鋼結(jié)構(gòu)課件第一章-鋼結(jié)構(gòu)(緒論)

鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)目錄

序言課程概況及基本要求

第一章概論第二章鋼結(jié)構(gòu)的材料

第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接

第四章軸心受力構(gòu)件

第五章梁

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件

第七章鋼桁架與門式剛架第八章平面鋼閘門第九章鋼結(jié)構(gòu)的制作、防護與安裝

2023/9/27目錄序言課程概況及基本要求2023/8/3序言

課程概況及基本要求1、課程概況2、基本要求3、建議與希望2023/9/27序言課程概況及基本要求2023/8/31、課程概況鋼結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)的主要專業(yè)課之一，為必修考試科目。也是我國注冊結(jié)構(gòu)師考試科目。鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前我國重點推廣和發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)是采用鋼材制作而成的結(jié)構(gòu)，是建筑工程的主要結(jié)構(gòu)形式之一。課程的主要內(nèi)容包括材料、連接、基本構(gòu)件三大部分。不同結(jié)構(gòu)形式都是由基本構(gòu)件聯(lián)結(jié)而成，基本構(gòu)件的核心問題是穩(wěn)定問題。本課程的先行課程主要有：高等數(shù)學(xué)、建筑材料、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、鋼筋混凝土等。2023/9/271、課程概況鋼結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)的主要專業(yè)課之一，為必修考試2、基本要求（1）課程成績由考試+平時成績給出。（2）不得遲到、曠課。為了不影響他人，遲到者須到課間休息時方可進入教室。曠課達(dá)1/3，取消考試資格。缺課累計達(dá)8節(jié)及以上，成績由口試+筆試+平時成績給出，且口試及格后方可參加筆試。2023/9/272、基本要求（1）課程成績由考試+平時成績給出。2023.建議與希望（1）學(xué)習(xí)時應(yīng)重點搞清基本概念與性能，掌握設(shè)計原理，熟悉構(gòu)造要求。（2）講課主要講述重點和難點，為了便于大家學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，建議作好筆記。（3）我們將盡可能采用的是較新版本的教材，該教材反映了目前鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的最新成果和動向。2023/9/273.建議與希望（1）學(xué)習(xí)時應(yīng)重點搞清基本概念與性能，掌握第一章概論本章重點1、鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用2、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

3、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展

第一章概論本章重點目錄第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展

2023/9/27目錄第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用2023/8/3第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用一、鋼結(jié)構(gòu)的特點

二、鋼結(jié)構(gòu)的形式三、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍四、鋼結(jié)構(gòu)的組成

2023/9/27第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用2023/8/3一、鋼結(jié)構(gòu)的特點1.可靠性高2.材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重輕3.鋼材的塑性和韌性好4.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短5.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好6.鋼材的耐銹蝕性差7.鋼結(jié)構(gòu)耐熱但不耐火8.鋼材在低溫時脆性增大2023/9/27一、鋼結(jié)構(gòu)的特點1.可靠性高2023/8/31.可靠性高鋼材在鋼廠生產(chǎn)時，整個過程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定;鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體；鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能所作的基本假定符合較好；鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結(jié)果。所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高。

2023/9/271.可靠性高鋼材在鋼廠生產(chǎn)時，整個過程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比2.材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重輕鋼材與其它材料相比，它的強度與重力密度之比要高得多。在同樣的受力條件下，鋼結(jié)構(gòu)用材料少，自重輕。以24m跨度廠房屋架為例，當(dāng)承受相同的荷載時，每榀鋼屋架的重量為2.1～2.7t，而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋架的重量為6.4～11.3t，后者為前者的3～4倍。若采用冷彎薄壁型鋼屋架，其自重接近鋼筋混凝土屋架的1/10。鋼結(jié)構(gòu)自重輕，便于運輸和安裝，基礎(chǔ)費用低。2023/9/272.材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重輕鋼材與其它材料相比，它的強3.鋼材的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)破壞前一般都會產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時采取補救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。

