安徽理工大學鋼結構PTT第一章

1、鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院鋼結構基本原理鋼結構基本原理主講：胡水木主講：胡水木Tel結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 鋼結構的材料鋼結構的材料第三章第三章 鋼結構的連接鋼結構的連接 第四章第四章 軸心受力構件軸心受力構件第五章第五章 受彎構件設計受彎構件設計鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 鋼結構的特點和應用鋼結構的特點和應用第二節(jié)第二節(jié) 鋼結構設計要求與設

2、計方法鋼結構設計要求與設計方法第三節(jié)第三節(jié) 鋼結構的發(fā)展方向鋼結構的發(fā)展方向第四節(jié)第四節(jié) 本課程的主要內容、特點和學習方法本課程的主要內容、特點和學習方法鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院第一節(jié)第一節(jié) 鋼結構的特點和應用鋼結構的特點和應用 1. 強度高，自重輕強度高，自重輕;2. 塑性、韌性好，各向同性、力學性能與力學假定符合程度塑性、韌性好，各向同性、力學性能與力學假定符合程度好，材質均勻，抗震性能好；好，材質均勻，抗震性能好；3. 工業(yè)化程度高，具可焊性、易加工制造、良好的裝配性；工業(yè)化程度高，具可焊性、易加工制造、良好的裝配性；4. 密封性好；密

3、封性好；5. 結構拆除后，廢材可以回爐重復利用；結構拆除后，廢材可以回爐重復利用；6. 有一定的耐熱性，但是耐火性較差；有一定的耐熱性，但是耐火性較差；7. 易銹蝕、有焊接殘余應力；易銹蝕、有焊接殘余應力；8. 低溫冷脆。低溫冷脆。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 工業(yè)化程度高工業(yè)化程度高（具可焊性、易加工制造、良好的（具可焊性、易加工制造、良好的裝配性）裝配性）鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 密封性能好密封性能好鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院耐火性不好，易銹

4、蝕耐火性不好，易銹蝕鋼結構通常在鋼結構通常在450650 溫度中就會失去承溫度中就會失去承載能力載能力發(fā)生很大的變形，導發(fā)生很大的變形，導致鋼柱、鋼梁彎曲，因過致鋼柱、鋼梁彎曲，因過大變形不能使用大變形不能使用一般不加保護的鋼結一般不加保護的鋼結構的耐火極限為構的耐火極限為15分鐘左分鐘左右。右。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 有空間桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、有空間桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、張弦梁、拱架和框架等懸索、張弦梁、拱架和框架等國家大劇院國家大劇院鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 鞍鋼大連鍍鞍鋼大連鍍鋅線主

5、廠房工程鋅線主廠房工程鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院深圳地王大廈深圳地王大廈香港中銀香港中銀匯豐銀行匯豐銀行鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院電視塔電視塔衛(wèi)星衛(wèi)星/飛船發(fā)射塔飛船發(fā)射塔鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院應用于建筑、鐵路、公應用于建筑、鐵路、公路、水利、商業(yè)、旅游和軍路、

6、水利、商業(yè)、旅游和軍事等領域的辦公室、指揮部事等領域的辦公室、指揮部、宿舍、會議室、倉庫、商、宿舍、會議室、倉庫、商店及各種臨時用房。店及各種臨時用房。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院煉油廠容器煉油廠容器各類管道各類管道鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院水泥罐水泥罐化工廠容器化工廠容器糧倉糧倉鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院彩鋼板作屋面和墻面彩鋼板作屋面和墻面 ，薄壁型鋼作檁條和圈梁，薄壁型鋼作檁條和圈梁 ， H型型截面做柱與梁，現(xiàn)場用螺栓或焊接，門式鋼架為主要結構

7、的截面做柱與梁，現(xiàn)場用螺栓或焊接，門式鋼架為主要結構的一種建筑一種建筑鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院第二節(jié)第二節(jié) 鋼結構設計要求與設計方法鋼結構設計要求與設計方法鋼結構設計時應滿足以下要求：鋼結構設計時應滿足以下要求： 鋼結構及構件在荷載作用下，應安全可靠；鋼結構及構件在荷載作用下，應安全可靠； 要滿足使用要求和耐久性；要滿足使用要求和耐久性； 要滿足經濟要求。要滿足經濟要求。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 Kfyfy是鋼材的屈服強度；是鋼材的屈服強度； K安全系數(shù)。安全系數(shù)。鋼結構基本原理鋼結構基本原

