钢结构构造与识图（第2版） 课件 单元1 建筑钢结构发展及特点

钢结构构造与识图本课程（钢结构构造与识图）主要内容

模块一建筑钢结构识图基础知识

模块三多、高层钢框架构造与识图*

模块五钢桁架构造与识图

模块四重型钢结构厂房构造与识图

模块六空间网格结构构造与识图

模块二门式刚架构造与识图*课题1钢结构建筑发展回顾课题2钢结构建筑产业发展回顾课题3钢结构行业发展趋势和存在问题

——（我国钢结构发展方向）课题4各类建筑钢结构的发展和特点

——（钢结构的特点*、应用、组成）课题5学习方法及要求*、主要参考资料单元一建筑钢结构发展及特点

模块一建筑钢结构识图基础知识什么是钢结构建筑？钢结构建筑钢材为主材制成的建筑结构一般是指用钢板和热轧、冷弯或焊接型材通过连接件连接或焊接而成的能承受和传递荷载的结构形式。课题1钢结构建筑发展回顾古代文明：铁桥、铁塔建国——20世纪90年代中期：空前发展、节约钢材96年——：合理使用钢材、大力发展钢结构近代——艰难中奋进:铁桥、铁塔课题2钢结构建筑产业发展回顾钢结构建筑的迅猛发展带动钢结构建筑产业快速发展：二十世纪八十年代以前:——钢结构制作安装企业：中建系统、中铁系统、中冶系统

——制作设备简单，生产效率较低。九十年代以后：

——外资钢结构公司进入，引进国外先进的加工工艺和设备

——建成大量钢结构建筑

——为中国钢结构行业培训第一批管理技术人员。

——推动国产钢结构生产设备大量出现在国内市场。目前，国内年产量:超过5万吨的钢构企业有30余家

超过1万吨的钢结构生产企业超过100家

在1万吨以下钢结构制造企业超3000家企业所有制形式：国有、民营、外资独资、中外合资、乡镇集体所有等。课题2钢结构建筑产业发展回顾钢结构企业主要分布:”珠江三角洲、长江三角洲和环渤海经济区“。

——目前以宝冶钢构、冠达尔钢构、沪宁钢机、杭萧钢构、

精工钢构、东南网架等长江三角洲地区。

——尤其浙江省”萧山市“:

已形成东南网架、杭萧钢构、潮峰钢构为龙头的钢结构产业群，该市具有钢结构一级资质的企业就有10余家课题2钢结构建筑产业发展回顾课题3我国钢结构行业发展的趋势和存在问题1.3.1钢产量增长，政府鼓励，大批项目待建：——建筑钢结构应用、发展空间广阔。——目前，我国年钢产量达到8.2亿吨，而用于建筑钢结构的钢材只有3000多万吨。1.3.1今后一段时间，下列领域内钢结构用量将会增加：1.火力电厂等建设速度不断加快

——主厂房和锅炉钢架用钢量增加。2.交通工程桥梁增加

——铁路桥梁、公路桥梁用钢量增加3.市政建设钢结构增加

——地铁和轻轨工程、城市立交桥、高架桥、环保工程、城市公共设施及临时房屋等用钢量增加——奥运会、世博园4.钢结构住宅将增加——每年新增150万吨用钢量5.海外订单

课题3我国钢结构行业发展的趋势和存在问题1.3.2对钢结构未来发展看法和建议：1.立足国内，面向世界，与国际接轨。我国是产钢大国，但还不是钢结构强国。——尽快建立国际一流钢结构专业集团公司。2.应着重提高“设计、材料、加工、安装”质量。——没有高质量就没有竞争力和发展活力。——有关规范、规程应及时修订、补充。课题3我国钢结构行业发展的趋势和存在问题1.3.2对钢结构未来发展看法和建议：3.加大钢结构科研的投入力度

