钢结构-概述课件

钢结构§1-1钢结构在我国的发展概况§1-2钢结构特点及合理应用范围§1-3钢结构的设计方法§1-4钢结构的发展第1章概述第1章概述第一章绪论1.2钢结构的特点和应用1.2钢结构的特点和应用1.轻质高强★2.

匀质等向体6.制造工厂化，施工装配化短★5.不渗漏7.耐腐蚀性差8.耐热不耐火1.2.1钢结构的特点3.

塑性和韧性好★4.良好的焊接性能(1)钢结构自重轻而承载力高（轻质高强）a=容重/屈服强度,a越小，结构就越轻。钢材：a=1.7～3.7×10-4/m；钢砼：a=18×10-4/m；木材：a=5.4×10-4/m。钢材容重虽大，由于强度高，同荷载结构需要的构件截面小,结构自重轻，运输和安装方便。例如：当跨度和荷载相同时，普通钢屋架的重量仅为钢筋混凝土屋架重量的1／3～1／4。若采用薄壁型钢屋架则更轻。所以钢结构特别适用于跨度大、建筑物高、荷载重的结构。自重轻—>每根柱子的轴压减少6000～

7000KN；地震反应减少30%～40%；地基压力减少25%以上—>地震区软弱地基。柱子截面小—>增加有效使用面积3%～6%。Q235钢

密度：7850kg/m3屈服强度fy：235N/mm2C30混凝土

密度：2450kg/m3抗压强度f

c

：14.3N/mm2

2.最接近均质等向体

内部微观组织均匀，各向同性——各个方向的力学性能大致相同；使用状态下，钢材属于理想弹性体，弹性模量大（206×103N/mm2），变形小（ε<0.001），适用叠加原理，可简化计算；这些物理力学性能，最符合目前所采用的计算方法（材料力学和结构力学）的基本假定。所以钢结构的实际受力情况与计算结果最吻合，精度可达5%左右。3.塑性和韧性好

塑性(plasticity)和韧性(toughness)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（0.2~0.3），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。

4.良好的焊接性能

焊接技术的发展是近代钢结构发展的重要因素之一焊接性能好——钢材在焊接过程中和焊接后，都能保持焊接部分不开裂的完整性。——焊接部分不比原材质力学性能差

5.

具有不渗漏的特性

无论焊、铆或螺栓连接都可以做到密闭不渗漏；各种容器，特别是高压容器（输油/水/气管、大型油库、船舶）的良好材料特点(6)制造工厂化

施工装配化制作、安装简便，施工精度高，工期短，符合工业化要求。因此，钢结构可以降低总造价，节省投资，提高经济效益和资金周转率。下面给出日本钢结构住宅施工过程的例子。日本装配式钢结构住宅50天施工过程第一日堪察现场第二日维护现场，拆除旧房第十日基础完成第二十日房屋单元安装完毕第二十五日门窗安装完毕，内墙安装完毕、石膏板安装完毕天棚、地面开始制作第三十日室内外装修基本完毕第三十五日电器、洁具、上下水管道安装调试完毕第四十三日班组自行检查调整第四十八日公司检查第四十九、五十日使用说明介绍完工后的室内完工后的外观(7)钢结构耐腐蚀性差

应采取防护措施新建的钢结构必须先除锈，然后刷防锈涂料或镀锌，且每隔一段时间要重复一次，维护费用较大。若采用不易锈蚀的耐候钢（防腐能力提高2到4倍），则可节省大量劳动力和维护费用，但材料一次投资成本高，目前还较少采用。特点(8)耐热性能好

但防火性能差——耐热不防火；

温度<150℃时，钢材的物理力学性能变化很小；

温度达到250℃左右时，钢材的抗拉强度提高而塑性降低，冲击韧性下降，材料变脆；

当温度>300℃时，钢材的屈服点和极限强度急剧下降；

到达600℃左右时，强度接近于零。

故当结构表面长期受辐射热达150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时，须采用隔热和防火措施。

——

混凝土/砖包裹起来；

——防火涂料主流；

——耐火钢部分采用潜力大；特点第一章绪论纽约世界贸易中心第二次撞击的瞬间1.2.2合理应用范围：

在房屋建筑中，以下情况宜采用钢结构：

(1)重型厂房结构：如冶炼厂的平炉车间、热轧车间、混铁炉车间；重型机械厂的铸钢车间、锻压车间、水压机车间；造船厂的船体车间；飞机制造厂的装配车间等。

应用范围25

(2)大跨度结构：如飞机库，体育馆，展览厅，影剧院，大型交易市场等屋盖结构。

应用范围26(3)高耸和高层建筑：

高耸——高压输电线路塔、变电架构、电视广播发射塔——钢结构减少主要荷载——风载；应用范围27(3)高耸和高层建筑：

前面也提到我国建造了不少高层钢结构建筑应用范围28(4)受动力荷载的结构

韧性好重量工作制吊车的吊车梁。

应用范围西安变压器厂（400t吊车）吊车梁

(5)可拆卸和移动的结构

活动房屋——工地的活动板房

《《返回应用范围

(6)容器和管道

高压气罐管道煤气罐锅炉等

应用范围陕西铜川天然气公司1000立方米天然气球罐大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐(7)轻型钢结构

轻型钢结构（lightsteelstructure）是由冷弯薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢，圆钢等组成的结构。

——安徽芜湖951一期工程的厂房；

——浙江吉利临海机车工业公司厂房；

——住宅钢结构（建设部“十五”重点）

莱芜12层钢框架-混凝土核心通钢结构住宅《《返回应用范围(8)其他结构

1）塔桅结构

2）板壳结构

3）桥梁结构

4）人行立交桥

《《返回应用范围合理应用范围-总结高、大、重型和轻型结构；——应用范围在不断发展中谢谢！第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率

Ps(PT)<pi轴功率P：压缩机轴的输入功率绝热指示效率等温指示效率机械效率总效率（绝热、