鋼結(jié)構(gòu)第一章(中南大學)doc資料

1、鋼結(jié)構(gòu)第一章(中南大學)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)，以及鋼索為主材建造的工程結(jié)構(gòu)，如房屋、橋梁等，稱為鋼結(jié)構(gòu)。如房屋、橋梁等，稱為鋼結(jié)構(gòu)。第一章第一章 緒

2、緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure1 1、強度高、重量輕、強度高、重量輕2 2、鋼結(jié)構(gòu)的特點、鋼結(jié)構(gòu)的特點第一章第一章 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、耐熱性較好，、耐熱性較好，耐火性差耐火性差7 7、耐腐蝕性差、

3、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)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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 Structure 公元前公元前200200多年，秦始皇時代用鐵建造了多年，秦始皇時代用鐵建造了橋墩橋墩 公元公元6060年，漢明帝時代建造了鐵鏈懸橋年，漢明帝時代建造了鐵鏈懸橋 山東濟寧寺鐵塔山東濟寧寺鐵塔 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)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of

4、 Steel Structure 1818世紀歐洲工業(yè)革命后世紀歐洲工業(yè)革命后第一章第一章 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 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車廠鋼結(jié)構(gòu)年建成的沈陽黃姑屯機車廠鋼結(jié)構(gòu)廠房。廠房。 19311931年建成的廣州中心紀念堂圓屋頂。年建成的廣州中心紀念堂圓屋頂。 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)計原理鋼

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 新中國成立后新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。幾個大型的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)車間都采用鋼結(jié)構(gòu)。幾個大型的鋼鐵企業(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

6、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，跨度達年建成的上海體育館，采用三向網(wǎng)架，跨度達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)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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 St

7、eel 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年達到創(chuàng)記錄的年達到創(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、受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)、跨結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、受動力荷載影響的結(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

8、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)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)點連接成空間桿系結(jié)構(gòu)，其外形成平板狀。點連接成空間桿系結(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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Stru

9、cture 構(gòu)成網(wǎng)架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體、截構(gòu)成網(wǎng)架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體、截頭四角錐等。頭四角錐等。 一般而言，網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)有下列三種節(jié)點形式：一般而言，網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)有下列三種節(jié)點形式： 螺 栓 球 節(jié) 點焊接球節(jié)點焊接球節(jié)點螺栓球節(jié)點螺栓球節(jié)點鋼板節(jié)點鋼板節(jié)點 平板網(wǎng)架平板網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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6

10、0M60M。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure網(wǎng)殼網(wǎng)殼 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)同網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一樣，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)同網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一樣，網(wǎng)殼也是由許多桿件按一定規(guī)律網(wǎng)殼也是由許多桿件按一定規(guī)律布置，通過節(jié)點連接成空間桿系布置，通過節(jié)點連接成空間桿系結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，但網(wǎng)架的外形呈平板狀，但網(wǎng)架的外形呈平板狀，而網(wǎng)殼的外形呈曲面狀而網(wǎng)殼的外形呈曲面狀。 一般為單層或雙層，按其外一般為單層或雙層，按其外形為單曲面或雙曲面而構(gòu)成網(wǎng)狀形為單曲面或雙曲面而構(gòu)成網(wǎng)狀穹頂、網(wǎng)狀筒殼以及雙曲拋物面穹頂、網(wǎng)狀筒殼以及雙曲拋物面網(wǎng)殼等多種形式。網(wǎng)殼等多種形式。 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點：外形美

11、觀、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點：外形美觀、通透感好，建筑空間大、用材省，通透感好，建筑空間大、用材省，設(shè)計施工較復(fù)雜。設(shè)計施工較復(fù)雜。 第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章

12、 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure上海商務(wù)中心（網(wǎng)狀網(wǎng)殼）上海商務(wù)中心（網(wǎng)狀網(wǎng)殼）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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，該工程外部圍護結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，萬平方米，該工程外部圍護結(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

13、46.285m46.285m。設(shè)計為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，整體結(jié)構(gòu)用鋼量。設(shè)計為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達達67506750噸。噸。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principle

14、s of Steel 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?？扇菁{?？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。屋蓋中間有一個146m146m76m76m的開口，這的開口，這部分將設(shè)計成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面，總用鋼量達部分將設(shè)計成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面，總用鋼量達1616萬噸。萬噸。國家體育館國家體育館鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)

15、設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 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)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 P

