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1、钢结构的特点：1.轻质高强2.塑性、韧性好3.各向同性，性能稳定4.可焊性5.不易渗漏6.制造简便，施工周期短7.耐腐蚀性差8.耐热但不耐火9.存在稳定性问题。应用范围：重型工业厂房，大跨度结构，高耸结构，和高层结构受动力荷载作用的结构，可拆卸和移动的结构，容器和管道， 轻型钢结构其他建筑一一支架等。钢结构的设计方法主要以概率极限状态设计法为主，对疲劳以及压力容器沿用以经验为主的容许应力设计法。钢材力学性能指标包括：抗拉强度FU反映钢材受拉时所能承受的极限应力，伸长率衡量钢材断裂前所具有的塑性形变能力指标， 以试件破坏后在标定的长度内残余应变表示，屈服点，断面收缩率衡量钢材塑性和韧性，冷弯性能
2、判断钢材塑性变形能力和冶 金质量和冲击韧性用于比较韧性的好坏。钢结构的破坏形式：1.塑性破坏。特征：构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形。断口：色泽 发暗。后果：在破坏前有很明显的变形，并有较长的变形持续时间，便于发现和补救。2.脆性破坏：在破坏前无明显变形，没有任何预兆。断口：平齐和呈有光泽的晶粒。后果：突然发生的，危险性大，应尽量避免。1）屈服点fy应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的应力（取屈服阶段波动部分的应力最低值）,它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。（2）抗拉强度fu 应力应变曲线最高点对应的应力，它是钢材破坏前所能承受的最大应力。3）
3、钢材的塑性一一当应力超过屈服点后，钢材能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。元素对钢结构性能的影响：碳（C）钢材强度的主要来源，但是随其含量增加，强度增加，塑性、冷弯、冲击、抗疲劳降低， 可焊性降低，抗腐蚀性降低。硫（S）有害元素，引起热脆和分层。磷（ P）冷脆性。抗腐蚀性略有提高，但可焊性、 塑性和韧性降低。镒（Mn）合金元素。弱脱氧剂。与 S形成MnS,（熔点为1600C），可以消除一部分S的有害作用，改 善钢的冷脆倾向，但对焊接不利，不宜过多。硅（Si）合金元素。是强脱氧剂，可细化精粒，提高强度，且不影响其它性能， 但过量会恶化焊接性和抗锈性。钮（V）合金元素。细化晶粒，提
4、高强度，其碳化物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊 接结构。氧（O）有害杂质。降低钢材的力学性能，特别是降低韧性，还有促进钢材的时效敏感性，使热脆性增加，可焊性 变差。氮（N）有害杂质。使钢材塑性下降，韧性显著下降，加剧钢材的时效敏感性和冷脆性。冶金缺陷的影响：偏析金属结晶后化学成分分布不均匀的现象。主要是硫、磷偏析，其后果是偏析区钢材的塑性、韧性、可焊性变坏。非金属夹杂 指钢材中的非金属化合物，如硫化物、氧化物，他们使钢材性能变脆。裂纹 钢材中存在的微观裂纹。气泡浇铸时由FeO和C作用所生成的CO气体不能充分逸出而滞留在钢锭那形成的微小空洞。分层浇铸时的非金属夹杂在轧制后可能造成钢材的分层。
5、影响钢材性能的因素：化学成分的影响。冶金缺陷的影响，荷载的影响，构造缺陷的影响，温度的影响，硬化时间和间歇的影 响，残余应力的影响。防止脆性断裂的方法：合理设计，正确制造，合理使用。钢材在循环荷载作用下，应力虽然低于极限强度，甚至低于屈服强度，但仍然会发生断裂破坏，这种破坏形式就称为疲劳破坏项1.破坏过程：裂纹的形成-裂纹的扩展-最后的迅速断裂而破坏。2.破坏特点疲劳破坏时的应力小于钢材的屈服强度，钢材的塑性还没有展开，属于脆性破坏。疲劳破坏的断口与一般脆性破坏的断口不同。一般脆性破坏后的断口平直，呈有光泽的晶粒状或人字纹。而疲劳破坏的主要断口特征是放射和年轮状花纹。疲劳对缺陷十分 敏感。影响
6、疲劳破坏的主要因素：应力幅，循环次数，缺陷。提高疲劳强度和疲劳寿命的措施：（a）采取合理构造细节设计，尽可能减少应力集中；（b）严格控制施工质量，减小初始裂纹尺寸；（c）采取必要的工艺措施如打磨、敲打等。连接：连接的形式有焊接连接，钏钉连接，螺栓连接，轻型钢结构用的紧固件连接。 焊缝的连接形式有：对接，搭接，T形连接, 角部连接。对接焊缝按受力方向分为正对接焊缝，和斜对接焊缝，角焊缝分为正面角焊缝，侧面角焊缝和斜角焊缝。焊缝连接 优点：用料经济，不削弱截面；构造简单，任何形式的构件都可直接相连；连接的密闭性好，结构刚度大；制作加工方便，可 实现自动化操作；焊缝连接缺点：在焊缝附近的热影响区内，
