文稿第一章緒論

1、1講 課 胡忠君 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理Design Principles of Steel Structure包括兩部分:鋼結(jié)構(gòu)原理建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論1 1、鋼結(jié)構(gòu)的定義、鋼結(jié)構(gòu)的定義2 2、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)3 3、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況4 4、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法5 5、鋼結(jié)構(gòu)的新發(fā)展、鋼結(jié)構(gòu)的新發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論

2、論Chapter 1 Preface to Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)是土木工程的主要結(jié)構(gòu)形式之一。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混鋼結(jié)構(gòu)是土木工程的主要結(jié)構(gòu)形式之一。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等都屬于按材料劃分的工程結(jié)構(gòu)的不凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等都屬于按材料劃分的工程結(jié)構(gòu)的不同分支。同分支。1 1、什么是鋼結(jié)構(gòu)？、什么是鋼結(jié)構(gòu)？定義：定義： 由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼 以及鋼索為主材建造的工程結(jié)構(gòu)，如房屋、以及鋼索為主材建造的工程結(jié)構(gòu)，如房屋、

3、橋梁等，稱為鋼結(jié)構(gòu)。橋梁等，稱為鋼結(jié)構(gòu)。第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1 1、強(qiáng)度高、重量輕、強(qiáng)度高、重量輕2 2、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure2 2、材質(zhì)均勻，塑性、韌性好、材質(zhì)均勻，塑性、韌性好3 3、良好的加工性能和焊接性能、良好的加工性能和焊接性能4 4、密封性能好、密封性能好5 5、可重復(fù)性使用性、可重復(fù)性使用性6 6、耐熱性

4、較好，、耐熱性較好，耐火性差耐火性差7 7、耐腐蝕性差、耐腐蝕性差8 8、低溫冷脆傾向、低溫冷脆傾向鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure舉例：舉例： C30 Q235C30 Q235鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure3 3、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 古代古代第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structur

5、e 公元前公元前200200多年，秦始皇時(shí)代用鐵建造了多年，秦始皇時(shí)代用鐵建造了橋墩橋墩 公元公元6060年，漢明帝時(shí)代建造了鐵鏈懸橋年，漢明帝時(shí)代建造了鐵鏈懸橋 山東濟(jì)寧寺鐵塔山東濟(jì)寧寺鐵塔 江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 1818世紀(jì)歐洲工業(yè)革命后世紀(jì)歐洲工業(yè)革命后第一章第一章 緒緒 論論

6、Chapter 1 Preface to Steel Structure3 3、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 鋼結(jié)構(gòu)在歐洲各國的應(yīng)用逐漸增多，而鋼結(jié)構(gòu)在歐洲各國的應(yīng)用逐漸增多，而我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展非常緩慢。我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展非常緩慢。 19271927年建成的沈陽黃姑屯機(jī)車廠鋼結(jié)構(gòu)年建成的沈陽黃姑屯機(jī)車廠鋼結(jié)構(gòu)廠房。廠房。 19311931年建成的廣州中心紀(jì)念堂圓屋頂。年建成的廣州中心紀(jì)念堂圓屋頂。 19371937年建成的杭州錢塘江大橋等。年建成的杭州錢塘江大橋等。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 新中國成立后新

7、中國成立后第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure3 3、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況由于受到鋼產(chǎn)量的制約，鋼結(jié)構(gòu)僅在由于受到鋼產(chǎn)量的制約，鋼結(jié)構(gòu)僅在重型廠房、大跨度重型廠房、大跨度公共建筑、鐵路橋梁以及塔桅結(jié)構(gòu)公共建筑、鐵路橋梁以及塔桅結(jié)構(gòu)中采用。中采用。幾個(gè)大型的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)車間都采用鋼結(jié)構(gòu)。幾個(gè)大型的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)車間都采用鋼結(jié)構(gòu)。19621962年建成的北京工人體育館采用圓形雙層輻射式懸索年建成的北京工人體育館采用圓形雙層輻射式懸索結(jié)構(gòu)，直徑為結(jié)構(gòu)，直徑為9494米。米。19751975年建成的上海體育館，采用三向網(wǎng)架

8、，跨度達(dá)年建成的上海體育館，采用三向網(wǎng)架，跨度達(dá)110110米。米。武漢和南京長江大橋都采用了公、鐵兩用的雙層鋼桁架武漢和南京長江大橋都采用了公、鐵兩用的雙層鋼桁架橋。橋。廣州上海等地都建造了高度超過廣州上海等地都建造了高度超過200200米的多邊形空間桁米的多邊形空間桁架鋼質(zhì)電視塔。架鋼質(zhì)電視塔。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 改革開放以來改革開放以來第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure3 3、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況、我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 19961996年我國的

