第一章 钢结构绪论.ppt

钢结构基本原理,东北电力学院贾玉琢,钢结构建筑（悉尼香港银行）,钢结构：,由梁、板、柱、桁架等钢构件通过焊缝、螺栓等连接组制成的工程结构。,你所了解的钢结构都有哪些呢？,一、主要内容：,1、材料：,钢材的工作性能及其机械性能指标；,影响钢材性能的各种因素；,钢材的种类及规格；,钢材的破坏形式。,合理选用钢材的基础,概论,2、基本构件设计,轴心受拉和受压构件,受弯构件,拉弯和压弯构件,对承受动荷载的构件还要做疲劳计算,3、连接设计,焊接连接,螺栓连接,普通螺栓,高强螺栓,4、结构设计,屋盖钢结构、平台钢结构、单层厂房结构、多层及高层钢结构等结构的结构布置、受力特点、内力分析、节点设计及构造要求等。,二、钢结构课程的特点：,1、理论性很强又密切联系实际,2、既古老又年轻的学科,3、与前期课程联系紧密（材料力学、结构力学、工程制图等）,三、注意问题：,1、认真掌握基本概念和基本理论（极限状态、屈曲、强度、刚度稳定等）；,2、善于归纳；,3、联系工程实际学习；,4、解题条理清楚，单位统一；,5、养成查找规范的好习惯；,力：KN、KN/m、KN/m2；力矩：KNm；截面几何特征：cm2、cm3、cm4；强度：N/mm2。解题时均化成N、mm单位,6、注意识图,四、考核：,期末试卷（）平时成绩（）,平时成绩组成,课堂测试,课后作业,查找资料，提交报告或论文,提交报告参考提纲：1、钢结构在世界和中国的发展趋势如何？结合以上信息，谈学好钢结构的重要性。2、介绍几个大型（著名）的钢结构工程。（结构类型、维护结构及材料、连接、施工方法等）3、介绍先进的防腐、防火、焊接、加工等方法4、介绍新型钢材（特点、构造、应用范围等）,五、参考资料：,1、其他钢结构教材；2、钢结构设计规范；3、钢结构设计手册；4、相关的中、外文期刊和杂志,5、钢结构设计规范各个国家有哪些异同？,第一章概述,大纲要求：,1.掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。,2理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用。,3了解钢结构的发展趋势。,一、钢结构的特点：,(1)建筑钢材强度高，塑性韧性好,强度高，适用于建造跨度大、高度高、承载重的结构。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂。韧性好，适宜在动力荷载下工作，地震区宜用钢结构。,(2)钢结构的重量轻,同样跨度承受同样的荷载，钢屋架的重量最多不过为钢筋混凝土屋架的1/3-1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近l/10重量轻，可减轻基础负荷，降低基础造价,(3)材质均匀和力学计算的假定比较符合,钢材组织比较均匀，接近各向同性，为理想的弹性塑性体，钢结构实际受力情况和工程力学计算结果符合好,(4)钢结构制作简便，施工工期短，投资回收快,钢结构构件一般是在工厂制作，施工机械化，准确度和精密度皆较高连接简单，安装方便，施工周期短。,(5)钢结构密闭性好,钢结构的钢材和连接(如焊接)的水密性和气密性好，适宜于要求密闭的板壳结构，如高压容器、油库、管道等。,(6)钢结构耐腐蚀性差,钢材容易锈蚀，对钢结构必须注意防护,(7)钢材耐热但不耐火,(8)钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂,钢材表面温度超过150后需进行隔热防护。温度达600钢材即不能承载,？,？,二、钢结构的应用范围,1、大型工业厂房2、大跨结构（建筑、桥梁）3、高耸结构4、多层和高层建筑5、承受振动荷载及地震作用的结构6、板壳及特种结构7、可拆卸或移动结构8、轻钢及与混凝土的组合结构9、其它特种结构（膜结构）,三、钢结构的发展,材料：铸铁锻铁钢材（新型钢材）合金,连接：销钉铆钉（19世纪）焊接（20世纪初）螺栓连接（高强）,结构形式：桥、塔多种多样的结构,设计方法：安全系数以概率为基础的极限状态设计法,钢结构加工：简单加工现代化加工机械,四、钢结构的设计方法：,概率极限状态设计方法,1、极限状态：,当结构或其组成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时，此特定状态就称为该功能的极限状态,极限状态,第一：承载能力极限状态,第二：正常使用极限状态,（强度、稳定、疲劳、倾覆）,（变形、振动、局部破坏,功能函数：,，结构处于可靠状态,，结构处于失效状态,=，结构达到临界状态,可靠度,失效概率,2、设计表达式：,分项系数设计表达式,分项系数设计表达式：,荷载设计值荷载标准值荷载分项系数,抗力设计值抗力标准值荷载分项系数,（1）承载能力极限状态，按荷载效应的基本组合或偶然组合进行,由可变荷载效应控制：,由永久荷载效应控制：,按荷载效应的基本组合：,必要时按规范进行偶然组合,计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值，动力荷载应乘以动力系数；计算疲劳和变形时，应采用荷载标准值，动力荷载不乘以动力系数。,（2）正常使用极限状态，应采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合,钢结构设计时只考虑标准组合：,对钢与混凝土组合梁尚应考虑准永久组合,在日前的一次钢结构行业会上，有关人士指出，钢结构有九大研究课题：一、钢结构体系的创新；二、钢结构的理念和实践；三、钢结构施工工业化、施工和检测机具的革新；四、与钢结构相匹配的建筑材料的开发；五、钢结构设计、施工、防火、抗灾标准的补充、修订和完