鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理之概述

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課堂學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)課程設(shè)計(jì)：1周教材及主要參考書鋼結(jié)構(gòu)（上冊(cè)），西安建筑科技大學(xué)陳紹蕃、顧強(qiáng)主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.2鋼結(jié)構(gòu)，趙根田、孫德發(fā)主編,機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社2005.8鋼結(jié)構(gòu)——原理與設(shè)計(jì)，王國(guó)周、瞿履謙主編，清華大學(xué)出版社，1993.11學(xué)習(xí)要求與成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)學(xué)習(xí)要求：a課前提前預(yù)習(xí)b課堂積極參與c課后及時(shí)復(fù)習(xí)，并完成課后作業(yè)。

成績(jī)計(jì)算：

a平時(shí)成績(jī)：20%

b期終考試：80%

第一章概述1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用1、什么是鋼結(jié)構(gòu)（steelstructure)？用鋼板熱軋型鋼冷加工成型的薄壁型鋼通過焊縫和螺栓連接而成。2、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)力學(xué)性能好（強(qiáng)度、塑性、韌性）材質(zhì)均勻，與力學(xué)計(jì)算假定吻合較好。內(nèi)部組織接近勻質(zhì)和各向同性體，在彈性范圍內(nèi)符合虎克定律。制造簡(jiǎn)單、施工周期短。材料單一且為成才，宜加工和安裝。質(zhì)量輕（容重與強(qiáng)度之比）。比值越大，自重越輕，地震作用越小，震害較輕，同時(shí)對(duì)地基土要求較低，減少基礎(chǔ)造價(jià)。由于鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)需要的構(gòu)件截面小,結(jié)構(gòu)自重輕。a=容重/強(qiáng)度,a越小，結(jié)構(gòu)相對(duì)越輕。鋼材：a=1.7～3.7×10-4/m；

鋼砼：a=18×10-4/m；鋼材耐腐蝕性差：需定期維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用較高。鋼材耐熱但不耐火:100℃時(shí)強(qiáng)度無變化，600℃時(shí)強(qiáng)度約為0。需采取防火措施。塑性和韌性是概念上完全不同的兩個(gè)物理量塑性——承受靜力荷載時(shí)，材料吸收變形能的能力。塑性好，會(huì)使結(jié)構(gòu)一般情況下不會(huì)由于偶然超載而突然斷裂，給人以安全保證；韌性——承受動(dòng)力荷載時(shí)，材料吸收能量的多少。韌性好，說明材料具有良好的動(dòng)力工作性能。3、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍鋼材的特性（特點(diǎn)）國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展從建國(guó)以來分三階段：50~60年代（初盛時(shí)期）：借助蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)支援，有百十個(gè)項(xiàng)目，都是重型工業(yè)廠房；60年代中后期~70年代（低潮期）：冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼屋蓋；80年代以后~至今（發(fā)展時(shí)期）：向高、大、重方向發(fā)展。應(yīng)用范圍：（1）大跨度結(jié)構(gòu)：橋梁、體育館、展覽館國(guó)家體育場(chǎng)國(guó)家體育場(chǎng)建筑體形上像鳥巢?？扇菁{8萬人。平面為橢圓形,長(zhǎng)軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個(gè)146m×76m的開口，這部分將設(shè)計(jì)成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面，總用鋼量達(dá)16萬t。天津奧林匹克體育場(chǎng)俯瞰效果圖

“綠色奧運(yùn)”、“科技奧運(yùn)”、“人文奧運(yùn)”建筑底面面積為80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù)6層，最高點(diǎn)高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸挑結(jié)構(gòu)。屋面桁架落地，形似露珠。國(guó)家大劇院

位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬平方米，總投資26.88億元，目前已進(jìn)行過網(wǎng)殼部分設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收審查會(huì)議。該工程外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長(zhǎng)軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設(shè)歌劇院（2416席）、音樂廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個(gè)網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設(shè)在水下。設(shè)計(jì)為法國(guó)巴黎機(jī)場(chǎng)公司安德魯建筑師，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院參與主體設(shè)計(jì)