9、鋼產(chǎn)量超過一億噸，一直位于世年我國的鋼產(chǎn)量超過一億噸，一直位于世界鋼產(chǎn)量的首位界鋼產(chǎn)量的首位 20032003年達(dá)到創(chuàng)記錄的年達(dá)到創(chuàng)記錄的2.22.2億噸億噸 鋼結(jié)構(gòu)政策從限制使用改為積極合理的推廣應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)政策從限制使用改為積極合理的推廣應(yīng)用用 鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代應(yīng)用的領(lǐng)域更加多元化，包括鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代應(yīng)用的領(lǐng)域更加多元化，包括大大跨結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)、跨結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)、多層和高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、可拆卸結(jié)構(gòu)、容多層和高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、可拆卸結(jié)構(gòu)、容器構(gòu)筑物以及鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)器構(gòu)筑物以及鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用應(yīng)用: :體育館、展覽館、影劇院、會議中心、機(jī)

10、庫體育館、展覽館、影劇院、會議中心、機(jī)庫等等結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式: :鋼屋架鋼屋架、網(wǎng)架網(wǎng)架、網(wǎng)殼網(wǎng)殼、懸索懸索、拱架等拱架等第一章第一章 緒緒 論論鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)第一章第一章 緒緒 論論鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)上海八萬人體育場上海八萬人體育場第一章第一章 緒緒 論論鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼

11、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿件按一定規(guī)律布置，通過節(jié)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿件按一定規(guī)律布置，通過節(jié)點(diǎn)連接成空間桿系結(jié)構(gòu)，其外形成平板狀。點(diǎn)連接成空間桿系結(jié)構(gòu)，其外形成平板狀。 第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure加拿大蒙特利爾世界博覽

12、會美國館，直徑為加拿大蒙特利爾世界博覽會美國館，直徑為76M76M， 高高60M60M。(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure蘇州樂園宇宙大戰(zhàn)館球體屋面（穹頂）蘇州樂園宇宙大戰(zhàn)館球體屋面（穹頂）(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure上海

13、商務(wù)中心（網(wǎng)狀網(wǎng)殼）上海商務(wù)中心（網(wǎng)狀網(wǎng)殼）(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure國家大劇院國家大劇院 總建筑面積近總建筑面積近1515萬平方米，該工程外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，萬平方米，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，東西長軸是半橢圓球形，東西長軸212.2m212.2m，南北短軸，南北短軸143.64m143.64m，總高度，總高度46.285m46.285m。設(shè)計(jì)為法國巴黎機(jī)場公司安德魯建筑師，

14、整體結(jié)構(gòu)用鋼量。設(shè)計(jì)為法國巴黎機(jī)場公司安德魯建筑師，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)達(dá)67506750噸。噸。 (1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure縱向跨度為縱向跨度為240m240m，頂部高，頂部高55m55m，拱形骨架有，拱形骨架有1212度的傾角，其截面為度的傾角，其截面為3.5m3.5m2 2。 香港大球場香港大球場(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel

15、Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 國家體育場建筑體形上像鳥巢，建筑面積國家體育場建筑體形上像鳥巢，建筑面積25.8m25.8m2 2。可容納?？扇菁{1010萬人。平萬人。平面為橢圓形，長軸面為橢圓形，長軸340m340m，短軸，短軸292m292m。屋蓋中間有一個(gè)。屋蓋中間有一個(gè)146m146m76m76m的開口的開口, ,總總用鋼量達(dá)用鋼量達(dá)1616萬噸。萬噸。國家體育館國家體育館(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第

16、一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure天津奧林匹克體育場天津奧林匹克體育場 體育場總建筑面積體育場總建筑面積15.815.8萬萬m m2 2，屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸條結(jié)構(gòu)，屋面，屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸條結(jié)構(gòu)，屋面桁架落地，形似露珠，與城市環(huán)境中的桁架落地，形似露珠，與城市環(huán)境中的“綠綠”與與“水水”相呼應(yīng)。相呼應(yīng)。(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 公、鐵路兩用橋，

17、鐵路橋全長公、鐵路兩用橋，鐵路橋全長7675m7675m，公路橋全長，公路橋全長4460m4460m，正橋，正橋1111孔，孔，全長全長1806m1806m，主跨，主跨216m216m，采用連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)。，采用連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)。 九江長江大橋九江長江大橋(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 該橋是一座公鐵兩用橋，鐵路橋全長該橋是一座公鐵兩用橋，鐵路橋全長10521m10521m，公路橋全長，公路橋全長5681m5

