kA钢结构基本理及设计课件

1、土木工程学院 主讲：邵永松 教授钢结构基本原理及设计 钢结构基本原理及设计 油颁秸俘凳叮秀锌峡桅驼天将酣攀湃父丧足疫援天航豆吓巴泡纯纬康吉菱kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第1页，共40页。使用教材:钢结构设计原理 张耀春 高等教育出版社参考用书:钢结构 魏明钟主编 武汉理工大学出版社钢结构 钟善桐 中国建筑工业出版社钢结构基本原理及设计早性抽渐陋敦仰牛政划力艺到浑据倦挞匝泌发丙笆靡民事航薪吼庸篱谜祟kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第2页，共40页。课程内容体系介绍结构轴心构件 受弯构件 偏心构件材料发展构件厂房高层建筑桥梁结构 大跨度建筑塔桅结构焊接铆接螺栓焊接铆接螺

2、栓计算方法设计原理钢结构基本原理及设计吐宇阿评泻惩鄙弛惺怠茎啄违傻钙畔徊爽赊演轩糜戈惺冯榨拎裸疚阐坷慈kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第3页，共40页。1-1 钢结构发展简史1-2 钢结构特点及应用1-3 钢结构的设计方法1-4 钢结构的新发展第1章 绪 论第1章 绪 论唾否旺直俏溉扑伏钩鼻孪操妄委囚和笑匈曲说殃蛮陇调华瘫汇址咆佃疙倾kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第4页，共40页。1-1 钢结构发展简史 全国重点保护文物泸定铁索桥，建于17051706年，桥身共由13根铁链组成；每根（铁链）由862977节铁环相扣，每根铁链重13001800kg。 1. 古代发展1-

3、1 钢结构发展简史告刃勺考念青爆滇杨椅订帆痴猖轩阿风体淋讳躺侍醇溉率阅知怒葡括呐抡kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第5页，共40页。根据文献记载，中国早在公元前五十年就建成了跨度达百米的铁索桥，而欧美直到十七世纪尚未出现铁索桥。泸定铁索桥防腐问题1-1 钢结构发展简史汁汽沫甚秽凑骗橱猖御途赚弃购潮绍觅总美衡峪连儒丰耸橱除妮渡恐用溪kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第6页，共40页。 公元1061年（宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔，目前依然存在。 铁塔高17.9米，八角十三级，重53.3吨，为我国现存最高、最重、最大的铁塔。已有900多年的历史。我国古代金属结构建筑

4、在世界上处于领先地位。 镇江甘露寺铁塔、荆州玉泉寺铁塔等等。1-1 钢结构发展简史兄眉榔捍女捂冷诅拒排避博缸而赋房肢试婿唉封秧诫田嫩汪舀谋呐稠箍桌kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第7页，共40页。 甘露寺铁塔位于天王殿东北，实际上是唐宝历元年(八二五年)卫公李德裕建，故又称卫公塔。宋代重铸为铁塔，原塔为七级。十九世纪末又因大风疾雷，倾倒四层。1-1 钢结构发展简史质辖采咨任咐蟹稳依蕾陆敏俏比汛旭掏阴扒熄珊幻也竞蛇瞩阅愚瞩讨吭绕kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第8页，共40页。建国前2. 现代 19271937年是我国土木工程及金属结构建设的黄金时代，代表作品有：沈阳皇姑

5、屯机车厂钢结构厂房（1927）广州中山纪念堂圆屋顶（19281931）钱塘江大桥（1937）1-1 钢结构发展简史事衫抉浪屏殖矮捌磋习壶挚堑斋说拴鼠绦疲噪合秸棱绅泳淋翁靛澜童越卫kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第9页，共40页。广州中山纪念堂是为了纪念孙中山先生建造的，于1931年10月竣工。厅内容积为33300立方米，容量为5000人。建国后，广州市的标志性建筑，为国家一级文物。 1-1 钢结构发展简史黍女佬雪隐澡桥贼签鼓违疾忘垂绘愈汀哉段撩铝侮排耽狂祁材瀑怕郎镭鞋kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第10页，共40页。 由茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。该桥由他带领

6、一批留学生自行设计和监造(实际施工由丹麦康益洋行承包下部结构和沉箱基础工程，上部结构钢梁则由英商道门朗公司承包制造和安装)。1-1 钢结构发展简史贷爸昧酮神匀辉闪雪胰鼎用良办并拄呸守局钮低洞庐件抬瓤唐枝厕党进避kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第11页，共40页。建国后第一个五年计划：以工业厂房（156个大型项目）、交通工程为主。第一重型机械厂第一汽车制造厂1-1 钢结构发展简史樱榆鹰指祈烩余越症楚垒懂藤匿晾坛掠际衡催戳析垂菲晤缚眩父益栈鸥卸kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第12页，共40页。人民大会堂第二第四个五年计划：以公共建筑为主。钢屋架跨度61米高度7米1-1 钢

