臺州學院建筑工程系王小崗課程的性質、目的與任務土木工程專業(yè)建筑工程方向學生必修主干課。本課程的目的和任務：在掌握鋼結構設計基本原理的基礎上，進一步學習民用和工業(yè)建筑中常規(guī)鋼結構房屋的特點，基本設計方法，計算簡圖與內力分析方法；能按有關專業(yè)規(guī)范或規(guī)程進行鋼結構的整體設計、截面計算和構造處理，為將來走上工作崗位，順利完成設計任務奠定基礎。課程的基本要求（1）了解平臺鋼結構的總體布置，掌握平臺結構構件的基本設計方法及相關構造。（2）了解普通輕型門式剛架結構廠房的形式、布置，理解輕型門式剛架結構廠房剛架形式、屋蓋結構、掌握其基本的設計方法；熟練進行鋼檁條的設計，獨立完成輕型鋼屋架的設計與計算。（3）了解重型廠房結構的形式和組成、掌握單層廠房結構的設計計算方法；掌握桁架結構的設計方法；掌握吊車梁及制動結構設計方法。（4）了解多高層結構的結構類型和形式；掌握多層框架結構的設計計算方法；掌握構件設計方法；掌握梁、柱拼接和連接的設計方法。第一章

概

述主要內容一、鋼結構的特點二、我國鋼結構的應用

三、鋼結構主要結構形式三、鋼結構可能的破壞形式四、房屋鋼結構設計要求一、鋼結構的特點1、強度高，重量輕鋼材比重：7850Kg/m3,抗拉設計強度（200～）N/mm2重量/強度＝40混凝土比重：2500Kg/m3,抗拉設計強度（1～

）N/mm2重量/強度＝2500木材比重：500Kg/m3,順紋抗拉強度（10～）N/mm2重量/強度＝502、材性好，可靠性高3、工業(yè)化程度高，工期短自動鋼板切割埋弧自動焊作業(yè)面多現(xiàn)場基礎施工工廠鋼構制作4、有效使用空間大5、運輸、安裝方便6、可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重復利用7、密封性好8、抗震性好9、有一定耐熱性，但抗火性能差溫度對鋼材力學性能的影響需采取防火措施10、耐腐蝕性能差

熱浸鋅（25年）酸洗、清洗、干燥、熱浸鋅、后處理質量穩(wěn)定、工業(yè)化程度高，但構件尺寸受鋅槽尺寸控制熱噴鋁復合涂層（25年）噴砂、噴鋅（鋁）、噴鋁、噴復合涂層不受體型大小限制、無熱影響，構件形狀復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，防腐有效年限短輕質高強材性好，可靠性高工業(yè)化程度高，工期短有效使用空間大運輸、安裝方便可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重復利用密封性好抗震性好有一定耐熱性，但抗火性能差耐腐蝕性能差二、我國鋼結構應用我國鋼結構應用不斷增加：

1.鋼材生產(chǎn)技術發(fā)展迅速，產(chǎn)量、質量大大提高；2.鋼結構設計、加工、安裝能力均已接近世界先進水平。鋼產(chǎn)量和消費的全球份額1991鋼產(chǎn)量其他歐洲6.7%前蘇聯(lián)18.0

%北美13.7%日本14.9%其他亞洲9.0

%其他7.9

%歐盟15國20.2%中國9.6%2001鋼產(chǎn)量其他歐洲5.4%前蘇聯(lián)11.8%北美14.0%日本12.1%其他亞洲11.6%其他8.6%中國17.6%歐盟15國18.8%2001鋼材消費其他歐洲4.3%前蘇聯(lián)4.2%北美17.1%日本9.6%其他亞洲15.6%其他8.4%

中國22.2%歐盟15國18.6%1991鋼材消費其他歐洲4.6%前蘇聯(lián)16.2%北美15.3%日本

15.1%其他亞洲13.5%其他7.6%中國9.2%歐盟15國18.4%產(chǎn)量消費中國鋼材增長曲線6535710080938954926195361012410891114591239512849151631822522010272803494041878489245000040000300002000010000060000199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007萬噸中國1990-2007年鋼產(chǎn)量增長情況鋼結構應用種類繁多，造型新穎，規(guī)模宏大。按功能分主要應用有：會展場館 體育建筑 機場 劇院高層建筑 塔桅結構 廠房 倉儲 住宅橋梁

儲罐其他構筑物會展場館體育建筑機場劇院高層建筑

塔桅結構廠房

倉儲住宅橋梁

儲罐

其他構筑物上海新國際博覽中心湖南國際會展中心廣州會展中心會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物2008奧運會國家體育場上海虹口足球場上海八萬人體育場會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物浦東國際機場首都機場會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物上海大劇院國家大劇院會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物金茂大廈1998年建成88層420m混凝土核心筒，鋼巨型外伸桁架,鋼骨混凝土巨型柱上海環(huán)球金融中心原方案（97年打樁），浦東陸家嘴，460m，97層停工5年后，于2003年又推出新方案，高

