钢结构评讲(1)
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演讲资料:钢结构尊敬的各位听众:大家好!今天,我想和大家一起探讨一个在现代建筑领域中至关重要的话题——钢结构。
钢结构,简单来说,就是以钢材为主制作而成的结构。
它在我们的生活中无处不在,从高耸入云的摩天大楼,到宽敞明亮的体育馆,从纵横交错的桥梁,到高效运转的工厂厂房,钢结构都发挥着不可或缺的作用。
首先,让我们来了解一下钢结构的特点。
其一,钢结构具有极高的强度。
相比其他建筑材料,钢材的强度要高得多,这意味着在相同的承载条件下,钢结构可以使用更少的材料,从而减轻结构的自重,节省空间和材料成本。
其二,钢结构的可塑性非常强。
它可以被加工成各种形状和尺寸,满足不同建筑设计的需求。
无论是复杂的曲线造型,还是独特的几何形状,钢结构都能轻松实现,为建筑师们提供了广阔的创作空间。
其三,钢结构的施工速度快。
由于大部分钢结构构件可以在工厂预制,然后运输到施工现场进行组装,这大大缩短了施工周期。
相比传统的混凝土结构,钢结构能够更快地让建筑投入使用,为业主节省时间和成本。
其四,钢结构具有良好的抗震性能。
钢材具有较好的韧性和延展性,在地震等自然灾害发生时,能够吸收和分散能量,减少结构的损坏,保障人员的生命安全。
接下来,我们看看钢结构在建筑领域的应用。
在高层建筑中,钢结构的优势尤为明显。
由于高层建筑需要承受巨大的竖向荷载和水平荷载,钢结构的高强度和良好的抗震性能能够确保建筑的安全稳定。
例如,上海中心大厦就是一座采用了钢结构的超高层建筑,其独特的外观和卓越的性能成为了上海的地标性建筑。
在大跨度建筑方面,如机场航站楼、体育馆等,钢结构更是不二之选。
它能够实现大跨度的无柱空间,为人们提供宽敞、开阔的活动场所。
北京的国家体育场“鸟巢”就是一个典型的例子,其复杂而精美的钢结构造型给人们留下了深刻的印象。
桥梁建设也是钢结构的重要应用领域。
钢结构桥梁具有跨度大、自重轻、耐久性好等优点。
例如,杭州湾跨海大桥就是一座采用了钢结构的大型桥梁,它的建成极大地促进了地区的经济发展和交通便利。
钢结构本科一、简答题1、设计钢梁时能否考虑其部分进入塑性,应主要考虑哪几个方面的情况?答:主要考虑是否直接承受动力荷载,能否充分保证梁不会发生整体失稳,受压翼缘是否能保证不发生局部失稳2、轴拉杆和轴压杆分别需要计算那些内容?答:轴拉杆计算内容有杆件的轻度校核;选择截面尺寸;确定允许荷载。
轴压杆计算内容有抗压强度的验算;稳定性验算。
3、对于压弯构件,当弯矩绕格构式柱的虚轴作用时,为什么不验算弯矩作用平面外的稳定性?答:当弯矩绕格构式柱的虚轴作用时,肢件在弯矩作用平面外的稳定性已经在单肢计算中得到保证,所以整个格构柱平面外稳定性不必再计算。
4、高强螺栓连接有几种类型?其性能等级分哪几级?并解释符号的含义。
答:高强螺栓连接有两种类型:摩擦型连接和承压型连接。
高强螺栓性能等级分8.8级和10.9级。
8.8级和10.9级:小数点前数字代表螺栓抗拉强度分别不低于800Nmm1000Nmm22和,小数点后数字表示屈强比。
5、钢结构用钢材机械性能指标主要有哪几些?焊接承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求?答:钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性;承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点二、计算题1、(计算题,11.00分) 试验算图示高强度螺栓摩擦型连接的强度。
已知螺栓为10.9级M20高强度螺栓,栓孔直径d0=21.5mm,图中未注明标注尺寸单位均为mm,预拉力P=155kN,μ =0.45。
