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一、影响梁整体稳定性的因素及其规律
1.截面侧向抗弯刚度EIy、扭转刚度GIt和翘曲刚度EIw越大,临界弯矩越大,整体稳定性越好
2.受压翼缘自由长度l1越小,则整体稳定性越好
3.荷载作用类型,弯矩分布图形越饱满,受压翼缘应力分布越均匀,相邻截面之间相互支持作用越小,对梁的整体稳定性越不利,均载时较好,集中荷载更好
4.梁端支座对截面的约束,对截面y轴的转动约束程度越大,梁的整稳性越好
5.横向荷载沿梁截面高度方向的作用点位置,当荷载作用在上翼缘时荷载对梁截面的转动有促进作用,加速梁的整体失稳;反之,延缓梁的整体失稳
6.By值越大,临界弯矩越大
7.残余应力等初始缺陷会降低梁的稳定性
二、为提高梁的整体稳定性,设计时应采取哪些措施
1.在受压翼缘设置侧向支撑,即减小自由长度(最有效)
2.增加受压翼缘的宽度(同时,由于局部稳定的要求,其厚度也会相应增加)
3.改变荷载作用位置,改到下翼缘
三、压弯构件的破坏形式
1.实腹式单向压弯构件整体破坏:弯矩作用面内弯曲破坏;作用面外弯扭破坏
格构式压弯构件:整体失稳破坏、单肢失稳破坏、连接单肢的缀材及连接破坏
2.实腹式轴心受压构件需要做哪些验算?
①强度验算:保证构件净截面上的平均应力σ不超过钢材的强度,
设计值f=>σ=N/An≤f
②刚度验算:用长细比来控制 λ=lo/i≤[λ]
③稳定性验算:临街应力小于钢材屈服强度的标准值σcr=Ncr/N≤fy
3.压弯构件主要破坏形式
①实腹式单向压弯构件整体破坏:强度破坏、弯矩作用平面内整体失稳、弯矩作用平面外整体失稳
②实腹式双向压弯构件破坏:一般均为整体失稳破坏
③组成压弯构件的板件可能部分全部受压,若受压板件发生屈曲将导致受压构件整体承载力下降或出现破坏
④格构式压弯构件可能出现整体失稳破坏、单肢失稳破坏、链接单肢的缀材及连接破坏
四、钢材的力学性能
屈服强度:钢材单向拉伸应力—应变曲线中屈服平台对应的强度
抗拉强度:单向拉伸应力—应变曲线中最高点所对应的强度,它是钢材所能承受的最大应力值;
伸长率:伸长率是试件断裂时的永久变形与原标定长度的百分比;
冷弯性能:根据试样厚度,在常温条件下按照规定的弯心直径将试样弯曲180°,其表面无裂纹和分层即为冷弯合格;
冲击韧性:冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。
五、影响轴心受压构件稳定性的因素,失稳有哪些形式及其验算
因素:残余应力、初弯曲、荷载的偶然偏心;
整体失稳:弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳、初始缺陷对失稳也有影响;
局部失稳:平面内和平面外失稳;
验算:强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。
六、角焊缝的主要构造要求
角焊缝的最小焊脚尺寸hf不得小于1.5,t为较厚焊件厚度。
角焊缝的最大焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。
(2)当板件边缘的较大角焊缝与板件边缘等厚时①当t≤6mm时,hf≤t②当hf>t-(1-2)mm。
(3)角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm。
(4)侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf,当大于上述数值时, 其超出部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,其计算长度不受此限。
(5)每条侧面角焊缝的长度不宜小于两侧角焊缝之间的距离,即Lw≥b,两侧面角焊缝之间的距离b不宜大于16t(当t>12mm)或190mm(当t≤12mm),t为较薄焊件厚度。搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,并不得小于25mm。
七、钢结构的主要结构形式和构件形式
1.刚框架结构:由竖向钢柱和横向钢梁构成的框格式结构体系(平面框架结构、 空间框架结构、支撑-框架结构)
刚桁架结构:主要由轴心受力构件构成的单向格构式梁(平面桁架和空间桁架)
刚网架结构:主要由轴心受力构件构成的空间格构式平板结构;如网壳
悬索结构:主要由受拉柔索构成的结构;排架结构;钢架结构;
预应力结构:通过施加一定预应力以改善结构性能,更有效地发挥刚材性能
2.构件:受力特点→轴心受力构件、受弯构件、拉弯及压弯构件
八、引起钢材脆性破坏的因素及预防措施
①化学成分:N、P使钢材冷脆,O、S使钢材热脆
②温度:高温热脆,低温冷脆 ③冶金缺陷:非金属杂质,裂纹起层
④冷作硬化 ⑤时效硬化 ⑥应力集中
直接因素:裂纹尺寸、作用应力的大小和方式和材料的韧性
①尽量减小初始裂纹尺寸,避免在处理过程中形成类似于裂纹的间隙;
②注意选择和制订焊接工艺,减小不利残余应力;
③进行合理细部构造设计,避免截面的急变及出现凹角,避免构造应力集中;
④选择适用钢材,使构造具有足够韧性;
⑤设计合理的结构形式;
⑥对结构和构件的拼装应采用合理的工艺顺序,提高精度,减少焊接和装配残力;
⑦建立必要的使用维修规定和措施。
九、钢材主要力学指标和测量方法
塑性:屈服点、抗拉强度、伸长率 通过标准试件的拉伸试验确定
冲击韧性:冲击试验确定,采用V形缺口的标准试件,在冲击试验机上冲击使试件断裂,测量相应的冲击功,作为反应冲击韧性的指标
冷弯性能:由冷弯试验确定