2022《钢结构结课报告》4100字

1、钢结构结课报告摘要中国钢结构产业在近10余年期间开展迅速，已成为全球钢结构用量最大、 制造施工能力最强、产业规模第一、企业规模第一的钢结构大国。但我国的钢结 构产业在信息化、自动化、标准化、科研创新方面同兴旺国家相比还有不小的差 距。本文首先对钢结构进行了概述，分析了钢结构的概念、特点、应用以及开展 现状。接着对钢结构的研究成果进行概述，从国际上和国内两个方面。接着对钢 结构的强度进行分析，包括强度设计、构件抗弯强度计算、构建的应力计算。然 后对钢结构的稳定性进行计算，包括轴心受压构件、受弯构件、拉弯和压弯构件。 最后进行总结。关键词：钢结构；强度；稳定性O 7T2EIyh(D, - -=T：

2、1 +%=L0 fy上述整体稳定系数是按弹性理论求得的。研究证明，当求得的%大于0.6时, 梁已进入非弹性工作阶段，整体稳定临界应力有明显的降低，必须对火行进修 正。规范规定，当按上述公式或表格确定的%0.6时，用下式求得的或代替如 进行梁的整体稳定计算：， g 0.282 / 八（ph = 1.071.0当梁的整体稳定承载力缺乏时，可采用加大梁的截面尺寸或增大侧向支承的 方法予以解决，前一种方法中尤其是增大受压翼缘的宽度最有效。4. 3拉弯和压弯构件对于拉弯，压弯构件根据弯矩作用不在不用的平面可分为弯矩作用在平面内 的稳定计算表达式和弯矩作用在平面外的稳定计算表达式。弯矩作用在平面内的稳定采

3、用化表示其整体稳定系数，化的值通过查表求得，和轴心受压构件的稳 定系数相同。弯矩作用在平面外的稳定此情况，有两个稳定计算系数%和%。其中%表示弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数，处表示均匀弯曲梁的整体稳定系数。为了设计上的方便，规范对压弯构件的整体稳定系数处采用近似计算公式,这些公式已考虑了构件的弹塑性失稳问题，因此当仍大于0.6时不必再换算。（1）工字形截面（含H型钢）双轴对称时： Z /v（Pi）= L0744000 235，但不大于1,0单轴对称时:（Ph =1.07 （2ah+0A）Ah 14000 235式中% =4/（4+ 4）,人和乙分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的惯性矩。（2

4、） T形截面弯矩使翼缘受压时双角钢T形： =10.00174/；,/235两板组合T形（含局部T型钢）：%=1-090224“v/235弯矩使翼缘受拉且腹板宽厚比不大于超#357%时：%=1.0 - 0.00054, Jfy / 235（3）箱形截面6, =10总结进行工程结构设计，需要考察其强度条件、刚度条件、稳定性条件等是否满 足。钢结构具有高强、质轻、力学性能良好的优点，是工程结构的一种极好的建 筑材料。在钢结构工程设计中，由于钢材的强度高用它制造的结构构件质轻、形 长而壁薄，因而它们在压（应）力或剪（应）力作用下就有可能失稳。因此研究 钢结构的稳定问题与强度问题非常重要，对钢结构以后的

5、开展改进都会有一定的 指导意义。参考文献川雷宏刚，付强，刘晓娟.中国钢结构疲劳研究领域的30年进展J.建筑结构学 报,2010,(Sl):84-9L沈祖炎，李元齐.促进我国建筑钢结构产业开展的几点思考J.建筑钢结构进 展,2009,(04):15-21.施刚，石永久，王元清.超高强度钢材钢结构的工程应用J.建筑钢结构进 展,2008,(04):32-38.4郭彦林，刘学武.大型复杂钢结构施工力学问题及分析方法J.工业建 筑,2007,(09): 1-8.5郑云，叶列平，岳清瑞.FRP加固钢结构的研究进展J.工业建 筑,2005,(08):20-25+34.蔡玉春.钢结构住宅产业化的现状与进展J

6、.钢结构,2005,(01):79-83.7陈禄如，刘万忠.中国钢结构行业现状和开展趋势J.钢结构,2004,(02):31-35.钢结构概述钢结构概念钢结构是用型钢、钢板连接成基本构件，然后运至现场组装成整体结构形 式。连接安装型钢、钢板A 基本构件（梁、柱）一L-整体构件（焊接、螺栓连接、钏接）钢结构特点材料的强度高，塑性和韧性好；钢结构构件断面小、自重轻；钢结构制作简 便，加工周期短；钢结构材质性能均匀，易于检测和控制，可靠性高；钢结构 建筑易于改造，原料可重复使用，节省资源，环保资源；钢结构建筑可以实现大 跨度、大空间结构；耐腐蚀性能差，涂料维护费用高；钢材耐热但不耐火。钢结构应用大跨