答:(1)将斜向力F向螺栓群形心简化:N=4/5F=160KN;V=3/5F=120KN;M=3/5F·e=3×104KN·mm (2)计算受力最大的1号螺栓在N、V、M作用下的受力:(3)验算强度:故此连接满足强度要求。
2、(计算题,12.00分) 一等截面双轴对称焊接工字形截面简支梁,跨中有一个侧向支撑,受均布荷载q作用(设计值,已经考虑自重),如图所示。
一、单选(30×2=60)1、下述无损检测方法中,最适用于检测焊接接头V坡口未熔合缺陷的方法()DA. RTB. PTC. MTD. UT2、对有加强高的焊缝作斜平行扫查探测焊缝横向缺陷时,应()BA.保持灵敏度不变B.适当提高灵敏度C.增大K值探头探测D.适当提高灵敏度且增大K值探头探测3、焊缝检验中,宜对缺陷环绕扫查,其动态波形包括路线是方形的,则缺陷性质可估判为()BA.条状夹杂B.气孔或圆形夹杂C.裂纹D.条状夹杂或裂纹4、使用超声波探伤,当板厚δ为40mm时,宜采用哪种方法确定缺陷位置()DA. 横向调节法B. 纵向调节法C. 水平调节法D. 深度调节法5、渗透探伤的步骤依次是()BA. ①预处理→②清洗→③干燥→④渗透→⑤显像→⑥观察与后处理B. ①预处理→②渗透→③清洗→④干燥→⑤显像→⑥观察与后处理C. ①预处理→②清洗→③渗透→④显像→⑤干燥→⑥观察与后处理D. ①预处理→②渗透→③显像→④清洗→⑤干燥→⑥观察与后处理6、钢中超声波纵波声速为590000cm/s,若频率为10MHz则其波长为:()CA.59mmB.5.9mmC.0.59mmD.2.36mm7、用直探头以水为透声楔块使钢板对接焊缝中得到横波检测,此时探头声束轴线相对于探测面的倾角范围为:()BA.14.7°~27.7°B.62.3°~75.3°C.27.2°~56.7°D.不受限制8、表示探伤仪与探头组合性能的指标有:()BA.水平线性、垂直线性、衰减器精度B.灵敏度余量、盲区、远场分辨力C.动态范围、频带宽度、探测深度D.垂直极限、水平极限、重复频率9、在毛面或曲面工件上作直探头探伤时,应使用:()BA.硬保护膜直探头B.软保护膜直探头C.大尺寸直探头D.高频直探头10、采用什么超声探伤技术不能测出缺陷深度?()DA.直探头探伤法B.脉冲反射法C.斜探头探伤法D.穿透法11、涂装漆膜厚度的测定,用触点式漆膜测厚仪测定漆膜厚度,漆膜测厚仪一般测定(),取其平均值。
钢结构建筑的性能评估钢结构建筑是一种广泛应用于现代建筑领域的结构形式,其具有高强度、轻质化、施工周期短等优点。
然而,在使用过程中,我们需要对钢结构建筑进行性能评估,以保证其安全可靠性。
本文将从结构安全性、抗震性和耐久性三个方面介绍钢结构建筑的性能评估。
一、结构安全性评估钢结构建筑的结构安全性评估是评估其承载力、刚度、稳定性以及抗风、抗火等性能,确保其在正常使用和极限状态下的安全可靠性。
1. 承载力评估:通过计算结构元素的截面面积、受力情况和材料特性等,评估钢结构建筑在受力工况下的承载能力。
常用的评估方法包括静力强度评估、动力强度评估和疲劳强度评估等。
2. 刚度评估:钢结构建筑的刚度评估是评估其在受力时的变形程度,确保结构在使用过程中的稳定性。
通常通过计算结构单位变形、刚度系数等指标,进行评估与分析。
3. 稳定性评估:对于较高的建筑,应关注结构的稳定性评估。
通过计算结构的临界负荷、屈曲长度等指标,评估钢结构建筑在受力情况下的稳定性,并采取相应措施以提高结构的稳定性。
4. 抗风、抗火等性能评估:钢结构建筑需要经受外部环境的考验,因此也需要对其抗风、抗火等性能进行评估。
这包括考虑风荷载下的结构安全性以及火灾爆炸情况下的耐火性能评估。
二、抗震性评估地震是钢结构建筑面临的重要威胁之一,因此,抗震性评估对于钢结构建筑来说尤为重要。
抗震性评估的目标是评估结构在地震作用下的刚度、承载力和耗能能力,以确保在地震发生时人员的生命安全和建筑的完整性。
1. 设计抗震性评估:通过对接受地震动能力和结构抗震要求的评估,确定钢结构建筑的设计抗震性能。
这包括结构的周期、荷载分布、刚度分布等设计参数的确定。
