【正文】 質(zhì)量等級(jí)：分 A~E五級(jí)（字序越高質(zhì)量越好）； 脫氧方法： F－沸騰鋼； Z－鎮(zhèn)靜鋼（一般省略）； b－半鎮(zhèn)靜鋼； TZ－特殊鎮(zhèn)靜鋼。對(duì)重級(jí)工作制硬鉤吊車 。試驗(yàn)表明，常幅疲勞的容許應(yīng)力幅與循環(huán)次數(shù) n的關(guān)系，采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)時(shí)，大體是一多 為 1/ 的直線。 4 鋼構(gòu)件和連接的疲勞計(jì)算 : 規(guī)范規(guī)定當(dāng)應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)大于等于十萬次（ n≧ ）時(shí)，應(yīng)對(duì)應(yīng)力循環(huán)中出現(xiàn)的拉應(yīng)力的部位進(jìn)行疲勞計(jì)算，對(duì)不出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位一般不計(jì)算疲勞，計(jì)算疲勞時(shí)，不乘分項(xiàng)系數(shù)，也不乘動(dòng)力系數(shù)，按彈性方法計(jì)算其應(yīng)力。其中一類疲勞性能最好，八類最差。 m inm a x ??? ???425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 ﹙3﹚ 疲勞計(jì)算類別：不同類別鋼構(gòu)件或連接的疲勞 強(qiáng)度各不相同。疲勞破壞屬于脆性破壞。 ? 當(dāng)平面或立體應(yīng)力皆為拉應(yīng)力時(shí)，材料破壞時(shí)沒有明顯的塑性變形產(chǎn)生，即材料處于脆性狀態(tài)。在復(fù)雜應(yīng)力作用下，鋼材由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)的條件是按能量強(qiáng)度理論計(jì)算的折算應(yīng)力 與單相應(yīng)力下的屈服點(diǎn)相比較來判斷： 當(dāng) 時(shí)為彈性狀態(tài)； 時(shí)為塑性狀態(tài)。 負(fù)溫影響（ P27，圖 ） 隨著溫度的降低鋼材的強(qiáng)度提高，塑性、韌性降低，脆性增大，稱之為 低溫冷脆 ，當(dāng)溫度降至某一特定溫度時(shí)鋼材的脆性急劇增大，稱此溫度點(diǎn)為 轉(zhuǎn)脆溫度 。 需要說明：鋼材在 300o左右時(shí)，強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，鋼材表面呈藍(lán)色，這一反覆現(xiàn)象稱之為 藍(lán)脆現(xiàn)象 。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1溫度的影響 溫度的影響，一般可分正溫與負(fù)溫影響兩部分 。 鋼構(gòu)件由于截面的改變以及孔洞、凹槽、裂紋等原因而使構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中實(shí)際為：局部應(yīng)力增大并多為同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)。 ? 鋼材中的 C、 N，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的 “ 老化 ” 現(xiàn)象稱之為 時(shí)效硬化 。 冷作硬化與時(shí)效硬化 ? 由于某種因素的影響而使鋼材強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，增加脆性的現(xiàn)象稱之為 硬化現(xiàn)象 。 P：低溫時(shí)使鋼材變脆－ 冷脆現(xiàn)象 ；其它同 S O、 N： O同 S； N同 P，控制含量 ≤ % 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1冶金與軋制的影響 ? 冶金的影響主要為脫氧方法：沸騰鋼用 Mn為脫氧劑，時(shí)間快，價(jià)格低，質(zhì)量差；鎮(zhèn)靜鋼用 Si為脫氧劑，時(shí)間慢，價(jià)格高，質(zhì)量好。 Si：含 Si適量使強(qiáng)度 ↑ 其它影響不大，有益，應(yīng)控制 ≤ ~% Mn：含 Si適量使強(qiáng)度 ↑ 降低 S、 O的熱脆影響，改善熱加工性能，對(duì)其它性能影響不大， 有益 。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1第四節(jié) 影響鋼材性能的主要因素 化學(xué)成份 冶金及軋制 冷作硬化與時(shí)效硬化 復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中 殘余應(yīng)力 溫度 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1化學(xué)成份的影響 基本成份為 Fe，炭鋼中含量占 99％， C、 Si、 Mn為雜質(zhì)元素， S、 P、 N、 O為冶煉過程中不易除盡的有害元素。 4. 韌性－沖擊韌性 α k， 鋼材在一定溫度下塑變及斷裂過程中吸收能量的能力，用于表征鋼材承受動(dòng)力荷載的能力（動(dòng)力指標(biāo)），按常溫（ 20o）、零溫（ 0o） 、負(fù)溫（ 20o、 40o）區(qū)分 。 2. 塑性－ δ 5（ δ 10），鋼材產(chǎn)生塑變時(shí)而不發(fā)生脆性斷裂的能力，便于內(nèi)力重分布，吸收能量，重要指標(biāo)。