鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝（第4版）緒論

鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝（第4版）緒論鋼結(jié)構(gòu)？哪里用？如何用？學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1熟悉鋼結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和組成。2掌握鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。3了解鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。鋼板和型鋼經(jīng)過(guò)加工，制作成各種基本構(gòu)件（如梁、桁架、柱、板等）鋼結(jié)構(gòu)

按照一定的連接方式（焊接、螺栓連接或鉚釘連接，或部分采用鋼絲繩或鋼絲束連接）鋼結(jié)構(gòu)1鋼結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和組成房屋建筑：大跨度鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房(包鋼廠房、永輝鋼構(gòu)）多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)公路及鐵路：各種鋼橋鋼塔及鋼桅桿（高聳構(gòu)筑物）：電視塔（1）鋼結(jié)構(gòu)的類(lèi)型

由于使用功能和結(jié)構(gòu)組成方式的不同，鋼結(jié)構(gòu)種類(lèi)繁多。上海環(huán)球金融中心

東方明珠電視塔1）單層房屋鋼結(jié)構(gòu)的組成平面結(jié)構(gòu)體系：桁架和柱、實(shí)腹梁和柱組成的框架和拱空間結(jié)構(gòu)體系：平板網(wǎng)架，空間網(wǎng)殼圓屋頂（2）鋼結(jié)構(gòu)的組成平面結(jié)構(gòu)體系平板網(wǎng)架空間結(jié)構(gòu)體系蘇州樂(lè)園宇宙大戰(zhàn)館球體屋面（穹頂）

空間結(jié)構(gòu)體系

平面結(jié)構(gòu)體系：桁架和柱、實(shí)腹梁和柱組成的框架和拱組成：承重結(jié)構(gòu)體系和附加構(gòu)件；空間結(jié)構(gòu)體系：平板網(wǎng)架，空間網(wǎng)殼圓屋頂組成：承重結(jié)構(gòu)體系小結(jié)單層房屋鋼結(jié)構(gòu)的組成2）多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的組成框架體系帶支撐的框架體系筒式結(jié)構(gòu)體系支撐筒2鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、強(qiáng)度高，重量輕鋼材比重：7850Kg/m3,抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（200～）N/mm2重量/強(qiáng)度＝40混凝土比重：2500Kg/m3,抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（1～）N/mm2重量/強(qiáng)度＝2500木材比重：500Kg/m3,順紋抗拉強(qiáng)度（10～）N/mm2重量/強(qiáng)度＝502鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2、塑性和韌性好

鋼結(jié)構(gòu)的塑性和韌性好，適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，有較好的抗震性能。3、材性好，可靠性高4、工業(yè)化程度高，運(yùn)輸、安裝方便,工期短自動(dòng)鋼板切割埋弧自動(dòng)焊作業(yè)面多；現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)施工工廠鋼構(gòu)制作5、密封性好

密封性好鋼結(jié)構(gòu)的水密性和氣密性都較好可作成常壓和高壓容器結(jié)構(gòu)和大直徑的管道。6、可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重復(fù)利用

7、有一定耐熱性，但抗火性能差

鋼材表面溫度達(dá)到200℃以后，強(qiáng)度和彈性模量顯著下降，600℃時(shí)基本降為零，所以鋼結(jié)構(gòu)的的耐火性較差。需采取防火、防腐對(duì)策8、耐腐蝕性較差在潮濕和腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中易發(fā)生銹蝕，需要定期維護(hù)。9、鋼材在低溫下可能發(fā)生脆性斷裂（設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意）。優(yōu)點(diǎn)：1、輕質(zhì)高強(qiáng)2、塑性韌性好，抗震性好3、材性好，可靠性高4、工業(yè)化程度高，運(yùn)輸、安裝方便，工期短5、可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重復(fù)利用6、密封性好缺點(diǎn)：1、有一定耐熱性，但抗火性能差2、耐腐蝕性能差總結(jié)：鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展(1)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.重工業(yè)廠房2.大跨度結(jié)構(gòu)3.高聳構(gòu)筑物：電視塔4.多層、高層和超高層建筑5.容器：油罐6.輕型鋼結(jié)構(gòu)7.可拆卸和移動(dòng)的結(jié)構(gòu)（塔吊、起重臂桿）

