鋼結構基本原理1

鋼結構基本原理

2011.9第一章緒論鋼結構提供結構的安全性，穩(wěn)定性，在設計上更加靈活、先進，并能很好的滿足建筑師豐富多彩的設計要求。在土木工程中，科技含量高的是鋼結構，體現土木工程結構進步的是鋼結構，能夠盡快實現工廠化，工業(yè)化進而體現規(guī)?；氖卿摻Y構。鋼結構是一個脫胎于傳統(tǒng)產業(yè)，溶合了傳統(tǒng)建筑和機械制造業(yè)的一個新的邊緣產業(yè)，是具有原有產業(yè)厚重的的技術沉淀，又有新的廣闊市場的朝陽產業(yè)。第一節(jié)鋼結構的特點及應用一.特點1.強度高。

2.材料勻質和各向同性。3.塑性和韌性好。4.便于工廠化生產。5.密閉性好。6.耐熱較好。7.耐火差。8.易銹蝕。二.應用1.重型廠房。2.大跨度屋蓋結構。3.高聳結構。

4.多,高層結構5.橋梁6.大型容器和大直徑管道7.移動和可拆卸結構8.冷成型鋼結構9.其它建筑物艾菲爾鐵塔橋梁的主要結構形式第二節(jié)鋼結構的設計方法一、概述1、容許應力設計法式中：fy——鋼材的屈服點；

K——安全系數。鋼結構規(guī)范結構和連接的疲勞計算仍用容許應力法。2.極限狀態(tài)設計法（1）承載能力極限狀態(tài)（2）正常使用的極限狀態(tài)

3.結構的極限狀態(tài)方程結構或構件的極限狀態(tài)可以用功能函數Z=R-S來描述：Z=R-S=0式中：R—結構抗力S—作用效應稱為結構的極限狀態(tài)方程當Z<0，即R<S時，結構或構件處于失效狀態(tài)；當Z>0，即R>S時，結構或構件處于可靠狀態(tài)；當Z=0，即R=S時，結構或構件處于極限狀態(tài)。由于影響結構抗力R和作用效應S的各種因素都是獨立的隨機變量，所以結構抗力和作用效應也是隨機變量。二、概率極限狀態(tài)設計法1.結構或構件的失效概率與可靠指標失效概率2.概率極限狀態(tài)法設計表達式(1)承載能力極限狀態(tài)表達式鋼結構設計用應力表達，采用鋼材強度設計值，按荷載效應的基本組合進行,強度和穩(wěn)定設計時，有如下極限狀態(tài)表達式：可靠性指標和相應的失效概率表1-11)可變荷載效應控制的組合：2）永久荷載效應控制的組合：式中γ0一結構重要性系數，當安全等級為一、二、三級時分別取為1.1，1.0，0.9；γG一永久荷載分項系數，對式(1-5a)一般取1.2,對式(1-5b)一般取1.35;當荷載效應對結構有利時，取1.0，對抗傾覆和滑移有利時取0.9；γQ1，γQi一分別為第一個和第i個可變荷載的分項系數，一般情況下取1.4，當樓面活荷載大于4kN／m2時取1.3；

σQ1K,σQiK一分別為第一個和第i個可變荷載標準值計算的可變荷載效應值；σGK一按永久荷載標準值計算的永久荷載效應值；ψCi一第i個可變荷載的組合系數，一般情況下，當無風荷載參與組合時取1.0，有風荷載參與組合時取0.6；γR一結構抗力分項系數；(2)正常使用極限狀態(tài)設計表達式僅考慮荷載效應標準組合式中:vGK—永久荷載標準值在結構或構件中產生的變形值；vQ1K—起控制作用的第一個可變荷載的標準值在結構或結構構件中產生的變形值（該值使計算結果為最大）；

vQiK—其他第i個可變荷載標準值在結構或結構構件中產生的變形值；

[v]—結構或結構構件的容許變形值。對于軸心受力和偏心受力構件，正常使用極限狀態(tài)用構件的長細比來保證:

式中：λ—構件的容許長細比，按規(guī)范規(guī)定采用；l0—構件的計算長度；

—構件的截面回轉半徑I和A——分別是截面慣性矩和截面面積。第三節(jié)鋼結構的發(fā)展方向鋼結構作為一個行業(yè)的發(fā)展趨勢，主要集中在以下領域：（1）設計領域；（2）配套技術領域；（3）制造領域。具體來說有：1、高效能鋼材的研制和應用--高強鋼、耐候鋼、Z向性能鋼等；2、計算理論的研究和完善；3、結構形式的創(chuàng)新和應用；4、最優(yōu)化原理的應用。

例：世界貿易中心方形塔樓,地下6層,地上110層,高417米,高寬比6.5,42萬平米?？蛲搀w系—建筑平面外圈框架筒體和樓面內部的框架組成?？蛲膊捎谩懊苤盍盒汀笨蚣車傻目箓攘αⅢw構件，簡稱框筒?？蛲灿?40根鋼柱組成，柱距1.02米，核心區(qū)由47根鋼柱組成框架?？蛲蹭撝鶠榉?50X450方形鋼管，從上至下外形尺寸不變僅改變壁厚，由下而上為12.5~7.5mm，無轉換桁架，每32層利用設備層

設高為7米的鋼板圈梁。核心區(qū)為450方鋼管柱，主梁間距2.04米，高900mm（桁架梁），用鋼量187kg/m2。阻尼裝置：在每層樓板處安裝100個粘彈性阻尼器。阻尼器由三塊鋼板夾以粘彈性材料—聚丙烯組成。固定在外柱與鋼桁架下弦桿端連接處。計算最大頂點位移1.02米，實測值為0.46米，實測頂點位移角為1/890。第四節(jié)本課程的主要內容、特點一、課程的主要內容課程的主要