工程中常见的一种结构形式，其设计和施工涉及到许多技术问题。

在学习过程中，我们经常会遇到一些习题，下面将为大家提供一些常见的水工钢结构习题答案。

一、弯曲应力计算1. 问题描述：一根水工钢结构梁的截面形状如图所示，其截面高度h为200mm，宽度b为100mm，弯矩M为20kNm。

求该梁上的最大弯曲应力σ。

解答：根据弯曲应力的计算公式σ = M * y / I，其中y为截面形心至受力点的距离，I为截面惯性矩。

首先计算截面的惯性矩I，对于矩形截面来说，I = (b * h^3) / 12。

将已知数据代入计算公式，可得：I = (100 * 200^3) / 12 = 1,333,333.33 mm^4假设受力点距截面形心的距离y为h/2 = 100mm，将已知数据代入计算公式，可得：σ = (20 * 100) / 1,333,333.33 = 0.0015 MPa因此，该梁上的最大弯曲应力为0.0015 MPa。

二、轴向应力计算2. 问题描述：一根水工钢结构柱的截面形状如图所示，其截面直径d为300mm，受力为1000kN。

求该柱上的轴向应力σ。

解答：根据轴向应力的计算公式σ = F / A，其中F为受力，A为截面面积。

首先计算截面的面积A，对于圆形截面来说，A = π * (d/2)^2。

将已知数据代入计算公式，可得：A = 3.14 * (300/2)^2 = 70685.78 mm^2将受力F代入计算公式，可得：σ = 1000 / 70685.78 = 0.014 MPa因此，该柱上的轴向应力为0.014 MPa。

三、剪切应力计算3. 问题描述：一根水工钢结构梁的截面形状如图所示，其截面高度h为200mm，宽度b为100mm，剪力V为50kN。

求该梁上的最大剪切应力τ。

解答：根据剪切应力的计算公式τ = V / A，其中V为剪力，A为截面面积。

水工钢结构课程设计简介水工钢结构是指在水利工程、水电站、船舶等领域中应用的钢结构体系，在这些领域中占据着重要的地位。

本文以某典型型船为例，结合相关的标准和规范，进行水工钢结构的课程设计。

船型介绍本文选取的船型为DL2400型，该船型为一种散货船，主要用于海洋运输领域中。

该型船的总长为240m，型宽为32.26m，型深为18.0m，受承载能力限制，设计载货量为7,500吨，船舶排水量为19,500吨。

船舶的建造符合中国海洋局制定的《船舶设计规范》（GB 50158-2013）的规定。

设计要求在进行水工钢结构的课程设计过程中，需要遵循以下的设计要求：1.满足船舶的必要强度要求，同时保证结构的安全可靠；2.保证船体的刚度和稳定性；3.最小化船体的自重；4.合理利用材料，降低造价成本。

结构设计框架结构设计该型船采用通用梁双底槽式结构的强度布置，分舱垂向各设置一层纵向筋。

当船底宽达20m-30m时，采用槽式结构的强度布置会比板式结构经济，而且该结构还比较稳定，可用于大型散货船的建造。

在本船设计中，采用316l不锈钢制作了水箱支架和水箱，这样设计既满足了强度要求，又降低了自重。

舱壳结构设计舱壳是船舶的主要承重构件，为了保证船壳的安全可靠，需要把船体分成多个船舱，在每个船舱设置舱壁，舱壁的厚度应符合规范的要求。

同时应保证船舶的良好的密封状态，防止船体进水。

结果分析经过以上的水工钢结构的课程设计，得到的设计方案符合了相关的规范要求，同时还满足了设计要求，并且对于设计的材料和结构，进行了合理的优化，可以进一步减轻船体自重，降低造价成本。

结论本文以某典型型船为例，结合相关的标准和规范，进行了水工钢结构的课程设计，并给出了相关结果分析和结论。

这些优化措施，不仅可以降低设计成本，还能有效提高船舶的安全性和可靠性，使船舶在特定环境条件下更加适用。

1，钢结构的特点：钢结构自重较轻；钢结构工作的可靠性较高；钢材的 抗震性、冲击性好；钢结构制造的工业化程度较高；钢结构可以准确快速的装配；容易做成密封结构；易腐蚀；耐火性差。

2，钢材的破坏形式：塑性破坏和脆性破坏 3，钢材的主要机械性能：比例极限p f 、屈服强度y f 、抗拉强度u f 、伸长率δ及冷弯实验4，影响钢材机械性能的主要因素：钢材的化学成分，钢的冶炼、浇注和轧制，复杂应力和应力集中，时效硬化，冷作硬化和低温等。

