鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展

1、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展第1頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三1、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）材料強(qiáng)度高，鋼材質(zhì)量輕。（2）韌性、塑性好。（2）材質(zhì)均勻。（3）制造簡單，施工周期短。（4）密封性好。第2頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：（1）耐熱但不耐火 150攝氏度時(shí)強(qiáng)度無變化，600攝氏度時(shí)強(qiáng)度約為0。（2）鋼材耐腐蝕性能差，維護(hù)費(fèi)用高。第3頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三2、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用（1）大跨度鋼結(jié)構(gòu)鋼屋架網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)

2、構(gòu)拱架結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)第4頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三國家體育場(chǎng)國家體育場(chǎng)建筑體形上像鳥巢。可容納8萬人。平面為橢圓形,長軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個(gè)146m76m的開口，這部分將設(shè)計(jì)成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面 ，總用鋼量達(dá)16萬t 。第5頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三天津奧林匹克體育場(chǎng)俯瞰效果圖 “綠色奧運(yùn)”、“科技奧運(yùn)”、“人文奧運(yùn)” 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(diǎn)高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸挑結(jié)構(gòu) 。屋面桁架落地，形似露珠 。第6頁，共27

3、頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三國家大劇院 位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，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(jìn)行過網(wǎng)殼部分設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收審查會(huì)議。 該工程外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)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(shè)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(gè)網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設(shè)在水下 。設(shè)計(jì)為法國巴黎機(jī)場(chǎng)公司安德魯建筑師，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院參與主體設(shè)計(jì) ，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)6750t，195k

4、g/m。 第7頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（2）重型廠房結(jié)構(gòu) 西安變壓器廠（400t吊車）第8頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（3）高層建筑 80年代我國建造的11棟高層鋼結(jié)構(gòu)基本上都是國外設(shè)計(jì)、施工承建。 目前我國已建和在建的高度超過100m的鋼結(jié)構(gòu)有48棟。第9頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三上海環(huán)球金融中心 由日本森大廈株式會(huì)社的全額子公司森海外株式會(huì)社及日本具有代表性的銀行、保險(xiǎn)公司、商社等36家企業(yè)，偕同政府系統(tǒng)機(jī)構(gòu)日本海外經(jīng)濟(jì)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

5、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(dá)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(chǔ)。第10頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三上海金茂大廈 金茂大廈是由中國上海對(duì)外貿(mào)易中心股份有限公司獨(dú)家投資5.6億美元建設(shè)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(shè)計(jì)者為美國事務(wù)所。 第11頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三央視新臺(tái)址央視新臺(tái)址建設(shè)工程位于北京

6、朝陽區(qū)東三環(huán)中路、北京商務(wù)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(tái)址建設(shè)工程總投資約50億元人民幣，2003年10月開工建設(shè)，2008年正式運(yùn)行 。第12頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三央視新臺(tái)址第13頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三大連遠(yuǎn)洋大廈 大連遠(yuǎn)洋大廈由大連遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司、中遠(yuǎn)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(jí)酒店和甲級(jí)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(jí)酒店，地上51層，總高200.8m。鋼筋混凝土核心筒，外框鋼框

7、架。設(shè)計(jì)、加工、安裝全部國產(chǎn)化。第14頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三臺(tái)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 第15頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（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(dá)12萬噸，總投資8.3

8、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(gè)小球、塔座和廣場(chǎng)組成。 第16頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（5）輕型鋼結(jié)構(gòu)第17頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三第18頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（6）容器和其他構(gòu)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鋼球罐第19頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三3、鋼結(jié)構(gòu)的組成跨越式結(jié)構(gòu) 跨越地面上的一定空間，包括橋梁和單層房屋結(jié)構(gòu)。高聳結(jié)構(gòu) 從地面向上發(fā)展的結(jié)構(gòu)，包括高層

9、房屋、塔架和桅桿結(jié)構(gòu)。第20頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法鋼結(jié)構(gòu)的概率極限狀態(tài)（1）承載能力極限狀態(tài) 對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)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(gè)方面：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)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）。第21頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（2）正常使用極限狀態(tài) 對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值：影

10、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(dòng)；影響正常使用的其它特定狀態(tài)。第22頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)基本原則：技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量 0，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài) Z=R-S =0，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài) 0, 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài) 除疲勞計(jì)算外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三5、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展（1）高性能鋼材（強(qiáng)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 第24頁，共27頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)9分，星期三（2）對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的認(rèn)識(shí) 從構(gòu)件 整體 從彈性 彈塑性 應(yīng)力蒙皮效應(yīng) 計(jì)算手段的改進(jìn)第25頁，共27頁，20