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文檔簡介

一、鋼結構的特點(tèdiǎn)2.塑性、韌性好,各向同性、力學性能與力學假定符合(fúhé)程度好,抗震性能好;1.強度/重量比大;穩(wěn)定性3.具可焊性、易加工制造、具良好的裝配性;4.密封性好;5.可以重復利用;6.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;8.低溫冷脆?!?-2鋼結構特點及應用§1-2鋼結構特點及應用精品資料工業(yè)化程度(chéngdù)高(具可焊性、易加工制造、具良好的裝配性)§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料密封(mìfēng)性能好§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料耐火性不好(bùhǎo),易銹蝕鋼結構通常在450~650℃溫度中就會失去承載能力發(fā)生很大的變形,導致鋼柱、鋼梁彎曲,因過大變形不能使用一般不加保護的鋼結構的耐火(naihuǒ)極限為15分鐘左右?!?-2鋼結構特點及應用精品資料A.外包層在鋼結構外表添加外包層,可以(kěyǐ)現澆成型,可以(kěyǐ)采用噴涂法。B.充水(水套)空心型鋼結構(jiégòu)內充水是抵御火災最有效的防護措施。

提高鋼結構耐火性的措施§1-2鋼結構特點及應用精品資料屏蔽鋼結構設置在耐火材料組成的墻體或頂棚內,或將構件包藏在兩片墻之間的空隙里增加少許耐火材料或不增加即能達到防火的目的一種經濟(jīngjì)的防火方法。

D.膨脹材料采用鋼結構防火涂料保護構件(gòujiàn)具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結構幾何形體限制等優(yōu)點一般不需要添加輔助設施,涂層質量輕,美觀先進防火技術措施。§1-2鋼結構特點及應用精品資料1.大跨度(kuàdù)結構有空間(kōngjiān)桁架、網架、網殼、懸索、張弦梁、拱架和框架等二.鋼結構的應用國家大劇院§1-2鋼結構特點及應用精品資料北京中華世紀壇§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料2.工業(yè)(gōngyè)廠房鞍鋼1700連鑄主廠房(chǎngfáng)工程鞍鋼大連鍍鋅線主廠房工程§1-2鋼結構特點及應用精品資料3.受動力(dònglì)荷載作用的結構(橋梁、吊車梁)§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料深圳地王大廈(dàshà)4.多層與高層(ɡāocénɡ)結構香港中銀匯豐銀行§1-2鋼結構特點及應用精品資料上海環(huán)球金融中心根據設計方案,大廈高492米、101層,建成后其高度將超過(chāoguò)目前居世界第一的馬來西亞大廈(高452米)?!?-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料青島(qīnɡdǎo)電視塔5.高聳(ɡāosǒnɡ)結構神州飛船發(fā)射塔§1-2鋼結構特點及應用精品資料多倫多電視塔多倫多電視塔東方明珠§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料6.可拆卸移動(yídòng)結構應用于建筑、鐵路、公路、水利、商業(yè)、旅游和軍事等領域的辦公室、指揮部、宿舍、會議室、倉庫(cāngkù)、商店及各種臨時用房。§1-2鋼結構特點及應用精品資料7.容器(róngqì)和管道§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料各種(ɡèzhǒnɡ)筒倉南京(nánjīnɡ)揚子石化化工廠§1-2鋼結構特點及應用精品資料配以零件、扣件、門窗等形成比較完善的建筑體系,即輕鋼結構體系。體系由工廠制作,現場按要求拼裝形成。具有自重輕,建設周期短,適應性強,外表美觀,造價低,易維護等特點(tèdiǎn)。由于自重輕,也降低了基礎的造價。8.輕型(qīnɡxínɡ)鋼結構彩鋼板作屋面和墻面薄壁型鋼作檁條和圈梁H型截面做柱與梁現場用螺栓或焊接門式鋼架為主要結構的一種建筑§1-2鋼結構特點及應用精品資料廠房(chǎngfáng)、庫房、體育館展覽館機場機庫已建和在建的浦東國際機場、首都國際機場、蕭山國際機場、成都雙流(shuānɡliú)國際機場等重要工程?!?-2鋼結構特點及應用精品資料全鋼結構(jiégòu)無吊車砼柱+鋼屋蓋排架結構(jiégòu)§1-2鋼結構特點及應用精品資料多層循環(huán)(xúnhuán)類停車設備§1-2鋼結構特點(tèdiǎn)及應用精品資料9.鋼與混凝土組合(zǔhé)結構黑龍江省(hēilónɡjiānɡshěnɡ)聯(lián)通大廈§1-2鋼結構特點及應用精品資料1.傳統(tǒng)(chuántǒng)的容許應力法和最大荷載法(統(tǒng)稱單系數法)20世紀初~五十年代前言、鋼結構設計方法(fāngfǎ)的發(fā)展演變最大荷載法也稱極限荷載法