5，钢材的牌号：Q235-B.F 表示屈服强度为235mm2N的B 级沸腾钢。

6，钢结构计算方法：容许应力法和半概率半经验的极限状态法。

《钢结构设计规范》是采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，水工钢结构所采用的容许应力计算法是以机构的极限状态为依据。

7.钢结构采用的链接方法：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接。

8.对焊缝连接的构造要求：当两板厚度不相等，且板厚相差4mm 时，还需将厚板的边缘刨成1:2.5的坡度，使其逐渐减到与较薄板等厚；当两板宽度不同时，将宽板两侧以不大于1:2.5的坡度缩减到窄板宽度；一般的焊缝计算长度w l 应由实际长度减去2t （t 为焊缝较小厚度）。

9.钢梁按整体稳定的承载能力即临界荷载的大小，主要决定于梁受压翼缘的自由长度、梁截面的侧向抗弯刚度y EI 以及抗扭刚度GJ ，与强度无关。

因此，这只纵向连接系以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘宽度，是保证钢梁整体稳定的有效方法。

10.组合梁的设计步骤：首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有时还可在弯矩较小处减小梁的截面；然后，计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；演算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋；设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接；最后绘制施工详图。

11.闸门：用来关闭，开启或局部开启水工建筑物中过水空口的活动结构，其主要作用是控制水位，调节流量。

第一章1、钢结构的特点（5优点，3缺点）优点：a)强度高，重量轻; b)材料均匀，可靠性高; c)塑性和韧性好; d)便于机械化制造; e)安装方便，施工期短、密封性好缺点：a)钢结构有低温冷脆现象; b)耐热性差; c)耐锈蚀性差。

2、钢结构在水工中的应用有哪些1、活动式结构（钢闸门、阀门、拦污栅、船闸闸门、升船机和钢引桥）2、装拆式结构（施工用的钢栈桥，钢模板，装配式的混凝土搅拌楼，砂、石骨料的输送架）3、板结构（压力管道、囤斗、贮液罐、贮气罐）4、高耸结构（输电线路塔、微波塔、电视转播塔）5、大跨度结构（三峡水利枢纽升船机的承船厢）6、海工钢结构（钻井、采油平台结构）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（伴随有明显的变形的破坏）、脆性破坏（没有明显变形征兆的突然发生的破坏）2、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（2）塑性阶段（3）自强阶段（4）颈缩阶段比例极限屈服强度（取下限为屈服强度）抗拉强度伸长率（δ是衡量钢材塑性性能的一项主要指标，δ愈大，塑性愈好）3、冷弯试验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、冲击韧性冲断试样所消耗的能量的大小来衡量钢材的冲击韧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、化学成分对钢材的影响（C？OSPN？热脆？冷脆？有益？）7、钢材浇铸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，危险情况，应尽量避免②同号立体应力状态危险情况，应尽量避免③异号平面应力状态安全情况，可以出现④异号立体应力状态安全情况，可以出现9、什么是应力集中？影响如何？在缺陷或截面变化附近，主应力迹线曲折、密集，出现应力集中高峰的现象。

第二节影响钢材性能的主要因素一、化学成分的影响1. 有益元素:碳(C )、锰（Mn）、硅(Si)、钒（V）、钛（T i ）等是有利元素，但也要注意对含量的限制。

2. 有害元素:硫（S）、磷（P）氧（O）、氮（N）会降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。

应严格限制含量。

其中：S和O引起热脆；P和N引起冷脆。

二、钢材生产过程的影响1. 冶炼炉种的影响已无必要强调炉种的影响。

2. 钢的脱氧钢液中残留的氧，将使钢材晶粒粗细不匀并发生热脆。

因此浇注钢锭时要在炉中或盛钢桶中加入脱氧剂以消除氧。

因脱氧程度或方法不同，把钢分为沸腾钢(F)、半镇静钢(b)、镇静钢(Z)和特殊镇静钢(TZ)。

3.钢材的轧制将钢锭加热至1200～1300o C，通过轧钢机将其轧成所需形状和尺寸的钢材，称为热轧钢材。

轧钢机的压力作用可使钢锭中的小气泡和裂纹弥合，并使组织密实。

钢材的压缩比（钢坯与轧成钢材厚度之比）愈大时，其强度和冲击韧性也愈高。

三、温度的影响●正温度范围内（t>0o C）:t<200o C时，钢材的性能变化不大。

t在250o C左右，钢材塑性和韧性下降，破坏常呈脆性破坏特征。

t=(260～320)o C 时，钢材有徐变现象。

t>300o C时，钢材的强度和E开始显著下降，而δ显著增大。

当t>400o C 时，钢材的强度和E都急剧降低，t>600o C时其承载能力几乎丧失。

●在负温度范围内（t<0o C）：随着温度降低，塑性和韧性降低，材料变脆，称为低温冷脆。

钢材冲击韧性与温度的关系曲线反弯点所对应的温度t 0称为脆性转变温度。

设计选用钢材时应使其脆性转变温度区的下限温度t1低于结构所处的工作环境温度，即可保证钢结构低温工作的安全。

四、冷加工硬化和时效硬化1.应变硬化钢材在常温下加工称为冷加工。

冷轧、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大的塑性变形，从而使f y提高，但同时降低了钢材的塑性和韧性，这种现象称为冷加工硬化。