7、度结构；重型厂房结构；受动力荷载影响的结构；可拆卸的结 构；高耸结构和高层建筑；容器和其他构筑物；轻型钢结构。钢结构开展现状随着全国各地钢结构建筑的蓬勃兴建，建筑钢结构的科研、设计、钢材生产、 配套等各个领域都得到迅猛开展。2007年10月，经科技部批准成立的“国家钢 结构工程技术研究中心”在中冶集团建筑研究总院成立。2008年6月在上海同 济大学成立建筑钢结构教育部工程研究中心。与此同时，涌现出一大批优秀钢结构设计，设计软件和科研成果不断开发, 修订了钢结构设计、施工质量验收规范、编写技术规程、设计图集90多本。出 版了大量钢结构专业教材、论文著作和应用手册。钢结构设计规范修订已启动, 钢材

8、单设一章，钢材产品标准修订基本完成。一大批有实力的钢结构安装企业承当了国内重点大型钢结构工程安装。新技 术、新工法、新设备层出不穷。其施工安装水平到达了国际先进水平；钢结构配 套产品齐全，加工设备制造厂开展迅速，满足了钢结构行业的需求。.钢结构研究成果概述钢结构国外研究成果钢结构在国外建筑业早已广泛应用。在兴旺国家，钢结构已成为主导的建筑 结构形式。目前世界上最高、最大的建筑采用的都是钢结构，如美国纽约帝国 大厦，美国芝加哥西尔斯大厦，马来西亚双塔石油大厦等。历届奥运会的场馆 也多采用钢结构。兴旺国家钢结构建筑呈现出用途广泛和用钢量大的特点。其 广泛应用于高层、超高层、大跨度和 大空间建筑，工

9、业、商业、社区、文教卫 生等建筑，以及大局部的低层非居住型建筑中。在美国工程建设中，钢结构占 51%,大约70%的非民居和2层以下的建筑，均采用轻钢架体系。在欧洲、美洲、 日本、韩国、我国台湾等地，钢结构用量已占到钢材产量的40%以上，钢结构 面积占到总建筑面积约40%以上。近年来，国际整体经济形势复杂多变，整体宏观经济形势及政策波动巨大, 国外多个国家政局的持续动乱以及由此引发的链式反响，使国内企业在扩展海外 业务方面存在着比以往更大的不确定性；同时,伴随着不断高涨的通货膨胀预期, 我国将实施“稳健”的货币政策，流动性逐步紧缩；上述各项均可能带来宏观经 济与政策的变化，进而对行业开展及钢结构

10、业务机会带来不利影响。多高层钢 结构、空间大跨度钢结构等领域进入者也不断增多，其中以大型国有控股公司为 代表的竞争对手近年来成长迅速。竞争激烈导致产品毛利率下降，影响公司盈利 能力。. 2钢结构国内研究成果今后一段时期内，我国几个领域的钢结构量将会增加。主要是：火力电厂的 建设还将加快，主厂房和锅炉钢架用钢量会增加（包括核电厂厂房用钢、风力发 电用钢等）；交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁均采用钢结构，近年来公 路桥梁采用钢结构也成为开展趋势，京沪高速、跨海、跨江大桥采用钢桥等。还 有飞机场、火车站的新建和扩建；市政建设中采用钢结构的量会增加，地铁和轻 轨工程、城市立交桥、高架桥、环保工程、

11、城市公共设施及临时房屋等都越来越 多地采用钢结构。尤其在北京、上海、天津、重庆和各大省会城市，经济兴旺的 中型城市，钢材消耗量会明显增加。钢结构在铁路、公路、基础举措措施建设，以及上海世博会、广州亚运会等 场馆建设中取得的成就有目共睹。在超高层建筑、大型桥梁、公共建筑等重大、 标志性的钢结构工程建设中，我国的钢结构综合技术水平勿庸置疑地已经处于国 际一流水平，钢结构工业在国民经济开展中的重要作用不可替换。目前，很多 企业已进入到高端钢结构产品和装备的制造施工中，涉及到桥梁、核电、风电、 海洋石油工程装备、自然气液化储罐等，进一步扩大了钢结构的市场范围。重型 钢结构大致可以分为多高层重型钢结构、