2023/9/273.鋼材的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)破壞前一般都會4.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實現(xiàn)機械化，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟效益。我國已建成的某240x315m全鋼結(jié)構(gòu)廠房，建筑面積達(dá)7.6萬m，其結(jié)構(gòu)安裝僅用了98天。鋼結(jié)構(gòu)由于連接的特性，易于加固、改建和拆遷。2023/9/274.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，5.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓容器結(jié)構(gòu)和管道。6.鋼材的耐銹蝕性差在沒有腐蝕性介質(zhì)的一般環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料后，銹蝕問題并不嚴(yán)重。但在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)容易銹蝕，需定期維護，增加了維護費用。我國已研究生產(chǎn)出抗銹蝕性能良好的耐大氣腐蝕鋼，并用于工程結(jié)構(gòu)。2023/9/275.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性7.鋼結(jié)構(gòu)耐熱但不耐火當(dāng)鋼材受熱溫度在200℃以內(nèi)時，鋼材的主要性能變化很小，具有較好的耐熱性能。當(dāng)溫度達(dá)600℃以上時，鋼材的承載力幾乎完全喪失，所以說鋼材不耐火。當(dāng)溫度在250℃左右時，鋼材的塑性和韌性降低，破壞時常呈脆性斷裂。

考慮一定的安全儲備，當(dāng)結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱溫度不小于150℃時，需加以隔熱防護。當(dāng)有防火要求時，要采取防火措施。2023/9/277.鋼結(jié)構(gòu)耐熱但不耐火當(dāng)鋼材受熱溫度在200℃以內(nèi)時，鋼材8.鋼材在低溫時脆性增大在負(fù)溫度區(qū),鋼材的塑性和韌性隨著溫度降低而變差。2023/9/278.鋼材在低溫時脆性增大在負(fù)溫度區(qū),鋼材的塑性和韌性隨著溫二、鋼結(jié)構(gòu)的形式

1.框架

單層單跨框架單層多跨框架

多層單跨框架多層多跨框架

2.桁架

平面桁架空間桁架

3.拱架

4.索

5.殼體

2023/9/27二、鋼結(jié)構(gòu)的形式1.框架2023/8/3三、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.大跨度鋼結(jié)構(gòu)2.重型廠房結(jié)構(gòu)3.高層結(jié)構(gòu)4.高聳結(jié)構(gòu)5.輕型鋼結(jié)構(gòu)6.容器和其他構(gòu)筑物7.綜合應(yīng)用

2023/9/27三、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.大跨度鋼結(jié)構(gòu)2023/8/31.大跨度鋼結(jié)構(gòu)大跨度結(jié)構(gòu)主要有：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)拱架結(jié)構(gòu)2023/9/271.大跨度鋼結(jié)構(gòu)大跨度結(jié)構(gòu)主要有：2023/8/3（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（圖）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)廣泛用作體育館、展覽館、俱樂部、影劇院、食堂、會議室、候車廳、飛機庫、車間等的屋蓋結(jié)構(gòu)。具有工業(yè)化程度高、自重輕、穩(wěn)定性好、外形美觀的特點。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，由這些基本單元可組合成平面形狀的三邊形、四邊形、六邊形、圓形或其他任何形體。一般而言，網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)有下列三種節(jié)點形式：

1、焊接球節(jié)點2、螺栓球節(jié)點3、鋼板節(jié)點

2023/9/27（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（圖）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)廣泛用作體育館、展覽館、俱樂部、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)2023/9/27網(wǎng)架結(jié)構(gòu)2023/8/3（2）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)律布置，通過節(jié)點連接成空間桿系結(jié)構(gòu)，但網(wǎng)架的外形呈平板狀，而網(wǎng)殼的外形呈曲面狀。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)殼結(jié)構(gòu)的特點：外形美觀、通透感好，建筑空間大、用材省，設(shè)計施工較復(fù)雜。

2023/9/27（2）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)律布國家體育場

國家體育場建筑體形上像鳥巢?？扇菁{8萬人。平面為橢圓形,長軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個146m×76m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(dá)16萬t。

2023/9/27國家體育場國家體育場建筑體形上像鳥巢。可容納8萬天津奧林匹克體育場俯瞰效果圖

屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸挑結(jié)構(gòu)。屋面桁架落地，形似露珠。建筑底面面積為80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù)6層，最高點高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。2023/9/27天津奧林匹克體育場俯瞰效果圖屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸國家大劇院

位于北京人民大會堂西側(cè)，西長安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬平方米，總投資26.88億元，目前已進行過網(wǎng)殼部分設(shè)計與施工驗收審查會議。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212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設(shè)歌劇院（2416席）、音樂廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設(shè)在水下。設(shè)計為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，北京市建筑設(shè)計研究院參與主體設(shè)計

