钢结构第一章绪论.ppt1.ppt

先修课程 《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》 ◆ 本课程的课时分配情况 章　次 教 学 内 容 课时 第一章　　　　 绪 论 2 第二章　　　　　　钢结构材料 4 第三章　　　　　　钢结构连接 12 第四章　　　　　　钢结构的稳定 4 第五章　　　　　　轴心受压构件 12 第六章　　　　　　受弯构件 12 第七章　　　　　　拉弯和压弯构件 10 第八章　　　　　 单层工业厂房 12 合　计　　　　　　 64 第一章?绪论的基本概念 钢结构--是由钢板、钢管、型钢、冷弯薄壁型钢等通过焊接或螺栓连接所组成的结构。 钢结构的特点---轻质高强；塑性、韧性好；各向同性，性能稳定；可焊性；不易渗漏；耐热但不耐火；耐腐蚀性差；制造简便，施工周期短。 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，给人以安全保障。 弹性---承受荷载发生变形的材料在撤去荷载后能回复到未受荷载时状态的能力。 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。 结构设计的目的—是保证所设计的结构和结构构件在施工和工作过程中能满足各种预定功能要求并具有适当的可靠性。 结构设计准则--结构由各种荷载所产生的效应（内力和变形）不大于结构（包括连接）由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。 安全性--结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载、外加变形等的作用，在偶然事件发生后，能保证整体稳定性，不致倒塌。 适用性--结构在正常使用荷载下，应具有良好的工作性能。如不发生影响结构正常使用的过大的变形等。 耐久性--结构在正常维护下，随时间变化仍能满足预定功能要求，如锈蚀而影响寿命等。 安全度--度量安全性的指标。 可靠性--指结构在规定时间（设计基准期，一般50年）内、规定条件（正常设计、正常施工、正常使用和正常维护）下，完成预定功能的能力。 可靠度--可靠度（β）：结构在预定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率，是度量结构可靠性的指标。 可靠概率--可靠概率（Ps?）：结构能够完成预定功能的概率。 失效概率--失效概率（Pf）：结构不能完成预定功能的概率。 可靠概率与失效概率的关系：Ps?+?Pf?=1 作用--使结构产生效应（即内力、变形、应力、应变等）的各种原因的总称。分为直接作用和间接作用。 直接作用--直接施加于结构上的集中或分布的力，统称为荷载。 间接作用--引起结构外加变形和约束变形的其他作用。如地震、基础沉降、温度变化、焊接等。 永久作用--在设计基准期（结构使用期）内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计 可变作用--在设计基准期内其值随时间变化，且其变化与平均值比较不可忽略的作用，如安装荷载、雪荷载、风荷载、楼面活荷载等。 偶然作用--在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间较短的作用，如地震、爆炸力、撞击力等。 作用效应--作用效应（S）：结构上的作用引起的结构或其构件的内力和变形。 结构抗力--结构抗力（R）：结构或构件承受内力和变形的能力。 极限状态方程：Z＝R－S＝0 功能函数：Z＝g(R,S)＝R－S 结构或构件的极限状态--结构或构件能够满足设计规定的某一功能要求的临界状态。按照中国国家标准《建筑结构设计统一标准》规定，设计时需考虑的结构极限状态有两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。 承载力极限状态（第一极限状态）--结构或构件达到最大承载力（如强度、稳定、疲劳）或达到不适于继续承载的变形（如塑性变形）时的极限状态。 正常使用极限状态（第二极限状态）--结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态。 荷载标准值--建筑结构在设计基准期内在正常情况下有可能出现的最大荷载值。 荷载设计值--标准值乘以荷载分项系数。 极限状态设计法公式（简单荷载情况） 钢结构发展大事记 公元65年（汉明帝时代），已成功地用锻铁为环，相扣成链，建成了世界上最早的铁链悬桥——兰津桥。 1660 虎克发现材料变形与受力大小的比例关系（虎克定律） 1705年（清康熙四十四年）建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m，由9根桥面铁链和4根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚桩上。 1744 欧拉Euler推导出压秆稳定极限荷载公式，沿用至今。 1744年欧拉推导出压杆临界力公式。 1779年第一座铸铁拱桥，英格兰Coalbroo