鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理張耀春，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》，高等教育出版社，2011第一章緒論第二章鋼結(jié)構(gòu)的材料第三章連接第四、五章受彎構(gòu)件第六章軸心受力構(gòu)件第七章拉彎、壓彎構(gòu)件第九章單層廠房鋼結(jié)構(gòu)第一章緒論第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡史鋼—鐵碳合金鑄鐵—公元前2000年（美索不達(dá)米亞平原）戰(zhàn)國時(shí)代（公元前475年-221年）鐵制工具公元65年（漢明帝）世界上最早的懸鏈橋蘭津橋1705年四川瀘定大渡河橋-跨度最大的懸鏈橋鐵建筑物公元694年洛陽的“天樞”公元1061年湖北荊州玉泉寺13層鐵塔歐美國家1840之前---鑄鐵做橋1840之后前---鉚釘和鍛鐵做橋1846-1850年英國布里塔尼亞橋—箱梁1855年英國發(fā)明貝氏轉(zhuǎn)爐煉鋼法1865年法國人發(fā)明平爐煉鋼法1870年軋制出工字鋼1890年后成為金屬結(jié)構(gòu)的主要材料1840之后我國—半封建半殖民地1907年建成漢陽鋼廠日本在中國建鋼廠解放后---主要建廠房、建橋1978年改革開放后---鋼產(chǎn)量逐年增加1996年超過1億噸2009年5.68一億噸從“限制使用”“合理推廣使用”GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50018-2002《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用

*鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1、鋼材強(qiáng)度高、重量輕

2、材質(zhì)均勻、塑性韌性好

3、良好的加工性能和焊接性能

4、密封性好

5、鋼材的可重復(fù)使用

6、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火

7、耐腐蝕能力差

8、鋼結(jié)構(gòu)的低溫冷脆傾向

*鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

1、大跨度結(jié)構(gòu)

2、工業(yè)廠房

3、受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)

產(chǎn)生動(dòng)力作用的設(shè)備

抗震能力要求高的結(jié)構(gòu)

4、多層和高層建筑

5、高聳結(jié)構(gòu)

6、可拆卸的結(jié)構(gòu)

7、容器和其它構(gòu)筑物

8、輕鋼結(jié)構(gòu)

9、鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

*概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

1、結(jié)構(gòu)功能要求1）在施工和使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用2）正常使用時(shí)具有良好的工作狀態(tài)3）在正常維護(hù)下具有良好的耐久性4)在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性

2、結(jié)構(gòu)的可靠度可靠性、可靠度、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期

3、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)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)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度破壞、疲勞破壞、過度變形不適于繼續(xù)承載，失穩(wěn)、變成機(jī)動(dòng)體系和傾覆正常使用極限狀態(tài)：影響正常使用或外觀的變形、震動(dòng)，影響正常使用或耐久性的局部損壞

4、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理>0安全、可靠Z=R-S=0極限狀態(tài)<0不安全、失效狀態(tài)

失效概率：Pf=P（Z<0）

設(shè)R、S的統(tǒng)計(jì)值服從正態(tài)分布，則：

Z為正態(tài)分布的概率密度函數(shù)稱為一次二階矩法5、設(shè)計(jì)表達(dá)式*承載能力極限狀態(tài)

應(yīng)考慮作用效應(yīng)的基本組合，必要時(shí)考慮偶然效應(yīng)組合可變荷載效應(yīng)控制的組合：永久荷載效應(yīng)控制的組合：對(duì)于一般的排架、框架結(jié)構(gòu)，可變荷載效應(yīng)控制的組合：*正眨常使用玩極限狀茫態(tài)鋼結(jié)宏構(gòu)只懲考慮誰標(biāo)準(zhǔn)腳組合敞：*容許嫁應(yīng)力設(shè)弄計(jì)法*租結(jié)構(gòu)忽內(nèi)力允的分饒析方走法1、一階轉(zhuǎn)彈性分榴析在變形富前的位許置上建棕立平衡勇方程可以判使用稈疊加貼原理2、二階螺分析在變形夫后的位抬置上建妖立平衡陵方程疊加原幸理一般雜不適用二階分杜析，列礎(chǔ)平衡方圍程：解方座程得y，進(jìn)陜一步促得到墾：3近似二出階分析紫方法I）P-效應(yīng)的貸基本概墾念P與i呈現(xiàn)疊復(fù)雜綁的非蟻線性籍關(guān)系P艷i的作用吉效果翠用水平文力P兼i/hi代替一階具分析亂：層喊側(cè)移旁剛度法與軸邀力無聽關(guān)II）多網(wǎng)層框脂架的站近似煎二階財(cái)彈性趕分析二階彈質(zhì)性分析各必要性漂判斷u采用[彩u]通過施堂加假想塘水平力泉考慮結(jié)榜構(gòu)和構(gòu)貿(mào)件各種扭缺陷的乓影響二階彈木性分析該特點(diǎn)1、荷揉載位滔移呈訪非線援性關(guān)陶系，盜疊加懼原理派不適嫩用2、極遙限狀宮態(tài)設(shè)擦計(jì)表息達(dá)式蹈不再帳使用3、先恭荷載壺組合蛛，再宰進(jìn)行甩二階身分析腰，比灰較各握組合賢，求崖最不嬌利內(nèi)黃力。4、框架專柱計(jì)算逢長度取1.01、發(fā)展閘新鋼材高強(qiáng)度基高性能傲鋼、低撐屈服點(diǎn)姨鋼、耐演火鋼我國釀：Q4冤20卵LQ憶55居0等厚鋼成板--災(zāi)--甚GB嶄/T遙1經(jīng)98持79盈-2種00爬5低屈算服點(diǎn)買鋼10幼0M概Pa代--錢--相當(dāng)于歌日本LY皺10盟0耐火平鋼---筋-60語0度保持2/骨3以上的葡常溫強(qiáng)塊度日本狗：199厭4年鋼材速按使用邊部位分聰類（SN標(biāo)準(zhǔn)）SN未40抹0A屆(Q湊23桃5A霸)—彈性秀、非何焊接SN4驗(yàn)00B、SN恢49江0B（Q34呀5）--保證出塑性口和焊話接性葵能用于要抗震曲結(jié)構(gòu)SN乏40粉0C、SN講49澆0C緊--州-好的鈔抗層慚狀撕滿裂性對(duì)SN蹈B耀C屈服點(diǎn)殼進(jìn)行限泉制C、S、P嚴(yán)格限測(cè)制低屈服魔點(diǎn)鋼、電耐火鋼歐美：飯美國舌調(diào)質(zhì)綿處理后旺的A5僚14屈服靜點(diǎn)690陜MPa第四節(jié)筒鋼洲結(jié)構(gòu)的盟新發(fā)展2、發(fā)星展新倆結(jié)構(gòu)箱體系大跨空咬間結(jié)構(gòu)倆、網(wǎng)架召、網(wǎng)殼叛、張弦畢桁架、掙懸掛結(jié)堤構(gòu)、直橫接焊接