，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)6750t，195kg/m。

2023/9/27國家大劇院位于北京人民大會堂西側(cè)，西長安街以蘇州樂園宇宙大戰(zhàn)館球體屋面（穹頂）

2023/9/27蘇州樂園宇宙大戰(zhàn)館球體屋面（穹頂）2023/8/3上海商務(wù)中心（網(wǎng)狀網(wǎng)殼）

2023/9/27上海商務(wù)中心（網(wǎng)狀網(wǎng)殼）2023/8/3（3）懸索及索桁架結(jié)構(gòu)

以一系列拉索為主要承重構(gòu)件，這些索按一定的規(guī)律組成各種不同的形式，懸掛于相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)上，使材料強度在受拉情況下得到充分發(fā)揮的結(jié)構(gòu)形式。節(jié)約鋼材（以浙江省體育館為例，僅17kg/m2）、外形美觀、設(shè)計施工較復(fù)雜，適合于大跨度屋頂。

2023/9/27（3）懸索及索桁架結(jié)構(gòu)以一系列拉索為主要承重構(gòu)件，這些索按（4）橋梁鋼結(jié)構(gòu)

橋梁鋼結(jié)構(gòu)的主要形式有：（1）桁架式橋（如武漢、南京長江大橋）（連續(xù)小跨距）（2）箱形橋梁（如立交橋、鐵路橋），鋼板焊成（圖）（3）拱形橋梁，中、小跨度（圖）（4）斜拉橋（如上海南浦、楊浦大橋）“H”型鋼，大跨距、特大跨距（圖）（5）懸索橋（如江陰長江大橋）桁架梁1000米跨距

2023/9/27（4）橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋼結(jié)構(gòu)的主要形式有：2023/8/3（1）桁架式橋（如武漢長江大橋）2023/9/27（1）桁架式橋（如武漢長江大橋）2023/8/32023/9/272023/8/3（2）箱形橋梁（如立交橋、鐵路橋），鋼板焊成

2023/9/27（2）箱形橋梁（如立交橋、鐵路橋），鋼板焊成2023/8/（3）拱形橋梁，中、小跨度2023/9/27（3）拱形橋梁，中、小跨度2023/8/3（4）斜拉橋（如上海南浦、楊浦大橋）2023/9/27（4）斜拉橋（如上海南浦、楊浦大橋）2023/8/3潤揚長江公路大橋（全長35.66公里）2023/9/27潤揚長江公路大橋（全長35.66公里）2023/8/3（5）懸索橋（如江陰長江大橋）2023/9/27（5）懸索橋（如江陰長江大橋）2023/8/32.重型廠房結(jié)構(gòu)

廠房鋼結(jié)構(gòu)一般指重型、大型車間的承重骨架。通常由檁條、天窗架、屋架、托架、柱、吊車梁、制動梁（桁架）、各種支撐及墻架等構(gòu)件組成。

2023/9/272.重型廠房結(jié)構(gòu)廠房鋼結(jié)構(gòu)一般指西安變壓器廠（400t吊車）2023/9/27西安變壓器廠（400t吊車）2023/8/33.高層結(jié)構(gòu)（1）一般50層以上建筑均用鋼結(jié)構(gòu)（2）自重輕、抗震性能好，基礎(chǔ)處理方便（3）柱用焊接方管（圓角）、H型鋼或組合柱（4）梁用H型鋼，上下翼緣用對接焊，腹板用高強螺栓作抗剪連接，柱與梁翼緣對應(yīng)處有加強板（5）樓板用壓型鋼板加鋼筋網(wǎng)加細(xì)石砼構(gòu)成組合板，板與梁連接用銷釘（6）外墻用玻璃或鋁幕墻（7）基礎(chǔ)用樁基加箱基，箱基作停車場（8）防火要求非常嚴(yán)格

2023/9/273.高層結(jié)構(gòu)（1）一般50層以上建筑均用鋼結(jié)構(gòu)2023/8圖示為部分已建的高層鋼結(jié)構(gòu)2023/9/27圖示為部分已建的高層鋼結(jié)構(gòu)2023/8/3

80年代我國建造的11棟高層鋼結(jié)構(gòu)基本上都是國外設(shè)計、施工承建。

目前我國已建和在建的高度超過100m的鋼結(jié)構(gòu)有48棟。2023/9/2780年代我國建造的11棟高層鋼結(jié)構(gòu)基本202上海環(huán)球金融中心

