钢结构特点及应用课件

1、一、钢结构的特点2. 塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度好，抗震性能好； 1. 强度/重量比大；稳定性3. 具可焊性、易加工制造、具良好的装配性；4. 密封性好；5. 可以重复利用；6. 有一定的耐热性，但是耐火性较差；7. 易锈蚀、有焊接残余应力；8. 低温冷脆。1-2 钢结构特点及应用1-2 钢结构特点及应用 工业化程度高（具可焊性、易加工制造、具良好的装配性）1-2 钢结构特点及应用 密封性能好1-2 钢结构特点及应用耐火性不好，易锈蚀钢结构通常在450650 温度中就会失去承载能力发生很大的变形，导致钢柱、钢梁弯曲，因过大变形不能使用一般不加保护的钢结构的耐火极限为15

2、分钟左右。1-2 钢结构特点及应用 A. 外包层在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，可以采用喷涂法。 B. 充水(水套)空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。 提高钢结构耐火性的措施1-2 钢结构特点及应用1.大跨度结构 有空间桁架、网架、网壳、悬索、张弦梁、拱架和框架等二. 钢结构的应用国家大剧院1-2 钢结构特点及应用北京中华世纪坛1-2 钢结构特点及应用3. 受动力荷载作用的结构（桥梁、吊车梁）1-2 钢结构特点及应用深圳地王大厦4.多层与高层结构香港中银汇丰银行1-2 钢结构特点及应用上海环球金融中心根据设计方案，大厦高 492 米、 101 层，建成后其高度将超过目前居世界

3、第一的马来西亚大厦（高 452 米）。 1-2 钢结构特点及应用多伦多电视塔多伦多电视塔东方明珠1-2 钢结构特点及应用6. 可拆卸移动结构应用于建筑、铁路、公路、水利、商业、旅游和军事等领域的办公室、指挥部、宿舍、会议室、仓库、商店及各种临时用房。1-2 钢结构特点及应用各种筒仓南京扬子石化化工厂1-2 钢结构特点及应用 配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系，即轻钢结构体系。体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。由于自重轻，也降低了基础的造价。8. 轻型钢结构彩钢板作屋面和墙面 薄壁型钢作檩条和圈梁 H型截面做柱与梁 现

4、场用螺栓或焊接门式钢架为主要结构的一种建筑1-2 钢结构特点及应用厂房、库房、体育馆展览馆机场机库 已建和在建的浦东国际机场、首都国际机场、萧山国际机场、成都双流国际机场等 重要工程。1-2 钢结构特点及应用全钢结构无吊车砼柱+钢屋盖排架结构1-2 钢结构特点及应用多层循环类停车设备1-2 钢结构特点及应用9. 钢与混凝土组合结构黑龙江省联通大厦1-2 钢结构特点及应用2. 三系数极限状态设计法 五十年代七十年代将一个安全系数分解为三个系数：超载系数材料均质系数工作条件系数特点-提出两种极限状态：（1）承载力极限；（2）正常使用极限状态。1-3 钢结构的设计方法3. 半概率极限状态设计法 八十

5、年代SK是荷载效应标准值； R k是结构构件抗力标准值。K1 荷载系数（1.23)K2材料系数(3号钢K2为 1.143，16Mn钢为 1.175)K3调整系数(一般等于1)令是构件截面的几何特征1-3 钢结构的设计方法1.3.1 概率极限状态设计法 将影响结构功能的诸因素作为随机变量，认为任何设计都不能保证绝对安全，而是存在一定风险，只要失效概率小到可接受的程度，可认为结构是安全的。思想：半概率法 近似概率法 全概率法 1-3 钢结构的设计方法结构的功能要求 结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有： (1) 正常施工和正常使用时，能承受可能出现各种作用； (2) 正常使用时具有良好的工作性

6、能； (3) 正常维护下具有足够的耐久性； (4) 在设计规定的偶然事件（如地震、火灾、爆炸、撞击等）发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。1-3 钢结构的设计方法二. 结构的可靠度 结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。 一般建筑物的设计基准期为50年。三. 结构的极限状态 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。承载力极限状态 强度破坏、疲劳破坏、结构和构件丧失稳定。(2) 正常使用极限状态 影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏。1-3 钢结构的设计方法 R、S受许多随机因素影响而不具确定性。结构可靠度定义：结

7、构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。 0 可靠1. 结构功能函数 Z=R - S = 0 达极限状态 0 失效状态结构抗力荷载对结构的综合效应四. 概率极限状态设计原理1-3 钢结构的设计方法结构可靠度失效概率 归并R、S两个基本变量，设二者都服从正态分布，这样Z也是正态随机变量。平均值标准差2. 失效概率可靠指标1-3 钢结构的设计方法可靠指标 表示平均值，确定曲线位置；表示离散程度，确定形状。只要二者确定，正态分布 f (z)就确定令： f (z)Z 指标确定了 f (z)的分布，由其可确定失效概率Pf1-3 钢结构的设计方法 半概率法是分别考虑荷载效应与抗力的变异性，概率法

8、是用可靠指标将荷载与抗力的变异性对结构的影响联合考虑。五. 设计表达式按照概率表达式不符合人们习惯将公式转化为设计人员熟悉的分项系数设计式：Z=RS1. 承载力极限状态表达式 1-3 钢结构的设计方法根据结构功能要求，进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时应考虑作用效应的偶然性（如火灾、爆炸、撞击、地震等偶然事件的组合） (1) 基本组合 可变荷载效应控制的组合：结构重要性系数荷载效应值分项系数组合值系数1-3 钢结构的设计方法构件本身的承载能力（抗力）R是材料性能和构件几何因素的函数：材料强度的标准值抗力分项系数几何因素（截面积或截面抵抗矩）材料或连接设计强度1-3 钢

9、结构的设计方法 永久荷载效应控制的组合： 对于一般排架、框架结构，可采用简化式计算：由可变荷载效应控制的组合： 由永久荷载效应控制的组合，仍按上式进行计算 1-3 钢结构的设计方法(2)偶然组合 极限状态设计表达式宜按下列原则确定： 偶然作用的代表值不乘分项系数；与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值 具体的设计表达式及各种系数，应符合专门规范的规定。 2. 正常使用极限状态表达式结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为： 1-3 钢结构的设计方法1-4 钢结构的新发展1.4.1 结构用钢的新发展 高强度高性能钢、低屈服点钢和耐火钢的开发和应用 Q420钢，该钢材(15MnVN)已应用在九江长江大桥建设压型钢板 薄壁型钢应用网架和网壳结构