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钢结构

钢结构. 方荣 Fangrong@mail.zjwchc.com 浙江水利水电专科学校土木工程系 2006 年 2 月. Ch1 绪论. 1.1 我国钢结构的发展概况. 古代文明： 铁塔、铁桥. 建国 ——20 世纪 90 年代中期： 节约钢材. 96 年 —— ： 合理使用钢材. 桥梁 公共建筑 厂房 住宅. 1.2 钢结构的特点和应用范围. 1.2.1 钢结构的特点. 强度高、重量轻. E s =2.0×10 5 N/mm 2 E c =(2.2 ～ 3.8)×10 4 N/mm 2

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  1. 钢结构 方荣 Fangrong@mail.zjwchc.com 浙江水利水电专科学校土木工程系 2006年2月

  2. Ch1 绪论 1.1 我国钢结构的发展概况 古代文明：铁塔、铁桥 建国——20世纪90年代中期：节约钢材 96年——：合理使用钢材 桥梁 公共建筑 厂房 住宅

  3. 1.2 钢结构的特点和应用范围 1.2.1 钢结构的特点 • 强度高、重量轻 Es=2.0×105 N/mm2 Ec=(2.2～3.8)×104 N/mm2 砼 fc=(7.2～35.9) N/mm2 Q235钢 fy=235 N/mm2 • 材质均匀 • 塑性、韧性好

  4. 工业化程度高 钢结构的建造过程：工厂制造工地安装 • 拆迁方便 • 密闭性好 • 耐腐蚀性差 除锈、涂漆 ＋ 定期维护 • 耐火性差 150℃时强度无变化， 600 ℃时强度约为0。 蛭石板、蛭石涂层或石膏板防护

  5. 1.2.2 钢结构的应用范围 一、大跨结构 • 拱结构 • 网架结构 • 膜结构 • 网壳结构 • 钢屋架结构 • 悬索结构 • 桥梁结构

  6. 膜结构 深圳会展中心 网架结构 拱结构

  7. 网壳结构 钢屋架结构 国家大剧院 天津奥林匹克体育场

  8. 桥梁结构 悬 索 结 构

  9. 西班牙迪加航空港 国家体育场

  10. 二、重型厂房结构 西安变压器厂（400t吊车）

  11. 三、承受动力荷载及 强大地震作用的结构

  12. 四、高耸结构及高层建筑

  13. 上海环球金融中心 由日本森大厦株式会社的全额子公司森海外株式会社及日本具有代表性的银行、保险公司、商社等36家企业，偕同政府系统机构日本海外经济协力基金(OECF)联合投资的上海环球金融中心，总投资逾750亿日元。位于陆家嘴金融贸易区，建筑总面积335,420平方米，地下3层，地上101层。建成后的高度达492米 。总用钢量26000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱，目前正在施工。

  14. 上海金茂大厦 金茂大厦是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5.6亿美元建设的一座88层的超高层大厦，建筑高度420.5米，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。 总用钢量14000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。设计者为美国S.O.M事务所。

  15. 央视新台址 央视新台址建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北京商务中心区的核心地段，占地面积18.7万平方米，总建筑面积55万平方米, 230m。央视新台址建设工程总投资约50亿元人民币，2003年10月开工建设，2008年正式运行 。

  16. 台北101 长宽各150m，总面积30277m2，塔高508m，世界第一高，26层以上以8层为一单元。主要由巨柱、核心系统及外伸桁架梁。巨柱自地下5层至地上90层，最大尺寸为2.4mx3m。 88－92层之间，直径5.5m， 重670t的阻尼器

  17. 巴黎铁塔 东方明珠电视塔 五、高耸结构

  18. 六、容器和其他构筑物 大连西太平洋石化有限公司 1500立方米CF-62钢球罐 海上石油平台

  19. 活动车库 七、可拆卸、活动结构 活动桥

  20. 门式刚架结构 八、轻型钢结构 彩板拱形波纹屋面 轻钢住宅

  21. 1.3 我国钢结构的发展方向 • 研制高强度钢材 Q235,Q345, Q390, Q420--> Q490,Q590… • 推广应用高效钢材 H型钢、T型钢 镀锌或镀铝锌钢板、彩涂钢板 冷弯薄臂型钢 耐候钢、耐火钢、Z向钢

  22. 推广应用新型结构 • 改进设计方法 大跨结构---- 网架（网壳）结构、悬索结构、预应力钢结构 组合结构---- 钢骨混凝土、钢管混凝土 轻钢结构---- 轻钢厂房、轻钢住宅

  23. 结构形式优化 • 结构优化原理的研究和应用 截面形式优化 计算机辅助设计 绘制钢结构施工详图 • 构件的定型化、系列化、产品化 • 发展钢结构施工工艺 加强自动化水平，提高安装质量

  24. 1.4 本课程的主要内容、特点和学习方法 一、本课程的主要内容 • 材料 • 连接 • 基本构件 受拉、受压、受弯、拉（压）弯 • 结构设计 钢屋架、门式刚架 • 钢结构的施工

  25. 二、本课程的特点 三、本课程的学习方法 • 基本理论和基本概念 • 归纳、分析和比较 • 习题 • 联系工程实践 四、参考资料 钢结构疑难释疑及解题指导，刘声扬 汕头大学钢结构教学专题网---- http://steel.stu.edu.cn/lead.html

  26. Ch3 钢结构设计方法(自学) 3.1 钢结构的极限状态 （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）。

  27. （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。

  28. 3.2 概率极限状态设计方法 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。

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