钢结构一PPT课件

精品课件 1 林exlin 钢结构设计原理 精品课件 2 教科书 张耀春钢结构设计原理新世纪土木工程系列教材北京高等教育出版社参考书 1 夏志斌 姚谏主编 钢结构 原理与设计 中国建筑工业出版社 2004年7月 2 中华人民共和国建设部 钢结构设计规范 GB50017 2003 中国计划出版社2003年10月 3 Spiegel L andLimbrunner G F AppliedStructuralSteelDesign 清华大学出版社 2005年1月 4 刘声杨编著 钢结构疑难释义 附解题指导 中国建筑工程出版社 2004年9月 精品课件 3 第一章概述 钢结构 钢材制成的工程结构 钢板热轧型钢冷弯薄壁型钢 钢构件 连接 连接 钢结构 钢材 焊缝螺栓铆钉 梁 板柱 桁架 精品课件 4 实际结构 简化 计算简图 构件内力 力学分析 截面分析或构件分析 构件设计 施工制作 工程结构设计施工过程 学习这门课程时 应将钢结构与其它工程结构如钢筋混凝土结构 砌体结构进行对比掌握 共性 结构体系 内力分析 设计程序个性 材料性质 结构形式 构件计算方法 构件连接方法和构造处理方法 精品课件 5 三 结构构造 受力分析 计算简图与工程实际的差异材料性能 例如锚固长度施工条件 螺栓间距不能太小未见因素 简支梁设弯起钢筋 四 连接方法五 防护 掌握五个问题 二 计算理论 一 特点 应用 材料学 强度 稳定 刚度 疲劳 局部稳定 定性理解 解析 概念设计 静力 整体稳定 精品课件 6 一些难以作出精确力学分析或在规范中难以具体规定的问题 必须由工程师运用 概念 进行分析 作出判断 以便采取相应措施 例如结构破坏机理的概念 力学概念以及由震害和试验现象等总结提供的各种宏观的和具体的经验 也包括一些教训 这些概念和经验要贯穿在方案确定及结构布置的过程中 也要体现在计算简图或计算结构的处理中 还应对确定薄弱部位 加强构造等等起作用 概念设计 精品课件 7 第一节钢结构的特点和应用 一 特点 二 应用 1 强度高 结构重量轻 2 材质均匀 塑性韧性好 3 具有良好加工性能 制造简便 施工周期短 4 密封性好 6 钢材耐腐蚀性差 7 钢材耐热但不耐火 1 大跨度结构 2 重型厂房结构 3 受动力荷载影响的结构 6 高耸结构 5 可拆卸的结构 7 容器和其它构筑物 8 轻型钢结构 5 可重复利用 8 具有低温冷脆现象 4 多高层结构 9 钢 混凝土组合结构 精品课件 8 一些工程图片 福州西湖宾馆室内游泳池 精品课件 9 大连金州体育场 精品课件 10 建造中的世贸中心 精品课件 11 工业厂房 精品课件 12 广东南海市佛像 精品课件 13 干煤棚网壳 精品课件 14 金华太阳城网壳 精品课件 15 中山福兴炼油厂储油罐 精品课件 16 杭州未来世界游乐公园中的网壳 精品课件 17 一 概率极限状态设计法 一 结构的功能要求 二 结构的可靠度 三 结构的极限状态 第二节钢结构设计方法 精品课件 18 1 承载能力极限状态 第一类极限状态 及其两个准则 对应于结构或构件 达到最大承载力 出现不适于继续承载的变形 静力强度疲劳破坏丧失稳定倾覆 第一准则 结构变为机动体系 出现过度的塑性变形 第二准则 精品课件 19 2 正常使用极限状态 第二类极限状态 构件丧失稳定和强度破坏有本质的区别 强度破坏是由个别截面承载力不足造成的 而丧失则取决于整个构件的刚度 对应于结构或构件 达到正常使用或耐久性能的某项规定限值 变形 振动 局部破坏 精品课件 20 3 第一类极限状态第二准则与第二类极限状态对变形的要求的区别 精品课件 21 四 概率极限状态设计原理 以概率论为基础的极限状态设计法的简称 1 结构的可靠指标 和失效概率pf 设随机变量R 结构的抗力 与材料 截面形式 尺寸有关 S 荷载对结构的综合效应 内力 应力 变形 与作用值 类型 结构形式 计算方法等有关 Z 结构的功能函数 g 为功能函数 xi i 1 n 为随机变量 精品课件 22 若R与S均服从正态分布 则Z也是正态分布随机变量 Z 平均值 Z 标准差 图1 16pf与 的对应关系 与ps与pf是一一对应的 故称可靠指标 对于非正态分布的随机变量可作当量正态变换 找出它的当量正态分布的平均值和标准差 然后就可以按照正态随机变量一样对待 概率密度函数 精品课件 23 1 材料性能的不定性 主要是指材质的变异性以及加工 受荷 环境和尺寸等因素引起的材料性能变异性 KM 2 构件几何参数的不定性 主要指制作尺寸偏差和安装误差等引起的构件几何参数的变异性 KA 3 构件计算模式的不定性 主要指抗力计算所采用的基本假设和计算公式不精确等引起的变异性 KP R KM KA KP RK RK 结构或构件抗力的标准值 3 目标可靠度指标 规范或标准规定的 值 由 校准法 确定 P16 通过对原有规范作反验算 找出隐含在现有工程结构中相应的可靠指标值 经过综合分析后确定设计规范中相应的可靠指标值 2 影响构件抗力R的主要因素 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001 规定设计基准期为50年 对风 雪荷载的观测和分析是在50年内连续进行的 精品课件 24 五 分项系数概率状设计表达式 GB50009 2001 由可变荷载效应控制的组合 由永久荷载效应控制的组合 f fy R 0 结构重要性系数 QiK和 Q1K 第i个和第一个可变荷载效应 设计时把效应最大的可变荷载取为第一个 G QiK 分别为永久荷载 第i个可变荷载的分项系数 按 GB50009 2001 规定采用 ci 第i个可变荷载的组合值系数 按建筑结构荷载规范 GB50009 2001 规定采用 1 一般设计表达式 精品课件 25 由可变荷载效应控制的组合时 G 1 2或1 0 由永久荷载效应控制的组合时 G 1 35或1 0 对于一般排架 框架结构 可采用简化规则 2 简化设计表达式 只有一个可变荷载 有多个可变荷载 3 钢结构设计规范 GB50017 采用应力设计表达式 1 17 1 18 中R和S都取为应力 式中 f RK R fy R 材料的强度设计值 由永久荷载效应控制 按 1 3 13 计算 精品课件 26 二 结构内力的分析方法 一 一阶弹性分析方法 二 框架结构的近似二阶弹性分析方法 1 二阶弹性分析 2 框架结构的近似二阶弹性分析 1 P 效应的基本概念 2 多层框架的近似二阶弹性分析 精品课件 27 第四节钢结构的发展 一 材料 高性能钢材 二结构形式 如组合结构 杂交结构 三 计算理论 全概率极限状态设计法 四 制作工艺 自动化制作施工 规范 普钢 钢结构设计规范 GB50017 2003 薄钢 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018 2002 精品课件 28 本章的复习思考题 1 1钢结构的特点 应用范围 1 2结构的极限状态 a 两类极限状态的概念或两类极限状态所对应的准则 b 钢结构设计中第一类极限状态中的两个准则各包括那些情况 c 钢结构设计中第二类极限状态中的两个准则各包括那些情况 d 简述第一类极限状态的第二准则与第二类极限状态中关于变形限值准则的主要区别 1 3影响结构抗力R的三个主要因素是什么 精品