钢构基础理论(一).pdf

钢结构教程 第一章 概述 第二章 建筑钢材 第三章 钢结构的连接 第四章 轴心受力构件 第五章 梁（受弯构件） 第六章 拉弯与压弯构件 第一章 绪 论 第一节 钢结构的特点与应用 第二节 钢结构的设计原理与方法 第三节 钢结构的发展 2 第一节 钢结构的特点及应用 一、钢结构的特点 强度高、重量轻 钢与混凝土、木材相比，虽然质量密度较大，但其屈服点 较混凝土和木材要高得多，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，钢结构与钢筋混凝土结 构、木结构相比，构件较小，重量较轻，便于运输和安装。 质地均匀，塑性和韧性好 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 钢结构生产具备成批大件生产和高度准确性的特点，可以 采用工厂制作、工地安装的施工方法，所以其生产作业面 多，可缩短施工周期，进而为降低造价、提高效益创造条 件。 密闭性能好 由于焊接结构可以做到完全密封，一些要求气密性和水密 性好的高压容器、大型油库、气柜、管道等板壳结构都采 用钢结构。 抗震及抗动力荷载性能好 钢结构因自重轻、质地均匀，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。 远眺纽约曼哈顿世贸大楼 绝 版 纽 约 世 贸 中 心 双 子 塔 撞击下的世界贸易中心 美国东部时间2001年9月11 日上午8时 45分，一架起飞重量达160吨的波音767型飞 机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18分 钟后，又一架起飞重量为100吨的波音757型 飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南塔。假 设两架飞机的起飞重量是满负荷，再考虑两 种机型的速度是1000千米/小时，而且以恐怖 分子执意为之的心理，这个速度已是下限， 那么，在这种条件下，世界贸易中心受到的 冲量究竟有多少呢？ 根据动量的计算公式P=mv，m是质点的质量，v是该质点的质心 速度，质点的动量是矢量，其方向和速度矢量的方向相同。实质 上，飞机撞击世界贸易中心是属于物体对障碍物碰撞的现象，我 们先看看有关数据： 一、 北塔所承受767型飞机撞击的动量 m=160×1000=160000 （千克） v= （1000×1000）÷3600≈277.8米/秒 P=mv=160000×277.8克·米/秒 二、 南塔所承受757型飞机撞击的动量 m=100×1000=100000 （千克） v= （1000×1000）÷3600≈277.8米/秒 P=mv=100000×277.8克·米/秒 以上数据之巨，可见飞机每一次撞击的力量都是致命的，所 以有物理学家说，这种撞击与爆炸，可达1000吨烈性炸药当量， 应该是可信的。 南北塔是筒中筒结构，核心是47个电梯井 （因分段设置，47个电梯井可容104部