2. 结构非线性分析:通过非线性分析方法,模拟地震活动对结构的影响,评估结构在地震作用下的变形、承载力以及消能能力等参数。
3. 结构健康监测与评估:结构健康监测是指在结构使用过程中,采用传感器等装置对结构进行实时监测和评估。
通过监测结构振动响应等数据,对钢结构建筑的抗震性能进行评估,判断结构是否存在损伤或疲劳等问题。
钢结构评估报告一、概述钢结构评估报告是对某一特定钢结构进行全面评估和分析的文档,旨在评估钢结构的安全性、可靠性和使用寿命,并提供相应的建议和改进措施。
本报告基于对目标钢结构的详细调查和实地检查,结合相关技术标准和规范进行评估。
二、背景信息1. 评估对象:某钢结构建造物(如厂房、桥梁、塔吊等)2. 评估目的:评估钢结构的安全性、可靠性和使用寿命3. 评估标准:根据国家相关技术标准和规范进行评估三、评估内容1. 结构材料评估- 钢材质量评估:通过取样和实验分析,评估钢材的强度、韧性和耐腐蚀性能。
- 钢材连接评估:检查和评估钢材连接部位的连接方式、紧固件的使用情况和连接可靠性。
2. 结构构件评估- 结构构件强度评估:通过计算和分析,评估各结构构件的承载能力和抗震能力。
- 结构构件损伤评估:检查和评估各结构构件的损伤情况,包括腐蚀、裂缝、变形等。
3. 结构整体评估- 结构整体稳定性评估:通过计算和分析,评估钢结构的整体稳定性和变形情况。
- 结构整体可靠性评估:通过概率统计和可靠性分析,评估钢结构的可靠性和使用寿命。
4. 结果分析和建议- 根据评估结果,分析钢结构的安全性和可靠性,并提出相应的建议和改进措施。
- 提供结构维护和加固方案,以延长钢结构的使用寿命和提高其安全性。
四、评估方法和工具1. 实地调查和检查:对钢结构进行详细的实地调查和检查,包括材料取样、连接检查、构件检查等。
2. 计算和分析:采用结构力学和工程力学的原理,进行结构计算和分析,评估结构的承载能力和稳定性。
3. 实验室测试:对取样的钢材进行实验室测试,评估其物理力学性能和耐腐蚀性能。
4. 可靠性分析:采用概率统计和可靠性分析方法,评估结构的可靠性和使用寿命。
五、评估结论和建议1. 结构安全性评估:根据评估结果,结构的安全性评级为XXX级(例如:优秀、良好、普通、较差等)。
2. 结构可靠性评估:根据评估结果,结构的可靠性评级为XXX级(例如:高可靠性、中等可靠性、低可靠性等)。
钢结构评估报告引言概述:钢结构是一种常用的建筑结构,其安全性和稳定性对建筑物的整体结构至关重要。
因此,钢结构评估报告是对建筑物结构安全性的重要评估工具。
本文将从五个方面详细介绍钢结构评估报告的内容和要点。
一、建筑物结构概况1.1 建筑物类型:评估报告应明确建筑物的类型,如工业厂房、商业建筑等。
1.2 结构形式:评估报告应描述建筑物的结构形式,如框架结构、梁柱结构等。
1.3 建筑物规模:评估报告应包含建筑物的规模,包括面积、高度等。
二、结构材料和质量2.1 钢材质量:评估报告应对建筑物所用钢材的质量进行评估,包括材料强度、耐久性等。
2.2 防腐措施:评估报告应评估建筑物钢结构的防腐措施是否到位,以确保结构的长期稳定性。
2.3 结构连接:评估报告应评估结构连接的质量和可靠性,以确保结构的整体稳定性。
三、结构受力情况3.1 荷载分析:评估报告应对建筑物受到的各种荷载进行分析,包括静载和动载。
3.2 受力分布:评估报告应描述建筑物结构各个部位的受力情况,包括受压、受拉等。
3.3 结构变形:评估报告应评估建筑物结构的变形情况,以确保结构的稳定性和安全性。
四、结构安全性评估4.1 结构稳定性:评估报告应对建筑物结构的稳定性进行评估,确保结构在各种情况下都能保持稳定。
4.2 破坏模式:评估报告应评估建筑物结构的破坏模式,以预防可能发生的破坏。
4.3 安全措施:评估报告应提出建议的安全措施,以确保建筑物结构的安全性和稳定性。
五、评估结论和建议5.1 评估结论:评估报告应对建筑物结构的整体情况进行综合评估,并给出评估结论。
