钢结构概述与钢结构的材料

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1、第三篇钢结构第1章概述第2章钢结构的材料第3章构件的截面承载能力—强度第4章单个构件的承载能力—稳定性第5章钢结构的连接和节点构造优点建筑钢材强度高，塑性韧性好强度高——大跨、高层、高负荷结构塑性好——防止脆性破坏，应力重分配韧性好——承受动力荷载，抗震性能好材质均匀、性能好，结构可靠性高钢材接近于各向同性的理想弹－塑性体，实际受力同工程力学计算理论比较符合，因此钢结构的可靠性高1.1.1钢结构的特点1.1钢结构的特点和应用第1章概述钢结构施工简便，工期短，易于改造和加固钢材可加工性能好，工业化机械化程度高，构件轻，连接简单，安装方便钢结构的重量轻，质强比小材

2、料的质量密度ρ与强度f的比值α（质强比）小建筑钢材质强比α：1.7～3.7×104木材质强比α：5.4×104钢筋混凝土质强比α：18×104钢结构钢混结构钢筋混凝土结构自重11.221.72结构自身面积0.280.371施工周期11.331.6用钢量1.451.231平均施工进度4.5天/层7天/层几种类型结构比较缺点耐腐蚀性差使用环境，钢材极易锈蚀，需注意保护，特殊环境下不易使用钢结构耐火性差耐热性较好（200℃以下钢材性质变化很小），高于200℃后钢材强度下降很快，600℃时钢材进入塑性状态，强度几乎降为零丧失承载力，需采取隔热防火措施钢材价格相对较高工

3、业厂房吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构，结构形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门式刚架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式，随着压型钢板等轻型屋面材料的采用，轻钢结构工业厂房得到了迅速的发展。其结构形式主要为实腹式变截面门式刚架受动力荷载影响的结构由于钢材具有良好的韧性，设有较大锻锤或产生动力作用的其他设备的厂房，即使屋架跨度不大，也往往由钢制成。对于抗震能力要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的1.1.2钢结构的应用范围高耸结构高耸结构包括塔架和桅杆结构，如高压输电线路的塔架、广播、通信和电视发射用的塔架和桅杆、火箭（卫星）发射塔架

4、等可拆卸的结构钢结构不仅重量轻，还可以用螺栓或其他便于拆装的手段来连接，因此非常适用于需要搬迁的结构容器和其他特种结构冶金、石油、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构，包括油罐、煤气罐、高炉、热风炉等。此外，经常使用的还有皮带通廊栈桥、管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物，海上采油平台也大都采用钢结构●组合结构钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都充分发挥它的长处，是一种很合理的结构主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱等常用钢－混凝土组合截面大跨结构结构跨度越

5、大，自重在荷载中所占的比例就越大，减轻结构的自重会带来明显的经济效益。钢材强度高结构重量轻的优势正好适合于大跨结构，因此钢结构在大跨空间结构和大跨桥梁结构中得到了广泛的应用。所采用的结构形式有空间桁架、网架、网壳、悬索（包括斜拉体系）、张弦梁、实腹或格构式拱架和框架等南通体育会展中心-开合结构（网架体系）北京奥运会主会场-鸟巢（门式钢架组合体系）南京火车站南京火车站多高层建筑钢结构的综合效益指标优良，在多、高层民用建筑中也得到了广泛的应用。其结构形式主要有多层框架、框架－支撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等香港汇丰银行（框支悬挂体系）轻钢结构当屋面活荷载特别轻时，

6、小跨结构的自重也成为一个重要因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可比钢筋混凝土屋架的用钢量还少。轻钢结构的结构形式有实腹变截面门式刚架、冷弯薄壁型钢结构（包括金属拱形波纹屋盖）以及钢管结构等。轻钢结构住宅轻钢结构住宅轻钢结构住宅同混凝土结构设计第三章1.2钢结构的极限状态和概率极限状态法2.1钢结构对材料的要求较高的抗拉强度fu和屈服点fy较高的塑性和韧性良好的工艺性能在一定特殊情况下，适应低温、高温和腐蚀行环境的能力分别涉及钢材材性：强度、塑性、韧性、可焊性、冷弯性、耐久性等方面第2章钢结构材料2.2.1单向拉伸时的工作性能试验条件—常温、静载、标准试

7、件、一次拉伸钢材在常温、静载条件下一次拉伸所表现的性能最具有代表性，钢材的主要强度指标和变形性能都是根据标准试件一次拉伸试验确定的。2.2钢材的主要性能及其鉴定单向均匀拉伸试验比例极限应力-应变图中直线段的最大应力值。屈服点应变在之后不再与应力成正比，而是渐渐加大，应力-应变间成曲线关系，一直到屈服点。抗拉强度最高点应力为抗拉强度。伸长率伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力。屈服点、抗拉强度和伸长率，是钢材的三个重要力学性能指标。指钢材在冷加工（常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标2.2.2

8、冷弯性能钢材在塑性变形和断裂的过程中吸