钢结构设计原理

钢结构设计原理张耀春，《钢结构设计原理》，高等教育出版社，2011第一章绪论第二章钢结构的材料第三章连接第四、五章受弯构件第六章轴心受力构件第七章拉弯、压弯构件第九章单层厂房钢结构第一章绪论第一节钢结构发展简史钢—铁碳合金铸铁—公元前2000年（美索不达米亚平原）战国时代（公元前475年-221年）铁制工具公元65年（汉明帝）世界上最早的悬链桥兰津桥1705年四川泸定大渡河桥-跨度最大的悬链桥铁建筑物公元694年洛阳的“天枢”公元1061年湖北荆州玉泉寺13层铁塔欧美国家1840之前---铸铁做桥1840之后前---铆钉和锻铁做桥1846-1850年英国布里塔尼亚桥—箱梁1855年英国发明贝氏转炉炼钢法1865年法国人发明平炉炼钢法1870年轧制出工字钢1890年后成为金属结构的主要材料1840之后我国—半封建半殖民地1907年建成汉阳钢厂日本在中国建钢厂解放后---主要建厂房、建桥1978年改革开放后---钢产量逐年增加1996年超过1亿吨2009年5.68一亿吨从“限制使用”“合理推广使用”GB50017-2003《钢结构设计规范》GB50018-2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》第二节钢结构的特点及应用

*钢结构的特点

1、钢材强度高、重量轻

2、材质均匀、塑性韧性好

3、良好的加工性能和焊接性能

4、密封性好

5、钢材的可重复使用

6、钢结构耐热不耐火

7、耐腐蚀能力差

8、钢结构的低温冷脆倾向

*钢结构的应用

1、大跨度结构

2、工业厂房

3、受动力荷载影响的结构

产生动力作用的设备

抗震能力要求高的结构

4、多层和高层建筑

5、高耸结构

6、可拆卸的结构

7、容器和其它构筑物

8、轻钢结构

9、钢和混凝土的组合结构第三节钢结构的设计方法

*概率极限状态设计法

1、结构功能要求1）在施工和使用时，能承受可能出现的各种作用2）正常使用时具有良好的工作状态3）在正常维护下具有良好的耐久性4)在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性

2、结构的可靠度可靠性、可靠度、设计基准期

3、结构的极限状态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，此特定状态为该功能的极限状态。承载能力极限状态：强度破坏、疲劳破坏、过度变形不适于继续承载，失稳、变成机动体系和倾覆正常使用极限状态：影响正常使用或外观的变形、震动，影响正常使用或耐久性的局部损坏

4、概率极限状态设计原理>0安全、可靠Z=R-S=0极限状态<0不安全、失效状态

失效概率：Pf=P（Z<0）

设R、S的统计值服从正态分布，则：

Z为正态分布的概率密度函数称为一次二阶矩法5、设计表达式*澡承载窄能力变极限您状态应考盼虑作碌用效硬应的教基本述组合盖，必乒要时味考虑墨偶然猾效应杂组合可变旨荷载季效应挎控制盲的组嘱合：永久手荷载梨效应驾控制稳的组研合：对于舍一般稠的排朴架、蚀框架粗结构像，可翅变荷武载效宽应控烛制的抹组合底：*烦正常玩使用刮极限距状态钢结构汇只考虑程标准组底合：*容阁许应技力设冤计法*结佛构内力嗽的分析拍方法1、一娱阶弹忘性分贷析在变形封前的位气置上建扇立平衡表方程可以烘使用洗叠加誓原理2、二阶序分析在变形吊后的位禁置上建各立平衡只方程叠加海原理送一般简不适前用二阶姐分析籍，列扮平衡广方程验：解方程麦得y，进一余步得到钓：3近似龄二阶筝分析兼方法I）P-效应的减基本概丘念P与i呈现立复杂臭的非界线性滩关系P棉i的作育用效新果匙用水政平力P榜i/hi代替一阶壳分析纳：层珠侧移万刚度蝇与轴选力无悠关II）多层衔框架的桂近似二奏阶弹性吹分析二阶弹死性分析猎必要性夹判断u采用[减u]通过束施加祖假想庭水平会力考茂虑结至构和办构件违各种漏缺陷吐的影担响二阶弹员性分析月特点1、荷偿载位镰移呈稍非线过性关详系，翠叠加泰原理帜不适唯用2、极限煎状态设鼠计表达助式不再酷使用3、先熔荷载扮组合贞，再们进行忘二阶惕分析区，比平较各旬组合验，求什最不拐利内红力。4、框击架柱摇计算你长度渣取1.揭01、发蚁展新忠钢材高强度纺高性能摔钢、低粮屈服点障钢、耐爪火钢我国：Q42老0凑L朝Q55介0等厚钢春板--狸--踪蝶GB旁/T膀1喉98钢79伏-2群00录5低屈服叉点钢10秃0M冲Pa澡--捧--相当并于日烟本LY1克00耐火钢--躺--呼60迎0度保持2/3以上的柏常温强区度日本：19长94年钢材俘按使用咳部位分垃类（SN标准权）SN4拦00A水(Q2糟35A葱)—弹性叼、非熊焊接SN幼40膜0B、SN4型90B（Q3荐45）--保证塑亦性和焊伤接性能用于抗艘震结构SN4此00C、SN4梁90C垒---好的扫抗层若状撕登裂性对SN尿B肝C屈服圾点进汗行限掀制C、S、P严格限富制低屈访服点钢钢、卸耐火动钢欧美红：膜美国涌调弊质处仓理后穷的A5遮14屈服点69意0M鸽Pa第四节涉钢牺结构的貌新发展2、发珍展新唇结构轰体系大跨株空间过结构狸、网扰架、锅网壳雄、张肿弦桁恐架、宣悬挂阿结构肾、直顷接焊根接钢趁管结欺构、豆门