第1、2、3章材料与设计原理绪论：钢结构的特点和主要应用范围第一节钢材的力学性能一、强度⏹屈服强度fy－－设计标准值（设计时可达的最大应力）；⏹抗拉强度fu－－钢材的最大应力强度，fu/fy为钢材的强度安全储备系数。

⏹理想弹塑性－－工程设计时将钢材的力学性能，假定为一理想弹塑性体二、塑性－－材料发生塑性变形而不断裂的性质⏹重要指标－－好坏决定结构安全可靠度，内力重分布，保证塑性破坏，避免脆性破坏。

⏹用伸长率衡量三、韧性－－钢材在断裂或塑变时吸收能量的能力，用于表征钢材抗冲击荷载及动力荷载的能力，动力指标，是强度与塑性的综合表现。

用冲击韧性衡量，分常温与负温要求。

四、冷弯性能－－钢材发生塑变时对产生裂纹的抵抗能力。

是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。

第二节钢结构的破坏形式⏹塑性破坏与脆性破坏，疲劳破坏⏹影响因素－－化学成分、冶金质量、温度、冷作硬化、时效、应力集中、复杂应力。

第3节钢材性能的影响因素一、化学成分－C、S、P、Mn、Si二、冶金与轧制三、时效四、温度－正温与负温，热塑现象、冷脆现象五、冷作硬化六、应力集中与残余应力－残余应力的概念以及它的影响。

七、复杂应力状态－强度理论，同号应力，异号应力。

第4节设计原理⏹以概率论为基础的极限状态设计方法；分项系数表达式。

⏹两种极限状态－正常使用与承载能力极限状态。

⏹可靠性－－安全性、适用性、耐久性的通称⏹失效概率－－结构不能完成预定功能的概率。

⏹可靠度－－可靠性的概率度量，在规定的时间内（设计基准期－分5、25、50以及100年），规定的条件（正常设计、施工、使用、维护）完成预定功能的概率。

⏹可靠度的控制－－控制失效概率小到一定水平。

第五节钢材的品种、牌号与选择⏹品种－炭素钢Q235；低合金钢Q345、Q390、Q420⏹牌号的表示方法－Q、屈服强度值、质量等级（碳素钢A~D，低合金钢A~E）,冶金脱氧方法（F、b、Z、TZ）⏹影响选择的因素结构的重要性（结构的安全等级分一级（重要），二级（一般），三级（次要））、荷载情况（动、静荷载）、连接方法（Q235A不能用于焊接结构）、环境温度。

第4、5章钢结构的连接第1节钢结构的连接方法与特点⏹焊接连接－对接焊缝，角焊缝⏹螺栓连接－普通螺栓，高强螺栓⏹铆钉连接－已基本被高强螺栓代替。

第2节焊缝连接一、焊接特性1、焊接方法－电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保护焊）、电阻焊和气焊。

2、特点－省材、方便、适用强；热影响区变脆，残余应力与变形，质量变动大。

3、焊缝缺陷－裂纹、气孔、未焊透、夹渣、烧穿等。

4、焊接形式⏹按焊件相对位置－平接（对接）、搭接以及垂直连接。

⏹按施焊位置－俯焊（平焊）、横焊、立焊以及仰焊。

⏹按截面构造－对接焊缝及角焊缝第3节对接焊缝的构造与计算一、构造⏹破口形式－I型、单边V型、双边V型、U型、K型及X型。

⏹引、落弧板⏹变厚度与变宽度的连接－≥1：4斜面。

⏹质量等级与强度－一级综合性能与母材相同；二级强度与母材相同；三级折减强度二、计算－－同构件。

第4节角焊缝的构造与计算一、构造⏹角焊缝分直角与斜角（锐角与钝角）两种截面。

⏹直角型又分普通、平坡、深熔型（凹面型）；⏹ 板件厚度悬殊时角焊缝设计及边缘焊缝 二、受力特性⏹ 正面焊缝应力状态复杂，但内力分布均匀，承载力高； ⏹ 侧面焊缝应力状态简单，但内力分布不均，承载力低。

