【正文】 以讓 50萬至 100萬人在此安居樂業(yè)。 圖 舊金山終極塔樓 圖 超群大廈 圖 莫斯科水晶島 圖 東京清水 TRY 2022巨城金字塔 圖 東京 XSeed 4000 圖 東京空中之城 1000 圖 世界超高層建筑圖譜 圖 世界超高層建筑圖譜 圖 中國超高層建筑圖譜 第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料 ? 第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求 ? 第二節(jié) 鋼材的破壞形式 ? 第三節(jié) 鋼材的主要機(jī)械性能 ? 第四節(jié) 影響鋼材性能的主要因素 ? 第五節(jié) 復(fù)雜應(yīng)力作用下的屈服條件 ? 第六節(jié) 鋼材的疲勞和疲勞計算 ? 第七節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)用鋼的種類及選擇 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第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)用鋼的基本要求 鋼材種類繁多，規(guī)格、用途也不相同，對建筑結(jié)構(gòu)用鋼來說，主要有三方面的要求。 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第二節(jié) 鋼材的破壞形式 兩種破壞形式： １塑性破壞：由于變形過大，超過了材料或構(gòu)件可能的應(yīng)變能力而產(chǎn)生的，而且僅在構(gòu)件的應(yīng)力達(dá)到了鋼材的抗拉強(qiáng)度 fu后才發(fā)生的。破壞前沒有任何預(yù)兆，破壞是突然發(fā)生的。 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、鋼材的主要機(jī)械性能 1. 強(qiáng)度： fy 強(qiáng)度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計依據(jù)； fu鋼材的最大承載強(qiáng)度，安全儲備。 3. 冷彎性能－ 90o、 180o，在冷加工過程中產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂紋的敏感性，是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。 5. 可焊性－表征鋼材焊接后具備良好焊接接頭性能的能力－不產(chǎn)生裂紋，焊縫影響區(qū)材性滿足有關(guān)要求。 C：含 C↑ 使強(qiáng)度 ↑ 塑性、韌性、可焊性 ↓ ，應(yīng)控制在 ≤ %，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)控制在 ≤ %。 S：含量 ↑ 使強(qiáng)度 ↑ 塑性、韌性、性能冷彎、可焊性 ↓ ； 高溫時使鋼材變脆－ 熱脆現(xiàn)象 。 ? 反復(fù)的軋制可以改善鋼材的塑性，同時可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏松等缺陷焊合，使金屬晶體組織密實，晶粒細(xì)化，消除纖維組織缺陷，使鋼材的力學(xué)性能提高。 ? 冷加工時（常溫進(jìn)行彎折、沖孔剪切等），鋼材發(fā)生塑性變形從而使鋼材變硬的現(xiàn)象稱之為 冷作硬化 。 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復(fù)雜應(yīng)力與應(yīng)力集中的影響 鋼材在多向同號應(yīng)力場作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材強(qiáng)度增加，塑性、韌性下降，異號應(yīng)力場時則相反。 殘余應(yīng)力的影響 鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會產(chǎn)生在構(gòu)件內(nèi)部自相平衡的內(nèi)力（ P26,圖 ） ,殘余應(yīng)力雖對構(gòu)件的強(qiáng)度無影響，但對構(gòu)件的變形（剛度）、疲勞以及穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響（后續(xù)章節(jié)中將詳細(xì)介紹） 。 正溫影響 總體影響規(guī)律為溫度上升，鋼材的強(qiáng)度降低，塑性、韌性提高，這一現(xiàn)象稱之為 熱塑現(xiàn)象 ，溫度達(dá) 600o左右時，鋼材的強(qiáng)度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，易于進(jìn)行熱加工，此溫度稱之為 熱煅溫度 。鋼材在 300o以上時應(yīng)采取 隔熱措施 。 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第五節(jié)復(fù)雜應(yīng)力作用下的屈服條件 在單向拉力試驗中，單向應(yīng)力達(dá)到屈服點時，鋼材即進(jìn)入塑性狀態(tài)。 如三向應(yīng)力有一向應(yīng)力很?。ㄈ绾穸容^小，厚度方向的應(yīng)力可忽略不計）或為零時，則屬于平面應(yīng)力狀態(tài)，上式成為 red?? ? ? ?2zx2yz2xyxzzyyx2z2y2xr e d 3 ????????????? ?????????yred f?? yred f??2xyyx2y2xr e d 3?????? ????red?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? 在一般的梁中，只存在正應(yīng)力 和剪應(yīng)力 ，則： ? 當(dāng)只有剪應(yīng)力時， 則： ? ? 由此得： ? ? 因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范確定鋼材抗剪強(qiáng)度為 抗拉設(shè)計強(qiáng)度的 。 ? ?0??y2r e d f33 ??? ???22r e d 3??? ??yy 3f ???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第六節(jié) 鋼材的疲勞和疲勞計算 1 疲勞破壞：鋼材在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下裂紋生成，擴(kuò)展以至斷裂破壞的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。 2 疲勞計算類別及參數(shù)取值： ﹙1﹚ 應(yīng)力譜 循環(huán)荷載在鋼材內(nèi)應(yīng)起的反復(fù)循環(huán)應(yīng)力隨時間變化的曲線即為應(yīng)力譜 ﹙2﹚ 應(yīng)力幅 試驗與分析證明應(yīng)力幅相同的情況下，最大最小應(yīng)力無論是較高或較低，以及應(yīng)力比是較大或較小，對疲勞強(qiáng)度基本不起作用。