18、681m，正橋鋼梁長，正橋鋼梁長2193.7m2193.7m，大橋采用了連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)，考慮到主跨達(dá)到了，大橋采用了連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)，考慮到主跨達(dá)到了312m312m，在橋上的低塔和鋼，在橋上的低塔和鋼桁梁之間設(shè)置了斜拉索參與受力，因此，蕪湖長江大橋也叫做連續(xù)鋼桁梁斜拉橋。桁梁之間設(shè)置了斜拉索參與受力，因此，蕪湖長江大橋也叫做連續(xù)鋼桁梁斜拉橋。 蕪湖長江大橋蕪湖長江大橋(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure武漢軍山長

19、江大橋武漢軍山長江大橋(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure斜拉橋斜拉橋(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure斜拉索在鋼結(jié)構(gòu)建筑物中的應(yīng)用斜拉索在鋼結(jié)構(gòu)建筑物中的應(yīng)用(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Pr

20、inciples of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure明石海峽大橋明石海峽大橋日本神戶市與淡路島之間跨越明石海峽的一座特大跨徑的懸索橋。日本神戶市與淡路島之間跨越明石海峽的一座特大跨徑的懸索橋。 1998年年建成建成通車通車，大橋主橋全長，大橋主橋全長3910m，主跨主跨1990m，是目前世界上主跨最長的懸索，是目前世界上主跨最長的懸索橋，鋼橋塔高橋，鋼橋塔高297m，也是世界上最高的橋塔。兩根主纜各由，也是世界上最高的橋塔。兩根主纜各由290根高強(qiáng)鋼索構(gòu)成，根高強(qiáng)鋼索構(gòu)成，直徑為直徑為1.222m

21、，主纜的極限強(qiáng)度為，主纜的極限強(qiáng)度為1800MPa。(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 20032003年建成通車，采用全鋼結(jié)構(gòu)，是世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋。施工年建成通車，采用全鋼結(jié)構(gòu)，是世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋。施工過程中采用全鋼結(jié)構(gòu)焊接，使橋身顯得簡潔、輕盈、流暢，就像一道彩虹橫過程中采用全鋼結(jié)構(gòu)焊接，使橋身顯得簡潔、輕盈、流暢，就像一道彩虹橫跨于黃浦江上?？缬邳S浦江上。上海盧浦大橋上海盧浦大橋(1)

22、大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 鋼拱橋鋼拱橋(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 拱形橋梁拱形橋梁(1)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一

23、章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure多層工業(yè)廠房多層工業(yè)廠房(2)工業(yè)廠房工業(yè)廠房 多層工業(yè)廠房多層工業(yè)廠房 單層工業(yè)廠房單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure門式鋼架門式鋼架 橫梁與柱子鋼接；橫梁與柱子鋼接；門式排架門式排架 橫梁與柱子鉸接。橫梁與柱子鉸接。鋼架結(jié)構(gòu)與排架結(jié)構(gòu)都是由基礎(chǔ)、柱子和屋架梁組成。鋼架結(jié)構(gòu)與排架結(jié)構(gòu)都是由基礎(chǔ)、柱子和屋架梁組成。(2)工業(yè)廠房工業(yè)廠房

24、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure(2)工業(yè)廠房工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure(2)工業(yè)廠房工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface

25、 to Steel Structure臺北臺北101101樓高樓高101101層，總高層，總高度度508508米，世界第一高樓，米，世界第一高樓，2626層層以上以以上以8 8層為一單元。主要由巨層為一單元。主要由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。 有世界最大且最重的有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼風(fēng)阻尼器器”，直徑，直徑5.5m5.5m，重，重670670噸的阻尼噸的阻尼器器 (3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel

26、Structure上海金茂大廈上海金茂大廈 位于上海浦東新區(qū)，陸位于上海浦東新區(qū)，陸家嘴金融貿(mào)易中心，采用家嘴金融貿(mào)易中心，采用鋼筋混凝土核心筒，外框鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱結(jié)構(gòu)。鋼骨混凝土及鋼柱結(jié)構(gòu)。建筑面積建筑面積28.928.9萬萬m m2 2，地下，地下3 3層，地上層，地上8888層，建筑高度層，建筑高度420.5m420.5m，總用鋼量，總用鋼量1800018000噸。噸。設(shè)計(jì)者為美國設(shè)計(jì)者為美國S.O.MS.O.M事務(wù)所。事務(wù)所。 (3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一

