第3章 钢结构的设计方法
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《钢结构设计原理》课程教学大纲本科四年制《土木工程专业》适用(48学时)一、课程的目的和任务本课程是一门专业基础课,讲授钢结构的基本设计理论和方法。
课程的目的是培养学生掌握钢结构的特点、基本设计理论和方法,具有设计钢结构基本构件及其连接的能力。
二、课程的基本要求1.要求学生根据结构的具体设计条件、工作环境和不同种类钢材的性能,正确地选用钢材,并提出相应的性能指标要求。
2.要求学生掌握焊接和螺栓连接的特点,能正确地选用合理的连接方法,并准确地设计连接。
3.要求学生掌握钢结构基本受力构件(轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件)的计算理论、设计方法和构造要求。
三、课程的安排说明本课程讲授过程中要求条理清楚、重点突出;结合多媒体教学,讲授实际工程中基本构件的设计和构造措施,增加学生的感性认识。
四、课程内容第一章绪论1. 钢结构的特点和目前钢结构的应用领域。
2. 钢结构的设计方法。
3. 钢结构发展过程中存在的问题和最新发展动态。
第二章钢结构的材料1.钢结构所用钢材的要求。
2.钢材的塑性破坏和脆性破坏两种破坏形式。
3.钢材的主要性能、影响钢材性能的主要因素。
4.复杂应力状态下钢材的屈服条件。
5.钢材的种类和钢材的规格。
第三章钢结构的连接1. 钢结构的连接方法以及各种连接方法的特点。
2. 焊缝的形式以及不同形式焊缝连接的构造要求和计算方法。
3. 焊接残余应力和残余变形产生的原因以及减少焊接残余应力和残余变形的措施。
4. 螺栓连接的构造要求、工作性能和计算方法。
第四章轴心受力构件1. 轴心受力构件的强度计算。
2. 轴心受压构件的屈曲形式、整体稳定的概念以及整体稳定的计算。
3. 轴心受压构件的局部稳定的概念以及局部稳定的计算。
4. 实腹式和格构式轴心受力构件的截面设计。
5. 轴心受力构件典型柱头和柱脚的设计。
第五章 受弯构件1. 受弯构件强度和刚度的计算。
2. 梁的整体稳定的概念、影响梁的整体稳定的因素以及整体稳定的计算。
《钢结构》网上辅导材料一钢结构的特点、设计方法和材料一、钢结构的特点(1)强度高,塑性和韧性好强度高,适用于建造跨度大、承载重的结构。
塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然破坏。
韧性好,适宜在动力荷载下工作。
(2)重量轻(3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合钢材内部组织比较均匀,接近各向同性,实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。
(4)钢结构制作简便,施工工期短钢结构加工制作简便,连接简单,安装方便,施工周期短。
(5)钢结构密闭性较好水密性和气密性较好,适宜建造密闭的板壳结构。
(6)钢结构耐腐蚀性差容易腐蚀,处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。
(7)钢材耐热但不耐火温度在200℃以内时,钢材主要力学性能降低不多。
温度超过200℃后,不仅强度逐步降低,还会发生兰脆和徐变现象。
温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载。
(8)在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂。
二、钢结构的设计方法和设计表达式《钢结构设计规范》除疲劳计算外,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
1.极限状态当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态就称为该功能的极限状态。
(1)承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。
(2)正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。
以结构构件的荷载效应S 和抗力R 这两个随机变量来表达结构的功能函数,则Z =g (R ,S )=R -S (1)在实际工程中,可能出现下列三种情况:Z >0 结构处于可靠状态;Z =0 结构达到临界状态,即极限状态;Z <0 结构处于失效状态。
按照概率极限状态设计方法,结构的可靠度定义为:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
钢结构课后习题答案第五版钢结构课后习题答案第五版钢结构是一门重要的工程学科,它涉及到建筑、桥梁和其他基础设施的设计和施工。
在学习钢结构的过程中,习题是非常重要的一部分,它能够帮助学生巩固所学的知识,提高解决问题的能力。
本文将为大家提供钢结构课后习题答案第五版,希望对学习者有所帮助。
第一章:钢结构基础知识1. 钢结构的主要特点是什么?钢结构的主要特点是强度高、刚度大、重量轻、施工速度快、耐久性好等。
2. 钢结构的分类有哪些?钢结构可以根据用途分为建筑钢结构、桥梁钢结构和其他工业钢结构;根据结构形式分为框架结构、网架结构和悬索结构等。
3. 钢结构的设计应遵循哪些原则?钢结构的设计应遵循安全、经济、美观和可施工性的原则。
4. 钢结构的设计荷载有哪些?钢结构的设计荷载包括常规荷载(如自重、活载、风荷载等)和非常规荷载(如地震荷载、爆炸荷载等)。
5. 钢结构的连接方式有哪些?钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。
第二章:钢结构设计方法1. 钢结构的设计方法有哪些?钢结构的设计方法包括弹性设计、弹塑性设计和极限状态设计等。
2. 钢结构的荷载组合有哪些?钢结构的荷载组合包括常规组合(如最不利组合、最可能组合等)和非常规组合(如地震组合、爆炸组合等)。
3. 钢结构的稳定性分析有哪些方法?钢结构的稳定性分析包括弯曲屈曲、屈曲扭转和屈曲侧扭等。
4. 钢结构的疲劳分析有哪些方法?钢结构的疲劳分析包括应力范围法、应力振幅法和应力时间法等。
5. 钢结构的设计验算中需要考虑哪些因素?钢结构的设计验算中需要考虑构件的强度、稳定性、疲劳性、可靠性和施工性等因素。
第三章:钢结构的施工工艺1. 钢结构的制作工艺有哪些?钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和涂装等。
2. 钢结构的安装工艺有哪些?钢结构的安装工艺包括吊装、定位、连接和调整等。
3. 钢结构的质量控制包括哪些方面?钢结构的质量控制包括材料的质量控制、制作过程的质量控制和安装过程的质量控制等。