1、鋼 結(jié) 構(gòu)基本原理及施工,河北工業(yè)大學(xué),鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)方法,根據(jù)教學(xué)大綱要求，課程只講鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件部分； 本課程的特點(diǎn)是：大家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)少，結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，理論性強(qiáng)（特別是穩(wěn)定理論）； 受課時(shí)限制，不能過多的詳解例題，一定要記好筆記，從機(jī)理理解一些理論問題，加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)； 多作習(xí)題與思考題，避免眼高手低。,第1章 緒論,3,第 1章 緒 論,第一節(jié) 我國鋼結(jié)構(gòu)的概況,1、古代鋼結(jié)構(gòu),鐵鏈橋 蘭津橋（西南地區(qū)）建于公元5875年，比歐洲早70余年 云南沅江大橋 貴州盤江大橋 四川瀘定大渡河橋,鐵 塔（古代七大鐵塔）,湖北荊州玉泉寺13層鐵塔（宋代公元1061年） 山東濟(jì)寧鐵

2、塔寺鐵塔 （建于公元1105年，鐵塔包括座、塔剎共11層，高23.8米，呈八角型） 江蘇鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔 聊城鐵塔：山東省聊城興隆寺內(nèi)，建筑年代在宋金之間，塔也是八角13層 泰山鐵塔：在山東泰安市。建于明嘉靖十二年（1533年），塔身分層鑄造，呈六角13層。現(xiàn)僅存下部3層。 千佛鐵塔：坐落在陜西咸陽市社鎮(zhèn)。塔呈方形10層，此塔是我國古代最高的鐵塔，建于明代。 孤山鐵塔：在陜西省府谷縣。塔形錐筆形，分12層。是明代所建，現(xiàn)僅存遺跡了。,山東濟(jì)寧鐵塔寺鐵塔,第1章 緒論,5,2、現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu),什么是鋼結(jié)構(gòu)？一些典型的鋼結(jié)構(gòu)建筑,鋼結(jié)構(gòu)是鋼材（鋼板和型鋼）經(jīng)過設(shè)計(jì)、加工，形成各種基本構(gòu)件，如拉桿（有時(shí)還

3、包括鋼索）、壓桿、梁、柱及桁架等，然后將這些基本構(gòu)件按一定的方式通過焊接和螺栓等方式連接組成的工程結(jié)構(gòu)形式。,五大結(jié)構(gòu)形式：,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 組合結(jié)構(gòu),“銀色彎弓”架浦江全鋼結(jié)構(gòu)盧浦大橋,1、什么是鋼結(jié)構(gòu),南浦大橋夜景,大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋,鋼結(jié)構(gòu)高層建筑,德國斯圖加特體育場 膜結(jié)構(gòu)工程,合肥市工業(yè)大學(xué)新校區(qū)露天劇場,哈爾濱國際體育會(huì)展中心,鋼結(jié)構(gòu)的主要形式及應(yīng)用,（1）桁架,平面桁架 空間桁架 (網(wǎng)架),（2）框架,（3）拱架,（4）索,（5）殼體,第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,1、特點(diǎn), 強(qiáng)度高，重量輕 塑性、韌性好 材質(zhì)均勻，工作可靠性高 適于于機(jī)械化加工，工業(yè)化

4、生產(chǎn)程度高 減少砂、石、灰用量，減輕對(duì)再生資源的破壞 環(huán)保、可回收再利用，建筑造型美觀 密閉性能好,能制成不滲漏的密閉容器 耐熱性能好，耐火性能差。 耐腐蝕性差,鋼和混凝土容重比：3.4 強(qiáng)度比：210136 所以重量輕 好處: (1)便于運(yùn)輸和安裝 (2)可跨越更大的跨度,2、應(yīng)用范圍, 重型廠房、受振動(dòng)荷載作用的廠房結(jié)構(gòu), 大跨度建筑物 體育館、展覽館、影劇院、會(huì)議中心、機(jī)庫, 多層、高層和超高層建筑, 輕型鋼結(jié)構(gòu),輕型鋼結(jié)構(gòu)是一個(gè)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)：由冷彎薄壁型鋼組成的結(jié)構(gòu)；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)；由焊接

5、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)；由圓管、方管、矩形管組成的結(jié)構(gòu)；由薄鋼板焊成的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)；由以上各種構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。,塔桅結(jié)構(gòu) 電視塔、天線、發(fā)射架、海洋平臺(tái),可拆卸和搬遷的結(jié)構(gòu) 流動(dòng)展覽館、舞臺(tái)、施工時(shí)的臨時(shí)房屋、溫室大棚等,板殼結(jié)構(gòu) 儲(chǔ)油庫、煤氣庫、高爐等各種容器, 大跨度橋梁, 特種結(jié)構(gòu),海洋平臺(tái)、水工閘門、鍋爐骨架、起重機(jī)、棧橋、管道支架井架,第三節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,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(shí)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

6、技術(shù)方面的高度水平。 20世紀(jì)50年代后，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、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(jìn)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、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(chǔ)氣柜等。,近期，隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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

7、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(jī)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、盧浦大橋等。,鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向,一、研制高強(qiáng)度、特種鋼材 高強(qiáng)度Q420 耐候鋼，耐候性是普通鋼材的28倍 耐火鋼，600度時(shí)屈服點(diǎn)不低于2/3 Z向鋼,抗層狀撕裂能力強(qiáng),二、推廣應(yīng)用新型鋼材成品,（1）H型鋼、T型鋼 （2）彩（色）涂（層）鋼板、熱鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板 （3）冷彎（薄壁）型鋼,三、改進(jìn)設(shè)計(jì)方法 建筑科學(xué)研究院PKPM（STS）