27、章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心 位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，毗位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，毗鄰金貿(mào)大廈，是以日本森大廈鄰金貿(mào)大廈，是以日本森大廈株式會社為中心，聯(lián)合日本、株式會社為中心，聯(lián)合日本、美國等美國等4040多家企業(yè)投資興建的多家企業(yè)投資興建的項(xiàng)目。工程占地面積為項(xiàng)目。工程占地面積為3 3萬萬m m2 2，總建筑面積達(dá)總建筑面積達(dá)38.1638.16萬萬m m2 2。該工。該工程地上程地上101101層，地下層，地下3 3層，建筑層，建筑主體高度達(dá)主體高度達(dá)492m492m，總用鋼量，總用鋼量260002600

28、0噸，采用鋼筋混凝土核心噸，采用鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱結(jié)筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱結(jié)構(gòu)，目前正在施工中，預(yù)期構(gòu)，目前正在施工中，預(yù)期20082008年竣工。年竣工。(3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure上海環(huán)球金融中心和金貿(mào)大廈的相對位置和相對高度上海環(huán)球金融中心和金貿(mào)大廈的相對位置和相對高度 (3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel

29、 Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 深圳地王大廈深圳地王大廈深圳第一高層建筑，高深圳第一高層建筑，高383.95m383.95m，共，共8181層，于層，于19961996年完工，其建筑形體年完工，其建筑形體的設(shè)計(jì)靈感來源于中世紀(jì)的設(shè)計(jì)靈感來源于中世紀(jì)西方的教堂和中國古代文西方的教堂和中國古代文化中通、透、瘦的精髓，化中通、透、瘦的精髓，它的寬高比例為它的寬高比例為1 1：9 9，創(chuàng)，創(chuàng)造了世界超高層建筑最扁造了世界超高層建筑最扁最瘦的記錄。地王大廈鋼最瘦的記錄。地王大廈鋼結(jié)構(gòu)總量達(dá)結(jié)構(gòu)總量達(dá)2.452.45萬噸

30、。萬噸。(3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 于于19901990年落成，由著名年落成，由著名建筑學(xué)家貝聿銘負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建筑學(xué)家貝聿銘負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。大樓高。大樓高300300多米，形狀下多米，形狀下面大上面小，頂端像針尖面大上面小，頂端像針尖一樣直刺云霄。一樣直刺云霄。香港中國銀行大樓香港中國銀行大樓(3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Struct

31、ure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure(3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu) 中央電視臺新樓效果圖中央電視臺新樓效果圖 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)高高層層建建筑筑(3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel

32、Structure純純鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)超超高高層層(3) 高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure東方明珠電視塔東方明珠電視塔 東方明珠廣播電視塔座落東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以其其468468米的高度成為亞洲第一米的高度成為亞洲第一高高 塔。她于塔。她于19941994年年1111月完工，月完工，總重量達(dá)總重量達(dá)1212萬噸。萬噸。 東方明珠塔由三根直徑為東方明珠塔由三根直徑為九

33、米的擎天立柱、太空艙、上九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個(gè)小球、塔球體、下球體、五個(gè)小球、塔座和廣場組成。座和廣場組成。(4) 高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure巴黎埃菲爾鐵塔巴黎埃菲爾鐵塔 建于建于18861886年，是為年，是為隨后隨后18891889萬國博覽會而萬國博覽會而建，以建筑師埃菲爾的建，以建筑師埃菲爾的名字命名。塔高名字命名。塔高320m320m，建筑設(shè)計(jì)中最著名的是建筑設(shè)計(jì)中最著名的是防范

34、強(qiáng)風(fēng)吹襲的對稱鋼防范強(qiáng)風(fēng)吹襲的對稱鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集實(shí)用與美結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集實(shí)用與美感于一體。感于一體。(4) 高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure多功能廣播電視發(fā)射塔多功能廣播電視發(fā)射塔輸電塔輸電塔火箭發(fā)射塔火箭發(fā)射塔(4) 高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Str

35、ucture中國南極長城站綜合倉庫中國南極長城站綜合倉庫(5) 臨時(shí)結(jié)構(gòu)臨時(shí)結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure興建中的油罐興建中的油罐使用中的油罐使用中的油罐(6) 容器結(jié)構(gòu)容器結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure沿海采油平臺沿海采油平臺(7) 承受動(dòng)載結(jié)構(gòu)承受動(dòng)載

