【5A文】钢结构经典教程.ppt

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1、【5A文】钢结构经典教程第一章概述第二章建筑钢材第三章钢结构的连接第四章轴心受力构件第五章梁（受弯构件）第六章拉弯与压弯构件第一章绪论第一节钢结构的特点与应用第二节钢结构的设计原理与方法第三节钢结构的发展第四节钢结构课程的学习方法第一节钢结构的特点及应用一、钢结构的特点强度高、重量轻钢与混凝土、木材相比，虽然质量密度较大，但其屈服点较混凝土和木材要高得多，其质量密度与屈服点的比值相对较低。在承载力相同的条件下，钢结构与钢筋混凝土结构、木结构相比，构件较小，重量较轻，便于运输和安装。质地均匀，塑性和韧性好钢材质地均匀，各向同性，弹性

2、模量大，有良好的塑性和韧性，为理想的弹塑性体，完全符合目前所采用的计算方法和基本理论。生产、安装工业化程度高，施工周期短钢结构生产具备成批大件生产和高度准确性的特点，可以采用工厂制作、工地安装的施工方法，所以其生产作业面多，可缩短施工周期，进而为降低造价、提高效益创造条件。密闭性能好由于焊接结构可以做到完全密封，一些要求气密性和水密性好的高压容器、大型油库、气柜、管道等板壳结构都采用钢结构。抗震及抗动力荷载性能好钢结构因自重轻、质地均匀，具有较好的延性，因而抗震及抗动力荷载性能好。具有一定的耐热性温度在250℃以内，钢的性质变化很

3、小，温度达到300℃以上，强度逐渐下降，达到450～650℃时，强度降为零。因此，钢结构可用于温度不高于250℃的场合。在自身有特殊防火要求的建筑中，钢结构必须用耐火材料予以维护。当防火设计不当或者当防火层处于破坏的状况下，有可能将产生灾难性的后果。远眺纽约曼哈顿世贸大楼绝版纽约世贸中心双子塔撞击下的世界贸易中心美国东部时间2001年9月11日上午8时45分，一架起飞重量达160吨的波音767型飞机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18分钟后，又一架起飞重量为100吨的波音757型飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南塔。假设两架飞机的起

4、飞重量是满负荷，再考虑两种机型的速度是1000千米/小时，而且以恐怖分子执意为之的心理，这个速度已是下限，那么，在这种条件下，世界贸易中心受到的冲量究竟有多少呢？根据动量的计算公式P=mv，m是质点的质量，v是该质点的质心速度，质点的动量是矢量，其方向和速度矢量的方向相同。实质上，飞机撞击世界贸易中心是属于物体对障碍物碰撞的现象，我们先看看有关数据：一、北塔所承受767型飞机撞击的动量m=160×1000=160000（千克）v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒P=mv=160000×277.8=44448000

5、千克·米/秒二、南塔所承受757型飞机撞击的动量m=100×1000=100000（千克）v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒P=mv=100000×277.8=27780000千克·米/秒以上数据之巨，可见飞机每一次撞击的力量都是致命的，所以有物理学家说，这种撞击与爆炸，可达1000吨烈性炸药当量，应该是可信的。南北塔是筒中筒结构，核心是47个电梯井（因分段设置，47个电梯井可容104部电梯），外围是钢柱排列，9层以下的承重外柱间距为3米，9层以上承重外柱间距为1.016米，标准层窗宽仅0.55米，如此密植的钢

6、铁森林，于极高速撞击之下，两架飞机还是全都没入其腹部，甚至撞击南塔那架还穿透整座进深达63.5米的大厦，撞击力量之巨，威力之大，实在令人悚然。但是，事实上，世界贸易中心却经受住了这等力量的撞击，因为撞击造成的动量，并不是坍塌的决定因素。烈火中的世界贸易中心撞击两塔的波音767型或757型飞机，如果机体直径约计10米的话，也就是说，世界贸易中心北塔的80层左右，南塔的60层左右，在飞机的质量与速度的撞击下，应该各有三层都处于被飞机蹿通的状态。而且767机型满挂油料是45吨，757机型为30吨，这些油料霎时倾倒其中，可从具体数据看其惨

7、烈之状。世界贸易中心边长=63.5米世界贸易中心每层的建筑面积=63.5×63.5≈4032平方米如果除开间隔墙体所占面积，还有一般占摩天大厦建筑面积达1/5～1/4的电梯井的面积，也就是说，在3000平方米不到的面积里，浇灌了45～30吨的高燃值的油料在燃烧（南塔有一部分溢出）。我们可以估量，以液态燃油的漫溢性质，这数十吨燃油所产生的热量，或可足以把受撞击层变成熔炉，兼有楼体里面许多例如纸张、塑料制品、各类管线气体等易燃易爆物品，特别是外幕墙玻璃被击破和电梯井被穿透后，电梯井便变作拔气管，成了助燃工具。所以被撞击后的世界贸易中心

8、，远远看去，就像两根硕大的烟囱。同时，高达1000℃的温度，钢结构都易产生变形，更因上有重压，所以最终招致崩落现象。而且，高温之下，燃油有气化的现象，急速膨胀的气体，燃烧中必然夹杂着爆炸，这更是致命的。因此，火，火，火，才是世界贸易中心殒落的决定因