钢结构第1章绪论讲义.ppt

第一章 绪 论;1. 了解钢结构的特点和应用 2. 掌握钢结构的设计方法和 设计要求 3. 了解钢结构的发展概况;1.1 钢结构发展简史（略）;1.2.1 钢结构的定义;1.2.2 钢结构的特点;2、材质均匀，塑性和韧性好;3、便于工业化生产，施工周期短;4、密闭性好，不渗漏;7、耐热性较好，耐火性差; 新建钢结构，一般都需要采用油漆、喷铝、镀锌等进行防锈涂装，在涂装前需认真除锈，以后定期涂装，所以维修费用较高，这是钢结构的主要缺点。; 在动荷载作用下，钢结构容易因震动而产生噪声，在对环境有要求的场所需采用必要的消声措施。;1.2.3 钢结构的应用;属于上述性质的主要有下列结构: （1）工业与民用建筑结构 高层建筑框架；车站、会堂、体育馆、车库等大跨度屋盖结构；大厂房、车间的 承重柱、屋盖、吊车梁。 （2）桥梁结构 中等跨度或大跨度的铁路桥、公路桥、栈桥等各种桥的桥跨结构。 （3）塔桅结构 电视塔、发射塔、气象塔、无线电桅杆等。; （4）移动式结构 各种起重运输机械、和大型建筑机械的 承重骨架，升船机、水工闸门等。 （5）板壳结构 管道、气柜、高炉结构、高压容器等。 （6）轻型和临时结构 钢模板、钢拱架、万能杆件、拆装梁（如六四梁）等 。?;1.2.4 钢结构应用示例;图2 国家体育馆——鸟巢;图3 苏州乐园宇宙大战馆球体屋面——穹顶;图4 台北101大楼，508m高， 2004年建成。;图5 金茂大厦 88层 420.5米高 1999年建成。;图6 深圳地王大厦 69层 384m高 1999年建成。 ;828米的迪拜塔;图7 单层工业厂房;图8 多层工业厂房;2、桥梁结构;图10 润扬长江大桥，2005年 ;图11 苏通长江大桥; 图12 芜湖长江大桥，主跨312m，2000年;图13 自锚式悬索桥;图14 巴黎艾菲尔铁塔;东方明珠电视塔; 4、可拆卸和移动结构;图17 活动车库;图18 架桥机;图19 挂篮;第1.3节 钢结构的设计方法;1.3.1 概述;2、设计准则;3、设计方法; （2）概率极限状态设计方法 ;1.3.2 概率极限状态设计方法;2、近似概率极限状态设计法;(2) 极限状态分为两类; 结构的工作性能可用结构的“功能函数”来描述，一般情况： Z＝g（x1，x2，…，xn） （1-3）; 为简化，将各因素概括为两个综合随机变量—结构抗力R和作用效应S，则式（1-3）可写成：; 判断结构是否可靠，要看结构是否达到极限状态，为此，通常将下式：; 结构能完成预定功能的概率(可靠度)用Ps表示，则：; 已知Z的概率密度曲线 fz(z) 如图1.2.1，则失效概率可用积分求得：;(5) 可靠指标;可靠指标; 从图1.2.1中可以看出β与失效概率Pf 间存在着一一对应关系，即:;b; 3、全概率极限状态设计法;1.3.3 规范设计表达式;1、承载能力极限状态分项系数表达式;（1）永久荷载分项系数gG;（2）可变荷载的分项系数gQ —一般情况下应取1.4； —对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载，标准值应取1.3。;f —钢材或连接材料强度设计值; fk —钢材或连接材料强度标准值; ?R—钢材或连接材料抗力分项系数， 对于Q235钢,?R =1.087; 对于Q345、Q390、Q420钢, ?R=1.111。 钢结构规范给出了各类钢材和连接的强度设计值。;2、正常使用极限状态;1.4.1 概述;1.4.2 主要设计规范; GB50017-2003是我国进行房屋建筑和一般构筑物钢结构设计必须遵循的现行国家标准，适用于热轧钢材建筑的钢结构，规范中对钢结构的设计原则、采用的钢材要求、各种设计指标、三大基本构件的计算内容和要求，连接计算方法、构造要求以及疲劳计算等都做了明确的规定，供设计人员遵照执行。;1.4.2 钢结构的发展; 伴随钢结构产量的增加，钢结构政策从限制使用改为积极合理的推广应用。钢结构在现代应用的领域更加多元化，包括大跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、多层和高层建筑、高耸结构、可拆卸结构、容器构筑物以及钢和混凝土的组合结构等。;钢结构的主要发展方向： （1）高性能钢材的研制——高强，耐腐蚀，耐火钢 （2）计算理论和设计方法的改进 （3）结构体系的革新和新型连接形式的研究 （4）结构优化理论的应用和设计计算手段的改变 （5）机械化制造与安装的现代化水平的提高 （6