36、結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 柏林國家美術(shù)館新館柏林國家美術(shù)館新館 德國德國 柏林柏林 19681968建筑師：密斯（德）建筑師：密斯（德）密斯于密斯于6060年代應(yīng)邀為當(dāng)時(shí)的西年代應(yīng)邀為當(dāng)時(shí)的西柏林設(shè)計(jì)國家美術(shù)館，柏林設(shè)計(jì)國家美術(shù)館，19681968年年美術(shù)館落成時(shí)密斯已去世。新美術(shù)館落成時(shí)密斯已去世。新美術(shù)館平面為方形，一層在地美術(shù)館平面為方形，一層在地上，一層在地下。地面上的展上，一層在地下。地面上的展廳面積為廳面積

37、為54m54m54m54m，四面都是，四面都是大玻璃墻。結(jié)構(gòu)的平屋頂每邊大玻璃墻。結(jié)構(gòu)的平屋頂每邊長長64.8m64.8m，由外圍，由外圍8 8根鋼柱支承，根鋼柱支承，高高8.4m8.4m。這座建筑是密斯純凈。這座建筑是密斯純凈風(fēng)格的絕唱，被稱為鋼與玻璃風(fēng)格的絕唱，被稱為鋼與玻璃的現(xiàn)代的現(xiàn)代“帕提農(nóng)神廟帕提農(nóng)神廟”。(8) 藝術(shù)結(jié)構(gòu)藝術(shù)結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 鋼藝術(shù)結(jié)構(gòu)鋼藝術(shù)結(jié)構(gòu)（漢城大學(xué)校門）（漢城大學(xué)校門）(8)

38、 藝術(shù)結(jié)構(gòu)藝術(shù)結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure日日本本水水戶戶藝藝術(shù)術(shù)館館(8) 藝術(shù)結(jié)構(gòu)藝術(shù)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于倉庫廣泛應(yīng)用于倉庫, ,辦公室辦公室, ,工業(yè)廠房工業(yè)廠房, ,并向住宅樓和并向住宅樓和別墅別墅發(fā)展發(fā)展. .第一章第一章 緒緒 論論鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure(9) 輕鋼結(jié)構(gòu)輕鋼結(jié)構(gòu) 例如:組合梁和鋼管混凝土柱等.鋼混凝土組合梁板鋼混凝土組合梁

39、板第一章第一章 緒緒 論論鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure(10)組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure1. 1. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)4 4、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法安全性安全性 Safety適用性適用性 Serviceability 耐久性耐久性 Durability 1)結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)的可靠性 reliab

40、ility 可靠性可靠性安全性、適用性和耐久性的總稱安全性、適用性和耐久性的總稱指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常設(shè)計(jì)、正常施工、 正常使用和維護(hù)正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：指一個(gè)工程結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，能夠滿足其：指一個(gè)工程結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，能夠滿足其可靠度的時(shí)間?？煽慷鹊臅r(shí)間。結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價(jià)投資越大。結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價(jià)投資越大。如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計(jì)方法要解決的

41、問題。，就是設(shè)計(jì)方法要解決的問題。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure1. 1. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)4 4、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法2)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)Limit State整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就超過某一特定狀態(tài)就不能滿足不能滿足設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定的某一功能定的某一功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱為要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)該功能的極限狀態(tài)。能完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于能完

42、成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)有效狀態(tài)；反之，則處于；反之，則處于失效狀態(tài)失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為，稱為極限狀態(tài)極限狀態(tài)，是結(jié)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志。構(gòu)開始失效的標(biāo)志。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structurea. 承載力能力極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài) Ultimate Limit State結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力最大承載能力或者達(dá)到或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)不適于繼續(xù)承

43、載的變形狀態(tài)。 構(gòu)件的截面因強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞（包括疲勞破壞）構(gòu)件的截面因強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞（包括疲勞破壞） 結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移） 結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用 結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸） 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）4 4、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法2)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)Limit State1. 1. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀

44、態(tài)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure4 4、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法2)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)Limit State1. 1. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)b. 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) Serviceability Limit State結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響正常使用正常使用或或耐久性能耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)。狀態(tài)。 過大的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、等）；過大的變形、側(cè)移（

45、影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、等）； 過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）； 過大的振動(dòng)（影響使用、不舒適）；過大的振動(dòng)（影響使用、不舒適）； 局部損壞。局部損壞。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure2. 2. 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理 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)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài) 功能函數(shù)功能函數(shù) Z=R-S =0，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài) 0，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)失效概率失效概率 0)(0zpdzZfPf可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)22SRSRZZ鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of S