钢结构基础第一章ppt课件.ppt

《钢结构基础第一章ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、标题《钢结构》－－钢结构基础张玉敏济南大学土木建筑学院内容提要内容提要本课程主要介绍钢结构的基本性能，主要内容有：钢结构的材料构件的截面承载能力——强度单个构件的承载能力——稳定性整个结构中的压杆和压弯构件钢结构的正常使用极限状态钢结构的连接和节点构造第1章概述1.1钢结构的特点和应用1.1.1钢结构的特点钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢通过连接制造而成的。钢板:分厚板和薄板两种。热轧型钢：角钢、槽钢、工字钢、H型钢和剖分T型钢。冷加工成型的薄壁型钢：等边角钢、卷边等边角钢、Z型钢、卷边Z型钢、槽钢、卷边槽钢、圆管、方管、压型钢板。连接：焊接

2、、铆接和螺栓连接。钢结构与其他材料的结构相比，具有以下一些特点：(1)材料的强度高，塑性和韧性好；(2)材质均匀，和力学计算的假定比较符合；(3)钢结构制造简便，施工周期短；(4)钢结构的质量轻；(5)钢材耐腐蚀性差；(6)钢材耐热但不耐火。图1-1钢拉杆和压杆性能比较1.1.2钢结构的应用范围（1）大跨度结构图1南京长江大桥图2斜拉桥图3国家体育场主体结构设计使用年限100年，耐火等级为一级,抗震设防烈度8度,地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长333米、东西宽294米的，高69米。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟

3、巢”结构,钢结构总用钢量为4.2万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。建筑底面面积为80,000m2，屋顶面积76,719m2，地上层数6层，最高点高度53m，可容纳观众数60,000。屋顶采用钢桁架悬挑结构。屋面桁架落地，形似露珠。“绿色奥运”、“科技奥运”、“人文奥运”图4天津奥林匹克体育场图5国家大剧院位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷，总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元。该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴1

4、43.64m，总高度46.285m。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计，整体结构用钢量达6750t，195kg/m2。图6穹顶结构图7钢拱桥图9海上采油平台图8杂交结构（2）重型厂房结构图10重型厂房（3）受动力荷载影响的结构（4）可拆卸的结构（5）高耸结构和高层结构图11上海东方明珠电视塔图12上海金茂大厦图13高层钢结构建筑陕西铜川天然气公司1000立方米

5、天然气球罐大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐（6）容器和其他构筑物图14容器（7）轻型钢结构图15轻型钢结构1.2钢结构的建造过程和内在缺陷1.2.1钢结构的建造过程钢结构的建造分为两个主要步骤：工厂制造和工地安装。1.2.2钢结构的初始缺陷几何缺陷和材料缺陷。1.3钢结构的组成原理对结构的要求：稳定性、承载力和刚度。对于桁架、刚架等平面承重结构，需要设置支撑、横隔等组成空间整体。除容器类结构外，其余各类结构可分为两类：跨越结构：桥梁和单层房屋结构；高耸结构：房屋、塔架和桅杆结构。桁架刚架1.3.1跨越结构组成：平面体系加支撑组成。图1

6、—9穿式桁架桥结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆按压杆设计。上、下弦横向水平支撑的内力，根据纵向风荷载按支承于顶的水平桁架计算，并计入支撑对弦杆起减少计算长度作用而承受的力，对于交叉支撑可不计压杆的受力。横向水平支撑单层房屋的屋盖结构是由平面屋架和支撑体系组成。图1—10单层房屋结构的组成。空间体系图1—11空间屋盖结构（a）平板网架结构（b）穹顶结构图1—12空间框架体系1.3.1高耸结构高层房屋结构是两个方向的横梁和柱刚性连接形成空间桁架。图1—13高层房屋结构图1—15桅杆结构图1—14塔架结构1.4钢结构的极限

7、状态和概率极限状态法1.4.1钢结构的极限状态承载能力极限状态——指结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形。正常使用极限状态——指结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，包括出现影响正常使用的变形、振动和局部破坏等。强度破坏是指构件的某一截面或连接因应力超过材料强度而导致的破坏。在特定条件下出现低应力状态的脆性断裂。影响因素：材质低劣、构造不合理和低温等。建筑用钢具有较好的塑性变形能力。根据钢材单向拉伸性能曲线可知，钢材在屈服之后还会强化，表现为抗拉强度fu

8、高于屈服强度fy。超静定梁或框架可以允许在受力最大的截面出现全塑性