SK是容許荷載產生的荷載效應;Rb是結構構件的破壞抗力?!?-3鋼結構的設計方法§1-3鋼結構的設計方法精品資料2.三系數極限(jíxiàn)狀態(tài)設計法五十年代~七十年代將一個安全系數分解(fēnjiě)為三個系數:超載系數材料均質系數工作條件系數特點------------提出兩種極限狀態(tài):(1)承載力極限;(2)正常使用極限狀態(tài)?!?-3鋼結構的設計方法精品資料3.半概率極限狀態(tài)(zhuàngtài)設計法八十年代~SK是荷載(hèzài)效應標準值;Rk是結構構件抗力標準值。K1荷載系數(1.23)K2材料系數(3號鋼K2為1.143,16Mn鋼為1.175)K3調整系數(一般等于1)令是構件截面的幾何特征§1-3鋼結構的設計方法精品資料公式形為容許應力法表達式,實為半概率半經驗的極限(jíxiàn)狀態(tài)設計法。缺點:系數大小并不反映可靠度,例如3號鋼K=1.41,16Mn鋼K=1.45,并不說明用16Mn的結構比3號鋼安全。§1-3鋼結構的設計(shèjì)方法精品資料1.3.1概率(gàilǜ)極限狀態(tài)設計法將影響結構功能的諸因素作為隨機變量,認為任何設計都不能保證絕對安全,而是存在(cúnzài)一定風險,只要失效概率小到可接受的程度,可認為結構是安全的。思想:半概率法近似概率法全概率法

§1-3鋼結構的設計方法精品資料結構的功能要求結構在規(guī)定的設計使用(shǐyòng)年限內應滿足的功能有:(1)正常施工和正常使用(shǐyòng)時,能承受可能出現各種作用;(2)正常使用(shǐyòng)時具有良好的工作性能;(3)正常維護下具有足夠的耐久性;(4)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?!?-3鋼結構的設計(shèjì)方法精品資料二.結構的可靠度結構在規(guī)定的時間內,規(guī)定的條件下,完成預定功能的概率(gàilǜ)。一般建筑物的設計基準期為50年。三.結構的極限狀態(tài)極限狀態(tài)-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。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。(2)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壞?!?-3鋼結構的設計(shèjì)方法精品資料R、S受許多隨機因素影響(yǐngxiǎng)而不具確定性。結構可靠度定義:結構在規(guī)定(guīdìng)時間內,在規(guī)定(guīdìng)條件下,完成預定功能的概率。

>0可靠1.結構功能函數

Z=R-S=0達極限狀態(tài)<0失效狀態(tài)結構抗力荷載對結構的綜合效應四.概率極限狀態(tài)設計原理§1-3鋼結構的設計方法精品資料結構可靠度失效(shīxiào)概率歸并(guībìng)R、S兩個基本變量,設二者都服從正態(tài)分布,這樣Z也是正態(tài)隨機變量。平均值標準差2.失效概率可靠指標§1-3鋼結構的設計方法精品資料可靠(kěkào)指標μ表示(biǎoshì)平均值,確定曲線位置;σ表示(biǎoshì)離散程度,確定形狀。只要二者確定,正態(tài)分布f(z)就確定令:f(z)Z

β指標確定了f(z)的分布,由其可確定失效概率Pf§1-3鋼結構的設計方法精品資料半概率法是分別考慮荷載效應與抗力的變異性,概率法是用可靠指標將荷載與抗力的變異性對結構的影響(yǐngxiǎng)聯(lián)合考慮。五.設計(shèjì)表達式按照概率表達式不符合人們習慣將公式轉化為設計人員熟悉的分項系數設計式:Z=R-S1.承載力極限狀態(tài)表達式

§1-3鋼結構的設計方法精品資料根據結構功能要求,進行承載能力極限狀態(tài)設計時,應考慮作用效應(xiàoyìng)的基本組合,必要時應考慮作用效應(xiàoyìng)的偶然性(如火災、爆炸、撞擊、地震等偶然事件的組合)(1)

基本組合可變荷載(hèzài)效應控制的組合:結構重要性系數荷載效應值分項系數組合值系數§1-3鋼結構的設計方法精品資料構件本身的承載能力(抗力(kànɡlì))R是材料性能和構件幾何因素的函數:材料(cáiliào)強度的標準值抗力分項系數幾何因素(截面積或截面抵抗矩)材料或連接設計強度§1-3鋼結構的設計方法精品資料永久(yǒngjiǔ)荷載效應控制的組合:

對于一般排架、框架結構,可采用簡化式計算:

由可變荷載效應控制的組合:由永久荷載效應(xiàoyìng)控制的組合,仍按上式進行計算§1-3鋼結構的設計方法精品資料(2)

偶然組合

極限狀態(tài)設計表達式宜按下列原則確定:

偶然作用的代表值不乘分項系數;與偶然作用同時出現的可變荷載,應根據觀測資料和工程(gōngchéng)經驗采用適當的代表值

具體的設計表達式及各種系數,應符合專門規(guī)范的規(guī)定。2.正常使用極限狀態(tài)(zhuàngtài)表達式結構只考慮荷載的標準組合,其設計式為:§1-3鋼結構的設計方法精品資料§1-4鋼結構的新發(fā)展(fāzhǎn)1.4.1結構(jiégòu)用鋼的新發(fā)展高強度高性能鋼、低屈服點鋼和耐火鋼的開發(fā)和應用Q420鋼,該鋼材(15MnVN)已應用在九江長江大橋建設壓型鋼板薄壁型鋼應用網架和網殼結構

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