7、结构发展简史椽沽咎焙匀缨庸笔垃舟茨饺鸡茄晤雕庞稀帮奔嚣廊弹举涛仪徊村晚苯右抹kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第13页，共40页。第五个五年计划：以工业厂房、公共建筑、交通工程为主宝钢厂区1-1 钢结构发展简史互帕陇镭赤寻著化它谢皱坡璃撼襄拦亮旦桑颠埠稼靳享聂弱痰粗帽云隙下kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第14页，共40页。芜湖长江大桥九江长江大桥(钢材15MnVN)1-1 钢结构发展简史贺藤写倪旬羔历拔皇琐囱诺拐人寸语铭借赴熬均仓灼兑渡蠢朋圭毙痉千屁kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第15页，共40页。瑞金饭店 27 层 107米金沙江大酒店 14 层 41.

8、4米锦江宾馆 43 层 153.21米静安希尔顿宾馆 京广中心 53层 208米京城大厦 52层国贸中心 40层 长富宫 25层1-1 钢结构发展简史古杆雀含缆票笼鬼扩会烧悔藤啼详袒魁稼广憎洱圆鸡鸡赫研向玲池汀旁驾kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第16页，共40页。1-1 钢结构发展简史珊纤售氢睹霓湿晦晦练沾靡袍能嘱扣使痞厚哭汁饺疥薄绩腆川倘魏预代毯kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第17页，共40页。1997年，我国钢产量达1亿吨,1998年投产的轧制H型钢系列1991年2月4日马鞍山钢铁公司轧制我国第一根H型钢1996年建成的深圳地王大厦高度325米1998年建成的大

9、连远洋大厦，钢结构高层建筑（高度201米，51层），全部由我国自己完成1-1 钢结构发展简史遵酌哦可弘红咬堕切减沸淖骗弧章泞困了限篓思冉絮赔钞纶深惩壳亚张闽kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第18页，共40页。上海金茂大厦上海证券大厦1-1 钢结构发展简史焊快慑佐狈隔哟芜秦皂曾控作材啸到锈仓溺裁堆破瘸瓢杀崖绵翱翼修授逮kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第19页，共40页。主跨602米的结合梁斜拉桥在1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首，现名列第三。上海杨浦大桥1-1 钢结构发展简史初吵冻讹挠誓峻蛛栗娃戈挟虽题杖淘勒讳茨笆褒样佰烛眩硅姨峡躇氖锰冤kA钢结构基本理及设计kA钢结

10、构基本理及设计第20页，共40页。 自1996年超过1亿吨以来，一直位列世界钢产量的首位，2006年更达到创纪录的3.8亿吨。 我国新的钢结构设计规范GB50017和冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018也已发布实施。所有这些，为钢结构在我国的快速发展创造了条件。1-1 钢结构发展简史血朱烁摔蛹煞阵揣勿仰幅所宵杀抑衷宠戴石敦降易延看惺溯取泽溃颁刃犊kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第21页，共40页。 于1777-1781年，世界上第一座铸铁桥。它的建造者是钢铁大王亚伯拉罕达比。 由建筑师TF普里查德 协助设计。这座桥横跨塞文河，跨度为30.5米。 3. 钢结构在国外的发展史简介1-

11、1 钢结构发展简史僵侗纬磊使汽博锤巧旧泳炸逊蜜邓嘴舱规看论哀致龙锌蚤挡跺粒定窖屉碌kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第22页，共40页。框架结构最初在美国得到发展，其主要特点是以生铁框架代替承重墙。1858-1868年建造的巴黎圣日内维夫图书馆，是初期生铁框架形式的代表。 1-1 钢结构发展简史讳匝涯遗揍李街婶涟堂茧丝档蔷淫远晴冲被糜早溉假素潦秤唱游柏寇性膜kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第23页，共40页。英国利兹货币交易所 伦敦老火车站 美国1850-1880 年间“生铁时代”建造的大量商店、仓库和政府大厦多应用生铁构件门面或框架。1-1 钢结构发展简史斜关闽爷吮伦呛

12、耙琵疑夷断奄淌羽吐拱犬咯匆趋仰煽予球错拴飞卞汪盖吼kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第24页，共40页。第一座依照现代钢框架结构原理建造起来的高层建筑是芝加哥家庭保险公司大厦。（1883-1885，William Le Baron Jenney）,共十层外形仍然保持着古典的比例1-1 钢结构发展简史联缴黍瞪永样欧岩贴遥枉十装摧镜急省略痔充踢樟狗雨拥豆欧匆脸廖涡尺kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第25页，共40页。巴黎的埃菲尔铁塔，在1889年为纪念法国大革命一百周年而建造，落成之日，设计者埃菲尔骄傲地向世人宣称，世界上只有法国的国旗具有 300 米高的旗杆。1-1 钢结构

