《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2版》 課件 第1章 緒論

第一章：緒論1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點1.3鋼結(jié)構(gòu)分類與應(yīng)用1.4鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法1.5鋼結(jié)構(gòu)得發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理什么是鋼結(jié)構(gòu)？鋼結(jié)構(gòu)是一種建筑結(jié)構(gòu)類型，是指主要用鋼材建造的工程結(jié)構(gòu)通常采用型鋼、鋼索、鋼板加工制造而成1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史型鋼鋼索鋼板建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理一、鋼結(jié)構(gòu)的開篇鋼結(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。遠在秦始皇時代（公元前二百多年），就有了用鐵建造的橋墩，明成化年間時（約公元1475年）在深山峽谷上建造鐵鏈懸橋（蘭津橋）。建在云南瀾滄江上。這里兩崖峭壁直立高入云霄，飛泉急流。以鐵索扣住南北岸的巨巖為橋。又叫霽虹橋。

大渡橋——最著名的鐵鏈橋：九根鐵鏈上鋪板，四根鐵鏈做扶手。長103米，建于1705年建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史

當(dāng)陽城西15公里的玉泉山東，始建于東漢末年，我國著名的佛教寺院。鐵塔寺建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史隨著宗教的進入，塔寺作為宗教建筑物出現(xiàn)。湖北玉泉寺二、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展鋼材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速、產(chǎn)量大量提高。我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工、安裝能力均已接近世界先進水平。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史602m橋梁鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展公路、鐵路大橋武漢長江大橋128m九江長江大橋上海南浦大橋216m423m楊浦大橋1385m廣東虎門大橋880m西陵長江大橋900m江陰長江大橋鐵鏈橋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史超高層建筑物深圳發(fā)展中心153.98m北京京城大廈京廣中心182m208m深圳地王商業(yè)中心上海環(huán)球金融中心492m鐵塔高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展342.95m上海中心大廈632m建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展上海體育館110m國家大劇院鳥巢國家游泳館國家速滑館198x124m鋼屋蓋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.1鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史上海八萬人體育場300m長軸212m1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.強度高而重量輕（輕質(zhì)高強）鋼材:

比重：7850Kg/m3

抗拉設(shè)計強度（200～）N/mm2越小，結(jié)構(gòu)相對越輕鋼筋混凝土:木材：相同跨度、相同荷載：鋼屋架重量約為鋼混屋架重量的1/4~1/31.2鋼結(jié)構(gòu)的特點建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2、材質(zhì)均勻、塑性韌性好、可靠性高鋼材生產(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，接近于各向同性體鋼材的物理力學(xué)特性基本符合力學(xué)對材料性能所作的基本假設(shè)實際性能≈工作性能，計算理論合理、計算結(jié)果可靠鋼結(jié)構(gòu)制作、施工、安裝質(zhì)量有保證塑性好破壞前一般會有顯著的變形避免重大事故發(fā)生韌性好鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載適應(yīng)性強、抗震性好在許多立論過程中，我們經(jīng)常假定材料滿足(

）定律力學(xué)胡克各向同性熱力學(xué)ABCD提交單選題2分混凝土的塑性和韌性遠強于鋼結(jié)構(gòu)。對錯AB提交投票最多可選1項鋼結(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，請問這是由于鋼結(jié)構(gòu)的哪個特點？（）強度高密閉性好韌性好制造工廠化ABCD提交單選題2分1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理3.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便、施工方便、具有良好的裝配性工業(yè)化程度高，工期短作業(yè)面多現(xiàn)場基礎(chǔ)施工工廠鋼構(gòu)制作1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理10天落生成火神山醫(yī)院中國速度中國力量中國精神主體結(jié)構(gòu)：鋼結(jié)構(gòu)集裝板房1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理致敬“沉默的英雄”——記武漢火神山雷神山醫(yī)院的建設(shè)者“最美建設(shè)者、英雄的團隊”——兩山醫(yī)院施工單位黨組織中國速度背后的中國精神兩山醫(yī)院以驚人的速度落成背后是黨領(lǐng)導(dǎo)下社會主義集中力量辦大事的政治優(yōu)勢，是這政治優(yōu)勢下凝聚的全社會合理和眾志成城，也是兩山建設(shè)者夜以繼日無私奉獻的奮斗結(jié)晶他們默默逆行而來，默默疲憊而去，這些沉默的英雄，將被武漢銘記，被歷史銘記。1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理4.鋼材可重復(fù)利用、綠色、可持續(xù)5.鋼材密閉性好西氣東輸中俄石油運輸新疆————上海1.5m直徑油、汽等各種不允許外泄的資源存儲于鋼結(jié)構(gòu)中是利用了鋼結(jié)構(gòu)_____的特性，容器采用_____連接。（

）韌性好，焊接韌性好，螺栓連接密閉性好，焊接密閉性好，螺栓連接ABCD提交單選題2分1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理6.耐腐蝕性能差，應(yīng)采取防護措施