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1第三節(jié) 鋼材的主要機(jī)械性能 一、單向拉伸試驗(yàn)曲線 根據(jù)鋼材單向拉伸性能曲線，工程應(yīng)用中，鋼材的性能按理想彈塑性體考慮， fy定為鋼材拉、壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 2 脆性破壞 :脆性破壞前塑性變形很小，甚至沒有塑性變形，計(jì)算應(yīng)力可能小于鋼材的屈服點(diǎn) fy，斷裂從應(yīng)力集中處開始。 較高的強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)的承載力大，所需的截面小，結(jié)構(gòu)的自重輕； 較好的塑性及韌性：塑性好，不易發(fā)生脆性破壞；韌性好，利于承受動(dòng)力荷載； 良好的加工性能與耐久性：包括可焊性、冷彎性能以及耐腐性能； 據(jù)上要求 ,《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB500172022推薦承重結(jié)構(gòu)用鋼宜采用：炭素結(jié)構(gòu)鋼中的 Q235鋼及低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼中的 Q34 Q390和 Q420鋼四種鋼材。 ? 空中之城 1000(Sky City 1000)是一座約 1000米高的城市，可容納常駐居民 ，工人 10萬。 ? XSeed 4000摩天巨塔樓高 13,123英尺 (約合 4000米 )，造價(jià)1萬億美元，形似帳篷由巨柱支撐，每根柱子都可以住人。 ? 東京清水 TRY 2022巨城金字塔的高度是埃及吉薩大金字塔的 12倍。 ? 超群大廈 (Bionic Tower)約合 1200米、有 300層樓，容納約10萬人造價(jià)是 150億美元。 ? 終極塔樓高 (Ultima Tower)2英里，約合 。可以預(yù)言 :21世紀(jì)是鋼結(jié)構(gòu)的世紀(jì)！中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)飛速發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)到來！ 圖 東京千年塔 日本東京千年塔(Millennium Tower) 高約 840米，外觀呈現(xiàn)圓錐形，約 170層樓，可用于商業(yè)和居住。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1圖 中國(guó)國(guó)家大劇院 圖 2022奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館鳥巢 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1另外，高層及超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在北京、上海、深圳等地拔地而起，以地下 3層，地上 88層， 上海金貿(mào)大廈（圖 ）為代表，標(biāo)志著我國(guó)超高層鋼結(jié)構(gòu)已進(jìn)入世界前列！ 圖 綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)作為一種綜合性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，既有輝煌的歷史，更有美好的未來。正建的 2022奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館鳥巢（圖 ）等。比如， 1994年建成的天津新體育館，采用圓形平面球面雙層網(wǎng)殼，直徑 108m； 1996年建成的嘉興電廠干煤柵，采用矩形平面三心圓柱面雙層網(wǎng)殼，跨度為 ； 1997年建成的上海體育館馬鞍山環(huán)形大懸挑空間鋼結(jié)構(gòu)屋蓋，最大懸挑長(zhǎng)度 78m； 2022年建成的上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓張弦梁屋蓋鋼結(jié)構(gòu)，張弦梁屋架最大跨度為 80m。 在橋梁方面代表作有： 1957年建成的武漢長(zhǎng)江大橋； 1968年建成的南京長(zhǎng)江大橋等。1949年新中國(guó)成立后，由于鋼產(chǎn)量的限制，鋼結(jié)構(gòu)雖有發(fā)展，但數(shù)量少、規(guī)模小，僅在重型廠房、大跨度公共建筑以及塔桅結(jié)構(gòu)中采用。 1996年建成的地上 88層、450m高的馬來西亞吉隆坡石油大廈（圖）；于 1998年動(dòng)工、 2022年 12月正式開放的地下 5層，地上 101層 508m高的臺(tái)北 101大廈（圖 ），被視為世界新“地標(biāo)”，在高度方面向極限沖刺。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1圖 埃菲爾鐵塔 圖 西爾斯大廈 自 20世紀(jì) 70年代起國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的高峰期到來。 19世紀(jì)后半葉焊縫連接出現(xiàn)，20世紀(jì) 20年代起在工程結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。 1856年和 1867年相繼發(fā)明轉(zhuǎn)爐和平爐冶煉工藝，軟鋼時(shí)代到來。 18世紀(jì) 80年代熟鐵型材問世， 19世紀(jì) 30年代采用軋制方法制造鐵軌， 19世紀(jì) 20～ 30年代鉚釘連接技術(shù)導(dǎo)致鉚接熟鐵結(jié)構(gòu)的誕生。建于公元 58～75年的蘭津橋（圖 ）是最早的一座鐵鏈橋，比歐洲最早的鐵鏈橋早 70余年；建于 1706年的四川滬定大渡河橋（圖 ），凈跨 100m，寬 ，由 13根鐵鏈組成，每根約 ，鐵鏈錨固于直徑 20cm,長(zhǎng) 4m的鑄鐵錨樁上，該座橋比英國(guó)用鑄鐵建造的歐洲第一座跨度 31m的拱橋早 83年，比美洲第一座跨度為 105年。 我國(guó)的歷史最為悠久，是最早用鐵建造結(jié)構(gòu)的國(guó)家。 