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1、第六章钢结构一、钢结构的材料和选用原则二、钢结构基本构件计算三、钢屋架设计要求21钢结构的特点钢结构是由钢板、热轧型钢和冷加工成型的薄壁型钢制造而成。与其他材料的结构相比具有以下 优点：(1)材料强度高，钢材质量轻。(2)韧性、塑性好。(3)材质均匀。(4)制造简单，施工周期短。(5)密封性好。6钢结构的缺点有：（1）耐热但不耐火150g氏度时强度无变化，600g氏度时 强度约为0o（2）钢材耐腐蚀性能差，维护费用高。钢结构的应用（1）大跨度钢结构?钢屋架?网架、网壳结构?悬索结构?拱架结构?桥梁结构国家体育场建 筑体形上像鸟 巢。可容纳8万 人。平面为椭 圆形，长轴 340m短轴 292m
2、o屋盖中 间有一个146m x 76m 的 开口，这部分 将设计成开合 屋盖。采用加 肋薄壁箱形截 面，总用钢量达16万t 。国家体育场国家大剧院位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷，总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元，目前已进行过网 壳部分设计与施工验收审查会议。该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m ,南北短轴143.64m，总高度46.285。内设歌剧院（2416 席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面 采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2 ），各种通道及入 口均设在水下。设计为法国巴
3、黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑 设计研究院参与主体设计，整体结构用钢量达6750t , 195kg/m 。11绿色奥运”、科技奥运”、人文奥运建筑底面面积为80,000m2 ,屋顶面积76,719m2 ,地上层数6层，最高点高度53.00m ,可容纳观众数60,000。屋顶结构采用钢桁架悬挑结构。屋面桁架落地，形似露珠 。天津奥林匹克体育场俯瞰效果图（2）重型厂房结构西安变压器厂（400t吊车）101213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
4、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94层。建成后的高度达 460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 施工阶段。14(3)高层建筑80年代我国建造的11栋高层钢结构基 本上都是国外设计、施工承建。目前我国已建和在建的高度超过100m勺 钢结构有48栋。上海金茂大厦-bh* ？1LJa一J三S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。
5、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。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。1516大连远洋大厦大连远洋大厦由大连远洋运输公 司、中远房地产开发公司与美国 ESPIRIT公司联合投资14.8亿人 民币开发的集五星级酒店和甲级 写字楼为一体的智能大厦。总建 筑面积14.8万平方米。其中：A 座为五星级7S店，地上51层，总
6、高200.8m。钢筋混凝土核心 筒，外框钢框架。设计、加工、 安装全部国产化。17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 。18（4）高耸建筑电视塔、微波塔、通讯塔等（5）轻型钢结构东方明珠电视塔东方明珠广播电视塔座落在 上海浦东新区黄浦江畔，以 其468米的高度成为亚洲第 一高 塔。她于1991年3月开 始建造，1994年11月完工， 总重量达12万吨，总投资8.3 亿元人民币。东方明珠塔由三根直径为九 米的擎天立柱、太空舱、上
7、 球体、下球体、五个小球、 塔座和广场组成。1920（6）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钢球罐陕西铜川天然气公司1000立方米天然气球罐22（一）钢材1、材料的分类?按冶炼方法分类1 .平炉钢：生产周期长，成本高，质量好2 .转炉钢：氧气转炉钢：生产周期短，成本低，质量与平炉钢接近 空气转炉钢：质量较差，只能用于次要构件?按脱氧程度分类1 .沸腾钢F:脱氧剂为铁；脱氧不完全，质量较差，2 .半镇静钢b:介于两者之间3 .镇静钢Z:脱氧剂为铁加硅铝；脱氧较完全，质量好，成本高4 .特殊镇静钢TZ231）碳素结构钢：标号：Q235、Q345、Q390、Q420Q2