16、reface to Steel Structure 公、鐵路兩用橋，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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure平平面面桁桁架架空空間間桁桁架架桁架桁架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Desig

17、n 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5681m5681m，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)，考慮到主跨達到了，大橋采用了連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)，考慮到主跨達到了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

18、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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure武漢軍山長江大橋武漢軍山長江大橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure斜拉橋斜拉橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一

19、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)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles 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年建成通車，大橋主橋全長年建成通車，大橋主橋全長3910m，主跨，主跨1990m，是目前世界上主跨最長的

20、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根高強鋼索構(gòu)成，根高強鋼索構(gòu)成，直徑為直徑為1.222m，主纜的極限強度為，主纜的極限強度為1800MPa。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 以一系列拉索為主要以一系列拉索為主要承重構(gòu)件，這些索按一承重構(gòu)件，這些索按一定的規(guī)律組成各種不同定的規(guī)律組成各種不同的形式，懸掛于相應(yīng)的的形式，懸掛于

21、相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)上，使材料強支撐結(jié)構(gòu)上，使材料強度在受拉情況下得到充度在受拉情況下得到充分發(fā)揮的結(jié)構(gòu)形式。分發(fā)揮的結(jié)構(gòu)形式。索索索桁架、斜拉索、懸索索桁架、斜拉索、懸索鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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

22、得簡潔、輕盈、流暢，就像一道彩虹橫跨于黃浦江上。跨于黃浦江上。上海盧浦大橋上海盧浦大橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure拱結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 鋼拱橋鋼拱橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Stru

23、cture第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 拱形橋梁拱形橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 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)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Str

24、ucture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。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structu

25、re鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface 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“風阻尼風阻尼器器”，直徑，直徑5.5m5.5m，重，重670670噸的阻尼噸的阻尼器器 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Desig

26、n Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel 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)計者為美國設(shè)計者為美國S.O.MS.O.M事務(wù)所。事務(wù)所

27、。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)投資興建的項目。工程占地面積為項目。工程占地面積為3 3萬萬m m2 2，總建筑面積達總建筑面積達38.1638.16萬萬m m2 2。該工。該工程地上程地上1011

28、01層，地下層，地下3 3層，建筑層，建筑主體高度達主體高度達492m492m，總用鋼量，總用鋼量2600026000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。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

29、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel 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)計靈感來源于中世紀的設(shè)計靈感來源于中世紀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

30、大廈鋼最瘦的記錄。地王大廈鋼結(jié)構(gòu)總量達結(jié)構(gòu)總量達2.452.45萬噸。萬噸。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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，由著名建筑學家貝聿銘負責設(shè)計建筑學家貝聿銘負責設(shè)計。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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of St

31、eel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 施工鋼模施工鋼模鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)高高層層建建筑筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure純純鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)超超高高層層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

32、計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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，總重量達總重量達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、五個小球、塔球

33、體、下球體、五個小球、塔座和廣場組成。座和廣場組成。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)計中最著名的是建筑設(shè)計中最著名的是防范強風吹襲的對稱鋼防范強風吹襲的對稱鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，集實用與美結(jié)構(gòu)設(shè)計，集實用與美感于一體。感于一體。鋼結(jié)構(gòu)

34、設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)射塔鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure中國南極長城站綜合倉庫中國南極長城站綜合倉庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Struc

35、ture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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure焊接管節(jié)點焊接管節(jié)點 鋼結(jié)構(gòu)

36、設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)邀為當時的西年代應(yīng)邀為當時的西柏林設(shè)計國家美術(shù)館，柏林設(shè)計國家美術(shù)館，19681968年年美術(shù)館落成時密斯已去世。新美術(shù)館落成時密斯已去世。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為54m5

37、4m54m54m，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格的絕唱，被稱為鋼與玻璃風格的絕唱，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”。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)（漢城大學校門）（漢城大學校門）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Desig

38、n 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)館館鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure概率極限狀態(tài)設(shè)計法概率極限狀態(tài)設(shè)計法（1 1）承載能力極限狀態(tài)）承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形，包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)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：以下

39、幾個方面：1. 1. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)5 5、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；整個結(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度而破壞；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接在循環(huán)荷載作用下發(fā)生的疲勞破壞；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接在循環(huán)荷載作用下發(fā)生的疲勞破壞；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因過度變形而不適于繼續(xù)承載；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因過度變形而不適于繼續(xù)承載；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系； 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）。結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析法結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析法鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

