第1章绪论 同济 钢结构基本原理.pdf

土木学院钢结构办公楼 钢结构基本原理 第1章 绪论 主要内容 • 钢结构的初步概念 • 钢结构特点 • 钢结构的应用范围 • 钢结构的主要结构形式 • 钢结构发展现状和前景 • 钢结构设计框架、理论与规范 • 钢结构构成和课程体系 • 设计原理和钢结构可能的破坏形式 钢结构的初步概念 •以结构钢(Structural Steel)为主要承载体系的工程结 构称为钢结构 •本课程中特指建筑、桥梁及各类构筑物中钢结构的 主要承载体系 •工程结构中子结构或局部构件也可采用钢结构 •承载体系中有着独立的力学功能的基本单元，可以 是杆件、板件、索等单元，或这些单元组合 。 钢结构特点 1. 强度高、塑性好（相对混凝土、砌块、木材）提 高建筑平面及空间利用率 2. 材性均匀稳定，本构关系清晰（相对其它材料） 3. 工业化程度高，施工工期短，材料可重复利用 4. 可满足一定的气密性、水密性的要求 5. 抗震及抗动力性能好 6. 稳定性问题突出（构件细柔） 7. 有一定耐热性但耐火性较差（材料薄、热耗少） 8. 易腐蚀（构件材料较薄使腐蚀危害加大） 9. 单位重量价格较高 钢结构特点 －轻质高强、塑性韧性好， 抗震抗动力性能好 材料强度/MPa 1000 750 500 钢材屈服点 250 钢材极限强度 混凝土 0 60年代 80年代 90年代 未来 轻质高强的钢材— 更大的跨越能力 密度强度比α＝ρ/ f 反映材料在承载条件下的轻质性 3 2 (ρ－材料密度kN/m ，f －强度kN/m ) 钢材的良好塑性— 更安全的结构 地震的灾害 •1995 年1 月17 日 •日本阪－神大地震 •震级M 7.2 •死亡6425 人 •建构筑物损坏49 万幢 钢结构特点 （续） • 材性均匀稳定，理论计算与实际结果吻合良好 •易于工业化生产，施工期短，效率高，质量好 现代化的钢结构制造安装 工厂制造 生产流水线 机加工设备 运输 现场安装 高效优质的保证体系 钢结构特点 （续） • 绿色环保可持续发展的建筑材料,符合当前节地节能政策 • 稳定性问题突出（构件细柔） • 钢材在潮湿、腐蚀环境中容易锈蚀 钢结构特点 （续） •钢材为非燃烧体，耐热但不耐火 裸露钢结构耐火极限一般为15～20分钟 钢结构防火保护措施 钢构件屏蔽保护，提高耐火极限  防火涂料喷涂保护  防火板包覆保护  其他防火材料包覆保