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钢结构 原理与设计 浙江大学建筑工程学院钢结构研究室 2020年3月21日 浙江大学钢结构研究室 1 2020 3 21 可编辑 2 第一章绪论 1 1钢结构的特点与应用1 2钢结构体系与组成构件1 3钢结构设计与设计规范1 4钢结构荷载与荷载组合1 5钢结构课程内容与要求 2020 3 21 可编辑 3 1 1钢结构的特点与应用 钢结构的主要特点 优点1 强度高 重量轻2 质地均匀 各向同性4 塑性 韧性好3 施工质量好 且工期短 4 密闭性好5 用螺栓连接的钢结构 适用于移动性结构缺点1 钢材的耐腐蚀性较差2 钢结构耐热性不防火3 由于强度大 构件截面小 厚度薄 存在稳定问题 4 低温工作条件下或受有较大应力集中时 钢材变为脆性 2020 3 21 可编辑 4 钢结构的应用 1 重型工业厂房2 高层房屋钢结构3 大跨度结构4 高耸结构5 因运输条件不利 或施工期要求尽量缩短 或施工现场场地受到限制6 密闭性要求较高的板壳结构7 需经常装拆和移动结构 2020 3 21 可编辑 5 1 2钢结构体系与组成构件 结构荷载 竖向荷载 水平荷载结构传力体系 竖向荷载传递体系水平荷载传递体系结构体系就是两种体系的结合 2020 3 21 可编辑 6 梁式结构 横向受力 抵抗剪力 弯矩 2020 3 21 可编辑 7 刚架结构 考梁柱受弯抵抗荷载的体系 2020 3 21 可编辑 8 拱架结构 拱轴受压受弯的体系 2020 3 21 可编辑 9 桁架结构 由轴心受力构件组成格构式体系 2020 3 21 可编辑 10 网架与网壳 网架结构 由轴心受力构件组成平板体系网壳结构 由轴心受力构件组成曲面体系 2020 3 21 可编辑 11 预应力钢结构 张力索和受拉 压构件 2020 3 21 可编辑 12 悬索结构 张拉索受力体系 2020 3 21 可编辑 13 复合结构 以上的结构的组合 2020 3 21 可编辑 14 组成构件 钢结构的三种基本构件 轴心受力构件 轴向荷载 受拉 受压 受弯构件 横向荷载 拉弯和压弯构件 轴向 横向 弯矩 元件 连接 构件 连接 结构 2020 3 21 可编辑 15 1 3钢结构设计与设计规范 钢结构设计过程 1 结构选型和结构布置2 确定选用的钢材牌号 3 建立结构的计算简图 确定其所受的各类荷载 4 按不同荷载分别进行结构内力分析 进行内力组合 确定各构件在最不利组合下产生的最大内力 5 进行各构件的截面设计 6 进行构件相互间的连接设计 7 绘制施工详图 编制材料表 2020 3 21 可编辑 16 钢结构设计规范 钢结构设计规范 GB50017 2003 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018 2002 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS102 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99 98 网架结构设计与施工规程 JGJ7 91各种钢结构设计手册 2020 3 21 可编辑 17 1 4钢结构荷载与荷载组合 竖向荷载 永久荷载D可变荷载L雪荷载其他竖向荷载 积灰荷载 水平荷载风荷载W地震荷载E其他水平荷载 吊车制动荷载 荷载标准值 95 的保值率 2020 3 21 可编辑 18 设计方法 结构设计的目的 安全 适用 持久 经济的实现建筑的功能如何完成设计目的 现在设计方法 概率理论为基础的极限状态法安全性 荷载变大 抗力变小 大小是相对于平均值的 原来安全系数法 抗力 安全系数适用性 变形小于规定变形加速度小于规定加速度 舒适度 耐久性 规定的使用年限 分项系数 2020 3 21 可编辑 19 以概率理论为基础的极限状态设计法 极限状态 承载能力极限状态 验算强度和稳定 正常使用极限状态 验算刚度和变形 采用分项系数法 对承载能力极限状态 荷载标准值x分项系数 荷载设计值材料抗力标准值 分项系数 抗力设计值对正常使用极限状态 荷载采用标准值多种荷载同时作用是采用组合系数 2020 3 21 可编辑 20 一般荷载组合 一般设计值组合 1 35D 0 7x 1 4L 恒荷载控制1 2D 1 4L1 2D 1 4L 0 6x1 4W活荷载为主的有风组合1 2D 1 4x0 7 或0 9 L 1 4W风荷载为主的组合0 9 1 0 D 1 4W风荷载为主倾覆验算1 2 D 0 5L 1 3E地震工况D 0 5L 1 3E地震工况倾覆验算其他情况要根据具体情况来定一般标准值组合 只有组合系数没有分项系数 2020 3 21 可编辑 21 1 5钢结构课程内容与要求 课程内容1 钢结构的特点和应用范围 2 结构钢材的基本性能及影响性能的主要因素 钢材发生脆性破坏的原因及预防措施 钢材牌号的正确选用 3 各种连接方法及其计算规定 4钢结构各类 基本构件的截面形式 破坏特征 工作性能 构造要求及计算方法等 5 钢结构各构件间的连接构造及计算 包括柱头 柱脚 梁与梁的连接 梁与柱的连接等 2020 3 21 可编辑 22 学习要求 1