40、計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure（2 2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定值：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定值：影響正常使用或外觀的變形；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；影響正常使用的振動；影響正常使用的其它特定狀態(tài)。影響正常使用的其它特定狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)相比，前者可能

41、導(dǎo)致人身傷亡承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)相比，前者可能導(dǎo)致人身傷亡和大量的財產(chǎn)損失，而后者對生命的危害則較小，主要是引起人們和大量的財產(chǎn)損失，而后者對生命的危害則較小，主要是引起人們的不適，所以也應(yīng)該給予足夠的重視。的不適，所以也應(yīng)該給予足夠的重視。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 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)計原理概率極限狀態(tài)設(shè)計原理 設(shè)計基本原則：技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量設(shè)計基本原則：技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用

42、、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（1.3.3）可靠指標可靠指標22SRSRZZ（1.3.9）一次二階矩的近似概率方法一次二階矩的近似概率方法鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure2.52.73.23.74.2Pf510-33.510-36.910-41.110-41.

43、310-5失效概率和可靠指標的對應(yīng)關(guān)系失效概率和可靠指標的對應(yīng)關(guān)系鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure3. 3. 設(shè)計表達式設(shè)計表達式 GB50068-2001GB50068-2001建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準規(guī)定規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)設(shè)計表達式，應(yīng)根據(jù)各種極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)設(shè)計表達式，應(yīng)根據(jù)各種極限狀態(tài)的設(shè)計要求，采用有關(guān)的荷載代表值、材料性能標準值、幾設(shè)計要求，采用有關(guān)的荷載代表值、材料性能標準

44、值、幾何參數(shù)標準值以及各種分項系數(shù)等表達。何參數(shù)標準值以及各種分項系數(shù)等表達。 為了便于應(yīng)用并符合人們長期以來的習慣，規(guī)范并不為了便于應(yīng)用并符合人們長期以來的習慣，規(guī)范并不直接使用直接使用 進行設(shè)計，而利用式進行設(shè)計，而利用式: : 來完成。來完成。就設(shè)計就設(shè)計而言，問題被轉(zhuǎn)化為計算效應(yīng)而言，問題被轉(zhuǎn)化為計算效應(yīng)S S和抗力和抗力R R。RS 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 在荷載效應(yīng)的基本組合條件下，式（在荷載效應(yīng)的基本組合條

45、件下，式（1.3.111.3.11）可轉(zhuǎn)化為等效的）可轉(zhuǎn)化為等效的以基本變量標準值、分項系數(shù)和組合系數(shù)，并以應(yīng)力形式表達的極以基本變量標準值、分項系數(shù)和組合系數(shù)，并以應(yīng)力形式表達的極限狀態(tài)公式。限狀態(tài)公式。 1012()1.3.12nGkQ kQikGQcidiQif （）1()(1.3.13)nGkQikoGQicidif 可變荷載起控制作用時：可變荷載起控制作用時：永久荷載永久荷載起控制作用時：起控制作用時：1 1）承載能力極限狀態(tài)分項系數(shù)表達式）承載能力極限狀態(tài)分項系數(shù)表達式 對于一般排架和框架結(jié)構(gòu)：對于一般排架和框架結(jié)構(gòu)：01()nGGkQiQikif （1.3.14）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼

46、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure（2 2）可變荷載的分項系數(shù)）可變荷載的分項系數(shù) （ Q Q） -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.41.4； -對標準值大于對標準值大于4kN/m4kN/m2 2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的 活荷載標準值應(yīng)取活荷載標準值應(yīng)取1.31.3。（1 1）永久荷載分項系數(shù)）永久荷載分項系數(shù) （ G）當其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時當其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時 -對可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.2;1

47、.2; - -對永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35;1.35;當其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時當其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時 -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.01.0； -對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗算，應(yīng)取對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗算，應(yīng)取0.90.9。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structurefd 或或f鋼材或連接材料強度鋼材或連接材料強度設(shè)計值設(shè)計值。kdRfRfAfk鋼材或連接材料強度鋼材或連接材料強度標準值標準值。 R鋼材或連接材料抗力分項系數(shù)，對于鋼材或連接材料抗力分項系數(shù)，對于Q235鋼鋼 R =1.087;Q345、Q390、Q420鋼鋼 R=1.111 。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范給出了各類鋼材和連接的強度設(shè)計值。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范給出了各類鋼材和連接的強度設(shè)計值。（P3813頁頁，附錄，附錄1）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Stru