，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)6750t，195kg/m。

（2）重型廠房工業(yè)廠房；“重”指廠房?jī)?nèi)吊車噸位大，工作頻繁。上海寶山鋼鐵廠連鑄車間內(nèi)吊車噸位達(dá)450t。單層廠踐房多層首工業(yè)臣廠房金陵石化總廠（3）麥?zhǔn)軇?dòng)力懂荷載影姓響的結(jié)期構(gòu)主要利音用鋼材膚的沖擊韌裁性性能陶，當(dāng)僵廠房戰(zhàn)內(nèi)設(shè)遷有產(chǎn)宗生動(dòng)派力作怎用的箏設(shè)備號(hào)如：苗鍛錘覽、電寇機(jī)、聚風(fēng)機(jī)歉、吊須車等咸，廠搜房的東承重男結(jié)構(gòu)緒用鋼屋結(jié)構(gòu)梳。（4）證可拆卸氧結(jié)構(gòu)臨時(shí)查性建擔(dān)筑物移動(dòng)的畢建筑物需拆隙遷的錯(cuò)建筑擠物主要是森由于其蝦承重結(jié)憲構(gòu)的構(gòu)耽件之間柴的連接迅可用螺鋸栓，便姥于拆卸概，并且易構(gòu)件可慨以重復(fù)耐使用。（5謀）高犧聳結(jié)倉(cāng)構(gòu)塔架桅桿東方明膚珠電視揪塔東方明勁珠廣播殊電視塔固座落在討上海浦狗東新區(qū)捏黃浦江薄畔，以認(rèn)其46扔8米的散高度成秘為亞洲粗第一高覺塔。穴她于1玻991靠年3月膏開始建旁造，1釘994僅年11舞月完夸工，總枯重量達(dá)片12萬挑噸，總擴(kuò)投資8鄭.3億殊元人民指幣。東方明薦珠塔由呼三根直揮徑為九易米的擎襲天立柱逢、太空悟艙、上肺球體、廉下球體述、五個(gè)須小球、礎(chǔ)塔座和叼廣場(chǎng)組通成。（6裁）高層建紹筑80年坐代我國(guó)書建造的矩11棟姻高層鋼脊結(jié)構(gòu)基掛本上都拒是國(guó)外匆設(shè)計(jì)、的施工承旗建。至今隸為止輩，我爽國(guó)已丘建和戚在建拌的高掩層鋼扁結(jié)構(gòu)漠有8理0多警幢。灣主要議分布逐在上沾海、億北京怪、深葵圳等偏。地王大沃廈上海蜓金茂音大廈金茂僵大廈按是由塌中國(guó)盲上海者對(duì)外叫貿(mào)易蜂中心姐股份興有限強(qiáng)公司滋獨(dú)家者投資格5.膝6億們美元李建設(shè)復(fù)的一廉座8撤8層饒的超任高層妻大廈林，建例筑高素度4叛20雜.5輩米，間建筑尺面積耀28您.9貞萬平儉方米膽，于抱19澇98掃年8個(gè)月2殲8日你竣工色。譜總用猶鋼量轉(zhuǎn)14錢00射0t應(yīng)，鋼多筋混較凝土吩核心焰筒，奏外框孕鋼骨虹混凝笑土及慨鋼柱村。設(shè)動(dòng)計(jì)者吊為美看國(guó)事胳務(wù)所轎。上海環(huán)調(diào)球金融湊中心由日本慨森大廈哭株式會(huì)讓社的全丹額子公仿司森海念外株式憂會(huì)社及騾日本具瀉有代表背性的銀肝行、保伯險(xiǎn)公司杯、商社慎等36扒家企業(yè)垮，偕同端政府系顏統(tǒng)機(jī)構(gòu)抵日本海辱外經(jīng)濟(jì)冬協(xié)力基帖金(O偵ECF爽)聯(lián)合朵投資的街上海環(huán)報(bào)球金融處中心，洲總投資惰逾75底0億日僻元。位餓于陸家猾嘴金融奧貿(mào)易區(qū)憤，建筑旦總面積再335鹽,42陣0平方窮米，地喜下3層窗，地上嗚94層殘。建成隨后的高軍度達(dá)4里60米鹿。總押用鋼量個(gè)260芬00t衣，鋼筋裝混凝土烈核心筒憑，外框謝鋼骨混慕凝土及銷鋼柱，限目前正巧在施工這基礎(chǔ)。央視襯新臺(tái)逝址央視灰新臺(tái)奶址建煎設(shè)工撈程位蛾于北迎京朝至陽(yáng)區(qū)流東三癥環(huán)中醉路、標(biāo)北京辱商務(wù)眼中心歸區(qū)的叢核心快地段創(chuàng)，占肯地面衰積1鈴8.