钢结构课件全套_1-4章VIP免费

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钢结构的特点1.2钢结构的设计方法1.3钢结构的设计规范1.4钢结构的应用和发展1.5本课程的主要内容和特点本章目录基本要求第1.1节钢结构的特点1.钢结构的定义2.钢结构的特点了解钢结构的定义和特点本节目录基本要求1.1.1钢结构的定义定义：由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢等钢材为主建造的工程结构，称为钢结构。如高层建筑、大跨桥梁、高耸的塔等。钢结构是土木工程的主要结构形式之一。钢结构与混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。1.1.2钢结构的特点1、强度高，结构重量轻由于钢材强度高，结构需要的构件截面小，结构自重轻。a=容重/强度，a越小，结构相对越轻。钢材：a=1.7～3.7×10-4/m木材：a=5.4×10-4/m钢砼：a=18×10-4/m1.1.2钢结构的特点2、材质均匀，塑性和韧性好主要表现在：（1）钢材在使用阶段接近理想弹塑性体，这使得理论计算与实际情况相吻合。（2）钢材具有良好的塑性和韧性，不会因偶然的超载而破坏，对动力荷载适应性强。钢结构的抗震性能优于其它结构。1.1.2钢结构的特点3、便于工业化生产，施工周期短钢结构构件一般可以在专业化工厂由专门机具加工，生产效率高，且不受气候影响。1.1.2钢结构的特点4、密闭性好，不渗漏钢材本身组织致密，因而具有良好的气密性和水密性。5、良好的加工性能和焊接性能6、可重复使用性1.1.2钢结构的特点7、耐热性较好，耐火性差钢材在表面温度不超过200℃时,其性能变化很小,因而适合于热车间。温度超过200℃以后，强度和弹性模量显著下降。达600℃时,钢材进入塑性状态已不能承载。1.1.2钢结构的特点新建钢结构，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。8、耐腐蚀性差1.1.2钢结构的特点在动荷载作用下，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。9、低温冷脆倾向10、容易发生噪声第1.2节钢结构的设计方法1.概述2.概率极限状态设计法3.规范设计表达式1.了解钢结构的设计准则和设计方法本节目录基本要求2.掌握现行规范设计方法和设计表达式1.2.1概述1、设计目的结构设计的目的是要使设计的结构和结构构件在施工和工作过程中均能满足各种预定功能的要求。建筑结构功能包括：（1）安全性（2）适用性（3）耐久性2、设计准则结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构(包括连接)由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。3、设计方法（1）容许应力方法[](1-1)kfk式中σ——由标准荷载与构件截面公称尺寸所计算的应力；fk——构件截面几何特征；K——大于1的安全系数；[σ]——钢材的容许应力。（2）概率极限状态设计方法根据应用概率分析程度的不同，可分为三种水准：半概率极限状态设计方法;近似概率极限状态设计方法;全概率设计方法。3、设计方法1.2.2概率极限状态设计方法1、半经验半概率极限状态设计法123-[](12)ykykffKKKK＝式中K1——荷载系数；K2——材料系数;K3——调整系数；fyk——钢材的屈服强度标准值；[σ]——钢材容许应力。2、近似概率极限状态设计法极限状态：当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态称为该功能的极限状态。现行钢结构设计规范（GB50017－2003）采用该法。(1)极限状态的概念(2)极限状态分为两类b.正常使用极限状态:包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动、影响正常使用的或耐久性的局部破坏等状态。a.承载能力极限状态:包括：强度破坏、疲劳破坏、不适于继续承载的变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。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）(3)功能函数和极限状态方程式中g（·）——结构的功能函数；xi(i＝1,2,…n)——影响结构可靠性的各物理量。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：Z＝g（R，S）＝R－S（1-4）在实际工程结构中，可能出现下列三种情况：...