按其疲勞性能的高低歸并為八個疲勞計算類別，并對每個類別規(guī)定了相應(yīng)的參數(shù)取值。需要指出，疲勞破壞應(yīng)力幅或疲勞允許應(yīng)力幅主要取決于 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)以及構(gòu)件或連接的具體構(gòu)造細(xì)節(jié)和應(yīng)力集中程度 . 3 疲勞曲線：對于不同的構(gòu)件和連接用不同的應(yīng)力幅 在疲勞試驗機(jī)上進(jìn)行常幅循環(huán)應(yīng)力試驗可得試件發(fā)生疲勞破壞時的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n，將足夠多的試驗點連接起來，便得到 曲線，即疲勞曲線。 ??n???510425130 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 5 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅： 實際上試驗數(shù)據(jù)是分布在實線兩側(cè)有一定寬度的分布帶，鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定容許應(yīng)力幅取分散帶的下限，即平行于實線但偏左 k倍的標(biāo)準(zhǔn)差的疲勞屈線。 式中 c, 系數(shù)，按疲勞計算類別查表 n應(yīng)力循環(huán)系數(shù) ?? ? ??1nc?????????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? 6 常幅疲勞計算 : 焊接部位 非焊接部位 拉應(yīng)力時取正號，壓應(yīng)力時取正號 7 變幅疲勞計算： 當(dāng)疲勞應(yīng)力幅變化時，按照線性疲勞累積損傷原則，將隨機(jī)變化的應(yīng)力幅折算成等效常應(yīng)力幅，然后按常應(yīng)力幅疲勞計算： ? ??? ???m inm a x ??? ???m i nm a x ??? ???? ? ???? /1iiie nn???????? ??? ? ?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? 式中： 以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命 預(yù)期壽命內(nèi)相應(yīng)力幅的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8 吊車梁的變幅計算： 吊車梁引起變幅的荷載主要是吊車荷載，疲勞計算時通常以經(jīng)常發(fā)生的一臺吊車標(biāo)準(zhǔn)值計算應(yīng)力幅，規(guī)范規(guī)定的計算公式為： 次數(shù)效應(yīng)系數(shù)。重級工作制軟鉤吊車 ；中級工作制吊車 ? inin? ? 6102Nf ????? ???f? ?? ?? ??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第七節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)用鋼的種類與選擇 一、鋼材的牌號表示方法及結(jié)構(gòu)用鋼的種類 鋼材牌號由： “ Q、屈服點值、質(zhì)量等級、脫氧方法 ”四部分組成。 注：炭素結(jié)構(gòu)鋼分： A、 B、 C、 D 四級，含所有脫氧方法；低合金結(jié)構(gòu)鋼分： A、 B、 C、 D、 E五級，只有鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。 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、建筑結(jié)構(gòu)用鋼的選擇 1. 鋼材的質(zhì)量和性能，由鋼材力學(xué)性能中的抗拉強(qiáng)度 fu、屈服強(qiáng)度 fy、伸長率 δ 5（ δ 10）、冷彎 180o及沖擊韌性 α k，化學(xué)成分 C、 S、 P等 的極限含量，以及冶煉脫氧方法來衡量。 2. 一般承重結(jié)構(gòu)應(yīng)有 fu、 fy、 δ 5以及 C（ ≤ %）、S、 P的極限含量合格保證；焊接及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)還應(yīng)具備冷彎 180o合格保證 （ C≤% ） ；承受動力荷載需要驗算結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度時 ,還應(yīng)根據(jù)具體情況增加對 α k的不同要求。 （ 1）鋼板有厚鋼板（厚度 4～ 60㎜ ）和薄鋼板（厚度為 ～ 4㎜ ）扁鋼（厚度為 4 ～ 60 ㎜ ） （ 2）型鋼 常用的型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼和鋼管。由于其形狀較為簡單種類和尺寸分級較少，所以便于軋制 ，而且構(gòu)件間相互連接也 比較方便，因此型鋼是鋼結(jié)構(gòu)中采用的主要鋼材。 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接 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 1一、 焊縫連接 167。 角焊縫連接 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 1三、螺栓連接 優(yōu)點：連接剛度大，傳力可靠； 分為： 普通螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓連接 二、鉚釘連接 缺點：對施工技術(shù)要求很高，勞動強(qiáng)度大，施工條件差， 施工速度慢。 原理：利用電弧產(chǎn)生熱量 熔化焊條和母材形 成焊縫。 焊接方法和焊縫連接形式 焊機(jī) 導(dǎo)線 熔池 焊條 焊鉗 保護(hù)氣體 焊件 電弧 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 1Q390、 Q420鋼選擇 E55型焊條 (E55005518) Q345鋼選擇 E50型焊條 (E50005048) B、焊條的表示方法： E— 焊條 (Electrode) 第 2位數(shù)字為熔融金屬的最小抗拉強(qiáng)度 （ kgf/mm2) 第 4適用焊接位置、電流及藥皮的類型。 缺點：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，效率低。 B、優(yōu)點：自動化程度高，焊接速度快，勞動強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好。 送絲器 機(jī)器 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 優(yōu)點：焊接速度快，焊接質(zhì)量好。 425130 0 1