钢结构设计基本原理课程课件全册课件汇总.ppt

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1、钢结构设计基本原理,【全套课件】,钢结构课程的学习方法,根据教学大纲要求，本课程主要讲授钢结构的基本原理以及构件设计计算内容；本课程的特点是大家对钢结构的感性认识还较少，结构构造复杂，理论性强（特别是稳定理论）；受课时限制，不能过多地详细讲解例题，一定要从受力概念上理解问题，加强课前预习与课后复习；多做习题与思考题。,本 课 程 的 内 容,第一章 绪 论第二章 钢结构的材料第三章 钢结构的连接第四章 轴心受力构件第五章 受弯构件设计第六章 拉弯和压弯构件,第 一 章 绪 论,第一节 钢结构的特点第二节 钢结构的应用第三节 钢结构的设计方法第四节 钢结构的发展方向,1.1钢结构的特点,不同材料

2、形成的结构有各自的特点。钢结构(steel structure)是由钢板或型钢制造而成的结构，其主要特点如下：,1.强度(strength)高,与其他材料诸如木材、砖石、混凝土相比，钢材的容重虽然大，但强度高很多。现举例说明，钢结构设计规范（GB50017-2003）中，强度最低的钢材为Q235，其抗拉、抗压强度设计值为215N/mm2，混凝土设计规范（GB50010-2002）中标号最高的为C80，其抗拉、抗压强度设计值分别为 2.22N/mm2、35.9N/mm2,由此可见，前者抗拉强度为后者的 97倍，而抗压强度为6倍。因此，在相同的荷载和条件下，钢结构的重量轻。,2.塑性(plasti

3、city)、韧性(toughness)好,由于钢材的塑性好，一 般情况下，钢结构不会因偶然或局部超载而发生突然断裂，而是以事先有较大变形为先兆。钢材的韧性好，则使钢结构能很好地承受动力荷载，这些性能均对钢结构的安全提供了可靠保证。,钢材的内部组织均匀，非常接近于各向同性体，在使用应力阶段，钢材为理想弹性工作，符合工程力学的基本假定。因此，钢结构实际受力情况与力学计算结果吻合好，可根据力学原理建立钢结构的计算方法。,3.材质均匀,可焊性是钢结构的独特优点。由于钢材的可焊性解决了钢结构的制作问题，致使钢结构连接大为简化，可制造各种复杂形状的结构。当然焊接也将产生残余应力、残余变形以及热影响区脆性等

4、问题。,5.工业化程度高,钢结构采用的型钢和钢板，经专业厂家制作为钢构件，然后运至工地安装。型钢的大量采用再加上专业化的生产，故精度高、制作周期短。工地安装广泛采用螺栓连接，良好的装配性使工期大为缩短。此外，已建钢结构也易于拆卸。,4.可焊性(weldability)好,6.密闭性好,钢材本身组织致密，焊接的钢结构可以做到完全密闭，甚至铆接或螺栓连接都可以做到。因此，可用于建造气密性和水密性要求高的气罐、油罐和高压容器。,7.耐腐蚀性差,钢材在湿度大和有腐蚀性介质的环境中容易锈蚀。因此，为确保钢结构的耐久性，必须采用油漆、镀锌等防护措施，故维护费用较高。,钢材当辐射热温度低于150时，钢材的主

5、要性能变化很小。因此，其耐热性能较好。当温度超过150时，材质性能有所变化，需采取隔热措施，当温度达到600左右，钢结构会瞬间崩溃，完全丧失承载力。因此，耐火性能差，必须采取一定的防火措施。美国世贸大楼的坍塌充分说明了钢结构耐火性能差是一致命缺憾。,8.耐热不耐火,1.2钢结构的应用,站在现代建筑结构技术的发展前沿，可以说世界上没有不能实现的结构，只有不合理的结构。根据钢结构本身的特点，结合我国国民经济的发展，钢结构在土木工程领域合理的应用范围大致如下：,1.工业厂房(industrial factory building),工业厂房可分为轻型、中型和重型工业厂房，主要根据是否设置吊车以及吊车

6、吨位的大小和运行频繁程度而定。例如，炼钢车间、锻压车间等。近年来，轻型门式刚架结构在工业厂房中的应用十分普遍。,2.大跨结构(large span structure),大跨结构可以充分发挥钢结构强度高、自重轻的优点。比如，体育馆、会展中心、飞机库、剧场等。尤其在悬索桥、斜拉桥等桥梁工程中的应用。,3.高层结构(high-rise structure),高层结构，尤其是超高层结构能充分发挥钢结构强度高，塑性、韧性好，抗震性能优越等优点。例如，办公楼、宾馆、住宅等。近年来，随着我国钢产量的逐年增加，钢结构在多层、高层、超高层建筑中的应用将会更加广泛。,4.高耸结构(towering structure),高耸结构主要包括塔架和桅杆结构。如电视塔、输电线塔、钻井塔、环境大气监测塔、广播发射桅杆等。,5.容器、贮罐、管道,如大型油库、油罐、气罐、煤气库、输油管等。,6.可拆卸或移动的结构,如建筑工地的活动房，临时的商业或旅游业建筑，塔式起重机，龙门吊等。此类结构多为轻钢结构并采用螺栓或扣件连接。,7.其他构筑物,如高炉、运输通廊、栈桥、管道支架等。,重型厂房结构 西安变压器厂（400t吊车）