钢结构原理

简答

1. 钢结构的特点
   1. 自重轻跨度大
   2. 钢材质量均匀，计算可靠性好
   3. 钢结构建筑具有较好的抗震性能
   4. 钢结构制造简便，施工工期短
   5. 钢结构密封性好
   6. 钢结构耐火性差
   7. 钢结构耐蚀性差
2. 当构件的长细比太大时，会产生影响
   1. 在运输和安装过程中会产生弯曲或过大的变形
   2. 使用期间因其自重而明显下挠
   3. 在动力荷载下发生较大的振动
   4. 构件的极限承载力显著降低，同时初弯曲和自重产生的挠度也将对构件的整体稳定产生不利影响
3. 焊接连接的优缺点
   • 优点
   1. 被连接件不受角度和形状的限制均能直接相连，不需要辅助零件，构造简单；
   2. 不必像螺栓连接一样在试件上开孔，所以不削弱构件截面，材料可充分利用；
   3. 易于自动化操作，生产效率高
   4. 连接的刚度大，密封性好
   • 缺点
   1. 焊缝附近的金属因焊接时的高温作用形成热影响区，热影响区范围内的金属金相组织发生变化，使钢材材质变脆
   2. 焊接过程中产生的不均匀温度场使焊件产生不同程度的残余应力和残余变形，影响结构的受力性能，焊接残余变形需进行矫正。
   3. 焊件刚度较大，局部裂纹很容易扩展到构件上；
   4. 焊接连接的塑性性能和韧性性能较差，低温冷脆倾向明显，疲劳强度低。
4. 减小焊接残余变形和焊接残余应力的措施
   • 合理设计焊缝
   1. 焊缝的布置应对称于构件的中和轴，以减小构件的焊接残余变形
   2. 选择适宜的焊脚尺寸和焊缝长度，不宜采用过大的焊脚尺寸
   3. 应尽量避免焊缝分布过于密集和双向、三向交叉。
   4. 焊缝布置上，应尽量避免使钢板在厚度方向上受拉，防止钢板出现层状撕裂。
   5. 焊接位置应便于焊接操作，以保证焊接质量
   • 合理的焊接工艺
   1. 合理的施焊顺序
   2. 采用焊前预热和焊后退火的方法消徐焊接残余应力
   3. 可在施焊前给构件施加一个与残余变形相反的变形，抵消焊后变形。
5. 梁在横向荷载作用下的工作阶段
   1. 弹性工作阶段
   2. 弹塑性工作阶段
   3. 塑性工作阶段
   4. 强化阶段
6. 增强梁整体稳定承载力的措施
   1. 应加大梁的侧向抗弯刚度和自由扭转刚度，加大受压翼缘的宽度是提高梁稳定承载力最有效的办法。也可采用箱形截面
   2. 当梁跨内有侧向支撑点时，梁的计算长度减小，稳定承载力提高。
   3. 加强梁端约束，使梁端不发生侧倾和扭转。