添7萬鍬平方牲米，溜總建丸筑面養(yǎng)積5何5萬秘平方踐米,慚2巨30氏m。掩央視探新臺(tái)追址建趨設(shè)工襖程總晶投資黎約5狹0億費(fèi)元人牌民幣乖，2觸00夢(mèng)3年阻10絹月開更工建斧設(shè)，俗20控08句年正展式運(yùn)腔行。臺(tái)北1韻01長(zhǎng)寬各寒150往m，總熄面積3覽027戶7m2規(guī)，塔高書508昏m，世自界第一意高樓，撫26層滔以上以勞8層為漂一單元靠。主要蛾由巨柱院、核心沃系統(tǒng)及房誠(chéng)外伸桁煌架梁。勇巨柱自割地下5攜層至地緩上90序?qū)?，最棄大尺寸及?.斑4mx黑3m。直徑5緩.5m桑，中6熟70t醒的阻尼頸器Loc相ati樸on守:D決uba雀iHe勵(lì)ig鞭ht溜:仇7拳05翠mFl煉oo錄rs評(píng):鳳1顏60To睜B猶e軋Co宜mp薪le歐te大d獵:壩20辜08（7）顯容器、召管道支核架、采彈油平臺(tái)印等特種潤(rùn)結(jié)構(gòu)陜西狠銅川決天然讓氣公鎖司10敲00購(gòu)立方姐米天曠然氣該球罐大連西懸太平洋紗石化有此限公司150竹0立方包米CF盞-62壟鋼球罐海上石油平臺(tái)（8青）輕鞋型鋼蘿結(jié)構(gòu)1.2賭建造過票程和內(nèi)釘在缺陷工廠妥制造增：構(gòu)濃件在擴(kuò)工廠棍按施興工圖杰尺寸洋下料濃、切錢割、共沖孔帥、連計(jì)接等暴。工地安政裝：將脈單根構(gòu)深件和單盲元體在姥工地進(jìn)逼行吊裝鼠、就位偏、連接膀等組成柿整體結(jié)亞構(gòu)。幾何缺跪陷（尺貫寸、面及積）材料悅?cè)毕萜保ㄆ?lián)析、講夾渣壇）1.3迎組成版原理跨越結(jié)寬構(gòu)（橋梁栽、單層排結(jié)構(gòu)）高聳結(jié)竟構(gòu)（高層霜、塔架釀、桅桿虛）特種結(jié)件構(gòu)（容霉器、通吵廊、采蜻油平臺(tái)申等）跨越結(jié)熔構(gòu)（單撞層）早期紅結(jié)構(gòu)逗形式館：平面體歉系+支迷撐框架、妥框排架拱型（塌三鉸拱驅(qū)、二鉸目拱、無寺鉸拱）空間德結(jié)構(gòu)撤形式類：網(wǎng)倘架、稈懸索握、穹衣頂?shù)染W(wǎng)架結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)橋梁網(wǎng)架節(jié)遼點(diǎn)高聳第結(jié)構(gòu)責(zé)（結(jié)優(yōu)構(gòu)形胡式）鋼框術(shù)架鋼框比架+豪支撐（抗頓震墻洞、豎可向桁制架)筒體（筒中盜筒、束壘筒）懸掛結(jié)舌構(gòu)Loc跪ati臟on奪:C午hic悔agoHe商ig蛋ht攏:尚4邪43漿mFlo槳ors項(xiàng):淹110Bui沃lt尋:1憑9731.4貼極限狀罷態(tài)和概拔率極限挖狀態(tài)法極限賴狀態(tài)仿：承霞載能舅力極銷限狀再態(tài)和供正常扎使用冒極限抗力（繭R）和難荷載效猛應(yīng)（S令）：一階脈分析煉、二閥階分偽析和肌三階島分析掙：荷述載效綠應(yīng)的字內(nèi)力元分析暢的方戀法。概率極位限狀態(tài)晶法：1五-1公敘式設(shè)計(jì)表巖達(dá)式：積1-1州11.5窗鋼結(jié)仰構(gòu)的發(fā)耍展高強(qiáng)鋼濕材的應(yīng)谷用：Q喇235噴、兼Q34斷5、別Q39唯0、蓋Q42米0對(duì)極限琴狀態(tài)的街了解：惱近似概扁率法簽全概法結(jié)構(gòu)體傾系的發(fā)習(xí)展：鋼雙-混凝酷土混合決結(jié)構(gòu)、接索張拉游結(jié)構(gòu)、特索-膜捷結(jié)構(gòu)、羨膜結(jié)構(gòu)計(jì)算喇軟件趨的多絕樣化戚：P才