——不断进行技术改革和创新。4.加速培养高水平建筑钢结构人才

——钢结构教学要与时俱进，要紧跟市场、时代。课题3我国钢结构行业发展的趋势和存在问题拱结构网架结构膜结构网壳结构钢桁架结构悬索结构桥梁结构空间桁架结构多高层钢结构重型钢结构厂房大跨度钢结构轻型钢结构住宅钢结构高耸结构容器和其它构筑物可拆卸、可活动结构课题4各类建筑钢结构发展和技术特点1.4.1高层和重型钢结构高层钢结构建筑——反映国家经济实力和科技水平——20世纪80年代至今已建成和在建高层钢结构：

超百幢、总面积近千万平方米、用钢量近百万吨。课题4各类建筑钢结构发展和技术特点多高层钢结构-结构体系（一）纯框架体系纯框架体系武汉东风研发大楼钢框架新疆华凌国际商贸广场钢框架：建筑面积：30多万㎡层数：-2+6柱网：9*9m层高：3.6~6.4m唐山东方家园-8度设防3层钢框架建筑高度：23.95m层高：8.55m框架-支撑体系

（二）框架-支撑体系多高层钢结构-结构体系（三）框架-墙板体系框架-墙板体系平面立面多高层钢结构-结构体系框架-剪力墙体系（四）框架-剪力墙体系平面+=北仑新区行政中心多高层钢结构-结构体系框架-核心筒体系（五）框架-核心筒体系江西南昌华龙国际大厦约100m高层数：-2+29柱网：8.4*8.6m建筑面积：4万多㎡钢框架-钢筋混凝土核心筒体系--方钢管混凝土柱多高层钢结构-结构体系六、筒中筒体系、筒束体系筒中筒体系筒束体系高层、超高层钢框架结构体系密柱多高层钢结构-结构体系高层建筑排名名称高度(米)楼层(层)城市建成1迪拜塔828160

迪拜20102上海中心632118上海20153麦加皇家钟塔饭店60195沙特20124台北101大楼508101台北20045上海环球金融中心492101上海20086香港环球贸易广场490118香港20117双子大厦451.988吉隆坡19968南京紫峰大厦45089南京20089希尔斯大楼443110芝加哥197410京基10044288上海1999上海金茂大厦

金茂大厦是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5.6亿美元建设的一座88层的超高层大厦，建筑高度420.5米，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。总用钢量18000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。设计者为美国S.O.M事务所。上海冠达尔钢结构有限公司

制作加工上海环球金融中心上海环球金融中心：总投资1050亿日元。建筑面积33万平方米，地下3层，地上101层。高492米。用钢量65000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱，2008年8月29日竣工。央视新台址央视新台址建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北京商务中心区的核心地段，总建筑面积55万平方米,52层，高230m。央视新台址建设工程总投资约50亿元人民币，2003年10月开工建设，2008年正式运行。——全钢结构，用钢量14000吨长宽各150m，总面积30277m2，塔高508m，原世界第一高，26层以上以8层为一单元。由巨柱、核心系统及外伸桁架梁。巨柱自地下5层至地上90层，最大尺寸为2.4mx3m。88－92层之间，直径5.5m，重670t的阻尼器

台北101

迪拜塔——全球第一高楼钢、钢筋混凝土混合结构。47个月，主体700m，总高828米，162层，耗资10亿美元，集旅馆、办公、购物、公寓等多功能于一身，08年竣工。3.9万吨钢，33万吨混凝土。吊车吨位一般超过25t

钢结构重型厂房单层重钢厂房基本结构组成：基础钢柱、钢梁（桁架、网架）、吊车梁和制动系统支撑、屋面和墙面檩条、屋墙面板。吊车吨位一般超过25t吊车吨位一般超过25t1.4.1高层和重型钢结构全国每年将有200～300万平方米高层钢结构建筑施工——用钢量约45万吨。每年建设重型工业厂房1000万平方米。课题4各类建筑钢结构发展和技术特点1.4.2大跨度、空间钢结构网架*、网壳为代表的空间结构大量用于：

