钢结构课程总结
合肥学院建筑工程系
钢结构基础
课程总结
专业班级：11工程管理（一）班姓名：学号：指导教师：
201*年12月22日
1合肥学院建筑工程系
钢结构课程总结
钢结构是土木工程专业必学内容，也是众多科目中较难学习的内容之一。想学好钢结构也并非易事，当然所谓水到渠成，功到自然成，花费一定的功夫以后，其成果也是可喜可贺的。经过一个学期的学习，自然也会有自己个人的一些心得，有自己的学习方法，也有自己的一些困惑，在此做一个总结。在以后的学习当中，但愿能会有更多的领会，对现在所学的内容能有进一步的理解。
1．钢结构的定义
钢结构是以钢材制作为主，由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成；各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或铆钉连接的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。
2.钢结构的链接方式：焊接、铆接和螺栓链接
1）焊接：是钢结构最主要的连接方法。焊接连接又可分为对接焊缝和角焊缝。优点：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦萌生，就很容易扩展到整个构件截面，低温冷脆问题突出。
2）铆接：19世纪20年代开始使用铆钉连接，铆钉连接的塑性、韧性和整体性好，连接变形小，传力可靠，承受动力荷载时的疲劳性能好，特别适用于重型和直接承受动力荷载的结构。但由于其构造复杂，用钢量大，施工麻烦，噪音大，目前已很少采用。铆钉连接的受力性能、构造要求及设计方法原则上与普通螺栓连接相同，不同的是设计参数及设计值取值不同。
3）螺栓连接：螺栓连接由于安装省时省力、所需安装设备简单、对施工工人的技能要求不及对焊工的要求高等优点，目前在钢结构连接中的应用仅次于焊缝连接。螺栓连接分普通螺栓连接和高强螺栓连接两大类。按受力情况又各分为三种：抗剪螺栓连接、杭拉螺栓连接和同时承受剪拉的螺栓连接。高强螺栓承压型连接对螺栓材质、预拉力大小和施工安装等的要求与摩擦型的完全相同，只是它是以摩擦力被克服、结点板件发生相对滑移后孔壁承压和螺栓受剪破坏作为承载能力极限状态，因此它的承载能力高于高强度螺栓摩擦型连接，可节省连接材料。但这种连接由于在摩擦力被克服后将产生一定的滑移变形，因而其应用受到限制。规范规定它只能用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构中。连接处构件接触面的表面处理要求较摩擦型连接为低，仅要求清除油污及浮锈。承压型连接的工作性能与普通螺栓的完全相同，只是由于螺杆预拉力的作用和高强度钢的应用使连接的性能优于普通螺栓连接。
4）普通螺栓与高强螺栓的区别
合肥学院建筑工程系
普通螺栓一般用普通碳素结构钢制造，不经热处理，高强螺栓一般用优质碳素结构钢或合金结构钢制造，需要经过调质热处理提高综合机械性能。高强度分为，8.8级，10.9级，12.9级。
从强度等级:高强螺栓常用8.8S和10.9S两个强度等级。普通螺栓一般有4.4级，4.8级5.6级8.8级。
从受力特点高强螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力，普通螺栓靠栓杆抗剪力和孔壁承压来传递剪力。
3．钢结构的安装
按着安装顺序和工艺要求在钢平台上进行钢构件的预制和组装，要保证焊接制作质量。
型钢的拼接翼缘板拼接接缝和腹板拼接接缝的间距应大于200。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300，长度不应小于600。
为了焊接方便，保证焊接质量，尽量将立柱、横梁上的加强筋板、连接板、垫板、挑梁（梁）等在地面钢平台上按施工图尺寸进行组对焊接。
在钢平台上预制的钢构件除按施工图和规范要求制作组装外，还应考虑现场安装的工艺性和安装尺寸的变化。1）安装要点（1）摩擦系数：，其中F为抗滑移试验所测得的使试件产生初始滑移的力，nf为摩擦面数，为与F对应的高强螺栓拧紧预拉力实测值之和。（2）扭矩系数：，其中d为高强螺栓公称直径(mm)，M为施加扭矩值（NM），P为螺栓预紧力。10.9级高强度大六角螺栓连接必须保证扭矩系数K的平均值为0.110～0.150。其标准偏差应小于等于0.010。
（3）初拧扭矩：为了缩小螺栓紧固过程中钢板变形的影响，可用二次拧紧来减小先后拧紧螺栓之间的相互影响。高强螺栓第一次拧为初拧，使其轴力宜达到标准轴力的60%～80%。
（4）终拧扭矩：高强螺栓最后紧固用的扭矩为终拧扭矩。考虑各种预应力的损失，终拧扭矩一般比按设计预拉力作理论计算的扭矩值大5%～10%。2）安装质量控制
①安装前，施工单位应对构件的产品合格证、设计文件与预拼装记录进行检查，并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出允许偏差时，应进行处理。安装前，应编制详细的测量和矫正工艺，厚钢板的焊接应在焊接安装前进行模拟产品结构的工艺试验，编制相应的施工工艺。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度。
②钢结构吊装就位后，应对构件定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记，对吊装对接接头质量进行焊前检查。安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中安全稳定。
③钢结构安装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。3）安装焊接程序及一般规定
焊接的一般顺序为：焊前检查→预热除锈→装焊垫板和引弧板→焊接→检验
合肥学院建筑工程系
（1）焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。
（2）预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。
（3）重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。
（4）装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。
（5）焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。
（6）一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。（7）遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热措施施工。
