2015钢结构第二章钢结构的材料摘要

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1、上节总结：一、课程内容：钢结构是采用钢材制作而成的结构，是建筑工程的主要结构形式之一。课程的主要内容包括材料、连接、基本构件、典型建结构的设计四大部分。不同结构形式都是由基本构件连结而成，基本构件的核心问题是稳定问题。二、钢结构的特点：可靠性高、材料的强度高，钢结构自重轻，钢材的塑性和韧性好，钢结构制造简便，施工工期短，钢结构密闭性好,钢材的耐锈蚀性差，钢结构耐热但不耐火，钢材在低温时脆性增大三、钢结构的应用：1.大跨度结构2.高层建筑3.工业建筑4.轻型结构5.高耸结构6.活动式结构7.可拆卸或移动的结构8.容器和大直径管道

2、9.抗震要求高的结构10.急需早日交付使用的工程或运输条件差的工程11特种结构12钢桥13、住宅水工：钢闸门、拦污栅、升船机、压力管（水库、压力前池、调压室向水轮机输送）。综上所述，钢结构是在各种工程中广泛应用的一种重要的结构形式。随着我国经济建设的发展和钢产量的提高，钢结构将会发挥日益重要的作用。第二节钢结构的设计方法设计要求：不适合采用其他材料结构时采用。优先采用定型和标准化的结构构件和节点。研究和完善结构型式时，应尽量做到结构简化和材料集中使用（扩大构件）。可靠性保证——运输、安装、使用过程合理选材、精心设计、保证耐久性

3、尽可能先进设计方法、连接方式、结构形式、材料减轻自重节省钢材，受力明确，发挥钢材性能防腐、防高温、低温造型美观一．结构设计的目的任何结构都是为了完成所要求的某些功能而设计的。工程结构必须具备下列功能：1．安全性：结构在正常施工和正常使用条件下，承受可能出现的各种作用的能力，以及在偶然事件发生时和发生后，仍保持必要的整体稳定性的能力。2．适用性：结构在正常使用的条件下，满足预定使用要求的能力.3．耐久性：结构在正常维护条件下，随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。结构的安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性。结构设计（计算）

4、的目的是在满足各种预定功能的前提下，做到技术先进、安全适用、经济合理和确保质量。要实现这一目的，必须借助于合理的设计方法。二设计方法1．影响结构可靠性的因素对于一般的工程结构，影响结构可靠性的因素可以归并为荷载效应S（荷载作用引起的结构或构件的内力、变形等）和结构抗力R（结构或构件承受荷载效应的能力，如承载力、刚度等）两个基本变量。Z=R-S（1-1）Z—结构完成预定功能状态的函数。Z>0结构处于可靠状态；Z<0结构处于失效状态；Z＝0结构处于临界状态，一旦超过这一状态，结构将不再能满足设计要求。因此它也称为极限状态。2．概率

5、极限状态设计法1)结构设计应考虑下列两种极限状态：（1）承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力，或达到不适于继续承载的变形的极限状态。（2）正常使用极限状态：结构或构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。2)结构可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率(Pr)。Pf=P(z<0)Pr=P(z≥0)=1-Pf二．设计方法设计使用年限分类类别设计使用年限示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的结构3）钢结构设计规范(GB50017)设计方法对于承

6、载能力极限状态采用应力表达式正常使用极限状态4）现行水工、桥梁钢结构专门规范的设计方法—容许应力法（如水利水电工程钢闸门设计规范SL74-95）第三节钢结构的发展一、钢结构快速发展的条件我国的钢产量从1996年起年产已突破1亿吨,2001年1.57亿吨，2002年达1.8亿吨。钢产量的提高为发展钢结构提供了主要的物质基础。一系列的规范和规程的颁发及计算机技术的应用、材料、设计方法、结构体系的发展，使我国的钢结构发展具备了必要的技术基础。《中国建筑技术政策》（1996年2010年）中具体地提出了发展钢结构的要求，这是几十年来第

7、一次国家明确提出的政策支持。这些将会促进钢结构应用的进一步发展，必将对钢结构提出更多更高的要求。钢结构是环保型的、易于产业化的和可再次利用的或者说可持续发展的结构，应积极合理地扩大在工程中的应用。二、钢结构发展的几个方面1.设计方法和计算理论的改进1）水工、桥梁钢结构应早日采用概率极限状态设计法。2）(GB50017)向采用更为先进合理的全概率极限状态设计法的方向努力。3）设计由构件或某一截面的可靠度，向以整个结构体系可靠度分析为目标的结构设计发展。4)钢结构的计算理论，如稳定计算、塑性设计、优化设计以及在动力荷载作用下的性能

8、等，都需要进一步深入研究。二、钢结构发展的几个方面2.优质钢材的应用采用高强度钢材:可以用较少的材料做成功效较高的结构，对于跨度大、荷载大的结构和移动式结构极为有利。国外已把屈服强度为700～800N/mm2或更高强度的低合金结构钢列入设计规范。研究强度更高的钢材及其合理使用