——民建、工厂、候机楼、体育馆、大剧院、博物馆空间桁架、拱架大跨结构大量用于：

——飞机航站楼、机库、会展中心等建筑课题4各类建筑钢结构发展和技术特点膜结构深圳会展中心拱结构上海工程技术大学体育馆网架结构网壳结构国家大剧院天津奥林匹克体育场钢桁架（平面）结构立体桁架结构国家体育场——“鸟巢”“鸟巢”——08年北京奥运会主体育场，31.5亿人民币。

“鸟巢”以巨大的空间刚架结构覆盖着9.1万人体育场。

鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构。

“鸟巢”采用了当今最先进的建筑科技。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，结构三维扭曲像麻花，加工、吊装、沉降、变形问题及相关施工技术难题被列为科技部重点攻关项目。国家游泳中心——水立方1亿美元——全世界第一座多面体空间钢架结构悬索结构北京工人体育馆日本代代木体育馆—昔日鸟巢桥梁结构悬索结构斜拉索结构1.4.2大跨度、空间钢结构据中国钢结构协会空间结构分会统计：

—网架和网壳，每年建造1500座，250万平米，用钢7万吨；—空间桁架，每年建造20座，60万平方米—膜结构，每年建造40座，11.7万平方米—悬索结构，已建造几十座，几万平方米悬索和膜结构专家预计每年将以20%的速度增加。课题4各类建筑钢结构发展和技术特点1.4.3轻钢结构：用钢量较低-每平米30公斤左右。轻钢结构是相对于普通钢结构而言的：有门式刚架、拱型波纹钢屋盖结构等：课题4各类建筑钢结构发展和技术特点轻型钢结构——门式刚架结构1.4.3轻钢结构—拱型波纹钢屋盖结构:

跨度一般为8米，最大40m

每平方米自重仅为20公斤课题4各类建筑钢结构发展和技术特点1.4.3轻钢结构——我国轻钢结构建筑广泛用于轻型厂房、仓库、各类市场、体育场馆等建筑。——全国每年新建轻钢房屋：门式刚架共1000万平方米、用钢约20万吨。金属拱形波纹结构—每年增长250万平方米。课题4各类建筑钢结构发展和技术特点1.4.4钢－混凝土组合结构钢－混凝土组合结构：充分发挥钢材、混凝土两种材料各自优点的合理组合——具有优良工作性能——大量节约钢材、降低工程造价、加快施工进度，污染小，符合我国建筑结构发展的方向。课题4各类建筑钢结构发展和技术特点1.4.4钢－混凝土组合结构80年代开始，应用于冶金、造船、电力、交通并迅速进入桥梁工程、高层与超高层建筑中:

上世纪90年代，我国建成世界跨度最大公路拱桥

——全国已建成的组合结构拱桥已超过300座。课题4各类建筑钢结构发展和技术特点广州丫鬓沙大桥，桥长360米，——钢管混凝土拱桥邢台钢铁路大桥

提篮式钢管混凝土下承式拱桥重庆万县长江大桥，420米跨，劲性钢管混凝土骨架拱桥四、各类建筑钢结构发展和技术特点（四）钢－混凝土组合结构全用组合结构的超高层建筑深圳赛格广场大厦，高291.6米，地上75层属世界最高钢－混凝土组合结构。—全国已建成采用组合结构的高层建筑已超过40幢1.4.5钢结构住宅

---热点发挥钢结构住宅自身优势，提高住宅综合效益：1.自重轻，省空间2.抗震性能好。3.现场工作量小，

缩短工期4.污染少，可回收课题4各类建筑钢结构发展和技术特点轻钢住宅其它钢结构高耸结构东方明珠电视塔青岛电视塔

广州塔-“小蛮腰”容器和其他构筑物大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐海上石油平台活动车库活动桥可拆卸、活动结构活动板房总之，钢结构主要特点是：1.自重轻，强度高2.抗震性好3.施工速度快4.省空间5.环保，易回收6.密闭性好7.耐热性好、耐火性差8.抗腐蚀性差课题5学习方法及要求学习方法：

