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1、钢结构听课要求,（1）按时到堂： 如果认为自学能力强的可以不上课 （2）做笔记 如果大脑容量比较大的也不用做笔记 （3）完成课后作业 应付考试的制胜秘诀 （4）课堂思考 不要死记硬背，尽量将学的知识与现实生活结合起来 （5）不懂的提问 老师不是神仙，不会知道你们哪里不懂,一、钢结构的基本知识,1、建筑与结构的区别,建筑物可提供人们生产、生活的宽敞的空间 建筑功能的要求？,（1）采光 （2）通风 （3）保温、隔热 （4）隔声,一、钢结构的基本知识,1、建筑与结构的区别,建筑结构组成工业与民用建筑的，包括基础在内的承重骨架体系。对组成建筑结构的构件、部件，也可称为结构。 结构功能的要求？,（1）安
2、全性 （2）舒适性 （3）耐久性,一、钢结构的基本知识,2、常见的建筑材料,（1）常见的建筑材料有哪些？,（2）上述哪些建筑材料可以用于建筑物的骨架？,砖、水泥、钢筋、木头、玻璃、水、油漆、塑料、陶瓷、土、布、铝合金、砂子、石头、橡胶、纸、石灰、石膏、钢材,砖、水泥、钢筋、木头、玻璃、水、油漆、塑料、陶瓷、土、布、铝合金、砂子、石头、橡胶、纸、石灰、石膏、钢材,一、钢结构的基本知识,3、钢结构的类型及典型的钢结构建筑,主要由钢材组成建筑物的骨架的建筑物称之为钢结构建筑,（1）试举出你所知道的钢结构建筑物？,阿拉伯塔酒店,东方之冠,中国国家体育馆 中国国家游泳馆,台北101大厦,上海环球金融中心
3、+金茂大厦,世界第一高-迪拜塔,中央电视台,悉尼歌剧院,中国国家大剧院,一、钢结构的基本知识,工民建专业本科教育的主要内容,1、设计 2、管理 3、施工,本科教育的主要内容倾向于设计,钢结构房屋时如何进行设计的？ 从最基本的知识入手！,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,结构设计的基本要求,1、功能性 安全性、适用性、耐久性 2、经济型,功能性和经济型是相互矛盾的，结构设计的目的就是找到两者之间的平衡点,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,平衡点极限状态,承载力极限状态 正常使用极限状态,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,承载力极限状态,1 承载能力极限状态。这种极限
4、状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；2）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；3）结构转变为机动体系；4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,正常使用极限状态,2 正常使用极限状态。这种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。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：1
5、）影响正常使用或外观的变形；2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；3）影响正常使用的振动；4）影响正常使用的其他特定状态。,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,极限状态,高于极限状态： 多用材料（加大截面），用好材料（提高强度） 造成浪费，经济型降低 低于极限状态： 少用材料（减小截面），用差材料（降低强度） 经济型提高，但不安全,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,功能性和经济型之间的平衡点：极限状态,要找到这两者之间的平衡点，仅仅凭定性分析是不够的，必须要定量分析,极限状态方程：Z=R-S;（R为抗力，S为效应） 当Z0时，结构安全；当Z0时，结构不安全,二、钢
6、结构的设计方法,1、极限状态设计方法,极限状态方程：Z=R-S;（R为抗力，S为效应） 当Z0时，结构安全；当Z0时，结构不安全,只要确定R和S，就能确定结构是否安全,但是，在实际工程的应用中，R和S是随机的，他们并不是确定的数值,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,R抗力，也即承载力（构件的承受能力）,影响承载力的因素： 材料强度：如混凝土强度，钢材强度 构件尺寸：如梁的截面高度，柱的截面面积,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,S效应，也即内力（构件在受到外力时衍生的内部破坏力：轴力、弯矩、剪力、扭矩）,影响内力的因素： 外力大小：外力越大，内力越大，构件破坏的可能性越大
7、结构形式：如跨度越大，构件的内力越大，构件破坏的可能性越大,但是，R和S是随机的，他们并不是确定的数值,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,R抗力 抗力与材料强度有直接关系，但材料强度时具有一定随机性的。,S效应 效应与外荷载有直接关系，但外荷载也具有一定的随机性,抗力随机,效应随机,VS,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,抗力随机,效应随机,VS,极限状态方程：Z=R-S;（抗力R-效应S）,+,结果随机,结构安全性随机,有谁愿意住在一个结构安全性随机的房屋里面？,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,实际上，没有任何一个建筑物是绝对安全的,设计的房子能抵抗七度地震，
8、但是八度呢？设计的房子能抵抗八度地震，但是九度呢？设计的房子能抵抗九度地震，但是原子弹呢？设计的房子能抵抗原子弹，但是地球毁灭呢？,必须引入新的概念,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,新的概念,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,可靠性的定量评价,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,什么是标准差？,就知道你们要问这个！,详情参考概率论与数理统计,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,可靠度、可靠指标的应用？有什么作用,可靠度的定量评价指标为可靠指标，可靠指标越高，失效的概率就越小。 详细的对应见教材P11的表1.2 因为可靠指标的计算比较简单，所以一般只计算可靠
9、指标,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,可靠性的定量评价,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,计算可靠指标的数值后有什么用？,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,塑性破坏？延性破坏？,材料的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种。 塑性破坏：加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。 脆性破坏：加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大。,二、钢结构的设计方法,1、极限状态设计方法,安全等级的划分？,二、钢结构的设计方法,不同的结构其重要性是不同的？,核电站：重要性要高一些 狗窝：重要性要低一些,结构重要性高
10、的，其可靠指标也要求高一些，为了保证可靠指标高,极限状态方程要相应调整。,2、结构的重要性指标,二、钢结构的设计方法,极限状态方程要相应调整,原公式,新公式,将效应（内力）乘以增大系数，使结构更安全,2、结构的重要性指标,二、钢结构的设计方法,结构重要性系数,安全等级一级,安全等级二级,安全等级三级,2、结构的重要性指标,二、钢结构的设计方法,名词解释,3、作用效应荷载效应,一个不完整的解释：外力和温度变化、地基沉降等均可以引起构件破坏，即引发构件内力增大，一般讲外力称为直接作用也即荷载。,二、钢结构的设计方法,荷载,3、作用效应荷载效应,永久荷载,可变荷载,偶然荷载,今天到此为止， 课件就只做这么多,
