钢结构设计原理之概述三

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。天津奥林匹克体育场俯瞰效果图

“绿色奥运”、“科技奥运”、“人文奥运”建筑底面面积为80,000m2，屋顶面积76,719m2，地上层数6层，最高点高度53.00m，可容纳观众数60,000。屋顶结构采用钢桁架悬挑结构。屋面桁架落地，形似露珠。国家大剧院

位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷，总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元，目前已进行过网壳部分设计与施工验收审查会议。该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计

，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。

（2）重型厂房工业厂房；“重”指厂房内吊车吨位大，工作频繁。上海宝山钢铁厂连铸车间内吊车吨位达450t。单层厂炸房多层工酱业厂房金陵石化总厂（3）拦受动力谎荷载影别响的结浪构主要毙利用绞钢材缴的冲击韧昂性性能何，当型厂房骂内设铃有产监生动哲力作液用的字设备陕如：害锻锤易、电谁机、机风机香、吊吊车等浩，厂贷房的犹承重杰结构爬用钢诸结构净。（4）然可拆卸辱结构临时性安建筑物移动的变建筑物需拆态迁的阵建筑蹈物主要躺是由笑于其洋承重楼结构漂的构昨件之柴间的反连接许可用众螺栓革，便艳于拆条卸，贵并且谁构件东可以固重复创使用曲。（5）劝高耸结舒构塔架桅杆东方明笛珠电视徐塔东方要明珠押广播骑电视写塔座没落在家上海宝浦东隔新区枕黄浦捞江畔墓，以晌其4待68小米的处高度欠成为双亚洲苹第一蚂高贞塔。失她于柿19观91租年3爽月开补始建烫造，泪19斥94竞年1翠1剃月完戚工，宰总重妻量达飘12咬万吨落，总谦投资贵8.融3亿浇元人江民币锹。东方命明珠每塔由净三根号直径俊为九奥米的孕擎天伤立柱盛、太气空舱氧、上脾球体争、下标球体财、五狗个小另球、吐塔座匙和广安场组挤成。（6绸）高层时建筑80年厘代我国静建造的恋11栋灶高层钢贵结构基挑本上都汤是国外季设计、林施工承相建。至今摊为止铸，我删国已钟建和仆在建速的高艺层钢川结构裳有8堪0多兵幢。买主要大分布湖在上办海、态北京书、深救圳等胡。地王大版厦上海边金茂倍大厦金茂大凡厦是由亚中国上要海对外都贸易中枪心股份贩有限公彻司独家抢投资5苍.6亿川美元建唐设的一午座88榆层的超邀高层大担厦，建闷筑高度响420应.5米舞，建筑裙面积2主8.9可万平方处米，于虎199选8年8到月28旨日竣工愈。总此用钢量欺140骂00t无，钢筋捡混凝土剩核心筒万，外框塑钢骨混确凝土及旅钢柱。声设计者咽为美国议事务所抛。上海脊环球素金融佣中心由日货本森宅大厦喉株式丽会社汗的全物额子千公司僻森海划外株漆式会混社及错日本哥具有套代表绘性的秃银行悄、保崖险公令司、兔商社摔等3妙6家士企业泽，偕秒同政朗府系蛾统机共构日哲本海渐外经雾济协暗力基碰金(较OE梳CF站)联融合投接资的夸上海日环球苗金融趣中心野，总描投资乌逾7身50才亿日用元。屠位于捕陆家翅嘴金死融贸痕易区陪，建怖筑总拉面积锻33遗5,尘42姓0平景方米话，地装下3炉层，皂地上茎94勇层。宴建成辈后的询高度装达4幕60良米希。总霜用钢涛量2薄60垫00惭t，聋钢筋呀混凝乌土核返心筒弃，外蚁框钢锯骨混却凝土韵及钢岂柱，撒目前赛正在脖施工高基础雷。央视新致台址央视新结台址建绳设工程万位于北仁京朝阳啊区东三形环中路界、北京每商务中胃心区的能核心地灵段，占摧地面积党18.济7万平敲方米，膀总建筑只面积5泛5万平谊方米,罪23筝0m。宝央视新者台址建负设工程默总投资吊约50交亿元人吸民币，唱200发3年1骨0月开凳工建设茶，20崇08年制正式运坛行。台北1后01长宽豆各1道50举m，托总面汇积3车02决77嗓m2山，塔详高5勤08榨m，滨世界盖第一姑高楼玩，2俘6层钥以上休以8绕层为傲一单璃元。面主要初由巨静柱、议核心怠系统唐及外斜伸桁健架梁没。巨坐柱自种地下臣5层消至地倒上9律0层忘，最茄大尺屋寸为窃2.表4m岸x3竖m。直径肢5.烂5m酒，中盐67仪0t灵的阻正尼器Lo既ca施ti小on岂:胸D落ub迎aiHei柱ght欲:无705蔽mFlo抄ors队:向160To冠B搭e完Co隐mp涉le荷te号d蹲:级20调08（7）撒容器、洞管道支韵架、采吧油平台筝等特种律结构陕西铜首川天然贱气公司100愧0立方片米天然锋气球罐大连西备太平洋用石化有体限公司150套0立方厘米CF隐-62赚钢球罐海上石油平台（8经）轻尿型钢锡结构1.团2建亿造过负程和妄内在弓缺陷工厂制待造：构悦件在工事厂按施殿工图尺理寸下料轮、切割站、冲孔竞、连接辞等。工地安跪装：将斧单根构里件和单忙元体在凶工地进两行吊装艳、就位武、连接轨等组成莫整体结硬构。几何缺暑陷（尺架寸、面炮积）材料谢缺陷俭（偏国析、掘夹渣紧）1.狱3罢组成亦原理跨越免结构（桥梁翠、单层现结构）高耸结热构（高辅层、戴塔架床、桅集杆）特种鸽结构睛（容意器、尝通廊敬、采柜油平食台等爬）跨越其结构个（单泰层）早期裤结构渣形式旁：平面体昏系+支槽撑框架、姿框排架拱型（涂三铰拱筐、二铰劝拱、无抬铰拱）空间结值构形式肠：网架按、悬索鞠、穹顶佣等网架结构拱结构桥梁网架墨节点高耸且结构祥（结燃构形质式）钢框架钢框培架+贡支撑（抗眨震墙士、竖症向桁香架)筒体（筒诞中筒匪、束很筒）悬挂壮结构Loc寨ati档on垂:C依hic甲agoHe宁ig淡ht毅:槽4积43蒙mFlo巴ors性:抵110Bu盆il柿t怨:亏19袋731.4亩极限状云态和概云率极限袖状态法极限状宇态：承更载能力蚕极限状痕态和正铸常使用量极限抗力块（R旺）和肌荷载尤效应郊（S轨）：一阶分铺析、二蛇阶分析坚和三阶打分析：椅荷载效被应的内浮力分析盘的方法乔。概率蝴极限昼状态翅法：折1-划1公很式设计表遣达式：距1-1肿11.弓5拼钢结裙构的著发展高强钢飘材的应丑用：Q缓235课、偿Q34价5、湿Q39款0、叨Q42航0对极限矩状态的贿了解：悠近似概关率法题全概法结构鲁体系山的发息展：念钢-咸混凝奏土混瘦合结金构、助索张晋拉结逗构、解索-丢膜结技构、斧膜结舱构计算