钢结构基本原理分析ppt课件.ppt

《钢结构基本原理分析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、本章内容：1.1钢结构的特点和应用范围1.2钢结构的设计方法1.3钢结构的发展由钢板、热轧型钢、冷加工成型的薄壁型钢以及钢索制成的工程结构称之为钢结构。钢结构（steelstructure）有以下特点：1.1钢结构的特点和应用范围(1)钢材强度高结构重量轻（轻质高强）由于钢材强度高，结构需要的构件截面小,结构自重轻，运输和安装方便。a=容重/屈服强度,a越小，结构就越轻。钢材：a=1.7～3.7×10-4/m；钢砼：a=18×10-4/m；木材：a=5.4×10-4/m。当跨度和荷载相同时，普通钢屋架的重量仅为钢筋混凝土屋架重量的1／3～1／4。若采用薄壁型钢屋架则更轻。所以

2、钢结构特别适用于跨度大、建筑物高、荷载重的结构，也适用于要求装拆和移动的结构。(2)材质均匀有良好的塑性和韧性内部微观组织均匀，各向同性，具有良好的塑性(plasticity)和韧性(toughness)。这些物理力学性能，最符合目前所采用的计算方法（材料力学和结构力学）的基本假定。所以钢结构的实际受力情况与计算结果最吻合，精度可达5%左右。特点(3)安装方便施工周期短制作、安装简便，施工精度高，工期短，符合工业化要求。因此，钢结构可以降低造价，节省投资，提高经济效益和资金周转率。(4)密闭性好具有不渗漏性和可焊性(weldability)。常用于气密性和(5)钢结构耐热但不

3、耐火温度<150℃时，钢材的物理力学性能变化很小，温度达到250℃左右时，钢材的抗拉强度提高而塑性降低，冲击韧性下降，材料变脆；当温度>300℃时，钢材的屈服点和极限强度急剧下降；到达600℃左右时，强度接近于零。故当结构表面长期受辐射热达150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时，须采用隔热和防火措施。(6)钢结构易锈蚀维护费用大新建的钢结构必须先除锈，然后刷防锈涂料或镀锌，且每隔一段时间要重复一次，维护费用较大。若采用不易锈蚀的耐候钢，则可节省大量劳动力和维护费用，但材料一次投资成本高，目前还较少采用。特点水密性要求较高的高压容器、大型油库、煤气柜、大型管道、船舶等板壳结

4、构。应用范围：在房屋建筑中，以下情况宜采用钢结构：(1)重型厂房结构：如冶炼厂的平炉车间、热轧车间、混铁炉车间；重型机械厂的铸钢车间、锻压车间、水压机车间；造船厂的船体车间；飞机制造厂的装配车间等。(2)大跨度房屋的屋盖结构：如飞机库，体育馆，展览厅，影剧院，大型交易市场等屋盖结构。(3)高层及多层建筑：钢结构由于结构自重轻、构件体积小、装配化程度高，对高层结构（high-risestructure）特别有利。此外，钢结构还适用于多层工业厂房（industrialplantbuilding），如炼油工业中的多层多跨框架等。应用范围(4)轻型钢结构轻型钢结构（lightstee

5、lstructure）是由冷弯薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢，圆钢等组成的结构。(5)其他结构1）塔桅结构2）板壳结构3）桥梁结构4）移动式结构《《返回应用范围1.2钢结构的设计方法1.2.1基本要求1）保证结构安全可靠。构件在运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性。2）满足建筑物的使用要求。建筑外形尽量简洁、美观。3）在设计中采用先进的设计理论，新型的结构形式和连接方式。优先选用高强度低合金钢等优质钢材，减轻结构自重和节省钢材。4）设计时尽量使结构构造简单，制造、运输、安装方便，从而缩短施工周期，降低造价。5）采取有效措施，提高钢结构的防

6、锈蚀能力和满足钢结构的防火要求。1.2.2设计方法及其发展（1）容许应力设计法容许应力设计法（allowablestressdesignmethod），即把钢材可以使用的最大强度，除以一个安全系数，作为结构设计时容许达到的最大应力——容许应力。表达式为：式中：σ——构件的设计应力；［σ］——钢材的容许应力；∑Ni——根据标准荷载求得的内力组合值;S——构件的几何特性;fy——钢材的屈服点;K——安全系数.设计方法式中：K1——荷载系数;K2——材料系数;K3——调整系数。其他符号同前。（3）近似概率极限状态设计法该方法简化了基本变量随时间变化的关系，同时，将一些复杂的关系进行

7、了线性化。1989年实施的《钢结构设计规范（codefordesignofsteelstructure）》（GBJI7－88）和现行的《钢结构设计规范》（GB50017－2003）均采用此法。设计方法（2）半概率极限状态设计法形式表示为：（4）全概率极限状态设计法即将影响结构安全的各种因素分别采用随机变量或随机过程的概率模型来描述，对整个结构体系进行精确的概率分析后，用求得的失效概率直接度量结构的安全性。此法需大量的技术资料，目前尚不具备条件，世界各国都还尚未列入规范。随着分析理论的发展和各种技术资料的