《1钢结构的特点、应用和发展》-精选·课件.ppt

钢 结 构 第 一 章 钢 结 构 概 述 1.1 钢结构的特点和应用1.1.1 钢结构的特点 钢结构是由钢板、热轧型钢和冷加工成型的 薄壁型钢制造而成。与其他材料的结构相比具有 以下优点： （1）材料强度高，韧性、塑性好。 （2）材质均匀，比较符合力学计算假定。 （3）制造简单，施工周期短。 （4）钢材质量轻。 （5）密封性好。 （1）钢材耐腐蚀性能差，维护费用高。 （2）耐热但不耐火 150℃时强度无变化，600 ℃时强度约为0。 1.1.2 钢结构的应用 （1）大跨度钢结构 钢屋架 网架、网壳结构 悬索结构 拱架结构 桥梁结构 （2）重型厂房结构 西安变压器厂（400t吊车） 80年代我国建造的11栋高层钢结构基本上 都是国外设计、施工承建。 目前我国已建和在建的高度超过100m的钢 结构有48栋。 （4）高耸建筑 电视塔、微波塔、通讯塔等 （5）轻型钢结构 （6）容器和其他构筑物 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 ＊1.工厂制造—钢材验收、放样、加工、装配、矫正、除锈和涂漆 ＊ 2.工地安装—扩大拼装、吊装就位、临时固定、最后固定 1.2.2 钢结构的初始缺陷 ＊ 1.几何缺陷 初弯曲、初倾斜、杆件长度误差 ＊ 2.材料缺陷 钢材并非理想的匀质体和各向同性体 1.3 钢结构的组成原理 ＊几何不变 ＊在外载作用下保持稳定性承载力和刚度 ○ 跨越式结构 跨越地面上的一定空间，包括桥梁和单层房屋结构。 ○ 高耸结构 从地面向上发展的结构，包括高层房屋、塔架和桅 杆结构。 1.4 钢结构设计方法1.4.1钢结构的概率极限状态 （1）承载能力极限状态 对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续 承载的变形，包括以下几个方面： ＊整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）； ＊结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏）， 或因过度变形而不适于继续承载； ＊结构转变为机动体系； ＊结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）； ＊地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。 （2）正常使用极限状态 对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项 规定限值： ＊影响正常使用或外观的变形； ＊影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）； ＊影响正常使用的振动； ＊影响正常使用的其它特定状态。 ＊设计基本原则：技术先进、经济合理、安全适用、 确保质量 0，结构处于可靠状态 Z=R-S =0，结构处于极限状态 0, 结构处于失效状态 除疲劳计算外，钢结构设计规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。 1.5 钢结构的发展 （1）高性能钢材（强度、塑性和韧性、耐火、耐候等） -A b (f) GB 50017-2003 -B b (f) Q235 -C -D - A -B Q345 -C (390、420) -D -E 从构件 整体 从弹性 弹塑性 应力蒙皮效应 计算手段的改进 — 高强钢索 — 钢和混凝土组合结构、混合结构 — 杂交结构 （索、拱配合） 机电一体化，用软件把钢材切割、焊接技术 和焊接标准集成一起，保证质量又节省劳动力。 1.4.2 概率极限状态设计方法 1.4.3 设计表达式： 由可变荷载效应控制的组合： 由永久荷载效应控制的组合： ＊排架、框架结构的简化规则： 由可变荷载效应控制的组合： 由永久荷载效应控制的组合不变： （2）对结构承载能力的认识 （3）新型结构形式 * * 济南大学 土木工程学院 1.1 钢结构的特点和应用1.2 钢结构