5.2 建议措施:评估报告应提出针对建筑物结构存在问题的建议措施,以改善结构的安全性和稳定性。
5.3 后续监测:评估报告应建议定期对建筑物结构进行监测和评估,以确保结构的长期稳定性。
结论:钢结构评估报告是确保建筑物结构安全性和稳定性的重要工具,通过细致的评估和分析,可以及时发现和解决结构存在的问题,保障建筑物的使用安全。
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院钢结构(一) 试 卷(作业考核 线下) B 卷(共 5 页)一、选择题(每小题2分,共20分)1、在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的破坏是 ( B )。
A 脆性破坏B 塑性破坏C 强度破坏D 失稳破坏 2、冲击韧性愈高,说明钢材在冲击荷载作用下( D )A 可承受很大的剪力B 容易向脆性转化C 可承受很大的压力D 不易向脆性转化 3、计算结构或构件的疲劳强度和正常使用极限状态的变形时, 应采用荷载的 ( C )A 标准值, 不乘以动力系数B 设计值, 不乘以动力系数C 标准值, 乘以动力系数D 设计值, 乘以动力系数 4、钢中硫和氧的含量超过限量时,会使钢材( B )A 变软B 热脆C 冷脆D 变硬5、角焊缝的最小焊脚尺寸,f h t =式中表示( B )A 较薄板厚度B 较厚板厚度C 任意板厚D 板厚之和 6、摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接( C )A 没有本质差别B 施工方法不同C 承载力计算方法不同D 材料不同 7、计算长度一定的轴心压杆回转半径增大,其稳定承载力( A )。
A 提高B 降低C 不变D 不能确定 8、下面( B )情况应将其强度设计值进行折减。
A 动力荷载作用的构件B 单角钢单面连接按轴压计算稳定的构件C 有应力集中影响的构件D 残余应力较大的构件9、单向受弯梁整体失稳的形式是: ( C )A 弯曲失稳B 扭转失稳C 弯扭失稳D 不能确定10、钢构件中某点在复杂应力作用下,该点进入塑性工作的条件是(A )。
A 折算应力大于等于屈服点B 最大应力大于等于屈服点C 合应力大于等于屈服点D 临界应力大于等于屈服度二、判断题(每小题1分,共10分)1. 结构或构件的可靠度指标β随其失效概率f p的增大而减小。
(对 ) 2. 格构柱设置横隔的目的是提高柱子的抗弯刚度。
( 错 )3. 实腹式单轴对称截面压弯构件,一般宜使弯矩绕对称轴作用。
《钢结构》课程作业评讲(1)
重庆电大建筑学院张兴梅
本次作业对应于教材第1、2章的内容。
我将后面的简答题列举出来,供大家参考。
希望对大家的学习有所帮助。
下面文字,黑色的是问题与答案,其它颜色是说明和解释。
三、简答题
1.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点?
(1)考核知识点:本题考查钢结构的特点。
(2)常见错误:钢结构的特点较多,可从优点和缺点两个方面来作答。
(3)答案要点:(1)强度高、塑性韧性好(2)重量轻(3)材质均匀,与力学计算的假定比较符合(4)制作简便,施工工期短(5)密闭性好、钢结构耐腐蚀性差(6)耐热但不耐火(7)钢结构可能发生脆性断裂(8)钢结构乃腐蚀性差。
2.钢材“耐热不耐火”的含义是什么?规范对其有何规定?
(1)考核知识点:本题考查钢结构的特点。
(2)答案要点:钢材受热,当温度在200℃以内时,其主要力学性能,如屈服点和弹性模量降低不多。
温度超过200℃后,材质发生较大变化,不仅强度逐步降低,还会发生蓝脆和徐变现象。
温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载。
因此,《钢结构设计规范》规定钢材表面温度超过150℃后即需加以隔热防护,对需防火的结构,应按相关的规范采取防火保护措施。
3.钢结构设计必修满足的功能包括哪些方面?
