《钢结构概述》PPT课件.ppt

钢结构SteelStructure,本课件内容,绪论钢结构的材料钢结构的连接轴心受力构件受弯构件拉弯和压弯构件单层厂房结构,第一章绪论,第一节钢结构的特点第二节钢结构的设计方法第三节钢结构的应用和发展,1、优点材料力学性能好强度高如：C20,fc=10N/mm2钢Q235f=215N/mm2塑性好韧性好材质均匀，可靠性高便于机加工，施工周期短重量轻如：30M钢架4T5T30MR.C屋架14T17T密封性好具有一定的耐热性,第一节钢结构的特点,钢结构的特点,2、缺点耐火性差当钢表面的温度达300oC400oC以后，其强度，弹性模量显著下降，600oC时几乎为0。耐锈蚀性差需定期维护，增加了维护费用。在低温下易发生脆性断裂,第二节钢结构的设计方法,结构需有足够有强度、刚度和稳定性，安全可靠要符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性尽可能节约钢材尽可能缩短制造、安装周期结构要便于运输、便于维护在可能情况下，尽可能美观,一、钢结构设计变迁1957年以前：采用总安全系数的容许应力计算法19571974：采用三个系数的极限状态计算法19741989：采用以结构极状态为依据，进行多系数分析，用单一的系数表示的容许应力计算法1989：采用以概率论为基础的极限状态设计法,第二节钢结构的设计方法,1、总安全系数容许应力法,缺点：安全系数凭工程经验确定的一定值，这样，各种构件的可靠性将不能保证比较一致的水平。,2、三系数极限状态设计法特点：明确提出了两种极限状态，采用三个系数来考虑结构构件的安全储备问题，避免单一安全系数的缺陷,缺点：材质均匀系数概念重复。强度标准不是明确概率取值，而是取钢的废品限值，不符合概率方法,3、以结构极限状态为依据，多系数分析后用单一安全系数的容许应力计算法,缺点：各种载荷并不相同，各种构件承受荷载的情况也不一定相同，构件的几何尺寸变异并不完全一致，采用统一的安全系数显然不可能获得相同的安全度。,4、以概率为基础的极限状态设计法把各种参数（载荷效应、结构抗力等）作随机变量，运用概率分析法并考虑变异性来确定设计采用值。把概率分析引入结构设计方法，显然比容许应力法先进，标志我国在设计理论上前进了一大步，迈入了国际先进水平。,二、结构概率极限状态设计法*,1、基本概念结构可靠度：结构在规定的时间（50年），规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用、正常维护）下，完成预定功能的概率。失效概率：结构不能完成预定功能的概率。结构的功能要求安全性适用性耐久性,2、结构作用作用效应结构构件抗力结构作用：施加在结构上的各种荷载及引起外加变形或约束变形的原因（如荷载、基础下沉、温度变化、焊接等）作用：永久作用可变作用偶然作用作用效应（S）:结构作用引起结构或构件的内力（轴、弯、剪）和变形（挠度、转角）。结构抗力（R）：结构或构件承受作用效应的能力。,3、结构的极限状态和极限状态方程（1）结构的极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，这一特定状态称为结构的极限状态。两种极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态,（2）极限状态方程用RSR=SR0结构处于可靠状态z=0结构处于极限状态Z0结构处于失效状态Z=R-S称为极限状态方程这样，结构可靠概率为Ps=p(R-S)0结构失效概率为Ps=p(R-S)0且Ps+Pf=1绝对可靠的结构是不存在的，只要Pf达到人们可以接受的程度是安全的,（3）可靠指标结构功能函数Z=R-S由于R和S均为正态分布的随机变量，其均值和标准差分别为,失效概率,Z=R-S,Pf,f(z)概率密度函数,由于计算复杂，且必须知道R、S的分布密度函数，故用可靠性指标来度量结构可靠性,可见:b大则Pf小；b与Pf有一一对应关系b称结构可靠性指标,（4）概率极限状态设计表达式,将改写为,结构抗力结构作用效应若规定了，并有R、S、R、S，就可利用上式进行设计或验算。,三、钢结构设计的基本规定,1、承载能力极限状态,对一般排件及框架结构，可采用简化计算式,=0.9，其它情况取=1。,2、正常使用极限状态（如变形验算，按荷载短期效应组合）,第三节钢结构的应用和发展,工业厂房大跨度结构多层、高层结构高耸结构板壳结构特种结构各种轻钢结构房屋组合结构可拆卸或移动的结构承受振动荷载和地震作用的结构,厂房结构,厂房结构,大跨度结构,大跨度结构,“像生命体一样会呼吸的环保建筑”，外部覆盖一层利用太阳能发电的超轻“膜结构,大跨度结构,多层房屋,多层房屋,高层结构,高层结构,高层结构,塔桅结构,壳体结构,壳体结构,桥梁结构,桥梁结构,桥梁结构,其它钢结构,其它钢结构,一.世界贸易