钢结构设计原理之概述

钢结构设计原理课堂学时：48学时课程设计：1周教材及主要参考书钢结构（上册），西安建筑科技大学陈绍蕃、顾强主编，中国建筑工业出版社，2003.2钢结构，赵根田、孙德发主编,机械工业大学出版社2005.8钢结构——原理与设计，王国周、瞿履谦主编，清华大学出版社，1993.11学习要求与成绩评价学习要求：a课前提前预习b课堂积极参与c课后及时复习，并完成课后作业。

成绩计算：

a平时成绩：20%

b期终考试：80%

第一章概述1.1钢结构的特点和应用1、什么是钢结构（steelstructure)？用钢板热轧型钢冷加工成型的薄壁型钢通过焊缝和螺栓连接而成。2、钢结构的特点力学性能好（强度、塑性、韧性）材质均匀，与力学计算假定吻合较好。内部组织接近匀质和各向同性体，在弹性范围内符合虎克定律。制造简单、施工周期短。材料单一且为成才，宜加工和安装。质量轻（容重与强度之比）。比值越大，自重越轻，地震作用越小，震害较轻，同时对地基土要求较低，减少基础造价。由于钢材强度高，结构需要的构件截面小,结构自重轻。a=容重/强度,a越小，结构相对越轻。钢材：a=1.7～3.7×10-4/m；

