第9章 钢结构基本原理ppt课件.ppt

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1、9.钢结构的基本构件与结构体系9.1钢结构的特点与发展趋势9.2钢结构的材料性能9.3常见的钢结构形式9.4钢结构的受力特点与设计要点9.5钢结构的连接问题9.6钢结构的施工问题9.1钢结构的特点与发展趋势轻质高强、质地均匀与混凝土相比，质量密度较大，但其屈服点高得多，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，钢结构构件较小，重量较轻，便于运输和安装。钢材质地均匀，各向同性，弹性模量大，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，施工周期短可以采用工厂制作、工地安装的施工

2、方法，作业面多，缩短施工周期，降低造价、提高效益。密闭性能好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结构都采用钢结构。9.1钢结构的优势与发展趋势抗震及抗动力荷载性能好钢结构具有较好的延性，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。钢结构抗腐蚀性较差

3、钢结构的最大缺点是易于锈蚀，维护费用较高；目前国内外正在发展不易锈蚀的耐候钢，但还未能广泛采用。9.1钢结构的优势与发展趋势早期钢结构钢结构是由生铁结构逐步发展起来的，中国是最早用铁制造承重结构的国家；远在秦时，就有了用铁建造的桥墩，以及后来的铁链悬桥、铁塔等；这些表明我国古代建筑和冶金技术方面的高度水平。中国金属结构方面发展较为缓慢1927年建成的沈阳黄姑屯机车厂钢结构厂房；1928～1931年建成的广州中心纪念堂圆屋顶；1934～1937年建成的杭州钱塘江大桥等。9.1钢结构的优势与发展趋势20世纪50年代后，我国钢结构的设计、制造、安装

4、水平有了很大提高在规模上和技术上已达到世界先进水平大跨度网架结构——首都体育馆、上海体育馆、深圳体育馆大跨度三角拱形式的西安秦始皇陵兵马俑陈列馆悬索结构的北京工人体育馆、浙江体育馆高耸结构中的200m高广州广播电视塔、210m高上海广播电视塔、194m高南京跨江线路塔、325m高北京气象桅杆等板壳结构中有效容积达54000m3的湿式储气柜等。随着钢结构技术的发展，建成了大量的钢结构建筑金贸大厦，上海浦东、420.5m高、88层、总建筑面积达28.7万m2上海浦东国际机场，总建筑面积达20万m2；上海体育场，主体建筑东西跨度288.4m、南北跨

5、度274.7m；横跨黄浦江的南浦大桥、杨浦大桥等等。9.1钢结构的优势与发展趋势钢结构的应用范围重型工业厂房的承重骨架和吊车梁——高度和跨度较大，震动荷载大；大跨度屋盖结构——体育馆、大会堂、影剧院等、飞机装配车间、飞机库等。大跨度桥梁——跨度较大的公路和铁路桥梁等多用钢结构。多层和高层建筑塔桅、输电线路塔架等高耸结构容器.管道等壳体结构装配式活动的房屋、移动式结构、轻型结构、简易结构抗震要求较高的工程结构9.1钢结构的优势与发展趋势新的结构形式与发展趋势网架与悬索等空间结构体现了大跨度钢结构的发展方向索膜结构的出现使钢结构进入到新的领域装配

6、式钢结构住宅的出现使钢结构由大型建筑物进入到普通建筑的领域钢—混凝土组合结构方兴未艾钢结构施工技术发展迅速9.2钢结构的材料性能强度设计值钢材的强度承载力极限为屈服点fy，称为钢材抗拉（压、弯）强度标准值，除以材料分项系数γR之后，即得强度设计值f=fy/γR。屈服点fy—结构钢材静力强度承载力极限的依据它是钢材开始塑性工作的特征点；抗拉强度和屈服点之比fu/fy=1.6-1.9，是钢结构极大的后备强度；在高层钢结构中，为了保证结构具有良好的抗震性能，要求钢材的强屈比不得低于1.5。9.2钢结构的材料性能伸长率δ和面缩率Ψ伸长率δ=(l1-l

7、0)/l0，为试件拉断时原标距间长度伸长值与原标距比值的百分率，是钢材沿长度的均匀变形和颈缩区的集中变形的总和，所以它不能代表钢材的最大塑性变形能力。l0：试件标距长度，l1：试件标距试验后的间距断面收缩率Ψ=(A0-A1)/A0，是指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率,是衡量钢材塑性的一个比较真实和稳定的指标，但是在测量时容易产生较大的误差。因而钢材标准中往往只采用伸长率为塑性保证要求。A0：试件原来的断面面积；A1：试件拉断后颈缩区的断面面积；结构或构件在受力时（尤其承受动力荷载时）材料塑性好坏往往决定了结构是否安

8、全可靠，因此钢材塑性指标比强度指标更为重要。9.2钢结构的材料性能钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力，它是强度与