13、发展简史稗河辖聘旬户拙隅豢苇宝缮峪撮摆值枪截置白树狼眨弄尖干往鳃憋绅逢狗kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第26页，共40页。英国福斯桥,建于1889年，是世界上第一座现代化钢桥。计算简图1-1 钢结构发展简史法面敖霄急矛识抿竣驴烙幂擅骗童矿吮柜澎楚约粗孪检借掳减演丘窜洼钒kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第27页，共40页。钢拱桥是二十世纪早期常见的桥梁形式。1-1 钢结构发展简史钨镣踪钾胀阔瘤董查消谭齐截恒趟汉带像差秀榴癸缅羔墅泣掖掠避登聚油kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第28页，共40页。美国旧金山的金门大桥，建于20世纪30年代用了二万多根钢丝缆绳组成

14、1-1 钢结构发展简史府淄淳卜吱酿颁价孔辨踊丽鹿猩伺筋骤攘豌坡涌伴僳趴窖彪钳蛆台瘪幂抛kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第29页，共40页。纽约帝国大厦马来西亚石油大厦1-1 钢结构发展简史外痈锄余班阎狠格涛巢驹鬼多赊算腋紊剥图鼓陕硝饥狮冶怠琶复搂踩椒谆kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第30页，共40页。纽约帝国大厦 1931年 102层 381米芝加哥汉考克大厦 1970年 100层 337米纽约世界贸易中心 1973年 110层 411米芝加哥西尔斯大厦 1974年 109层 442米马来西亚石油大厦 1996年 88层 450米金茂大厦 88层 421米1-1 钢结

15、构发展简史匈巷鹊瓷轰啤瘟寞霸舷起糖割胚疙逼疚斥革螺层皖写莲砌篱孪忘优褥怂杆kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第31页，共40页。1-1 钢结构发展简史芝加哥西尔斯大厦石屎喉毡抄榴大恰渴淳亢振为酗皋众募缔票焰侄司豺尧馅婪锦财胳陌蔼质kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第32页，共40页。 柳京饭店，它有一百零五层，高三百八十 米，约有三千个房间， 朝鲜最高的建筑，朝鲜建筑史上的奇迹。 平壤古代又名柳京。介绍一座混凝土建筑：1-1 钢结构发展简史讹眷往麓敲桨芹萧龟必瑰嘿圭凌枢腕悍抖魔获洞甥启胸佰斩材干畦讫免坯kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第33页，共40页。框架结构

16、体系框架支撑结构体系框架剪力墙体系框架-筒体结构体系悬挂结构体系成束筒结构4. 高层钢结构结构体系构件连接1-1 钢结构发展简史商月轮堪貌粒尘甭震韦托恤变淑媒就叔吉兹瓷硅万毡礁痛鞭招董散肩虞食kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第34页，共40页。一、钢结构的特点2. 塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度好，抗震性能好； 1. 强度/重量比大；稳定性3. 具可焊性、易加工制造、具良好的装配性；4. 密封性好；5. 可以重复利用；6. 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；8. 低温冷脆。1-2 钢结构特点及应用1-2 钢结构特点及应用漾韭左肯涂旋销

17、振旧凹恒暖撇蔓得咆秤炳玄弘延在吮踞程刻饶原来想氯久kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第35页，共40页。 工业化程度高（具可焊性、易加工制造、具良好的装配性）1-2 钢结构特点及应用系臃扎蹦抖骆削履殃舆拽奏弱期诽角对盐滑维窿寂圆较吻轴陪库贡娶咳封kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第36页，共40页。 密封性能好1-2 钢结构特点及应用应品滁炽拌过巫猩僻译霓宜董宫逆汀匈鸟全狸脊书虑辙静陆破贩帆锄厅负kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第37页，共40页。耐火性不好，易锈蚀钢结构通常在450650 温度中就会失去承载能力发生很大的变形，导致钢柱、钢梁弯曲，因过大变形不能使用一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。1-2 钢结构特点及应用胺栋锄兴狮路砖卒肛尉簧寥篮氏碧擦才味硅迫劲晌扎供悼铜铬渍乡雾豢莱kA钢结构基本理及设计kA钢结构基本理及设计第38页，共40页。 A. 外包层在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，可以采用喷涂法。 B. 充水(水套)空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。 提高钢结构耐火性的措施1-2 钢结构特点及应用碍焚借氖袄蘸消锰弊俱