⏹ 破坏为45o 喉部截面，设计时忽略余高。

三、角焊缝的计算第5节 普通螺栓连接一、连接性能与构造 ⏹ 受剪连接的破坏形式－－板端冲剪、螺杆受弯、螺杆剪切、孔壁挤压、板件净截面（直线、折线）。

构造满足前两种，（e ≥2do ；∑t ≤5d ）。

⏹ 受剪连接受力方向螺栓受力不均，一定长度时需折减。

⏹ 受拉连接以螺杆抗拉强度为承载力极限。

⏹ 施工及受力要求，螺栓有排布距离要求（栓距、线距、边距、端距）。

⏹ 分精制（A 、B 级）及粗制（C 级，不能用于主要受力连接） 二、计算1、单个连接承载力 ⑴、受剪连接⏹ 抗剪与承压： ⏹⏹ ⑵、受拉连接 ⏹⏹ ⑶、拉剪共同作用()w f f f f f ≤+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∑∑22τβσ26we Mf l mh M=σyx P T f I I rT I r T +⋅=⋅=τwff we f f l h N βσ≤=∑2wf w e f f l h N ≤=∑2τb VVb Vfd n N 42π=bc b c f td N ∑=()b c b V b N N N ,min min =bt e b Vf d N 42π=122≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛b t t b V V N N N N bc V N N ≤⏹ 2、螺栓群连接计算 ⏹ ⑴、轴力或剪力作用 ⏹⏹ ⑵、弯矩轴力共同作用 ⏹⏹ ⑶、扭矩、轴力、剪力共同作用 ⏹⏹ 其中： ⏹ 3、连接板强度计算 ⏹ 第6节 高强度螺栓连接 ⏹ 一、高强螺栓的受力性能与构造⏹ 按计算原则分摩擦型与承压型两种，两者的异同点。

⏹ 摩擦型抗剪连接的最大承载力为最大摩擦力。

⏹ 承压型抗剪连接的对答承载力同普通螺栓（N bmin ）。

⏹ 注意当连接板件较小时承压型的承载力小于摩擦型。

⏹ 受拉连接时两者无区别，都以0.8P 为承载力。

⏹ 板件净截面强度计算与普螺的区别为50％的孔前传力。

⏹ 受剪连接时，螺栓受力不均，同普螺应考虑折减系数η。

⏹ 由于承压型设计的变形较大，直接承受动荷不易采用。

⏹ 设计认为摩擦力主要分布在螺栓周围3d 0范围内。

二、计算㈠、摩擦型螺栓连接计算 1、抗剪连接2、抗拉连接 （抗弯时旋转中心在中排）bb N V n N N n min min ;η==∑-=21min i y My n N N bt i N y My n N N ≤+=∑21max ()()bVv y T Y N x T xN N N N NN ≤+++=2112111()()∑∑+=+===2211221111;;;i i Ty i i T x V y Nx y x Tx N y x Ty N nVN n N N Pn N N f bv v μ9.0=≤PN N b t t 8.0=≤3、拉剪共同作用 ㈡、承压型螺栓连接计算计算方法同普通螺栓连接，应注意⏹ 抗拉承载力 ⏹⏹ 拉剪共同作用⏹ 抗弯时旋转中心在中排 第6章 轴心受力构件 第1节 概述⏹ 钢结构各种构件应满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求。

