安徽理工大学钢结构PTT第一章

1、钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院钢结构基本原理钢结构基本原理主讲：胡水木主讲：胡水木Tel结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院目目 录录第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 钢结构的材料钢结构的材料第三章第三章 钢结构的连接钢结构的连接 第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件第五章第五章 受弯构件设计受弯构件设计钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 钢结构的特点和应用钢结构的特点和应用第二节第二节 钢结构设计要求与设

2、计方法钢结构设计要求与设计方法第三节第三节 钢结构的发展方向钢结构的发展方向第四节第四节 本课程的主要内容、特点和学习方法本课程的主要内容、特点和学习方法钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院第一节第一节 钢结构的特点和应用钢结构的特点和应用 1. 强度高，自重轻强度高，自重轻;2. 塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度好，材质均匀，抗震性能好；好，材质均匀，抗震性能好；3. 工业化程度高，具可焊性、易加工制造、良好的装配性；工业化程度高，具可焊性、易加工制造、良好的装配性；4. 密封性好；密

3、封性好；5. 结构拆除后，废材可以回炉重复利用；结构拆除后，废材可以回炉重复利用；6. 有一定的耐热性，但是耐火性较差；有一定的耐热性，但是耐火性较差；7. 易锈蚀、有焊接残余应力；易锈蚀、有焊接残余应力；8. 低温冷脆。低温冷脆。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 工业化程度高工业化程度高（具可焊性、易加工制造、良好的（具可焊性、易加工制造、良好的装配性）装配性）钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 密封性能好密封性能好钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院耐火性不好，易锈

4、蚀耐火性不好，易锈蚀钢结构通常在钢结构通常在450650 温度中就会失去承温度中就会失去承载能力载能力发生很大的变形，导发生很大的变形，导致钢柱、钢梁弯曲，因过致钢柱、钢梁弯曲，因过大变形不能使用大变形不能使用一般不加保护的钢结一般不加保护的钢结构的耐火极限为构的耐火极限为15分钟左分钟左右。右。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 有空间桁架、网架、网壳、有空间桁架、网架、网壳、悬索、张弦梁、拱架和框架等悬索、张弦梁、拱架和框架等国家大剧院国家大剧院钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 鞍钢大连镀鞍钢大连镀锌线主

5、厂房工程锌线主厂房工程钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院深圳地王大厦深圳地王大厦香港中银香港中银汇丰银行汇丰银行钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院上海环球金融中心上海环球金融中心钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院电视塔电视塔卫星卫星/飞船发射塔飞船发射塔钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院应用于建筑、铁路、公应用于建筑、铁路、公路、水利、商业、旅游和军路、

6、水利、商业、旅游和军事等领域的办公室、指挥部事等领域的办公室、指挥部、宿舍、会议室、仓库、商、宿舍、会议室、仓库、商店及各种临时用房。店及各种临时用房。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院炼油厂容器炼油厂容器各类管道各类管道钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院水泥罐水泥罐化工厂容器化工厂容器粮仓粮仓钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院彩钢板作屋面和墙面彩钢板作屋面和墙面 ，薄壁型钢作檩条和圈梁，薄壁型钢作檩条和圈梁 ， H型型截面做柱与梁，现场用螺栓或焊接，门式钢架为主要结构

7、的截面做柱与梁，现场用螺栓或焊接，门式钢架为主要结构的一种建筑一种建筑钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院第二节第二节 钢结构设计要求与设计方法钢结构设计要求与设计方法钢结构设计时应满足以下要求：钢结构设计时应满足以下要求： 钢结构及构件在荷载作用下，应安全可靠；钢结构及构件在荷载作用下，应安全可靠； 要满足使用要求和耐久性；要满足使用要求和耐久性； 要满足经济要求。要满足经济要求。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 Kfyfy是钢材的屈服强度；是钢材的屈服强度； K安全系数。安全系数。钢结构基本原理钢结构基本原

8、理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院极限状态方法是将影响结构可靠性的各种参数作为随极限状态方法是将影响结构可靠性的各种参数作为随机变量，用概率论和数理统计方法进行分析，采用可靠机变量，用概率论和数理统计方法进行分析，采用可靠度理论，求出结构在使用期间应满足要求的概率。结构度理论，求出结构在使用期间应满足要求的概率。结构的极限状态可以分为以下两类：承载能力极限状态和正的极限状态可以分为以下两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。常使用极限状态。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有：结构在规定的设计使

9、用年限内应满足的功能有： a. 正常施工和正常使用时，能承受可能出现各种作用；正常施工和正常使用时，能承受可能出现各种作用； b. 正常使用时具有良好的工作性能；正常使用时具有良好的工作性能； c. 正常维护下具有足够的耐久性；正常维护下具有足够的耐久性； d. 在设计规定的偶然事件（如地震、火灾、爆炸、撞击在设计规定的偶然事件（如地震、火灾、爆炸、撞击等）发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。等）发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院 结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率结构在规定的时间内，规

10、定的条件下，完成预定功能的概率。 一般建筑物的设计基准期为一般建筑物的设计基准期为50年。年。 极限状态指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不极限状态指整个结构或结构的一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。能满足设计规定的某一功能要求。a. 承载力极限状态承载力极限状态 强度破坏、疲劳破坏、结构和构件丧失稳定。强度破坏、疲劳破坏、结构和构件丧失稳定。b. 正常使用极限状态正常使用极限状态 影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏。坏。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑

11、学院结构可靠度定义：结构在规定时间内，在规定条件下结构可靠度定义：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。，完成预定功能的概率。 0 可靠可靠 Z=R - S = 0 极限状态极限状态 0 失效状态失效状态结构抗力结构抗力荷载对结构的综合效应荷载对结构的综合效应 R、S受许多随机因素影响而不具确定性。受许多随机因素影响而不具确定性。钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院222SRZSRz)0(ZPPffsPP 1结构可靠度结构可靠度失效概率失效概率 归并归并R、S两个基本变量，设二者都服从正态分布，这样两个基本变量，设二者都服从正态分布，这样Z

12、也是正态随机变量。也是正态随机变量。)0(ZPPs平均值平均值标准差标准差钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院可变荷载效应控制的组合：可变荷载效应控制的组合：0112nGGKQQ KQiciQikiSSSf 结构重要性系数结构重要性系数荷载效应值荷载效应值分项系数分项系数组合值系数组合值系数 永久荷载效应控制的组合：永久荷载效应控制的组合：fniQikciQiKGG10 钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为：结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为： QiKniCiKQGK21 对于轴心受力和偏心受力构件，正常使用极限状态用构件的对于轴心受力和偏心受力构件，正常使用极限状态用构件的长细比来保证：长细比来保证： 永久荷载标准永久荷载标准值产生的变形值产生的变形起控制作用的起控制作用的第第1个个可变荷载可变荷载产生的变形值产生的变形值其他可变荷载其他可变荷载产生的变形值产生的变形值钢结构基本原理钢结构基本原理安徽理工大学土木建筑学院安徽理工大学土木建筑学院第三节第三节 钢