钢结构课件第一章1绪论

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1、讲课张卉E-mail:zhangh0202@126.com钢结构SteelStructure1.1钢结构的发展概况1.2钢结构的特点及应用1.4钢结构的设计方法和发展趋势1.3钢结构的主要结构形式1.5钢结构课程的学习1绪论钢结构是土木工程的主要结构形式之一。钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。1.1钢结构的发展概况由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索通过连接而形成的能够承担预定功能的结构体系。如房屋、桥梁等，称为钢结构。什么是钢结构?1.1钢结构的

2、发展概况古代我国也是较早发明炼铁技术的国家之一，在河南辉县等地出土的大批战国时代（公元前475～前221年）的铁制生产工具说明，早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行。秦始皇年代已有铁桥墩，公元60～70年代，已建成铁链桥，此外还建有不少铁塔。早在公元前2000年左右，在人类古代文明的发祥地之一的美索不达米亚平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间）就出现了早期的炼铁术。钢(steel)是铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。1.1钢结构的发展概况公元65年

3、，汉明帝时代建造了铁链悬桥——云南“兰津桥”1705年建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m，由9根桥面铁链和4根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚桩上。公元1061年（宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔十九世纪五十年代前为铸铁结构，这是钢结构的前身结构。1851年英国伦敦第一届世博会的水晶宫是铸铁结构的典型建筑(9万m2,6个月，用4500吨铸铁、10t玻璃建成，1936年火毁)。它是英国工业革命时期的最具有代表性的建筑。近代这是一座完全用钢铁和玻璃构造的

4、“功能主义”建筑，一改维多利亚时代石头建筑庞大、笨重的建筑风格，不管是从外面看还是从里面瞧，都非常透亮，人们因此称它“水晶宫1870年生产型钢，标志着人类社会开始由铸铁结构转为钢结构。巴黎的标志——艾菲尔铁塔1889年为纪念法国大革命100周年建造的艾菲尔铁塔。于1887年11月26日动工1889年3月31日竣工，历时21个月，铁塔占地12.5公顷，高320.7m，重7000t,由18038个优质钢铁部件和250万个铆钉铆接而成，建筑设计中最著名的是防范强风吹袭的对称钢结构设计。以艾菲尔铁塔为标

5、志，钢结构应用有120多年的历史。第一座依照现代钢结构框架结构设计原理建造起来的高层建筑是芝加哥家庭保险公司大厦（1883-1885）共十层。这是真正意义上世界上建造的第一座钢结构大厦。芝加哥家庭保险公司大厦HomeInsuranceBuilding芝加哥是美国摩天大楼的发源地，从此人们建造的房屋越来越高，结构和功能都同传统建筑相比发生了非常大的改变。我国钢结构的发展概况50年代,为初盛时期（156项援建工程大部分为重型钢结构）。60-70年代,为限制使用时期，当时中国钢产量仅1～2千万吨，主要

6、用于国防.机械业。当时国家政策建筑业中“凡是可用其它材料代替的，均不用钢结构建造”。由于受到钢产量的制约，钢结构仅在重型厂房、大跨度公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构中采用。二十世纪钢筋混凝土结构成为中国主导结构。80-90年代后,出现了新的发展时期（钢产量自1996年（实现1亿吨）起连续多年超亿吨),国家鼓励建筑用钢。建国以来我国钢结构应用发展的三个时期刚解放时钢产量几乎是零20世纪50~70年代：应用较少20世纪80年代以来：飞速发展，广泛应用。自1996年以后，钢产量世界第一；到2012年我国

7、粗钢产量达7亿吨。应用范围扩张高层建筑体育场馆机场航站楼会展中心剧院火车站飞机库工业厂房电视塔结构体系丰富纯框架带支撑框架框筒网架网壳空间桁架刚架、拱架悬索、张弦梁索膜结构塔桅结构20世纪80年代以来：飞速发展，广泛应用。自1996年以后，钢产量世界第一；如：网架结构的飞速发展；如：轻型门式刚架结构的飞速发展。1949十几万吨19905000万吨19957000万吨19961亿吨20001.285亿吨20042.72亿20064.62亿吨20074.89亿吨20085.84亿吨6.92亿吨6.8

8、3亿吨7亿吨7.8亿吨2013年中国粗钢产量占全球48.5%,不锈钢产量占48.3%。建筑用钢占各国钢材消费的比例都很高。中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20％－25％；中国用于钢结构房屋建筑仅占3%左右;2010年达到6%。欧盟15国占41%;美国占21%;日本占43.2%。中外建筑钢结构应用比较国家中国韩国日本美国钢结构建筑总量/建筑总量6％20％50％68％我国钢结构应用现状，与发达国家比较1.1钢结构的发展概况从发达国家来看，钢结构建筑已成为主流。世界各国建筑业都是钢材的主要用户之一，