7、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，对结构工作不利，使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温 冷脆问题较为突出。焊接方法可以分为两大类，即熔化焊（手工电弧焊、自动埋弧焊、气焊、电渣焊）和压力焊。手工电弧焊 设备简单，操作灵活方便，适用于任意空间位置的焊接，特别适用于焊接短焊缝和曲折焊缝。高空焊接时，只能采用手工焊。 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好，焊缝内部缺 陷少。缺点：设备投资大，施工位置受限等。气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质
8、的一种电弧熔焊方 法。优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工地点受限制。电渣焊是利用通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。电渣焊一般分为熔嘴电渣焊和非熔嘴电渣焊。优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：输入的热量大，接头在高温下停留时间 长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。压力焊 焊接过程中必须要施加压力，可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其特点是焊接变形小、裂纹少、易实现自动化等特 点电阻焊与其他连接方法相比，具有连接头质量高、辅助工序少、无须填加焊接材料等优点，尤其易于机械化、自动化，生产 率高，使其经济效益显著。焊缝
9、代号：由引出线（横线和带箭头的斜线）、图形符号（单边角焊缝、双边角焊缝、 V型坡口焊缝、塞焊缝、围焊缝等）和辅助 符号（如现场安装焊缝）组成。焊条应与焊件钢材相适应，不同钢种的钢材相焊接时，采用与低强度钢相适应的焊条。焊缝缺 陷有：裂纹，焊瘤，烧穿，弗坑，气孔，夹渣，咬边，未融合，未焊透。螺栓连接分为：普通螺栓连接和高强度螺栓连接。焊件应力的成因：产生了不均匀的温度场且超过500度。，类型有：纵向应力，垂直方向应力和沿厚度方向应力。焊接应力和变形对结构工作性能的影响：1对结构静力强度的影响。2.对结构刚度的影响。降低刚度削弱稳定性3.加剧低温冷脆。4对疲劳裂缝敏感。减少焊接应力和焊接变形的方法
10、：设计方面： 1）采用细长，不采用短粗的焊缝；2）对称布置焊缝，减小变形；3）不等高连 接加不大于1/4的斜坡，减小应力集中；制作方面：1）焊件预热法；2）锤击法；3）退火法；4）反变形法；5）合理施焊 次序；6）局部加热法。螺栓组的的破坏形式：栓杆被剪断；被连接板被挤压破坏；被连接板被拉破坏；被连接板被冲剪破坏一拉豁；栓杆受弯破坏。螺栓组受扭的基本假定：被连接板是刚性的 ，螺栓是弹性的；在扭矩作用下，绕螺栓群中心旋转；所有螺栓共同工作，每个螺栓受力大小与其到形心的距离成正比，方向垂直于矢径。螺栓组受弯的基本假定：在弯矩作用下，板件绕最边缘的螺栓旋转；每个螺栓受力大小与其到旋转中心的距离成正比
11、。单个螺栓受剪假定：剪应力均匀分布，沿螺栓杆直径平面。受力要求：受力方向，螺栓的端距过小时，钢材有被剪断或撕裂的 可能。螺栓中距以及边距不宜过大，否则不能紧贴合，潮气使钢材锈蚀。高强承压型：螺栓或钢板破坏为极限状态。高强摩擦型：剪力达到摩擦力极限承载力为极限状态。梁整体稳定的概念：当外荷载产生的翼缘压力达到一定值时，翼缘板只能尧着自身强轴发生平面内的屈曲。应属于第一类的稳定问题。提高梁整体稳定性的措施：提高侧向抗弯刚度。（增大b）提高抗扭刚度（增大b同样可以）最有效的办法 加侧向支承，减小侧向支承点间距。梁的局部稳定：梁在不同板段有不同的受力状态，不同的受力状态都可能使腹板丧失稳定。加劲肋的设
12、置原则：当。腹板局部稳定能够保证，不必配置加劲肋。对于吊车梁按构造配置横向加劲肋。当。应配置横向加劲肋。当。除了配置横向加劲肋外，还应在弯矩较大的受压区配置纵向加劲肋。轴心受力构件按其截面组成形式：实腹式和格构式。实腹式三种截面形式：热轧，冷弯，型钢或者钢板组合截面。轴心受力构 件应满足两个极限状态：第一极限状态包括：强度、稳定。第二极限状态（正常使用极限状态。轴心拉杆一一只有强度；轴心 压杆一一强度、稳定必须同时满足。稳定分为两种：第一类稳定一一由直杆平衡转为微微弯曲的平衡，变形（挠度）从无到有 平衡分枝现象。 第二类稳定一一由于初始缺陷，压杆一开始便为偏心受力（压弯杆件） ,因此无平衡分枝现象，变形从小 到大，直到失稳破坏为止。轴心受力构件由于截面形式不同，可能有三种屈曲形式而丧失稳定。即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭 屈曲。轴心受压构件的局部稳定：各种组合截面如工字型、槽形等截面，其薄板的厚度与其它两个方向的尺寸相比很小，当受压力作 用时，会产生鼓曲，进而退出工作，降低整个构件的稳定承载力。板件宽厚比限值：确定板件宽厚比限值通常有两种方法（原则）：1）.等稳定原则即是局部屈曲应力不低于整体屈曲的临界应力。2）.令局部屈曲临界应力不小于屈服应力。（考虑箱型截面的相互作用及屈曲后强度）