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钢结构设计基础资料


第一章 绪论

第1章 绪 论
1.1 钢结构的特点及应用 1.2钢结构的建造过程和内在缺陷 1.3钢结构的组成原理 1.4钢结构的极限状态和概率极限状态法 1.5钢结构的发展

第一章 绪论

1.1 钢结构的特点和应用
1.1.1 钢结构的特点

1. 轻质高强,塑性、韧性好


2. 材质均匀,性能稳★

3. 制作简便,施工工期短★ 4. 密闭性好
5. 耐腐蚀性差 6. 耐热不耐火★
1.1 钢结构的特点和应用

1. 轻质高强
Q235钢 密度:7850kg/m3 强度:235N/mm2 强度:14.3N/mm2

C30混凝土 密度:2450kg/m3

轻质——材料的质量密度与强度的比值 ? f 小 Q235钢 C30混凝土
? f ? 1.7 ~ 3.7 ? 10 ?4 / m
? f ? 17 ? 10 ?4 / m

2. 塑性、韧性好
塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量
塑性——承受静力荷载时,材料吸收变形能的能力。

塑性好,会使结构一般情况下不会由于偶然超载而
突然断裂,给人以安全保证
韧性——承受动力荷载时,材料吸收能量的多少。

韧性好,说明材料具有良好的动力工作性能。

? 日本装配式钢结构住宅50天施工过程 第一日 堪察现场

第二日 维护现场,拆除旧房

第十日 基础完成

第二十日 房屋单元安装完毕

第二十五日 门窗安装完毕,内墙安装完毕、石膏板安装完毕 天棚、地面开始制作

第三十日 室内外装修基本完毕

第三十五日 电器、洁具、上下水管道安装调试完毕

第四十三日 班组自行检查调整

第四十八日 公司检查

第四十九、五十日 使用说明介绍

完工后的室内

完工后的外观

3. 耐热不耐火
100℃以内,强度无影响 150℃以上,必须进行遮挡处理

600℃左右,钢材进入塑性,无承载能力

措施:防火涂料、防火漆、外包混凝土

第一章 绪论

1.1.2 钢结构的应用范围
(1)重:重工业厂房★ (2)大:大跨度结构★ (3)高:高层建筑、高耸结构★ (4)动:受动荷载作用的厂房 (5)轻:荷载较小的轻钢结构★ (6)小:小型、可拆装的结构

1.1 钢结构的特点和应用

第一章 绪论

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
? 建造的两个主要步骤:工厂制造、工地安装

一、工厂制造的工序:
钢材的验收、整理、保管 按图放样 加工如切割、冲孔等 构件整平 构件装配 变形矫正 除锈涂漆

二、工地安装的工序:
现场的扩大拼装 子结构吊装就位 精确就位后固定

1.2 钢结构的建造过程和内在缺陷

第一章 绪论

1.2 钢结构的建造过程和内在缺陷
1.2.2钢结构的内在缺陷
? 钢结构的两种缺陷:几何缺陷、力学缺陷

一、几何缺陷:构件的几何偏差等 二、力学缺陷:钢材的非匀质,不是理想的各向同性体

1.2 钢结构的建造过程和内在缺陷

第一章 绪论

1.3 钢结构的组成原理 1.3.1平面及空间跨越结构 1.3.2高层、高耸结构

1.3 钢结构的组成原理

第一章 绪论

1.4 钢结构的极限状态和概率极限状态法
1.4.1钢结构的极限状态
? 钢结构的极限状态:承载能力、正常使用

一、承载能力极限状态: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、疲劳、丧失 稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形 二、正常使用极限状态: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或外观 的变形、振动和局部破坏。

1.4.2结构的荷载效应分析
? 荷载效应通过内力计算分析得到
1.4 钢结构的极限状态和概率极限状态法

第一章 绪论

1.4 钢结构的极限状态和概率极限状态法
1.4.3概率极限状态法
? 结构可靠度的定义
?

结构的功能函数

?0

Z ? R?S
1.4.4设计表达式
R RK

?0
?0

?0

?

? 0? R

? ? G S GK ? ? Q S QK

RK

?R

? ? S SK

R ? ? 0S

1.4 钢结构的极限状态和概率极限状态法

第一章 绪论

钢结构的设计方法
? 设计方法:以概率理论为基础的极限状态设计方法

? 计算疲劳仍采用容许应力幅法
? 计算强度、稳定、连接用荷载设计值

? 计算疲劳、变形用荷载标准值
? 对于直接承受动力荷载的结构:

在计算强度和稳定时,动力荷载设计值应乘动力系数
在计算疲劳和变形时,动力荷载标准值不应乘动力系数

1.4 钢结构的极限状态和概率极限状态法

第一章 绪论

1.5 钢结构的发展 (1)高性能钢材的研究与应用

(2)设计方法的改进
(3)稳定理论的进一步发展 (4)预应力钢结构的研究与应用 (5)空间钢结构与高层钢结构的研究与应用 (6)组合结构的研究与应用

1.5 钢结构的发展


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