鋼結構的應用和發(fā)展.ppt

鋼結構的特點、應用和發(fā)展,西安建筑科技大學 2004年6月,1、鋼結構的特點,鋼結構是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。與其他材料的結構相比具有以下優(yōu)點： （1）材料強度高，鋼材質量輕。 （2）韌性、塑性好。 （2）材質均勻。 （3）制造簡單，施工周期短。 （4）密封性好。,鋼結構的缺點有： （1）耐熱但不耐火 150攝氏度時強度無變化，600攝氏度時強度約為0。 （2）鋼材耐腐蝕性能差，維護費用高。,2、鋼結構的應用,（1）大跨度鋼結構 鋼屋架 網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構 懸索結構 拱架結構 橋梁結構,國家體育場,國家體育場建筑體形上像鳥巢?？扇菁{8萬人。平面為橢圓形,長軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個146m76m的開口，這部分將設計成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面 ，總用鋼量達16萬t 。,天津奧林匹克體育場俯瞰效果圖,“綠色奧運”、“科技奧運”、“人文奧運” 建筑底面面積為80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù)6層，最高點高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。 屋頂結構采用鋼桁架懸挑結構 。屋面桁架落地，形似露珠 。,國家大劇院,位于北京人民大會堂西側，西長安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬平方米，總投資26.88億元，目前已進行過網(wǎng)殼部分設計與施工驗收審查會議。 該工程外部圍護結構為鋼結構網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設歌劇院（2416席）、音樂廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設在水下 。設計為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，北京市建筑設計研究院參與主體設計 ，整體結構用鋼量達6750t，195kg/m。,（2）重型廠房結構 西安變壓器廠（400t吊車）,（3）高層建筑 80年代我國建造的11棟高層鋼結構基本上都是國外設計、施工承建。 目前我國已建和在建的高度超過100m的鋼結構有48棟。,上海環(huán)球金融中心,由日本森大廈株式會社的全額子公司森海外株式會社及日本具有代表性的銀行、保險公司、商社等36家企業(yè)，偕同政府系統(tǒng)機構日本海外經(jīng)濟協(xié)力基金(OECF)聯(lián)合投資的上海環(huán)球金融中心，總投資逾750億日元。位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，建筑總面積335,420平方米，地下3層，地上94層。建成后的高度達460米 ?？傆娩摿?6000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱，目前正在施工基礎。,上海金茂大廈,金茂大廈是由中國上海對外貿(mào)易中心股份有限公司獨家投資5.6億美元建設的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬平方米，于1998年8月28日竣工。 總用鋼量14000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。設計者為美國S.O.M事務所。,央視新臺址,央視新臺址建設工程位于北京朝陽區(qū)東三環(huán)中路、北京商務中心區(qū)的核心地段，占地面積18.7萬平方米，總建筑面積55萬平方米, 230m。央視新臺址建設工程總投資約50億元人民幣，2003年10月開工建設，2008年正式運行 。,央視新臺址,大連遠洋大廈,大連遠洋大廈由大連遠洋運輸公司、中遠房地產(chǎn)開發(fā)公司與美國ESPIRIT公司聯(lián)合投資14.8億人民幣開發(fā)的集五星級酒店和甲級寫字樓為一體的智能大廈。 總建筑面積14.8萬平方米。其中：A座為五星級酒店，地上51層，總高200.8m。鋼筋混凝土核心筒，外框鋼框架。設計、加工、安裝全部國產(chǎn)化。,臺北101,長寬各150m，總面積30277m2，塔高508m，世界第一高，26層以上以8層為一單元。主要由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。巨柱自地下5層至地上90層，最大尺寸為2.4mx3m。,直徑5.5m，中670t的阻尼器,（4）高聳建筑 電視塔、微波塔、通訊塔等,東方明珠電視塔,東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以其468米的高度成為亞洲第一高 塔。她于1991年3月開始建造，1994年11 月完工，總重量達12萬噸，總投資8.3億元人民幣。 東方明珠塔由三根直徑為九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個小球、塔座和廣場組成。,（5）輕型鋼結構,（6）容器和其他構筑物,陜西銅川天然氣公司 1000立方米天然氣球罐,大連西太平洋石化有限公司 1500立方米CF-62鋼球罐,3、鋼結構的組成,跨越式結構 跨越地面上的一定空間，包括橋梁和單層房屋結構。 高聳結構 從地面向上發(fā)展的結構，包括高層房屋、塔架和桅桿結構。,4、鋼結構設計方法,鋼結構的概率極限狀態(tài) （1）承載能力極限狀態(tài) 對應于結構或結構構件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形，包括以下幾個方面： 整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）； 結構構件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續(xù)承載； 結構轉變?yōu)闄C動體系； 結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）； 地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。,（2）正常使用極限狀態(tài) 對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值： 影響正常使用或外觀的變形； 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）； 影響正常使用的振動； 影響正常使用的其它特定狀態(tài)。,概率極限狀態(tài)設計方法 設計基本原則：技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質量 0，結構處于可靠狀態(tài) Z=R-S =0，結構處于極限狀態(tài) 0, 結構處于失效狀態(tài) 除疲勞計算外，鋼結構設計規(guī)范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，用分項系數(shù)的設計表達式進行計算。,5、鋼結構的發(fā)展,（1）高性能鋼材（強度、塑性和韌性、耐火、耐候等） Q235-A b (f) GB 700-88 -B b (f) -C -D Q345(390、420)-A GB/T 1591-94 -B -C -D -E,（2）對