12、大跨度空间钢结构、桥梁钢结构、电力 钢结构、海洋石油钢结构等，主要应用领域为高层及超高层建筑，大型工业厂 房，体育场馆、展览厅等大型公共建筑，公路铁路桥梁，大型锅炉刚架、输电 铁塔及海洋石油平台等。.钢结构强度计算强度设计如下图，当构件受到纵向拉伸或压缩时，该构件的强度校核标准为：。网=区3国。强度满足.AOmax= ax0强度不满足，需要加强。 A当次要区域结构受到不变载荷时：bmax -口 X100%W5% 强度满足，可以不做加强.式中：FN max最大载荷，N；A受力构件最小横截面积，mm2；Omax最大工作应力N/ mm2；a一许用应力表3-1常见截面的惯性矩和抗弯截面系数表型心位置型

13、心位置e=h/2惯性矩cm4Ix=hb3/12Iy=bh3/12抗弯截面系数cn?Wx=bh2 /6Wy=hb2 /6e=H/2Ix=(BH3 -bh3 )/12Iy=(HB3 -hb3 )/12Wx=BH2 /6-bh3 /6HWy=HB2 /6-hb3 /6Be=H/2Ix=(BH3 -bh3 )/12Iy=(H-h)B3 +h(B-h)3/12Wx=BH2 /6-bh3 /6HWy=(H-h)B3 +h(B-h)3/6Be=D/2Ix=I尸兀 D4/64Wx= Wy=兀 D3/32e=D/2Ix=Iy=7E(D4-d4)/64Wx=Wy=兀 D3(l- q 4)/32a =d/DWx=b

14、h2/123. 2构件抗弯强度计算3. 2. 1强度要求Omax 式中：W剖面模数(W=I/h), mm3;I中和轴的惯性矩，mm4； h一危险点到中和轴的距离;M一力矩(M二FL)；F一力，N；L一力臂。3. 2. 2常见形式的型材受力分析表3-1常见形式的型材受力分析条件简图要素两端自由支持跨度内受集中应力跨度内受均布载荷局部跨度受均布载荷跨度内某段受均布载荷一端受集中应力两端受集中应力受均布载荷Rl=-p(b/L), R2=-p(a/L) x=a, Mmax=-Pab/L X=L/2, Mmax=-PL/4ri1QR2R1 =R2=-Q/20XM=-0.5QL(x/L-x2/L2)zjL

15、X=l/2, Mmax=0125QLRQ 出20a bLzRI Q R2oa bcV V v L zPl Rl R21 P2Oi_! XLZiRl=-Qb/2L, R2=Q(l-b/2L) Mmax=-0.125Qb(l+a/L)2R1 =-(Q/2L)(b+2c);R2=-(Q/2L)(b+2a) xWa+b,M=-(Q/2L)(b+2c)x+ II a (Q/2b)(x-a)2 x2a+b,M=(Q/2L)(b+2c-2L)x-Q(a+b/2) x=L/2, a=c, Mmax=-Q(2L-b)/8 Rl=P(L+a)/L, R2=-Pa/L xWa, M=-PxaW x W (a+L),

16、 M=Pa(L-x+a)/L xN(a+L), M=0Rl=-Pl-a(Pl-P2)/L R2=-P2-a(P2-Pl)/L xWa, M=Plx aWxW(a+L), M=Pla-a(Pl-P2)(x-a)/LRI Q R2|_ a. L J_ azRl=R2=-Q(L+2a)/2xWa, M=Qx2/2aWxW(a+L), M=Qa2/2-Q(L-x)(x-a)/2两端刚性固定跨度内受集中应力Ml=Pab2/L2;M2=Pa2b/L2跨度内受均布载荷*1:M=QL(l-6x/L+6x2 /L)/12二 亡M%二-QL/241-M1=-M2=QL/12局部跨度受均布载荷M1 =-Qa2(6-

17、8a/L+3a2/L2)/l 2;M2=-Qa3(4-3a/L)/12L跨度内某段受均布载荷M1 =(2mq/3L3)abL+(2b-a)(ab-m2);M2=(2mq/3L3)abL+(2a-b)(ab-m2); a=b, M1 =-M2=Qm(3L2-4m2)/l2L. 3构件的应力计算受拉构件的强度计算公式：0=工幺于梁正应力计算公式：单向弯曲时yxWnxM.x lyly r双向弯曲时 CT = 7+ 7YxWnx Wny当梁的受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13乒。时，应取加=1。以 免翼缘因全塑形而出现局部扭曲。梁的剪应力计算公式：r = fw折算应力公式：7 + 37 1.1/折算应力公式扩展：+3L a/31y当。与巴,异号时，/?, =1.2；当。与巴.同号或时取尸1 =1.2正应力的验算公式:MB, a