熱浸鋅（25年）酸洗、清洗、干燥、熱浸鋅、后處理質(zhì)量穩(wěn)定、工業(yè)化程度高，但構(gòu)件尺寸受鋅槽尺寸控制

熱噴鋁復(fù)合涂層（25年）噴砂、噴鋅（鋁）、噴鋁、噴復(fù)合涂層不受體型大小限制、無熱影響，構(gòu)件形狀復(fù)雜時操作困難

普通防腐蝕方法（3～5年）除銹、底漆、面漆操作方便，防腐有效年限短防腐年限：50年氟碳防腐技術(shù)1.2鋼結(jié)構(gòu)的特點建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理7.鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性好，但防火性能差考慮安全儲備，溫度達到150℃時，需隔熱防護當(dāng)溫度在250℃左右時，鋼材的塑性和韌性降低，呈脆性破壞在鋼結(jié)構(gòu)房屋中，選擇結(jié)構(gòu)用鋼材時，下列因素中的（

）不是主要考慮的因素。建造地點的氣溫荷載性質(zhì)鋼材造價建筑的防火等級ABD提交C單選題2分此題未設(shè)置答案，請點擊右側(cè)設(shè)置按鈕關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的特點敘述錯誤的是（）建筑鋼材的塑性和韌性好鋼材的耐腐蝕性差鋼材具有良好的耐熱性和防火性鋼結(jié)構(gòu)更適于建造高層和大跨ABCD提交單選題2分1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.民用建筑鋼結(jié)構(gòu)住宅樓、辦公樓、醫(yī)院、商場、體育館等1.3.1按應(yīng)用領(lǐng)域分類1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2.一般工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)單層廠房、多層廠房、重型工程廠房的車間等1.3.1按應(yīng)用領(lǐng)域分類1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理3.橋梁鋼結(jié)構(gòu)梁式橋、拱橋、斜拉索橋、懸索橋等1.3.1按應(yīng)用領(lǐng)域分類4.密閉壓力容器鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)儲庫鋼結(jié)構(gòu)密閉性較好，密閉壓力容器常采用鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)高爐大直徑鋼管5.塔桅鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理廣播和電視發(fā)射塔架高壓輸電線路塔架化工排氣塔6.船舶海洋鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理海上鉆井平臺潛艇艦船7.水利鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼閘門升船機攔污柵8.電力鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理干煤棚核電站鋼安全殼輸煤棧橋9.釬具和釬鋼釬具釬鋼風(fēng)力發(fā)電塔10.地下鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼管樁鋼板樁支護鋼板樁圍堰11.貨架腳手架鋼結(jié)構(gòu)貨架腳手架12.雕塑和小品鋼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理城市小品標(biāo)志物1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.梁狀結(jié)構(gòu)鋼梁1.3.2按結(jié)構(gòu)體系工作特點分類受彎構(gòu)件2.門式剛架受彎直梁和壓彎柱子剛接門式剛架3.拱架結(jié)構(gòu)軸心壓力為主的單向彎曲構(gòu)件拱架結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理4.桁架結(jié)構(gòu)鋼梁1.3.2按結(jié)構(gòu)體系工作特點分類軸拉、軸壓構(gòu)件組成5.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)6.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)軸拉、軸壓構(gòu)件組成空間體系軸拉、軸壓構(gòu)件組成空間曲面體系網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1.3鋼結(jié)構(gòu)的分類與應(yīng)用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理7.預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)1.3.2按結(jié)構(gòu)體系工作特點分類張力索與壓桿組成8.懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)9.復(fù)合結(jié)構(gòu)張拉索為主的結(jié)構(gòu)兩種及兩種以上結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.4.1概述結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理1.許用應(yīng)力法式中：——由標(biāo)準(zhǔn)荷載與構(gòu)件截面設(shè)計尺寸所計算的應(yīng)力，；

——容許應(yīng)力，；

——材料的標(biāo)準(zhǔn)強度，鋼材為屈服強度，；

——大于1的安全系數(shù)，考慮各種不確定性，憑工程經(jīng)驗取值。1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2.半概率極限狀態(tài)設(shè)計法式中：——由標(biāo)準(zhǔn)荷載與構(gòu)件截面設(shè)計尺寸所計算的應(yīng)力，；

——容許應(yīng)力，；

——材料的標(biāo)準(zhǔn)強度，鋼材為屈服強度，；

——分別為荷載系數(shù)、材料系數(shù)和調(diào)整系數(shù)。1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理3.半概率極限狀態(tài)設(shè)計法

>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)一、承載能力極限狀態(tài)

對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞，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）。1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.4.2規(guī)范現(xiàn)行設(shè)計表達式1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理除疲勞計算外，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)計表達式進行計算?！Y(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，結(jié)構(gòu)安全等級分為一級、二級、三級，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)分別采用1.1、1.0和0.9；——永久荷載、可變荷載的分項系數(shù)，詳見現(xiàn)行規(guī)范；——永久荷載、可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)。二、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)。1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理1.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理式中：——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中產(chǎn)生的變形值；

——第1個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件巾產(chǎn)生的變形值（該值大于其他任意第i個可坐荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的變形值）；

——第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中產(chǎn)生的變形值；

——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的容許變形值。1.高性能鋼材的研究與應(yīng)用強度、塑性和韌性、耐火、耐候等方面低合金鋼在鋼中加入少量合金元素改善性能：

15MnVNq—C用于九江長江大橋。2、耐候鋼3、熱強化鋼材4、鍍層、涂層、復(fù)合等表面處理鋼材。

1.5鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算的研究與改進

1.5鋼