(1)考核知识点:本题考查钢结构的设计方法。
(2)常见错误:结构计算的目的在于保证昕设计的结构和构件满足预期的各种功能。
因此,结构的设计准则为:结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构和连接由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值一影响结构功能的各种因素都具有不定性,为随机变量。
因此,荷载效应可能大于结构抗力,结构不可能百分之百的可靠,而只能对其作出一定的概率保证。
(3)答案要点:钢结构必须满足的功能包括:①应能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况,包括荷载和温度变化、基础不均匀沉降以及地震作用等;②在正常使用情况下结构具有良好的工作性能;③在正常维护下结构具有足够的耐久性;④在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性。
4.时效和人工时效各指什么?
(1)考核知识点:本题考查钢材硬化的相关知识点。
(2)常见错误:冷加工使钢材产生很大塑性变形,提高了钢的屈服点,但降低了钢的塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。
人工时效和自然时效是有区别的,回答时要注意。
(3)参考答案:在高温时熔化于铁中的少量碳和氮,随着时间的增长逐渐从纯铁中析出,形成自由碳化物和氮化物,对纯铁的塑性变形起遏制作用,从而使钢材的强度提高,塑性、韧性下降。
这种现象称为时效硬化,俗称老化。
在材料塑性变形后加热,可使时效硬化发展特别迅速,这种方法称为人工时效。
5.什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材性能有何影响?
(1)考核知识点:本题考查各种因素对钢结构性能的影响。
(2)常见错误:本题有两个问题,回答时要注意。
(3)答案要点:在钢结构的构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。
此时,构件中的应力在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,形成应力集中现象。
研究表明,在应力高峰区域总是存在着同号的双向或三向应力,使材料处于复杂受力状态,同号的平面或立体应力场有使钢材变脆的趋势。
但由于建筑钢材塑性较好,在一定程度上能促使应力进行重分配,使应力分布严重不均的现象趋于平缓。
故受静力荷载作用的构件在常温下工作时,在计算中可不考虑应力集中的影响。
但在负温下或动力荷载作用下工作的结构,应力集中的不利影响将十分突出,往往是引起脆性破坏的根源,故在设计中应采取措施避免或减小应力集中,并选用质量优良的钢材。
6.简述钢材的疲劳破坏过程。
(1)考核知识点:本题考查钢材的疲劳破坏过程。
(2)答案要点:钢材在反复荷载作用下,结构的抗力及性能都会发生重要变化,甚至发生疲劳破坏。
根据试验,在直接的连续反复的动力荷载作用下,钢材的强度将降低,即低于一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度,这种现象称为钢材的疲劳。
疲劳破坏表现为突发的脆性断裂。
7.钢材常见的冶金缺陷有哪些,各自的具体含义是什么?
(1)考核知识点:本题考查各种因素对钢结构性能的影响。
(2)常见错误:本题有两个问题,回答时要注意。
(3)答案要点:常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。
偏析是钢中化学成分不一致和不均匀性。
非金属夹杂是钢中含有硫化物与氧化物等杂质。
气孔是浇注
钢锭时,由氧化铁与碳作用所生成的一氧化碳气体不能充分逸出而形成的。
浇注时的非金属夹杂物在轧制后能造成钢材的分层,会严重降低钢材的冷弯性能。
8.简述温度对钢材性能产生的影响?
(1)考核知识点:本题考查各种因素对钢结构性能的影响。
(2)常见错误:本题涉及内容较多,回答应全面。
(3)答案要点:钢材性能随温度变动而有所变化。
总的趋势是:温度升高,钢材强度降低,应变增大;反之,温度降低,钢材强度会略有增加,塑性和韧性却会降低而变脆。
在200℃以内钢材性能没有很大变化,430℃~540℃之间强度急剧下降,600℃时强度很低不能承担荷载。
但在250℃左右,钢材的强度反而略有提高,同时塑性和韧性均下降,材料有转脆的倾向,钢材表面氧化膜呈现蓝色,称为蓝脆现象。
钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。
当温度在260℃~320℃时,在应力持续不变的情况下,钢材以很缓慢的速度继续变形,此种现象称为徐变现象。
当温度从常温开始下降,特别是在负温度范围内时,钢材强度虽有提高,但其塑性和韧性降低,材料逐渐变脆,这种性质称为低温冷脆。