（8）碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。
（9）焊工和检验人员要认真填写作业记录表。
4.钢结构的优势
钢结构与其它建设相比，在使用中、设计、施工及综合经济方面都具有优势，造价低，可随时移动。
1）钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约6%。
2)节能效果好，墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好。节能50%，
3）将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。
4）建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。
5）施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。
6）环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。
7）以灵活、丰实。大开间设计，户内空间可多方案分割，可满足用户的不同需求。
8）符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高建设产业的水平。
钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相
合肥学院建筑工程系
同的条件下，钢构件的质量轻。从被破坏方面看，钢结构是在事先有较大变形预兆，属于延性破坏结构，能够预先发现危险，从而避免。
钢结构厂房具有总体轻、节省基础、用料少、造价低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美观，结构稳定等优势。钢结构厂房广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼，多层停车车场及民宅等建筑行业。
5.钢结构的缺点（质量问题）1）复杂性
钢结构工程项目施工质量问题的复杂性，主要表现在引发质量问题的因素繁多，产生质量问题的原因也复杂，即使是同一性质的质量问题，原因有时也不一样，从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如焊接裂缝，其既可发生在焊缝金属中，也可发生在母材热影响中，既可在焊缝表面，也可在焊缝内部；裂缝走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂缝既可能是冷裂缝，也可能是热裂缝；产生原因也有焊接材料选用不当和焊接预热或后热不当之分。2）严重性
钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在：一般的，影响施工顺利进行，造成工期延误，成本增加，严重的，建筑物倒塌，造成人身伤亡，财产受损，引起不良的社会影响。3）可变性
钢结构工程施工质量问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化，质量缺陷逐渐体现。例如，钢构件的焊缝由于应力的变化，使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝：由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载，则钢构件要产生下拱弯曲变形，产生隐患。4）频发性
由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主，从事建筑施工的管理人员和技术人员对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏，以民工为主的具体施工人员更不懂钢结构工程的科学施工方法，导致施工过程中的事故时常发生。
6.钢结构的发展前景
钢结构发展：应关注三大领域
根据行业发展状况，海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁等3个领域的发展应当引起国家有关主管部门的关注，如果受到重视和政策鼓励，完全可以实现产业倍增的目标。
海洋石油的产量在201*年要达到1亿吨，海洋工程装备企业的目标是要为深海1500米～3000米的开采提供大量装备，产业水平及规模必须提高；钢结构住宅符合绿色环保、节能减排和循环经济政策，其工业化、标准化的钢结构住宅产品具有广阔和无限的市场空间；全国59万座公路桥梁中钢结构桥梁不足1%，铁路系统高速发展，新建线路以桥代路，80%均是预应力钢筋混凝土桥梁。而钢结构桥梁在日本占到41%，美国占到33%，由此可见我国钢结构桥梁的市场需求和产业发展与发达国家还有很大差距。
中国钢结构产业在近10余年期间发展迅速，已成为全球钢结构用量最大、制造施工能力最强、产业规模第一、企业规模第一的钢结构大国。钢结构企业：须重视“十二五”发展
合肥学院建筑工程系
各地重大钢结构工程的成功建设，说明我国的钢结构综合技术水平已处于国际先进水平。但我国的钢结构产业在信息化、自动化、标准化、科研创新方面同发达国家相比还有不小的差距。201*年是国家“十二五”规划起始之年，国家有关部委、行业协会及企业集团、钢结构企业都在进行调研、分析市场及未来发展趋势。国家发改委、工信部、科技部也正在研究有关战略性新型产业确定和规划目标，对具有国际先进水平、自主创新能力强、国际竞争实力强大并可以占领更多市场的产业，将列入规划并给予支持、扶持政策。机遇也是挑战，我国钢结构产业能否上台阶、上规模，“十二五”期间的发展至关重要。
中国钢结构协会经过调查研究，在听取有关专家意见和建议后，草拟了《关于钢结构产业在国家“十二五”规划的战略思考及建议草案》，在征求有关人员的意见后，协会将组织有关专家具体落实、完善，以促进“十二五”期间钢结构行业取得更大发展。7总结
通过一个学期的学习，对钢结构或多或少有些许认识，当然个人的认识还是很肤浅的，但愿在以后的学习以及工作当中能有进一步的理解。更希望的是能在以后可以把现在的所学得以用到，再进一步深化一下现在的所学。时间很快，转眼就会迎来毕业。现在的所学，是为了以后的应用，因此此时的学习不可马虎了得。不然以后会后悔莫及的。好好学习，天天向上。好好学习吧。但愿以后能学以所用，把所学应用到实际当中去。
扩展阅读：钢结构课程总结
《钢结构基础》课程总结
《钢结构基础》是一门重要的专业课程，通过对这门专业课程的学习我们要达到以下几点目标：掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。
一、钢结构的概念、特点及应用