8、理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院極限狀態(tài)方法是將影響結構可靠性的各種參數(shù)作為隨極限狀態(tài)方法是將影響結構可靠性的各種參數(shù)作為隨機變量，用概率論和數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析，采用可靠機變量，用概率論和數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析，采用可靠度理論，求出結構在使用期間應滿足要求的概率。結構度理論，求出結構在使用期間應滿足要求的概率。結構的極限狀態(tài)可以分為以下兩類：承載能力極限狀態(tài)和正的極限狀態(tài)可以分為以下兩類：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。常使用極限狀態(tài)。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 結構在規(guī)定的設計使用年限內應滿足的功能有：結構在規(guī)定的設計使

9、用年限內應滿足的功能有： a. 正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)各種作用；正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)各種作用； b. 正常使用時具有良好的工作性能；正常使用時具有良好的工作性能； c. 正常維護下具有足夠的耐久性；正常維護下具有足夠的耐久性； d. 在設計規(guī)定的偶然事件（如地震、火災、爆炸、撞擊在設計規(guī)定的偶然事件（如地震、火災、爆炸、撞擊等）發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。等）發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院 結構在規(guī)定的時間內，規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率結構在規(guī)定的時間內，規(guī)

10、定的條件下，完成預定功能的概率。 一般建筑物的設計基準期為一般建筑物的設計基準期為50年。年。 極限狀態(tài)指整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不極限狀態(tài)指整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求。能滿足設計規(guī)定的某一功能要求。a. 承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài) 強度破壞、疲勞破壞、結構和構件喪失穩(wěn)定。強度破壞、疲勞破壞、結構和構件喪失穩(wěn)定。b. 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 影響結構、構件和非結構構件正常使用或耐久性能的局部損影響結構、構件和非結構構件正常使用或耐久性能的局部損壞。壞。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑

11、學院結構可靠度定義：結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定條件下結構可靠度定義：結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定條件下，完成預定功能的概率。，完成預定功能的概率。 0 可靠可靠 Z=R - S = 0 極限狀態(tài)極限狀態(tài) 0 失效狀態(tài)失效狀態(tài)結構抗力結構抗力荷載對結構的綜合效應荷載對結構的綜合效應 R、S受許多隨機因素影響而不具確定性。受許多隨機因素影響而不具確定性。鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院222SRZSRz)0(ZPPffsPP 1結構可靠度結構可靠度失效概率失效概率 歸并歸并R、S兩個基本變量，設二者都服從正態(tài)分布，這樣兩個基本變量，設二者都服從正態(tài)分布，這樣Z

12、也是正態(tài)隨機變量。也是正態(tài)隨機變量。)0(ZPPs平均值平均值標準差標準差鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院可變荷載效應控制的組合：可變荷載效應控制的組合：0112nGGKQQ KQiciQikiSSSf 結構重要性系數(shù)結構重要性系數(shù)荷載效應值荷載效應值分項系數(shù)分項系數(shù)組合值系數(shù)組合值系數(shù) 永久荷載效應控制的組合：永久荷載效應控制的組合：fniQikciQiKGG10 鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院結構只考慮荷載的標準組合，其設計式為：結構只考慮荷載的標準組合，其設計式為： QiKniCiKQGK21 對于軸心受力和偏心受力構件，正常使用極限狀態(tài)用構件的對于軸心受力和偏心受力構件，正常使用極限狀態(tài)用構件的長細比來保證：長細比來保證： 永久荷載標準永久荷載標準值產生的變形值產生的變形起控制作用的起控制作用的第第1個個可變荷載可變荷載產生的變形值產生的變形值其他可變荷載其他可變荷載產生的變形值產生的變形值鋼結構基本原理鋼結構基本原理安徽理工大學土木建筑學院安徽理工大學土木建筑學院第三節(jié)第三節(jié) 鋼