第一章绪论1、钢结构的特点优点：自重轻、可靠性高、抗振性，抗冲击性好、工业化程度高、可以准确快速装配、容易做成密封结构缺点：易腐蚀、耐火性差、价格相对较贵2、钢结构在水工中的应用有哪些活动式结构、装拆式结构、板结构、高耸结构、大跨度结构、海工钢结构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、脆性破坏2、软钢的单向拉伸试验四个阶段：弹性及弹塑性阶段，塑性阶段，自强阶段，颈缩阶段四个性能指标：屈服强度，抗拉强度，比例极限，伸长率看课本第9页图2-13、冷弯试验可以检验钢材内部颗粒组织情况和非金属夹渣夹层等缺陷。

可以反映钢材的塑性，检验钢材的冷弯性能，是衡量钢材质量的一个综合性指标。

4、冲击韧性试件吸收的冲击功越大，材料断裂时吸收的能量越多，材料的冲击韧性越好。

5、钢材的防腐蚀措施涂料防护、喷镀保护、电化学保护6、化学成分对钢材的影响碳含量越多，钢材的屈服强度和抗拉强度越高，而塑性和韧性，特别是低温冲击韧性下降。

同时钢材的焊接性能、疲劳强度、抗锈蚀性下降。

氧和硫引起“热脆”，氮和磷引起“冷脆”，锰、硅、钒、硼为有益元素7、钢材浇铸过程中因脱氧程度不同分类沸腾钢（F）、半镇静钢（b）、镇静钢（Z）、特殊镇静钢(TZ)8、复杂应力对钢材的影响？同号危险，异号安全9、什么是应力集中？影响如何？（概念作为了解）概念：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。

影响：形成了同号应力状态。

裂缝最危险，椭圆比圆危险10、什么是硬化？冷作硬化VS时效硬化（概念作为了解）概念：钢材强度增强，塑性和韧性降低的现象叫硬化。

分为冷作硬化和时效硬化。

冷作硬化属于人为；时效硬化不属于人为。

11、温度对钢材的影响课本17页图2-812、钢材的疲劳破坏主要取决于：钢材的质量、构件的几何尺寸和缺陷、应力循环特征和循环次数。

在一定的循环次数下，发生疲劳破坏时的应力幅大小取决于：构件和连接类别。

13、疲劳计算应注意的问题疲劳计算时，作用于钢结构的荷载取标准值。

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。

§1.1 课程的性质和任务 §1.2 钢结构的特点 §1.3 钢结构的应用 §1.4 钢结构设计的要求 §1.5 水工钢结构的发展
§1.1 课程的性质和任务
课程概况
• 钢结构是土木工程专业的主要专业课之一，也是水工、港航
、海工、农水等水利类专业的专业基础课。钢结构是当前我
国重点推广和发展的结构形式。
强度－ fy 强度设计标准值，设计依据；fu钢材的最大承载强度 ，安全储备。 塑性－δu，钢材产生塑变时而不发生脆性断裂的能力，便于内
力重分布，吸收能量，重要指标。
冷弯性能－90o、180o，在冷加工过程中产生塑性变形时，对产 生裂纹的敏感性，是判别钢材塑及冶金质量的综合指标。 韧性－冲击韧性αk，钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收 能量的能力，用于表征钢材承受动力荷载的能力（动力指标）
受力性能和强度介于两者之间角焊缝按受力方向分类华北电力大学钢结构角焊缝应力状态a侧面角焊缝b正面角焊缝角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构角焊缝的构造要求华北电力大学钢结构为焊缝横截面的内接等腰三角形的最短距离即不考虑熔深和凸度直角角焊缝强度计算的基本公式当角焊缝的两焊脚边夹角为90时称为直角角焊缝即一般所指的角焊缝角焊缝截面华北电力大学钢结构角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度喉部尺寸与计算长度的乘积也即以45方向的最小截面角焊缝有效截面上的应力角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构角焊缝极限强度31q235系数为18其他钢种系数为1730式一致统一公式32焊缝金属抗拉强度华北电力大学钢结构规范采用折算应力引入抗力分项系数相当于角焊缝抗拉强度设计值计算过于繁琐不方便设计计算角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构进一步简化34合应力角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构分应力角焊缝连接的构造和计算华北电力大学钢结构共同作用计算式