钢结构基本原理及设计

土木工程学院主讲：邵永松教授钢结构根本原理及设计钢结构根本原理及设计

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根本原理及设计课程内容体系介绍结构轴心构件

受弯构件

偏心构件材料开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栓计算方法设计原理钢结构根本原理及设计§1-1钢结构开展简史§1-2钢结构特点及应用§1-3钢结构的设计方法§1-4钢结构的新开展第1章绪论第1章绪论§1-1钢结构开展简史全国重点保护文物－泸定铁索桥，建于1705－1706年，桥身共由13根铁链组成；每根〔铁链〕由862－977节铁环相扣，每根铁链重1300－1800kg。1.古代开展§1-1钢结构开展简史根据文献记载，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钢结构开展简史公元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钢结构开展简史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钢结构开展简史建国前2.现代1927~1937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：沈阳皇姑屯机车厂钢结构厂房〔1927〕广州中山纪念堂圆屋顶〔1928~1931〕钱塘江大桥〔1937〕§1-1钢结构开展简史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钢结构开展简史由茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。该桥由他带着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根底工程，上部结构钢梁那么由英商道门朗公司承包制造和安装)。§1-1钢结构开展简史建国后第一个五年方案：以工业厂房〔156个大型工程〕、交通工程为主。第一重型机械厂第一汽车制造厂§1-1钢结构开展简史人民大会堂第二~第四个五年方案：以公共建筑为主。钢屋架跨度61米高度7米§1-1钢结构开展简史第五个五年方案~：以工业厂房、公共建筑、交通工程为主宝钢厂区§1-1钢结构开展简史芜湖长江大桥九江长江大桥(钢材15MnVN)§1-1钢结构开展简史瑞金饭店27层107米金沙江大酒店14层41.4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钢结构开展简史§1-1钢结构开展简史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钢结构开展简史上海金茂大厦上海证券大厦§1-1钢结构开展简史主跨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钢结构开展简史自1996年超过1亿吨以来，一直位列世界钢产量的首位，2006年更到达创纪录的3.8亿吨。我国新的?钢结构设计标准?GB50017和?冷弯薄壁型钢结构技术标准?GB50018也已发布实施。所有这些，为钢结构在我国的快速开展创造了条件。§1-1钢结构开展简史

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T·F·普里查德协助设计。这座桥横跨塞文河，跨度为30.5米。

3.钢结构在国外的开展史简介§1-1钢结构开展简史框架结构最初在美国得到开展，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钢结构开展简史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钢结构开展简史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，WilliamLeBaronJenney〕,共十层外形仍然保持着古典的比例§1-1钢结构开展简史巴黎的埃菲尔铁塔，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钢结构开展简史英国福斯桥,建于1889年，是世界上第一座现代化钢桥。计算简图§1-1钢结构开展简史钢拱桥是二十世纪早期常见的桥梁形式。§1-1钢结构开展简史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§1-1钢结构开展简史纽约帝国大厦马来西亚石油大厦§1-1钢结构开展简史纽约帝国大厦

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钢结构开展简史§1-1钢结构开展简史芝加哥西尔斯大厦柳京饭店，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钢结构开展简史框架结构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钢结构开展简史一、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、有焊接剩余应力；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钢结构特点及应用密封性能好§1-2钢结构特点及应用耐火性不好，易锈蚀钢结构通常在450～650℃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钢结构特点及应用屏蔽钢结构设置在耐火材料