第一章鋼結(jié)構(gòu)概述彭述權(quán)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的建造過(guò)程和內(nèi)在缺陷鋼結(jié)構(gòu)的組成原理鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)和概率極限狀態(tài)法鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展本章內(nèi)容：1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.1.1

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。與其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：材料強(qiáng)度高，韌性、塑性好。材質(zhì)均勻，比較符合力學(xué)計(jì)算假定。制造簡(jiǎn)單，施工周期短。鋼材質(zhì)量輕。密封性好。鋼材耐腐蝕性能差，維護(hù)費(fèi)用高。耐熱但不耐火150℃時(shí)強(qiáng)度無(wú)變化，600℃時(shí)強(qiáng)度約為0。鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有：1.1.2

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用（1）大跨度鋼結(jié)構(gòu)鋼屋架網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)拱架結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)某體育場(chǎng)國(guó)家大劇院位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬(wàn)平方米，總投資26.88億元.該工程外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長(zhǎng)軸

212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285m。內(nèi)設(shè)歌劇院（2416席）、音樂(lè)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(gè)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(jì)為法國(guó)巴黎機(jī)場(chǎng)公司安德魯建筑師，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院參與主體設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)6750t，195kg/m。80年代我國(guó)建造的11棟高層鋼結(jié)構(gòu)基本上都是國(guó)外設(shè)計(jì)、施工承建。目前我國(guó)已建和在建的高度超過(guò)100m的鋼結(jié)構(gòu)有48棟。上海環(huán)球金融中心位于陸家嘴金融貿(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。總用鋼量26000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。（3）高層建筑上海金茂大廈金茂大廈是由中國(guó)上海對(duì)外貿(mào)易中心股份有限公司獨(dú)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(wàn)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(jì)者為美國(guó)S.O.M事務(wù)所。央視新臺(tái)址央視新臺(tái)址建設(shè)工程位于北京朝陽(yáng)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(wàn)平方米，總建筑面積55萬(wàn)平方米,230m高。臺(tái)北101長(zhǎng)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，重670t的阻尼器（4）高聳建筑電視塔、微波塔、通訊塔等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(kāi)始建造，1994年11

月完工，總重量達(dá)12萬(wàn)噸，總投資8.3億元人民幣。東方明珠塔由三根直徑為

7米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個(gè)小球、東方明珠電視塔

塔座和廣場(chǎng)組成。16埃菲爾鐵塔（5）輕型鋼結(jié)構(gòu)（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（7）可拆卸結(jié)構(gòu)7海洋鉆井平臺(tái)20981海洋鉆井平臺(tái)1.2

鋼結(jié)構(gòu)的建造過(guò)程和內(nèi)在缺陷1.2.1

鋼結(jié)構(gòu)的建造過(guò)程＊1.工廠制造—鋼材驗(yàn)收、放樣、加工、裝配、矯正、除銹和涂漆*

2.工地安裝—擴(kuò)大拼裝、吊裝就位、臨時(shí)固定、最后固定1.2.2

鋼結(jié)構(gòu)的初始缺陷1.幾何缺陷初彎曲、初傾斜、桿件長(zhǎng)度誤差2.材料缺陷鋼材并非理想的勻質(zhì)體和各向同性體1.3鋼結(jié)構(gòu)的組成原理＊幾何不變＊在外載作用下保持穩(wěn)定性承載力和剛度跨越式結(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)。1.4

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法1.4.1鋼結(jié)構(gòu)的概率極限狀態(tài)（1）承載能力極限狀態(tài)對(duì)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(gè)方面：＊整個(gè)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(guò)材料強(qiáng)度而破壞（包括疲勞破壞），或因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載；＊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)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）。（2）正常使用極限狀態(tài)對(duì)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(xiàng)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(dòng)；＊影響正常使用的其它特定狀態(tài)。＊設(shè)計(jì)基本原則：技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(jì)算外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。1.4.2

概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法g0

S

￡

R1.4.3

設(shè)計(jì)表達(dá)式：nS

=

gG

SGK

+

gQ1SQ1K

+

y

cigQi

SQiKi

=2由可變荷載效應(yīng)控制的組合：n由永久荷載效應(yīng)控制的組合：S

=

gG

SGK

+

y

cigQi

SQiKi

=1nn＊排架、框架結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化規(guī)則：由可變荷載效應(yīng)控制的組合：S

=

gG

SGK

+

gQ1SQ1KS

=

gG

SGK

+

0.9gQi

SQiKi=1由永久荷載效應(yīng)控制的組合不變：S

=

gG

SGK

+

y

cigQi

SQiKi

=11.5鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展（1）高性能鋼材（強(qiáng)度、塑性和韌性、耐火、耐候等）GB50017-2003Q235Q345(390、420)-A

b

(f)-B

b

(f)-C-D-

A-B-C-D-E整體