钢砼：a=18×10-4/m；钢材耐腐蚀性差：需定期维护，维护费用较高。钢材耐热但不耐火:100℃时强度无变化，600℃时强度约为0。需采取防火措施。塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证；韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。3、钢结构的应用范围钢材的特性（特点）国民经济发展钢结构发展从建国以来分三阶段：50~60年代（初盛时期）：借助苏联的经济和技术支援，有百十个项目，都是重型工业厂房；60年代中后期~70年代（低潮期）：冷弯薄壁型钢结构、轻钢屋盖；80年代以后~至今（发展时期）：向高、大、重方向发展。应用范围：（1）大跨度结构：桥梁、体育馆、展览馆国家体育场国家体育场建筑体形上像鸟巢。可容纳8万人。平面为椭圆形,长轴340m短轴292m。屋盖中间有一个146m×76m的开口，这部分将设计成开合屋盖。采用加肋薄壁箱形截面，总用钢量达16万t。天津解奥林猛匹克杆体育览场俯拌瞰效钟果图“绿虏色奥做运”种、“母科技相奥运闭”、挪“人望文奥吊运”建筑宏底面圈面积诊为8帮0,拖00述0m茎2，餐屋顶趋面积暗76骑,7跳19廉m2守，地灯上层短数6抗层，舱最高猜点高掀度5锻3.艺00暗m，葵可容南纳观挺众数婶60放,0雄00刻。屋顶伏结构靠采用承钢桁纹架悬时挑结赏构派。屋据面桁阿架落呼地，披形似物露珠傲。国家暂大剧娘院位于舱北京铅人民盟大会苹堂西慌侧，拦西长售安街提以南苗，总救占地举面积塞近1革2公听顷，舰总建付筑面起积近肤15摩万平纹方米浸，总衣投资份26舞.8岂8亿酬元，功目前煎已进陈行过懒网壳对部分俯设计堤与施始工验舟收审扒查会裙议。该工价程外胆部围霜护结金构为漂钢结纠构网偷壳，倾是半韵椭圆妥球形厦，东选西长日轴2即12胃.2侦m，乌南北偷短轴候14剩3.简64煤m，贤总高逃度4元6.欣28该5。白内设里歌剧覆院（愁24婆16叨席）使、音妖乐厅富（2桌01恰7席阳）及滩戏剧岭院（演10软40摆席）温及公彩共大详厅等烈。屋蛾面采尊用钛谨金属哲板，唉整个岸网壳素外环住绕人乔工湖咽（3固55络00梯m2脂）,货各种粱通道爸及入仆口均泄设在窄水下。设计纯为法动国巴比黎机松场公抹司安晌德鲁爱建筑炊师，煎北京效市建滥筑设烧计研诉究院夜参与双主体仰设计，整俯体结凝构用析钢量尿达6壶75恳0t稿，1狼95冬kg跪/m秧。（樱2惨）重头型厂功房工业浊厂房；“祝重”评指厂榨房内森吊车赏吨位屑大，等工作香频繁党。上海妥宝山谊钢铁丢厂连鞠铸车克间内忙吊车内吨位亲达45垫0t。单层府厂房多层间工业谣厂房金陵石化总厂（3虹）受召动力斤荷载跨影响破的结妇构主要系利用绞钢材毫的冲击孙韧性性能续，当作厂房冲内设跨有产躁生动稻力作任用的瞎设备舌如：发锻锤糖、电衬机、染风机烘、吊肌车等伏，厂欢房的昼承重驳结构突用钢呈结构登。（4红）可盼拆卸嘉结构临时志性建晃筑物移动况的建灰筑物需拆干迁的冰建筑牢物主要般是由体于其讯承重哲结构宜的构类件之复间的想连接勿可用架螺栓贝，便袖于拆思卸，动并且距构件杜可以姻重复耍使用奥。（5个）高糕耸结那构塔架桅杆东方省明珠率电视钳塔东方晓明珠件广播幅电视帝塔座河落在互上海滤浦东商新区烂黄浦报江畔骄，以露其4柄68吊米的替高度随成为厌亚洲康第一汗高过塔。毛她于尿19准91做年3拘月开蔬始建纪造，以19段94从年1卧1补月完抛工，顶总重组量达偿12脉万吨收，总怎投资嘴8.振3亿工元人帅民币灾。东方烈明珠泊塔由痰三根打直径逢为九这米的捡擎天趋立柱雨、太烛空舱疼、上衰球体逼、下目球体次、五首个小偏球、犹塔座倚和广炒场组琴成。（6跟）高层察建筑80基年代恼我国订建造泛的1旅1栋己高层和钢结稳构基染本上道都是貌国外悦设计拼、施洽工承很建。至今片为止尾，我杠国已聋建和岛在建卵的高纪层钢似结构南有8单0多没幢。近主要沉分布棵在上棍海、脸北京遮、深尺圳等数。地王卵大厦上海宣金茂翁大厦金茂差大厦纯是由英中国掘上海道对外氧贸易作中心弓股份吊有限编公司沾独家疼投资扭5.堤6亿裙美元辆建设目的一呢座8睬8层叉的超盒高层羽大厦川，建芳筑高吉度4或20讯.5继米，酒建筑获面积设28闲.9雕万平巩方米古，于升19岗98戏年8略月2叉8日哗竣工无。洪总用首钢量惨14解00款0t伏，钢惭筋混景凝土描核心展筒，掩外框刑钢骨形混凝拥土及尾钢柱头。设栽计者秋为美鬼国S获.O岭.M素事务悟所。上海泽环球句金融酿中心由日怎本森蜜大厦威株式撕会社进的全葡额子到公司亡森海尺外株被式会与社及赶日本准具有惕代表音性的煮银行蒜、保因险公辜司、霉商社尘等3佳6家周企业酱，偕沾同政置府系渠统机给构日降本海臂外经必济协柿力基恒金(榜OE闲CF构)联蔬合投岂资的铜上海粗环球寨金融闲中心缠，总真投资吓逾7够50印亿日肾元。墙位于蛇陆家阅嘴金猪融贸役易区啊，建挡筑总扣面积姥33蚕5,恨42披0平贝方米厨，地哥下3扑层，结地上祝94瓦层。悠建成览后的米高度御达4距60贯米仆。总亡用钢鹊量2歪60锁00惭t，桑钢筋棉混凝饱土核烟心筒笛，外轰框钢欣骨混寻凝土膏及钢趴柱，仿目前森正在肤施工牺基础肿。央视乘新台冒址央视窗新台棒址建煮设工僵程位恶于北看京朝介阳区倡东三鼠环中目路、垦北京也商务随中心俘区的携核心她地段候，占请地面望积1坐8.忍7万虫平方跳米，厕总建怀筑面熟积5咬5万选平方事米,爪2垒30球m。驰央视分新台恨址建重设工价程总狼投资晶约5电0亿雁元人柿民币衔，2夜00摧3年巴10曲月开垂工建搞设，猪20产08刑年正东式运显行。台北坟10动1长宽屑各1宅50宇m，竟总面棉积3班02行77凑m2饶，塔肥高5闯08坦m，狮世界塑第一敞高楼葡，2合6层抄以上沉以8得层为爸一单伤元。素主要曾由巨谋柱、升核心毫系统筒及外敌伸桁威架梁沾。巨羊柱自敬地下情5层纱至地腥上9业0层卖，最贯大尺娃寸为钳2.挽4m庭x3君m。直径残5.拢5m炒，中贫67废0t认的阻摧尼器Lo皱ca燃ti轻on丛:之D蒜ub齿aiHe扶ig奥ht邀:嫁7枕05丑mFl雀oo念rs崇:佣1习60To念B槐e否Co衰mp超le短te壮d压:恰20法08（7逝）容习器、瓦管道牵支架梁、采谱油平茶台等遍特种臭结构陕西呜铜川毒天然榆气公狡司10男00氧立方喂米天续然气贤球罐大连随西太幕平洋霞石化岸有限听公司15煎00激立方软米C拍F-辟62漆钢球月罐海上石油平台（8销）轻币型钢学结构1.叶2建刷造过妈程和叮内在蚀缺陷工厂宫制造疗：构香件在搏工厂格按施坐工图垄尺寸轨下料蔽、切僻割、悲冲孔菌、连羞接等饼。工地捕安装笑：将筑单根企构件框和单甲元体朋在工誉地进诞行吊泉装、菊就位扫、连旬接等胡组成刚整体巩结构夺。几何筋缺陷猜（尺您寸、止面积巧）材料足缺陷插（偏枪析、分夹渣顺）1.英3故组成益原理跨越顽结构（桥塔梁、董单层猫结构僵）高耸恢结构（高黑层、鞋塔架麻、桅府杆）特种买结构便（容扒器、沫通廊构、采检油平别台等糊）跨越附结构微（单秧层）早期哈结构始形式厨：平面守体系交+支缝撑框架袭、框蛙排架拱型荐（三音铰拱课、二恳铰拱若、无蓄铰拱适）空间油结构悉形式衣：网锈架、促悬索里、穹鹿顶等网架结构拱结构桥梁网架倡节点高耸佣结构缩慧（结刚构形方式）钢框鸦架钢框倦架+岭支撑（抗毯震墙没、竖医向桁社架)筒体（筒情中筒翻、束舞筒）悬挂钉结构Lo林ca农ti恋on耀:伯C恢hi全ca债goHe匹ig盾ht绒:律4湿43视mFl矮oo敢rs静:凳1洲10Bu闸il稿t熊:诊19障731.盈4极眠限状妹态和舱概率零极限慢状态判法极限杨状态莫：承父载能叨力极怀限状蝴态和娃正常法使用两极限抗力赶（R江）和或荷载亭效应赌（S躺）：一阶悟分析绑