同济大学钢结构

绪论钢结构？哪里用？如何用？主要内容一、钢结构的特点二、我国钢结构的应用三、钢结构主要结构形式四、钢结构可能的破坏形式五、钢结构设计要求一、钢结构的特点1、强度高，重量轻钢材比重：7850Kg/m3,抗拉设计强度（200～）N/mm2重量/强度＝40

混凝土比重：2500Kg/m3,抗拉设计强度（1～）N/mm2重量/强度＝2500

木材比重：500Kg/m3,顺纹抗拉强度（10～）N/mm2重量/强度＝502、材性好，可靠性高3、工业化程度高，工期短自动钢板切割埋弧自动焊作业面多现场基础施工工厂钢构制作4、有效使用空间大5、运输、安装方便6、可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用7、密封性好8、抗震性好9、有一定耐热性，但抗火性能差温度对钢材力学性能的影响需采取防火对策10、耐腐蚀性能差热浸锌（25年）酸洗、清洗、干燥、热浸锌、后处理质量稳定、工业化程度高，但构件尺寸受锌槽尺寸控制热喷铝复合涂层（25年）喷砂、喷锌（铝）、喷铝、喷复合涂层不受体型大小限制、无热影响，构件形状复杂时操作困难普通防腐蚀方法（3～5年）除锈、底漆、面漆操作方便，防腐有效年限短轻质高强材性好，可靠性高工业化程度高，工期短有效使用空间大运输、安装方便可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用密封性好抗震性好有一定耐热性，但抗火性能差耐腐蚀性能差二、我国钢结构应用我国钢结构应用不断增加：1.钢材生产技术发展迅速，产量、质量大大提高；2.钢结构设计、加工、安装能力均已接近世界先进水平。钢产量和消费的全球份额产量消费中国钢材增长曲线钢结构应用种类繁多，造型新颖，规模宏大。按功能分主要应用有：会展场馆体育建筑机场剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物会展场馆体育建筑机场剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物上海新国际博览中心湖南国际会展中心广州会展中心会展场馆体育建筑机场剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物2008奥运会国家体育场上海虹口足球场上海八万人体育场会展场馆体育建筑机场剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物浦东国际机场首都机场会展场馆体育建筑

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剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物金茂大厦1998年建成88层420m混凝土核心筒，钢巨型外伸桁架,钢骨混凝土巨型柱上海环球金融中心原方案（97年打桩），浦东陆家嘴，460m，97层停工5年后，于2003年又推出新方案，高492m，101层，建成为世界第一高摩天楼，37万多m2。会展场馆体育建筑

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剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物轻钢厂房大众汽车三期工程山东省日照市双禾家纺轻钢车间会展场馆体育建筑

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剧院高层建筑塔桅结构厂房仓储住宅桥梁储罐其他构筑物三、钢结构结构形式按构件单元尺度分：杆系，板、壳、膜按受力特点分：桁架、框架、悬索结构、杂交结构、张拉集成结构、索膜结构、拱或拱架杆系——以长度显著大于横向尺寸的构件为基本单元的结构体系。按几何形体可分为平面杆系和空间杆系；按受力性能可分为刚性杆系（可受拉、受压）、柔性杆系（仅可受拉）、刚柔结合杆系；按杆端连接形式可分为刚接杆系和铰接杆系。板、壳、膜——厚度显著小于其它两个方向尺度的结构件。板：以受弯为主；（绕切向轴受弯，平面构件）壳：以受压为主；（切向受压，空间构件）膜：仅受拉。（切向受拉，空间构件）杆系与板系的联系和渗透桁架：钢屋架、平板网架、网壳、空间桁架框架：门式刚架、空间刚架、刚架－支撑结构、刚架－抗剪桁架、框筒、筒中筒、巨型框架悬索结构：马鞍型、圆形杂交结构：拱、索，网架、索张拉集成结构：拉杆预应力张拉、少数压杆，经济、大跨索膜结构：拱或拱架：四、钢结构的可能破坏形式结构的整体失稳结构和构件的局部失稳结构的塑性破坏、脆性断裂结构的疲劳破坏结构的累积损伤破坏结构的整体失稳结构所承受的外荷载尚未达到按强度计算得到的结构破坏荷载时，结构已不能承担荷载，并产生较大变形，整个结构偏离原来的平衡位置而倒塌。结构和构件的局部失稳结构或构件在保持整体稳定的条件下，结构中的局部构件或结构中的板件已不能承受外荷载的作用而失去稳定。构件：受压柱、受弯梁板件：受压翼缘、受压腹板结构的塑性破坏、脆性破坏属结构的强度破坏。破坏时出现明显的变形的为塑性破坏；破坏时无明显的变形的为脆性破坏。结构的疲劳破坏结构在反复荷载（低于屈服强度）作用下产生的破坏。结构的累积损伤破坏结构在反复荷载（高于屈服强度）作用下，反复次数并不多的情况下产生的破坏。足够强度、刚度和稳定性，结构安全可靠；符合建筑使用要求，具有良好耐久性；节约钢材，减轻重量；制造简单、安装方便，节约劳动力；便于运输、维护；结构适当外露、美观。五、钢结构设计要求第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率

Ps(PT)<pi轴功率P：压缩机轴的输入功率绝热指示效率等温指示效率机