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向(2)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展

1.鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r古代——主要是塔和橋。

始建于清康熙44年，建成于45年（1706年）。康熙御筆題為“瀘定橋”。瀘定橋長(zhǎng)103米，寬3米，13根鐵鏈固定在兩岸橋臺(tái)落井里，9根作底鏈，4根分兩側(cè)作扶手，共有12164個(gè)鐵環(huán)相扣，全橋鐵件重40余噸。代表作說(shuō)明廣州中山紀(jì)念堂（圖）1931年建成，鋼結(jié)構(gòu)圓屋頂上海體育館1934年建成，三角拱跨度42.6米杭州錢(qián)塘江大橋

1937年建成，后被炸毀近代

在近代由于外國(guó)侵略和封建束縛，建造了為數(shù)不多的高層建筑，但多為外國(guó)人設(shè)計(jì)和施工，我國(guó)自行設(shè)計(jì)的和施工的代表作如下：

廣州中山紀(jì)念堂

由我國(guó)著名建筑師呂彥直先生設(shè)計(jì)，于1929年1月25日奠基，1931年10月10日竣工。設(shè)計(jì)師巧妙運(yùn)用了建筑力學(xué)的結(jié)構(gòu)原理，采用鋼架和鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)，在跨度達(dá)71米的建筑空間內(nèi)無(wú)一柱。

鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)外發(fā)展較快，有下列代表作：代表作說(shuō)明英國(guó)跨麥奈海峽鐵路橋1850年建成70+140+140+70四跨法國(guó)埃菲爾鐵塔（圖）1889年建成，高321米美國(guó)圣路易斯拱橋1874年建成153+158.5+153三跨

法國(guó)埃菲爾鐵塔

法國(guó)埃菲爾鐵塔建于1889年，高300米，是巴黎主要標(biāo)志性建筑。由土木工程師G.埃菲爾設(shè)計(jì)，為高露空格構(gòu)式鐵塔，塔的底部為四個(gè)半圓形拱。

現(xiàn)代現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)代表作：分類(lèi)代表作說(shuō)明橋梁上海南蒲大橋（圖）

西陵長(zhǎng)江大橋單跨跨度900米九江長(zhǎng)江大橋（圖）

重型廠房長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠

上海鍋爐廠重型容器車(chē)間主跨36米，高度40米洛陽(yáng)拖拉機(jī)廠

大跨度結(jié)構(gòu)北京人民大會(huì)堂1958年建，鋼架跨度60.9米高度7米北京工人體育館1962年建，圓形雙輻式懸索結(jié)構(gòu)直徑94米高聳結(jié)構(gòu)大慶電視塔（圖）

寶鋼煙囪架

九江長(zhǎng)江大橋西陵長(zhǎng)江大橋

大慶電視塔

塔全高260米（塔身高159米，天線桅桿高101米）。塔架底部外接圓直徑為60米，是目前我國(guó)最高的全鋼結(jié)構(gòu)廣播電視塔。塔結(jié)構(gòu)為管狀桿件，主塔身由729根主要構(gòu)件組成，是采用高強(qiáng)度扭剪螺栓連接的空間桁架結(jié)構(gòu)。塔基礎(chǔ)為樁基結(jié)構(gòu)，共采用141根開(kāi)口鋼樁，平均深度為27米。

2、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向高效能鋼材的研制與應(yīng)用一是研制出高強(qiáng)度而性能好的鋼材，二是采用各種有效措施，提高鋼材的有效承載力，更好地發(fā)揮鋼材的使用效果，從而節(jié)約鋼材，如改進(jìn)截面形式。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的深入研究

從合理和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，采用以概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法，而更為先進(jìn)的全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法是今后的研究方向，此外彈塑性穩(wěn)定問(wèn)題和屈曲后的強(qiáng)度也應(yīng)深入研究。

大跨度和高層結(jié)構(gòu)

適用于大跨度結(jié)構(gòu)體系除拱，框架外，還有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)，應(yīng)擴(kuò)大這些結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，并進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式，另外預(yù)應(yīng)力原理在鋼結(jié)構(gòu)