【精品】钢材料的知识

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1、第一章概述•钢与铁的区别含碳量小于2%的铁碳合金称作钢,含碳量大于2%时称作铁。•钢结构由钢材通过连接而成的能承担预定功能的体系称钢结构。这里的钢材通常指由型钢和钢板等组成的梁、桁架、柱、板等，有些钢结构还部分采用钢丝绳或钢丝朿。这里的连接通常指焊缝连接、螺栓连接或钏钉连接。•钢结构课程与其他前续课程的联系“钢结构”和“材料力学”的联系最为紧密，但材料力学更侧重理论探讨，而“钢结构”需要站在设计的角度来考虑，因此必须符合相应的规范耍求。同时，由于钢材木身接近理想弹缈•性体，所以钢结构课程的理论性强，许多内容要用到弹性力学的知识。有人将作设计与作侠客

2、对比，十分贴切。说结构力学好比是内力，材料力学好比是轻功，设计规范好比是招式，具备以上条件后，还需要工作经验，这好比是江湖阅历。•钢结构设计的有关规范GB50017-2003钢结构设计规范TB10002.2-99铁路桥梁钢结构设计规范GB50009-2001建筑结构荷载规范GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范第一节我国钢结构发展概况根据考古发现，我国在春秋时期已经开始使用人工制铁。公元前60-70年，已建成铁链桥。比较著名的铁链桥有云南的沅江桥、贵州的盘江桥、四川的泸定桥。其中以泸定桥最

3、为著名。泸定桥又称大渡河桥，建于清康熙年间，桥长100m,宽2.8m,有9根桥面铁链，可并行2辆马车，左右各2根铁链作扶手。每根铁链重约l・5t,锚固在直径20cm,长4m的锚柱上。毛泽东《七律长征》诗云“金沙水扌11云崖暖，大渡桥横铁索寒”。此外，还建有不少铁塔，如湖北荆州的玉泉寺铁塔（如图）、江苏镇江的甘露寺铁塔等。玉泉寺在当阳城西15公里的玉泉山东麓，始建于东汉末年，为我国历代著名的佛教寺院之一。玉泉寺内有许多珍贵的观赏植物，其中最著名的是寺内殿后的一棵桂树，非常奇特，不论冬夏每月开花，即使下雪也桂花满树，异香扑鼻，号称月月桂。寺内池塘中有千

4、瓣莲，每年六月开放，花期三个月，每朵一蒂二蕊，约有七百到一千瓣，又称并蒂莲。鸦片战争后，屮国沦为半殖民地半封建社会，经济停滞不前，钢结构的发展也比较缓慢。这期间建造的桥梁大多为国外修筑。值得一提的是，1937年建成的钱塘江大桥是由我国著名桥梁专家茅以升负责设计和监督施工的。解放后，生产力得到大的发展，建成了大量的钢结构工程，其屮不少在规模上和技术上己经达到世界先进水平。桥梁方面：1957年的武汉长江大桥；1968年的南京长江大桥；1992年的九江长江大桥；1993年的上海杨浦大桥；1996年的西陵长江大桥等。公用与民用建筑：首都体育馆（跨度99m平

5、板网架结构）；上海体育馆（直径110m平板网架结构）；秦俑陈列馆（跨度70m的三较拱钢结构）塔桅结构:北京环境气象桅杆（1977,325m）；上海东方明珠电视塔（1995,468m）。第二节钢结构的特点和应用一、钢结构的特点1.承载能力人钢材强度高，重量轻，在结构重量相同时，钢结构的承载能力更人，因而可达到其他建筑材料难以达到的跨越能力。1.稳妥可靠这表现在（1）钢材在使用阶段接近理想弹塑性体，这使得理论计算与实际情况和吻合。（2）钢材具有良好的塑性和韧性，不会因偶然的超载而破坏，对动力荷载适应性强。2.便于T业化生产，施工周期短钢结构构件一般可以

6、在专业化工厂由专门机具加工，生产效率高，但不受气候影响。3.密闭性好钢材本身组织致密，因而具有良好的气密性和水密性。4.耐热但不防火钢材在表面温度不超过200°C时，其性能变化很小，因而适合于热车间。温度达到200°C—300°C以后，强度和弹性模量显著下降。可以采取的对策是：用混凝十•或耐火砖将其包裹起来。5.耐腐蚀性差二、钢结构的应用范围大致包括：（1）大跨结构工业与民用建筑结构（2）桥梁结构（3）塔桅结构（4）多层和高层建筑（5）移动式结构（6）板壳结构（7）轻型结构第三节钢结构的设计要求和发展趋势《钢结构设计规范》（GB50017-2003

7、）第1章总则第1.0.1条明确指出:“为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量，特制定本规范”。也就是说，力求用最经济的方法，使所建结构满足下列基本功能要求：（1）安全性。指结构在正常施丁和正常使用条件下，承受可能岀现的各种作用的能力，以及在偶然事件（如地震、爆炸）发生时及发生后，仍保持必要的整体稳定性的能力。（2）适用性。指结构在正常使用条件下，满足预定使用要求的能力。（3）耐久性。指结构在正常维护条件厂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、耐久性总称结构的可靠性。二、钢结构的

8、发展趋势（1）高性能钢材的研制（2）设计方法和计算理论的改进（3）结构形式的革新（4）优化设计的运用（5）制造工业水平的提