由日本森大廈株式會社的全額子公司森海外株式會社及日本具有代表性的銀行、保險公司、商社等36家企業(yè)，偕同政府系統(tǒng)機構(gòu)日本海外經(jīng)濟協(xié)力基金(OECF)聯(lián)合投資的上海環(huán)球金融中心，總投資逾750億日元。位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，建筑總面積335,420平方米，地下3層，地上94層。建成后的高度達(dá)460米?？傆娩摿?6000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。2023/9/27上海環(huán)球金融中心由日本森大廈株式會社的全額子公上海金茂大廈

金茂大廈是由中國上海對外貿(mào)易中心股份有限公司獨家投資5.6億美元建設(shè)的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬平方米，于1998年8月28日竣工?？傆娩摿?4000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。設(shè)計者為美國S.O.M事務(wù)所。2023/9/27上海金茂大廈金茂大廈是由中國上海對外貿(mào)易中心股央視新臺址

央視新臺址建設(shè)工程位于北京朝陽區(qū)東三環(huán)中路、北京商務(wù)中心區(qū)的核心地段，占地面積18.7萬平方米，總建筑面積55萬平方米,230m。央視新臺址建設(shè)工程總投資約50億元人民幣，2003年10月開工建設(shè)，2008年正式運行。2023/9/27央視新臺址央視新臺址建設(shè)工程位于北京朝陽區(qū)東三大連遠(yuǎn)洋大廈

大連遠(yuǎn)洋大廈由大連遠(yuǎn)洋運輸公司、中遠(yuǎn)房地產(chǎn)開發(fā)公司與美國ESPIRIT公司聯(lián)合投資14.8億人民幣開發(fā)的集五星級酒店和甲級寫字樓為一體的智能大廈?？偨ㄖ娣e14.8萬平方米。其中：A座為五星級酒店，地上51層，總高200.8m。鋼筋混凝土核心筒，外框鋼框架。設(shè)計、加工、安裝全部國產(chǎn)化。2023/9/27大連遠(yuǎn)洋大廈大連遠(yuǎn)洋大廈由大連遠(yuǎn)洋運輸公司、臺北101

長寬各150m，總面積30277m2，塔高508m，世界第一高，26層以上以8層為一單元。主要由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。巨柱自地下5層至地上90層，最大尺寸為2.4mx3m。直徑5.5m，中670t的阻尼器

2023/9/27臺北101長寬各150m，總面積30277m2，塔高5084.高聳結(jié)構(gòu)高聳鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式多為空間桁架，其特點是高跨比較大，以水平荷載作用為主，可應(yīng)用在以下幾個方面：（1）輸電塔（2）通訊及微波塔（3）多功能廣播電視發(fā)射塔（4）桅桿（5）火炬塔、石油化工塔架等2023/9/274.高聳結(jié)構(gòu)高聳鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式多為空間桁架，其特點是高跨比（1）輸電塔2023/9/27（1）輸電塔2023/8/3

東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以其468米的高度成為亞洲第一高塔。她于1991年3月開始建造，1994年11月完工，總重量達(dá)12萬噸，總投資8.3億元人民幣。東方明珠塔由三根直徑為九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個小球、塔座和廣場組成。

（3）多功能廣播電視發(fā)射塔（東方明珠電視塔）2023/9/27東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，5.輕型鋼結(jié)構(gòu)輕型鋼結(jié)構(gòu)是一個很模糊的概念，沒有嚴(yán)格的定義。以下結(jié)構(gòu)都可稱為輕型鋼結(jié)構(gòu)：①由冷彎薄壁型鋼組成的結(jié)構(gòu)；②由熱軋輕型型鋼（工字鋼、槽鋼、H型鋼、L型鋼、T型鋼等）組成的結(jié)構(gòu)；③由焊接輕型型鋼（工字鋼、槽鋼、H型鋼、L型鋼、T型鋼等）組成的結(jié)構(gòu)；④由圓管、方管、矩形管組成的結(jié)構(gòu)；⑤由薄鋼板焊成的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)；⑥由以上各種構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。

2023/9/275.輕型鋼結(jié)構(gòu)輕型鋼結(jié)構(gòu)是一個很模糊的概念，沒有嚴(yán)格的定義。2023/9/272023/8/32023/9/272023/8/3輕型鋼結(jié)構(gòu)因具有用鋼量省、造價低、供貨迅速、安裝方便、外形美觀、內(nèi)部空曠等特點，在近年來得到迅速的發(fā)展，主要用于：單層或多層廠房、倉庫（圖）多層住宅、辦公樓（圖）