8、35-AF ,表示屈服强度为235N/mm 2A级沸腾钢2）低合金钢：低合金钢是在冶炼过程中添加一种或几种少量合金元素，其总量低于5 %的钢材。其牌号与碳素结构钢牌号的表示方法相同。V| I2、钢材机械性能?以强度（屈服点、抗拉强度）、塑性（伸长率）、冷弯 性衡量。3、选用?承重结构的钢材，宜选用Q235、Q345等?不宜使用Q235-AF的结构：焊接结构中重级工作制结构，冬季温度低于-20C的轻、中级工作制结构；非焊接结构中冬季温度低于-20的重级工作制结构2425,-rtr（二）连接材料+11r十匚三尸 ;连接方法：1、焊接连接-对接焊缝，角焊缝；焊接方法-电弧焊（手工，自动埋弧以及气体保
9、护焊）、电阻焊和气焊。特点-省材、方便、适用强；热影响区变脆，残余应力与变形，质量变动大。焊条选用E43 E5Q E552、螺栓连接-普通螺栓，高强螺栓；3、聊钉连接-已基本被高强螺栓代替。2常用钢材的规格钢结构所用钢材主要为热轧成型的钢板、 型钢，以及冷弯成型的 薄壁型钢等。1、热轧钢板礴钢板（厚度0.354mm客钢板（厚度4.560mm?寺厚板（板厚60mm褊钢（厚度460mrm宽度为1200mm）钢板用二宽X厚X长或二宽X厚”或J厚”表示，单位为mm如一450X8X 3100, 450X8 , 8 。2.热轧型钢常用的有角钢、工字钢、槽钢等。I LL= I E I I（*） 回 （） W
10、 （*） （DllJJLCi_raoJ*JV*2U*QOOT7UT7 OLZmmw用铜1g辽宇钢一工福前IH型阚；T字钢；IT钢芯F值带型湮里型铜二h；压型钢扳28如 L125X 80X8角钢等边角钢，符号L”后加边 长x厚度”，如L125X8”不等边角钢，符号L”后加长边宽x短边宽x厚度”，工字钢符号I”后加截面高度的 厘米数来表示, 20号以上的工字钢，又按腹板的厚度不同，分为a、b或a、如 I 20a”b、c等类别。目前我国生产的角钢最大边长为 角钢的供应长度一般为419m200mm2930槽钢型号与工字钢相似。如20b ”目前国内生产的最大型号为长度为519m40c。供货HOW基本类型
11、可分为宽翼缘（HW、中翼缘 （HM及窄翼缘（HN三类。H悝钢的型号为代号后加 高度HX宽度B ”如 HW400 400, HM50O 300, HN70CX 300目前国内生产的最大型号Hm钢为HN900K 300X 18X34。供货长度可与生产厂家协商，长度大于24mJH型钢不成捆交货。32钢管无缝钢管和焊接钢管；型号可用代号 ”后加 外径dx壁厚t 表示，如中 180X8等。国产热轧无缝钢管的最大外径可达630mm供货长度为312m焊接钢管的外径可以做的更大，一般由 施工单位卷制。3.冷弯薄壁型钢采用1.5 6mmi的钢板经冷弯和辐压成型 的型材和采用0.41.6mm勺薄钢板经辐压成型 的
12、压型钢板，其截面形式和尺寸均可按受力 特点合理设计，能 充分利用钢材的强度、节 约钢材，但对锈蚀十分敏感，在国内外轻钢 建筑结构中被广泛地应用。34一、轴心受力构件包括轴心受拉构件和轴心受压构件。轴心受力构件广泛应用于各种钢结构之中，如网架与桁架的杆件、钢塔的主体结构构件、双跨 轻钢厂的较接中柱、带支撑体系的钢平台 柱等等。35-净截面尺寸N 一 . ., = A -f-钢材抗拉抗压强度设计值n对单角钢构件，折减15%。B.刚度（长细比）入 x =10|p .=，.lox,loy构件X和y方向计算长度C.整体稳定性轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形 式有密切关系。双轴对称截面如工形截面、邯
13、截面在失稳 时只出现弯曲变形，为弯曲失稳。单轴对称截面如不对称工形截面、形截 面、T形截面等，在 绕非对称轴失稳时也是弯曲 失稳；而绕对称轴失稳时，不仅出现弯曲变形还 有扭转变形，为弯扭失稳。3837无对称轴的截面如不等肢L形截面，在 失稳时均为弯扭失稳。对于十字形截面和Z形截面，除会出现 弯曲失稳外，还可能出现只有扭转变形的 扭转失稳。 f ?-轴心受压构件整体稳定系数? A39D.局部稳定性热轧型钢如工字钢、槽钢、角钢等截面中的板厚一般都比较大，局部稳定问题不严 重。但焊接截面则不同，板件的宽厚比可以 很大，这时必须考虑局部稳定问题。40轴心受压实腹构件宽厚比限值注：表中的 工 小于30时取30,大于100时取100。41二、受弯构件按弯曲变形状况分：单向弯曲构件一构件在一个主轴平面内受弯双