kG?kQ1?ikQ???? 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷程。但對(duì)于端面承壓和連接，則 ，其中為極限強(qiáng)度， = (2) 對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合。 (1) 對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載組合，基本組合按下列設(shè)計(jì)表達(dá)式中最不利值確定 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1(i)由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 式中： —結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； —永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)； —第個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，其中為可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)； —按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值； —按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值，其中為諸可變荷載效應(yīng)中起 ?????? ?? ??niQciQGG ikikk SSS20 11 ????? f≤ (ii)由永久荷載效應(yīng)控制的組合： ?????? ? ??niQciQGG ikik SS10 ???? f≤ 0?G?iQ?kGSikQS (16) (17) 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1控制作用者； —可變荷載的組合值系數(shù)； —參與組合的可變荷載數(shù)； —鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 實(shí)際工程中，隨著條件的不同， Z有三種可能性： 當(dāng) Z﹥ 0 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)； 當(dāng) Z=0 結(jié)構(gòu)達(dá)到臨界狀態(tài)，即極限狀態(tài)； 當(dāng) Z﹤ 0 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。包括靜載下的過大變形、動(dòng)載下的劇烈振動(dòng)及耐久性問題。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為兩類： (1)承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形 時(shí)的極限狀態(tài)，它包括強(qiáng)度、穩(wěn)定和疲勞等計(jì)算。是結(jié)構(gòu)安全性、適用性和耐久性的總稱。目前，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法采用的是近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，有時(shí)也稱為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。根據(jù)應(yīng)用概率分析的程度分為三種水準(zhǔn)。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1二 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 (limitstate design method) 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法問世于 20世紀(jì) 50年代。目前，我國(guó) 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB500172022）中，只有結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接的疲勞強(qiáng)度計(jì)算采用此方法。其表達(dá)式為： (11) ? ??? ?425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 容許應(yīng)力法，作為一種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法計(jì)算簡(jiǎn)便，目前許多國(guó)家在不同的規(guī)范中仍在采用。分述如下： 一 容許應(yīng)力法 (allowable stress method) “容許應(yīng)力法 ” 也稱為 “ 安全系數(shù)法 ” 或 “ 定值法 ” 。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則是“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量”。此類結(jié)構(gòu)多為輕鋼結(jié)構(gòu)并采用螺栓或扣件連接。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 貯罐、管道 如大型油庫(kù)、油罐、氣罐、煤氣庫(kù)、輸油管等。 (towering structure) 高聳結(jié)構(gòu)主要包括塔架和桅桿結(jié)構(gòu)。例如，辦公樓、賓館、住宅等。尤其在懸索橋、斜拉橋等橋梁工程中的應(yīng)用。 (large span st