小別墅（圖）

2023/9/27輕型鋼結(jié)構(gòu)因具有用鋼量省、造價低、供貨迅速、安裝方便、外形美單層或多層廠房、倉庫

單層或多層廠房、倉庫，有單跨或多跨，跨度一般不超過30m，省材、施工速度快、造價低、耗用資源少，吊車為輕級工作制且起重量一般不超過20t，單層的承重結(jié)構(gòu)用鋼量一般為10～30kg/m2,多層承重框架用鋼量一般為30～60kg/m2。

2023/9/27單層或多層廠房、倉庫單層或多層廠房、倉多層住宅、辦公樓

多層住宅、辦公樓柱距一般為6～9米，不超過8層，基礎(chǔ)受力小，有利于抗震；資源耗用少；工業(yè)化程度高；施工速度快；可裝拆；造價略高。

2023/9/27多層住宅、辦公樓多層住2023/8/3小別墅

輕鋼小別墅一般2～3層。造型多變、功能齊全、建造速度快、工業(yè)化程度高、造價略高。

2023/9/27小別墅輕鋼小別墅一般2～3層。造型多變、功6.容器和其他構(gòu)筑物陜西銅川天然氣公司1000立方米天然氣球罐大連西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62鋼球罐2023/9/276.容器和其他構(gòu)筑物陜西銅川天然氣公司大連西太平洋石化有限公7、鋼結(jié)構(gòu)的廣泛綜合應(yīng)用餐廳劇院2023/9/277、鋼結(jié)構(gòu)的廣泛綜合應(yīng)用餐廳劇院2023/8/體育館“金字塔”結(jié)構(gòu)2023/9/27體育館“金字塔”結(jié)構(gòu)2023/8/3溫室連接橋2023/9/27溫室連接橋2023/8/3涼亭鋼木結(jié)構(gòu)2023/9/27涼亭鋼木結(jié)構(gòu)2023/8/3購物中心音樂廳2023/9/27購物中心音樂廳2023/8/3三、鋼結(jié)構(gòu)的組成跨越式結(jié)構(gòu)

跨越地面上的一定空間，包括橋梁和單層房屋結(jié)構(gòu)。高聳結(jié)構(gòu)

從地面向上發(fā)展的結(jié)構(gòu)，包括高層房屋、塔架和桅桿結(jié)構(gòu)。2023/9/27三、鋼結(jié)構(gòu)的組成跨越式結(jié)構(gòu)2023/8/3第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的

二、設(shè)計方法2023/9/27第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

2023/8/3一、結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的1．安全性結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用條件下，承受可能出現(xiàn)的各種作用的能力，以及在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，仍保持必要的整體穩(wěn)定性的能力。2．適用性結(jié)構(gòu)在正常使用條件下，滿足預(yù)定使用要求的能力。3．耐久性結(jié)構(gòu)在正常維護條件下，隨時間變化而仍能滿足預(yù)定功能要求的能力。2023/9/27一、結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的1．安全性結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用條件下結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)設(shè)計（計算）的目的是在滿足各種預(yù)定功能的前提下，做到技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理和確保質(zhì)量。要實現(xiàn)這一目的，必須借助于合理的設(shè)計方法。2023/9/27結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)設(shè)計（計二．設(shè)計方法1．影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素

2．概率極限狀態(tài)設(shè)計法

3.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017)》設(shè)計方法

4.現(xiàn)行水工、橋梁鋼結(jié)構(gòu)專門規(guī)范的設(shè)計方法2023/9/27二．設(shè)計方法1．影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素2023/8/31．影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素對于一般的工程結(jié)構(gòu)，影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素可以歸并為荷載效應(yīng)S（荷載作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力、變形等）和結(jié)構(gòu)抗力R（結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受荷載效應(yīng)的能力，如承載力、剛度等）兩個基本變量。Z=R-S（1-1）Z——結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能狀態(tài)的函數(shù)。

Z>0結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；

Z<0結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；

Z=0結(jié)構(gòu)處于臨界狀態(tài)，一旦超過這一狀態(tài)，結(jié)構(gòu)將不再能滿足設(shè)計要求。因此它也稱為極限狀態(tài)。2023/9/271．影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素對于一般的工程結(jié)構(gòu)，影響結(jié)構(gòu)可靠性的2．概率極限狀態(tài)設(shè)計法1)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮下列兩種極限狀態(tài)：