1.教材为主，图集、图纸

为辅

2.预习（上课之前看看书和图集）

3.听讲，笔记（准备笔、笔记本或记书上）

4.复习（勤学好问、及时复习和应用）

5.作业:及时、独立、保质完成（准备作业本）要求：1.掌握:主要钢结构建筑的组成、节点构造连接；

2.熟练识读:相关设计图、施工图。（参考专业书籍、图集、规范、图纸等，活学活用）主要参考资料：利用图书馆、书店、网络、工程查询或下载：

钢结构方面“书籍、图集、图纸、规范、照片、图片等辅助学习。2.钢结构等方面重要网站及网址列举如下：筑龙学社

/中国建筑金属结构网/中国钢结构网/中国钢结构人才网/智慧职教网（查钢结构方面）/

小结作业（思考）：下节提问1、21.钢结构分类、特点、应用、组成

2.本课学习方法

3.预习单元2钢结构分类、特点*、应用、组成本课程的学习方法*青春寄语——致全体同学为全人类的钢结构事业而共同奋斗！衷心感谢大家！六、钢结构专业发展方向和职业规划*

（职业）轻钢结构设计员钢结构详图转化员（师）钢结构施工员岗位职业要求具有良好的公民道德、社会责任感；职业道德、团队精神；人文、科学、政治素质职业专门技术能力职业关键能力专业核心能力①小型钢结构设计；②钢结构施工详图转化；③钢结构工程施工技术。专业拓展能力①钢结构项目管理；②钢结构工程预算；③钢结构工程质检；④土建工程施工。基本素质职业能力①具有门式刚架、钢桁架等基本钢结构的设计能力；②具有钢结构工程施工详图转化能力；③具有钢结构工程施工技术指导能力；④具有一定的钢结构工程质量检验能力；⑤具有一定的钢结构工程项目管理能力；⑥熟悉专业规范及建筑法律。组织协调能力；学习与适应能力；团体协作能力；创新能力。毕业综合实践与答辩基本素质专业核心能力专业拓展能力课程材料力学结构力学建筑识图与构造建筑结构基础*钢结构设计基础*钢结构构造与视图*钢结构cad制图*钢结构软件操作钢结构专业常用规范课程德育思想概论形势与政策大学生就业指导英语体育高等数学计算机文化基础实习实践环节社会实践设计能力实习实训环节生产性实训基础训练练①钢结构建筑制图能力实训②建筑基本构件校核能力实训③钢结构设计校核能力实训④钢结构设计及详图转化能力实训详图转化能力实习实训环节生产性实训基础训练*钢结构构造与视图*钢结构施工技术*钢结构cad制图*钢结构软件操作钢结构专业常用规范①钢结构cad制图能力实训②钢结构设计及详图转化能力实训③钢结构构造与视图实训课程施工技术能力课程*钢结构施工技术钢结构焊接制造建筑钢结构测量*钢结构质量控制与事故处理钢结构专业常用规范实习实训环节生产性实训基础训练①钢结构测量能力实训②钢结构制作安装实训③钢结构施工实训④钢结构专业综合实践（设计制作安装部分）课程*钢结构质量控制与事故处理钢结构工程项目管理钢结构预算与报价建筑施工技术建筑结构基础①钢结构焊接制作工艺实训②钢结构专业综合实践（预算及施工组织部分）实习实训环节生产性实训基础训练职业资格证书职业资格证书顶岗实习职业关键能力学习适应能力职业资格证书制图员预算员、质检员施工员、测量员①学习新技术与新知识能力②适应工作环境与社会环境能力组织协调能力在工程建设过程中可以较为有效的组织施工，协调各个工序及各参与单位的关系团体协作能力能够与团体成员良好沟通团结协作，高效完成工作任务创新思维能力勤于思考、钻研找到解决问题的最佳途径工厂制作工地安装蛭石涂料原料蛭石板茅以升，著名桥梁专家。24岁即为教授。承担多项重大工程项目。出土汉武帝时期铁桥墩泸定铁索桥1706年—跨度100m