8、、冶金部建筑研究總院PS2000等 四、新型結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用和發(fā)展 1、大跨空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，張弦桁架、懸掛結(jié)構(gòu) 2、輕鋼結(jié)構(gòu)變截面輕鋼門式剛架、金屬拱型波紋屋蓋、輕鋼結(jié)構(gòu) 住宅 3、直接焊接鋼管結(jié)構(gòu) 4、鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑 5、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu) 6、索膜結(jié)構(gòu) 7、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu),建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù),八、鋼結(jié)構(gòu)技術(shù) 1.主要技術(shù)內(nèi)容(1) 高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。根據(jù)建筑高度和設(shè)計(jì)要求分別采用框架、框架支撐、筒體和巨型框架結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件可采用鋼、勁性鋼筋混凝土或鋼管混凝土。鋼構(gòu)件質(zhì)輕延性好，可采用焊接型鋼或軋制型鋼，適用于超高層建筑；勁性鋼筋混凝土構(gòu)件剛度大，防火性能好，適用于中高層建筑或底部

9、結(jié)構(gòu)；鋼管混凝土施工簡便，僅用于柱結(jié)構(gòu)。(2) 空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。空間鋼結(jié)構(gòu)自重輕、剛度大、造型美觀，施工速度快。以鋼管為桿件的球節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架、多層變截面網(wǎng)架及網(wǎng)殼等是我國空間鋼結(jié)構(gòu)用量最大的結(jié)構(gòu)型式。具有空間剛度大，用鋼量低的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)、施工方面均達(dá)到國際先進(jìn)水平，有專門的設(shè)計(jì)、施工和檢驗(yàn)規(guī)程，并可提供完備的CAD軟件。除網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外，空間結(jié)構(gòu)尚有大跨懸索結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)等。(3) 輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。伴隨著輕型彩色鋼板制成墻體和屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成的新結(jié)構(gòu)型式，由厚5 mm以上鋼板焊接或軋制的大斷面薄壁H型鋼墻梁和屋面檁條，圓鋼制成柔性支撐系統(tǒng)和高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)成的輕鋼結(jié)構(gòu)體系，柱距可從6 m至9 m，跨

10、度可達(dá)30 m或更大，高度可達(dá)十幾米，并可設(shè)輕型吊車。用鋼量2030 kg/m2?，F(xiàn)已有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)程序和專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量好，安裝速度快，重量輕，投資少，施工不受季節(jié)限制，適用于各種輕型工業(yè)廠房。,建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù),(4) 鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)。以型鋼或鋼管與混凝土構(gòu)件組成的梁、柱承重結(jié)構(gòu)為鋼混組合結(jié)構(gòu)，近年來應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。組合結(jié)構(gòu)兼有鋼與混凝土兩者的優(yōu)點(diǎn)，整體強(qiáng)度大、剛性好、抗震性能良好，當(dāng)采用外包混凝土構(gòu)造時(shí)，更具有良好的耐火和耐腐蝕性能。組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般可降低用鋼量1520。組合樓蓋及鋼管混凝土構(gòu)件，還具有少支?；虿恢?、施工方便快速的優(yōu)點(diǎn)，推廣潛力較大，適用于承受較大荷載的

11、多層或高層建筑的框架梁、柱及樓蓋，工業(yè)建筑柱和樓蓋等。(5) 高強(qiáng)度螺栓連接與焊接技術(shù)。高強(qiáng)螺栓通過摩擦力來傳遞應(yīng)力，由螺栓、螺母和墊圈三部分組成。高強(qiáng)螺栓連接具有施工簡便、拆除靈活、承載力高、抗疲勞性能和自鎖性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，工程中已取代了鉚接和部分焊接，成為鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝中的主要連接手段。在車間內(nèi)制作的鋼構(gòu)件，厚板應(yīng)采用自動(dòng)多絲埋弧焊，箱形柱隔板應(yīng)采用熔嘴電渣焊等技術(shù)?，F(xiàn)場安裝施工中，應(yīng)采用半自動(dòng)焊技術(shù)和氣體保護(hù)焊藥芯焊絲及自保護(hù)藥芯焊絲技術(shù)。(6) 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)包括防火、防腐、防銹，一般在防火涂料處理后無需再做防銹處理，但在有腐蝕氣體的建筑中尚需做防腐處理。國內(nèi)防火涂

12、料種類較多，如TN系列、MC10等，其中MC10防火涂料具有防火、防腐功能。防腐防銹涂料有醇酸磁漆、氯化橡膠漆、氟橡膠涂料及氯磺化涂料等。在施工中應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)型式、耐火等級(jí)要求及環(huán)境要求選用合適的涂料及涂層厚度。,建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù),2.目標(biāo)與措施鋼結(jié)構(gòu)工程涉及面廣，技術(shù)難度大，在推廣應(yīng)用中必須遵循國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。各地建設(shè)行政主管部門應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)工程專業(yè)化隊(duì)伍的建設(shè)，組織好質(zhì)檢隊(duì)伍培訓(xùn)工作，并及時(shí)總結(jié)工程實(shí)踐和新技術(shù)應(yīng)用。大專院校、設(shè)計(jì)部門和施工企業(yè)應(yīng)加速鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)人員培養(yǎng)，推廣技術(shù)成熟的鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件。群眾學(xué)術(shù)團(tuán)體應(yīng)配合鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，廣泛開展國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流和培訓(xùn)活動(dòng)，積極把鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作與施工安裝技術(shù)的總體水平，以期在近期內(nèi)能