哈工大鋼結(jié)構(gòu)課件2

一、鋼結(jié)構(gòu)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(fù)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(yīng)力；8.低溫冷脆?！?-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)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(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料密封(mìfēng)性能好§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料耐火性不好(bùhǎo)，易銹蝕鋼結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的耐火(naihuǒ)極限為15分鐘左右。§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料A.外包層在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以(kěyǐ)現(xiàn)澆成型，可以(kěyǐ)采用噴涂法。B.充水(水套)空心型鋼結(jié)構(gòu)(jiégòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護措施。

提高鋼結(jié)構(gòu)耐火性的措施§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料屏蔽鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)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(jīng)濟(jīngjì)的防火方法。

D.膨脹材料采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護構(gòu)件(gòujiàn)具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點一般不需要添加輔助設(shè)施，涂層質(zhì)量輕，美觀先進防火技術(shù)措施?！?-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料1.大跨度(kuàdù)結(jié)構(gòu)有空間(kōngjiān)桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、張弦梁、拱架和框架等二.鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用國家大劇院§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料北京中華世紀壇§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)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(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料3.受動力(dònglì)荷載作用的結(jié)構(gòu)（橋梁、吊車梁）§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料深圳地王大廈(dàshà)4.多層與高層(ɡāocénɡ)結(jié)構(gòu)香港中銀匯豐銀行§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料上海環(huán)球金融中心根據(jù)設(shè)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）。§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料青島(qīnɡdǎo)電視塔5.高聳(ɡāosǒnɡ)結(jié)構(gòu)神州飛船發(fā)射塔§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)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(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料6.可拆卸移動(yídòng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑、鐵路、公路、水利、商業(yè)、旅游和軍事等領(lǐng)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?！?-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料7.容器(róngqì)和管道§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料各種(ɡèzhǒnɡ)筒倉南京(nánjīnɡ)揚子石化化工廠§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)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(jié)構(gòu)體系。體系由工廠制作，現(xiàn)場按要求拼裝形成。具有自重輕，建設(shè)周期短，適應(yīng)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(chǔ)的造價。8.輕型(qīnɡxínɡ)鋼結(jié)構(gòu)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(xiàn)場用螺栓或焊接門式鋼架為主要結(jié)構(gòu)的一種建筑§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)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(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料全鋼結(jié)構(gòu)(jiégòu)無吊車砼柱+鋼屋蓋排架結(jié)構(gòu)(jiégòu)§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料多層循環(huán)(xúnhuán)類停車設(shè)備§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(tèdiǎn)及應(yīng)用精品資料9.鋼與混凝土組合(zǔhé)結(jié)構(gòu)黑龍江省(hēilónɡjiānɡshěnɡ)聯(lián)通大廈§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用精品資料1.傳統(tǒng)(chuántǒng)的容許應(yīng)力法和最大荷載法（統(tǒng)稱單系數(shù)法）20世紀初~五十年代前言、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)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(chǎn)生的荷載效應(yīng)；Rb是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞抗力?！?-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料2.三系數(shù)極限(jíxiàn)狀態(tài)設(shè)計法五十年代~七十年代將一個安全系數(shù)分解(fēnjiě)為三個系數(shù)：超載系數(shù)材料均質(zhì)系數(shù)工作條件系數(shù)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(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料3.半概率極限狀態(tài)(zhuàngtài)設(shè)計法八十年代~SK是荷載(hèzài)效應(yīng)標準值；Rk是結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力標準值。K1荷載系數(shù)（1.23)K2材料系數(shù)(3號鋼K2為1.143，16Mn鋼為1.175)K3調(diào)整系數(shù)(一般等于1)令是構(gòu)件截面的幾何特征§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料公式形為容許應(yīng)力法表達式，實為半概率半經(jīng)驗的極限(jíxiàn)狀態(tài)設(shè)計法。缺點：系數(shù)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(jié)構(gòu)比3號鋼安全?！?-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(shèjì)方法精品資料1.3.1概率(gàilǜ)極限狀態(tài)設(shè)計法將影響結(jié)構(gòu)功能的諸因素作為隨機變量，認為任何設(shè)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(jié)構(gòu)是安全的。思想：半概率法近似概率法全概率法

§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用(shǐyòng)年限內(nèi)應(yīng)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(xiàn)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(shè)計規(guī)定的偶然事件（如地震、火災(zāi)、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。§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(shèjì)方法精品資料二.結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率(gàilǜ)。一般建筑物的設(shè)計基準期為50年。三.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)極限狀態(tài)-整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)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(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定。(2)正常使用極限狀態(tài)影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或耐久性能的局部損壞。§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)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(jié)構(gòu)可靠度定義：結(jié)構(gòu)在規(guī)定(guīdìng)時間內(nèi)，在規(guī)定(guīdìng)條件下，完成預(yù)定功能的概率。

>0可靠1.結(jié)構(gòu)功能函數(shù)

Z=R-S=0達極限狀態(tài)<0失效狀態(tài)結(jié)構(gòu)抗力荷載對結(jié)構(gòu)的綜合效應(yīng)四.概率極限狀態(tài)設(shè)計原理§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料結(jié)構(gòu)可靠度失效(shīxiào)概率歸并(guībìng)R、S兩個基本變量，設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料半概率法是分別考慮荷載效應(yīng)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(jié)構(gòu)的影響(yǐngxiǎng)聯(lián)合考慮。五.設(shè)計(shèjì)表達式按照概率表達式不符合人們習慣將公式轉(zhuǎn)化為設(shè)計人員熟悉的分項系數(shù)設(shè)計式：Z=R－S1.承載力極限狀態(tài)表達式

§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料根據(jù)結(jié)構(gòu)功能要求，進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)考慮作用效應(yīng)(xiàoyìng)的基本組合，必要時應(yīng)考慮作用效應(yīng)(xiàoyìng)的偶然性（如火災(zāi)、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(yīng)控制的組合：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)荷載效應(yīng)值分項系數(shù)組合值系數(shù)§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料構(gòu)件本身的承載能力（抗力(kànɡlì)）R是材料性能和構(gòu)件幾何因素的函數(shù)：材料(cáiliào)強度的標準值抗力分項系數(shù)幾何因素（截面積或截面抵抗矩）材料或連接設(shè)計強度§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料永久(yǒngjiǔ)荷載效應(yīng)控制的組合：

對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可采用簡化式計算：

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

偶然組合

極限狀態(tài)設(shè)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(shù)；與偶然作用同時出現(xiàn)的可變荷載，應(yīng)根據(jù)觀測資料和工程(gōngchéng)經(jīng)驗采用適當?shù)拇碇?/p>

具體的設(shè)計表達式及各種系數(shù)，應(yīng)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(jié)構(gòu)只考慮荷載的標準組合，其設(shè)計式為：§1-3鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法精品資料§1-4鋼結(jié)構(gòu)的新發(fā)展(fāzhǎn)1.4.1結(jié)構(gòu)(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(yīng)用Q420鋼，該鋼材(15MnVN)已應(yīng)用在九江長江大橋建設(shè)壓型鋼板薄壁型鋼應(yīng)用網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)