桥面宽2.8m—同期英国建成跨度、桥面均较之小重达1.35吨=45石玉泉寺

—东汉末年甘露寺

—东吴初年巴黎艾非尔铁塔-1887艾菲尔铁塔EiffelTower建成于1887年，巴黎的象征。整个塔高320.75米，黄昏时前往登上塔顶俯瞰夜景最佳。登顶的方式有爬楼梯和乘电梯两种。塔楼分三层，一、二楼有餐厅、咖啡座等，三楼是眺望台。第一层离地57米，第二层115米，第三层276米。1934年8月8日——钱塘江大桥动工1933年夏，著名桥梁建筑专家茅以升任钱塘江大桥工程处处长，全权负责设计、施工。大桥系中国首次采用双层联合桥型式，下层为单线铁路，上层为双线公路及人行道，全长1453米，设16孔，合金钢钢梁。经费由国民政府铁道部和浙江省负担，共500万余法币。钱塘江大桥武汉长江大桥

_茅以升1949年——中央人民政府决定修建武汉长江大桥。1950年——政务院责成铁道部进行勘测和设计。1953年——3月完成初步设计。在钢梁设计中，为充分发挥材料强度，简化制造工作，方便在江面高空拼铆作业，主桁杆件采用了Ｈ型截面；而采用的悬臂架设法，则是我国架梁技术的重要进步。1955年9月1日建桥工程开工。1957年10月15日通车。

南京长江大桥建成于1968年，是长江上第一座由我国自行设计建造的双层式铁路、公路两用桥。上层的公路桥，车行道宽15米，可容4辆大型汽车并行，两侧还各有2米多宽的人行道；下层的铁路桥，宽14米，双轨对开。江面上的正桥长1577米，其余为引桥，是我国桥梁之最。南京长江大桥

多、高层钢结构河北省第一例钢结构建筑作品——国内领先

商务·商业·公寓巨型复合建筑航母项目作品

集成地标性建筑城市新景观

集成钢结构420000㎡建筑群规模

集成高层钢结构建筑

集成钢结构应用国家建设部推广的“十项新技术”

开创节能环保施工无尘效应

铁矿石炼钢生铁球墨铸铁生铁铸造生铁轻型钢结构轻型钢结构主要是采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门式刚架，C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的低层和多层预制装配式钢结构房屋体系。轻型钢结构主要应用是门式刚架、轻钢住宅等

多高层钢结构多高层钢结构主要是采用型钢、钢板连接或焊接成构件，再经连接而成的结构体系。多高层钢结构常采用钢框架结构、钢框架—支撑结构、钢框架—混凝土核心筒（剪力墙）结构等形式。归纳钢结构特点钢结构特点——具有强度高、自重轻、工厂化制造等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。投资回收快、环境污染少。二、钢结构的特点和应用范围1.钢结构的特点

强度高、重量轻

材质均匀、塑性、韧性好、抗震性能好Es=2.0×105N/mm2

Ec=(2.2～3.8)×104N/mm2

砼fc=(7.2～35.9)N/mm2

Q235钢fy=235N/mm2

工业化程度高、安装快捷、施工周期短

拆迁方便、回收易、更环保

密闭性好

耐火性差

耐腐蚀性差150℃时强度无变化

600℃时强度约为0蛭石板、蛭石涂层或石膏板防护除锈、涂漆＋定期维护钢结构的建造过程：