①承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力，或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)。

②正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。2)結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率(Pf)。Pf=P(Z<0)

Pf=P(Z≥0)=1-Pf2023/9/272．概率極限狀態(tài)設(shè)計法1)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮下列兩種極限狀態(tài)：

（1）承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)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：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（包括疲勞破壞），或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)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。2023/9/27（1）承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或（2）正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值：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）；影響正常使用的振動；影響正常使用的其它特定狀態(tài)。2023/9/27（2）正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久（3）概率極限狀態(tài)設(shè)計方法設(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

>0，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)

Z=R-S=0，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)

<0,結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)除疲勞計算外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，用分項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進行計算。2023/9/27（3）概率極限狀態(tài)設(shè)計方法設(shè)計基本原則：技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、3.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017)》設(shè)計方法對于承載能力極限狀態(tài)采用應(yīng)力表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)

2023/9/273.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017)》設(shè)計方法2023/84.現(xiàn)行水工、橋梁鋼結(jié)構(gòu)專門規(guī)范的設(shè)計方法多系數(shù)分析單一系數(shù)表達(dá)的容許應(yīng)力設(shè)計法:2023/9/274.現(xiàn)行水工、橋梁鋼結(jié)構(gòu)專門規(guī)范的設(shè)計方法多系數(shù)分析單一系第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展一、我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和趨勢

二、鋼結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的條件二、鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個方面

2023/9/27第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展2023/8/3一、我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和趨勢鋼結(jié)構(gòu)是由生鐵結(jié)構(gòu)逐步發(fā)展起來的，中國是最早用鐵制造承重結(jié)構(gòu)的國家。遠(yuǎn)在秦始皇時代（公元前二百多年），就有了用鐵建造的橋墩。以后在深山峽谷上建造鐵鏈懸橋、鐵塔等，這些表明我國古代建筑和冶金技術(shù)方面的高度水平。中國古代在金屬結(jié)構(gòu)方面雖有卓越的成就，但由于受到內(nèi)部的束縛和外部的侵略，相當(dāng)一段時間內(nèi)發(fā)展較為緩慢。即使這樣，我國工程師和工人仍有不少優(yōu)秀設(shè)計和創(chuàng)造，如1927年建成的沈陽黃姑屯機車廠鋼結(jié)構(gòu)廠房，1928～1931年建成的廣州中心紀(jì)念堂圓屋頂，1934～1937年建成的杭州錢塘江大橋等。

2023/9/27一、我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和趨勢鋼結(jié)構(gòu)是由生鐵結(jié)構(gòu)逐步發(fā)20世紀(jì)50年代后，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制造、安裝水平有了很大提高，建成了大量鋼結(jié)構(gòu)工程，有些在規(guī)模上和技術(shù)上已達(dá)到世界先進水平。如采用大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的首都體育館、上海體育館、深圳體育館，大跨度三角拱形式的西安秦始皇陵兵馬俑陳列館，懸索結(jié)構(gòu)的北京工人體育館、浙江體育館，高聳結(jié)構(gòu)中的200m高廣州廣播電視塔、210m高上海廣播電視塔、194m高南京跨江線路塔、325m高北京氣象桅桿等，板殼結(jié)構(gòu)中有效容積達(dá)54000m3的濕式儲氣柜等。2023/9/2720世紀(jì)50年代后，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制造、安裝水平有了很大提高近期，隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理論、制造、安裝等方面技術(shù)的迅猛發(fā)展，各地建成了大量的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑、輕鋼結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)、市政設(shè)施等。如：位于上海浦東、420.5m高、88層、總建筑面積達(dá)28.7萬m2的金貿(mào)大廈；總建筑面積達(dá)20萬m2的上海浦東國際機場；主體建筑東西跨度288.4m、南北跨度274.7m、建筑高度70.6m、可容納8萬名觀眾的上海體育場；336m高、建于哈爾濱的黑龍江廣播電視塔以及橫跨黃浦江的南浦大橋、楊浦大橋等等。2023/9/27近期，隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理論、制造、安裝等方面技術(shù)的迅猛發(fā)展，各二、鋼結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的條件

1.我國的鋼產(chǎn)量從96年起年產(chǎn)已突破1億噸,01年1.57億噸，今年預(yù)計可達(dá)億噸。高的鋼產(chǎn)量為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)提供了主要的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.一系列的規(guī)范和規(guī)程的頒發(fā)及計算機技術(shù)的應(yīng)