⏹ 正常使用极限状态：刚度要求－控制长细比 ⏹ 承载能力极限状态：受拉－强度；受压－强度、整体稳定、局部稳定。

⏹ 截面形式：分实腹式与格构式 第2节 强度与刚度⏹ 净截面强度－轴压构件如无截面消弱，整稳控制可不验算强度。

⏹ 刚度－注意计算长度。

⏹ 有截面削弱的轴心拉杆承载力的验算第3节残余应力对受压构件变形、静力强度、疲劳强度、稳定的影响 第4节 轴压构件的整体稳定⏹ 典型的失稳形式－弯曲失稳、扭转失稳及弯扭失稳； ⏹ 理想构件的弹性弯曲稳定－欧拉公式； ⏹ 弹塑性弯曲失稳－切线模量理论；⏹ 实际构件的初始缺陷－初弯曲、初偏心、残余应力； ⏹ 初始缺陷的影响； ⏹ 肢宽壁薄的概念；⏹ 格构式截面－缀条式与缀板式；⏹ 格构式轴压构件换算长细比的概念与计算；PN N P N n N N b t t t f b v v 8.0;)25.1(9.0=≤-=≤μPN N b t t 8.0=≤122≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛b t t b V V N N N N 2.1bc V N N ≤PN N b t t 8.0=≤⏹格构轴压构件两轴等稳的概念（实腹式同）；⏹单肢稳定性的概念。

⏹掌握整体稳定的计算公式与方法（稳定系数4类截面，柱子曲线）；第5节实腹式截面局部稳定⏹局部稳定的概念－板件的屈曲，局部失稳并不意味构件失效，但是局部的失稳会导致整体失稳提前发生；局部稳定承载力与支承条件、受力形式与状态及板件尺寸有关。

⏹局部稳定的保证原则－保证整体失稳之前不发生局部失稳➢等稳原则－局部稳定承载力等于整体稳定承载力。

➢等强原则－局部稳定承载力等于某一整体稳定达不到的强度值。

⏹局部稳定的控制方法－限制板件的宽（高）厚比。

⏹掌握工字形截面局部稳定的计算公式与方法（长细比的取值问题）。

⏹轴心受压柱脚与基础的连接方式第6节格构式轴心受压构件的计算⏹格构式轴心受压构件的稳定计算方法⏹格构式柱分肢的稳定性第7章受弯构件（梁）第1节概述⏹正常使用极限状态：控制梁的变形⏹承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定⏹梁的截面：型钢梁与组合梁⏹梁格布置：简单梁格、普通梁格、复杂梁格。

第2节梁的强度与刚度⏹梁的工作状态➢弹性阶段－边缘屈服➢塑性铰－全截面屈服➢考虑部分发展塑性，塑性发展系数⏹不考虑塑性发展的情况－（动力荷载、翼缘宽厚比）⏹掌握工字型截面的塑性发展系数⏹ 梁的强度－抗弯、抗剪、局部承压及折算应力（掌握计算方法－系数的取用、验算部位） ⏹ 梁的刚度－控制挠跨比 第3节 梁的整体稳定⏹ 失稳机理、影响因素－－重点掌握⏹ 梁的失稳形式－－弯扭失稳（侧向弯扭失稳） ⏹ 提高梁整体稳定的措施⏹ 由临界弯矩公式和规范提供的梁整体稳定性系数对于0.6需调整。

第4节 梁的截面设计⏹ 型钢梁设计－檩条设计方法及内容⏹ 焊接板梁设计－梁高度的确定－最小高度、最大高度及经济高度。

第5节 梁的局部稳定与加劲肋 一、翼缘的局部稳定⏹ 保证原则－等强原则 二、腹板加劲肋⏹ 腹板局部稳定的设计原则 ➢ 限制高厚比－不经济，不采用➢ 允许局部失稳－考虑屈曲后强度（轻钢结构采用） ➢ 用加劲肋减小腹板支承尺寸提高局稳承载力（普钢） ⏹ 加劲肋的种类－横向、纵向及短加劲肋。

⏹ 加劲肋的布置和作用 ⏹ 加劲肋的构造⏹ 支承加劲肋－加强的横向肋，除满足横向肋的构造要求外，还应满足受力要求。

⏹ 支承肋分平板式与凸缘式－凸缘式应控制凸缘长度≤2t⏹（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。

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