由型钢和钢板连接成基本构件，然后运至现场组装成整体结构形式，称为钢结构。钢结构具有以下集中特点：①轻质高强；②塑性韧性好；③施工周期短；④材质均匀；⑤气密性和水密性好；⑥耐腐蚀性差；⑦耐火但不耐热；⑧低温冷脆。
钢结构的合理应用范围主要取决于钢结构本身的特性，从技术角度看，钢结构的合理应用范围包括以下几个方面：①大跨度结构；②重型厂房结构；③受动力荷载影响的结构；④可拆卸的结构；⑤高耸结构和高层建筑；⑥容器和其他构筑物；⑦轻型钢结构。
二、钢结构的极限状态
《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。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。
三、钢结构的材料
1．对钢结构用钢的基本要求
（1）较高的抗拉强度，和屈服点；（2）较高的塑性和韧性；（3）良好的工艺性能；
（4）根据具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。2．钢材的主要性能（1）强度性能
比例极限；屈服点；抗拉强度或极限强度。（2）塑性性能
伸长率：试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比的百分数，称为伸长率。（3）冷弯性能
冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
（4）冲击韧性
韧性是钢材强度和塑性的综合指标。由于低温对钢材的脆性破坏有显著影响，在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温（20℃）冲击韧性指标，还要求具有负温（0℃、-20℃或-40℃）冲击韧性指标，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。3.钢材的选择
选择钢材时考虑的因素有：
1）结构的重要性：重要结构应考虑选用质量好的钢材；一般工业与民用建筑结构，可选用普通质量的钢材。
2）荷载情况：直接承受动力荷载的结构和强烈地震区的结构，应选用综合性能好的钢材；一般承受静力荷载的结构则可选用价格较低的Q235钢。
3）连接方法：焊接结构对材质的要求应严格一些。
4）结构所处的温度和环境：在低温条件下工作的结构，尤其是焊接结构，应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。5）钢材厚度：厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。
四、轴心受力构件
（一）轴心受力构件的强度和刚度
1．轴心受力构件的强度计算
轴心受力构件的强度是以截面的平均应力达到钢材的屈服点为承载力极限状态
NfAn
2．轴心受力构件的刚度计算
轴心受力构件的刚度是以限制其长细比保证
[]（二）轴心受压构件的整体稳定
1．理想轴心受压构件的屈曲形式
理想轴心受压构件可能以三种屈曲形式丧失稳定：①弯曲屈曲双轴对称截面构件最常见的屈曲形式。
②扭转屈曲长度较小的十字形截面构件可能发生的扭转屈曲。③弯扭屈曲单轴对称截面杆件绕对称轴屈曲时发生弯扭屈曲。
2．理想轴心受压构件的弯曲屈曲临界力
若只考虑弯曲变形，临界力公式即为著名的欧拉临界力公式，表达式为
2EI2EA=NE=l22（三）轴心受压构件的局部稳定
一般组成轴心受力构件的板件的厚度与板的宽度相比都较小，如果这些板件过薄，则在压力作用下，板件将离开平面位置而发生凸曲现象，这种现象称为板件丧失局部稳定。
五、钢结构的连接（一）螺栓连接
螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两大类1、普通螺栓连接
普通螺栓分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。A、B级精制螺栓表面光滑，尺寸准确，对成孔质量要求高，制作和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。A、B级精制螺栓的区别仅是螺栓杆长度不同。C级螺栓一般可用于沿螺栓杆
轴受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。2、高强度螺栓连接
高强度螺栓连接有摩擦型连接和承压型连接两种类型。（1）摩擦型连接：只依靠被连接板件间强大的摩擦力传力，以摩擦力被克服作为连接承载力的极限状态。为了提高摩擦力，对被连接件的接触面应进行处理。
（2）承压型连接：允许接触面发生相对滑移，以栓杆被剪坏或被承压破坏作为连接承载力的极限状态。
高强度螺栓性能等级包括8.8级和10.9两种。摩擦型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大1.5-2.0mm，承压型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大1.0-1.5mm；承压型连接的承载力比摩擦型连接高，可节约螺栓。但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结构中。
（二）焊接
钢结构中一般采用的焊接方法有：电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等。1、焊缝连接的优缺点
（1）优点：焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；不削弱
截面，用料经济；连接的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。
（2）缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；焊接残余
应力和变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。
2、焊缝的形式（1）角焊缝
角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长hf称为角焊缝的焊脚尺寸，he＝0.7hf为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。（2）对接焊缝
坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
友情提示：本文中关于《钢结构课程总结》给出的范例仅供您参考拓展思维使用，钢结构课程总结：该篇文章建议您自主创作。
来源：网络整理 免责声明：本文仅限学习分享，如产生版权问题，请联系我们及时删除。
《钢结构课程总结》
由互联网用户整理提供,转载分享请保留原作者信息,谢谢!
http://m.bsmz.net/gongwen/736876.html
- 下一篇：超市盘点方案