492m，101層，建成為世界第一高摩天樓，

37萬多m2。會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物輸電塔電視塔通訊塔會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物輕鋼廠房大眾汽車三期工程山東省日照市雙禾家紡輕鋼車間輕型鋼結構會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物大連北良國儲糧庫凈跨60m嘉興電廠干煤棚會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物日本裝配式鋼結構住宅50天施工過程第一日

堪察現(xiàn)場第二日維護現(xiàn)場，拆除舊房第十日

基礎完成第二十日房屋單元安裝完畢第二十五日門窗安裝完畢，內墻安裝完畢、石膏板安裝完畢天棚、地面開始制作第三十日室內外裝修基本完畢第三十五日電器、潔具、上下水管道安裝調試完畢第四十三日班組自行檢查調整第四十八日公司檢查第四十九、五十日使用說明介紹完工后的室內完工后的外觀會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物楊浦大橋盧浦大橋會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物會展場館體育建筑機場劇院高層建筑塔桅結構廠房倉儲住宅橋梁儲罐其他構筑物三、鋼結構結構形式按構件單元尺度分：桿系，板、殼、膜按受力特點分：桁架、框架、懸索結構、雜交結構、張拉集成結構、索膜結構、拱或拱架桿系——以長度顯著大于橫向尺寸的構件為基本單元的結構體系按幾何形體可分為平面桿系和空間桿系；按受力性能可分為剛性桿系（可受拉、受壓）、柔性桿系（僅可受拉）、剛柔結合桿系；按桿端連接形式可分為剛接桿系和鉸接桿系。板、殼、膜——厚度顯著小于其它兩個方向尺度的結構件。板：以受彎為主；（繞切向軸受彎，平面構件）殼：以受壓為主；（切向受壓，空間構件）膜：僅受拉。（切向受拉，空間構件）桿系與板系的聯(lián)系和滲透桁架：鋼屋架、平板網(wǎng)架、網(wǎng)殼、空間桁架框架：門式剛架、空間剛架、剛架－支撐結構、

剛架－抗剪桁架、框筒、筒中筒、巨型框架懸索結構：馬鞍型、圓形雜交結構：拱、索，網(wǎng)架、索張拉集成結構：拉桿預應力張拉、少數(shù)壓桿，經(jīng)濟、大跨索膜結構：拱或拱架：網(wǎng)架節(jié)點四、鋼結構的可能破壞形式結構的整體失穩(wěn)結構和構件的局部失穩(wěn)結構的塑性破壞、脆性斷裂結構的疲勞破壞結構的累積損傷破壞結構的整體失穩(wěn)結構所承受的外荷載尚未達到按強度計算得到的結構破壞荷載時，結構已不能承擔荷載，并產(chǎn)生較大變形，整個結構偏離原來的平衡位置而倒塌。結構和構件的局部失穩(wěn)結構或構件在保持整體穩(wěn)定的條件下，結構中的局部構件或結構中的板件已不能承受外荷載的作用而失去穩(wěn)定。構件：受壓柱、受彎梁板件：受壓翼緣、受壓腹板結構的塑性破壞、脆性破壞屬結構的強度破壞。破壞時出現(xiàn)明顯的變形的為塑性破壞；破壞時無明顯的變形的為脆性破壞。結構的疲勞破壞結構在反復荷載（低于屈服強度）作用下產(chǎn)生的破壞結構的累積損傷破壞結構在反復荷載（高于屈服強度）作用下，反復次數(shù)并不多的情況下產(chǎn)生的破壞。足夠強度、剛度和穩(wěn)定性，結構安全可靠；符合建筑使用要求，具有良好耐久性；節(jié)約鋼材，減輕重量；制造簡單、安裝方便，節(jié)約勞動力；便于運輸、維護；結構適當外露、美觀。五、鋼結構設計要求鋼結構的極限狀態(tài)：承載能力、正常使用一、承載能力極限狀態(tài)：結構或構件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形。包括傾覆、疲勞、喪失穩(wěn)定、結構變?yōu)闄C動體系或出現(xiàn)過度的塑性變形二、正常使用極限狀態(tài)：結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。包括出現(xiàn)影響正常使用或外觀的變形、振動和局部破壞。設計方法我國《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017－2003)《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》(GB50018－2002)《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》(CECS102：2002)采用了極限狀態(tài)設計法。鋼結構的設計方法設計方法：以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法計算疲勞仍采用容許應力幅法計算強度、穩(wěn)定、連接用荷載設計值計算疲勞、變形用荷載標準值對于直接承受動力荷載的結構：在計算強度和穩(wěn)定時，動力荷載設計值應乘動力系數(shù)

在計算疲勞和變形時，動力荷載標準值不應乘動力系數(shù)設計表達式Q

QKG

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