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1、 钢结构基本原理钢结构基本原理n n 第一章第一章 绪论绪论n n 第二章第二章 钢结构材料钢结构材料n n 第三章第三章 钢结构连接钢结构连接n n 第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件n n 第五章第五章 受弯构件受弯构件n n 第六章第六章 拉弯与压弯构拉弯与压弯构件件第一章第一章 绪绪 论论n n第一节第一节第一节第一节 钢结构的特点与应用范围钢结构的特点与应用范围钢结构的特点与应用范围钢结构的特点与应用范围n n第二节第二节第二节第二节 钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法n n第三节第三节第三节第三节 钢结构课程的学习方法钢结构课程的学
2、习方法钢结构课程的学习方法钢结构课程的学习方法第一节第一节第一节第一节 钢结构的特点及应用范围钢结构的特点及应用范围钢结构的特点及应用范围钢结构的特点及应用范围一、钢结构的特点一、钢结构的特点一、钢结构的特点一、钢结构的特点1 1 1 1、强度高、强重比大强度高、强重比大强度高、强重比大强度高、强重比大 重量轻，基础费用减少，抗震性重量轻，基础费用减少，抗震性重量轻，基础费用减少，抗震性重量轻，基础费用减少，抗震性能好；能好；能好；能好；塑性好塑性好塑性好塑性好：伸长率达：伸长率达：伸长率达：伸长率达20202020 延性好，利于抗震延性好，利于抗震延性好，利于抗震延性好，利于抗震2 2 2
3、2、材质均匀，安全可靠度高材质均匀，安全可靠度高材质均匀，安全可靠度高材质均匀，安全可靠度高：符合各向同性力学假定，：符合各向同性力学假定，：符合各向同性力学假定，：符合各向同性力学假定，3 3 3 3、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；、工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；4 4 4 4、密封性好：密封性好：密封性好：密封性好：采用焊接连接可以做到安全密封，能够应用采用焊接连接可以做到安全密封，能够应用采用焊接连接可以做到安全密封，能够应用采用焊接连接可以做到安全密封，能够应用到气密性和水密性好的高压容器等
4、到气密性和水密性好的高压容器等到气密性和水密性好的高压容器等到气密性和水密性好的高压容器等5 5 5 5、缺点：缺点：缺点：缺点：钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差；价格相钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差；价格相钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差；价格相钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差；价格相对较高；稳定问题对较高；稳定问题对较高；稳定问题对较高；稳定问题二、钢结构的应用范围二、钢结构的应用范围二、钢结构的应用范围二、钢结构的应用范围1 1 1 1、高：高：高：高：高层、超高层建筑结构及高耸结构高层、超高层建筑结构及高耸结构高层、超高层建筑结构及高耸结构高层、超高层建筑结构及高耸结构2 2
5、 2 2、大：大：大：大：大跨度空间建筑结构；网架网壳、索膜大跨度空间建筑结构；网架网壳、索膜大跨度空间建筑结构；网架网壳、索膜大跨度空间建筑结构；网架网壳、索膜3 3 3 3、重：重：重：重：重型厂房、重型吊车结构重型厂房、重型吊车结构重型厂房、重型吊车结构重型厂房、重型吊车结构4 4 4 4、特：特：特：特：高压密封性容器的管道钢结构高压密封性容器的管道钢结构高压密封性容器的管道钢结构高压密封性容器的管道钢结构5 5 5 5、轻：轻：轻：轻：轻型钢结构轻型钢结构轻型钢结构轻型钢结构美国世界贸易大厦美国世界贸易大厦两座塔楼两座塔楼110110层的塔楼（层的塔楼（北楼高北楼高北楼高北楼高417
6、m417m417m417m，南楼高，南楼高，南楼高，南楼高415m415m415m415m ）组成，采用）组成，采用框筒体系。外圈为密柱深梁型框框筒体系。外圈为密柱深梁型框筒，由筒，由240240根钢柱组成，柱距为根钢柱组成，柱距为1.021.02米；内中核心区为米；内中核心区为4747根钢柱根钢柱形成的框架；形成的框架；撞机撞机1 1（首先撞击北楼）（首先撞击北楼）撞机撞机2 2（约（约1818分钟撞击南楼）分钟撞击南楼）倒塌瞬间倒塌瞬间上海金茂大厦上海金茂大厦 建筑高度建筑高度420.5米，钢筋混凝米，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。钢柱。香港中国银行钢骨
7、钢筋混凝土角柱，横梁及斜撑为钢结构钢骨钢筋混凝土角柱，横梁及斜撑为钢结构钢骨钢筋混凝土角柱，横梁及斜撑为钢结构钢骨钢筋混凝土角柱，横梁及斜撑为钢结构 东方明珠东方明珠东方明珠东方明珠 东方明珠电视塔东方明珠广播电视塔座落在上海浦东方明珠广播电视塔座落在上海浦东新区黄浦江畔，以其东新区黄浦江畔，以其468米的高米的高度成为亚洲第一高度成为亚洲第一高 塔。她于塔。她于1991年年3月开始建造，月开始建造，1994年年11 月完工，月完工，总重量达总重量达12万吨，总投资万吨，总投资8.3亿元亿元人民币。人民币。 东方明珠塔由三根直径为九米的擎东方明珠塔由三根直径为九米的擎天立柱、太空舱、上球体、下
8、球体、天立柱、太空舱、上球体、下球体、五个小球、塔座和广场组成。五个小球、塔座和广场组成。 鸟巢鸟巢鸟巢鸟巢容纳容纳8 8万人，平面万人，平面为椭圆形为椭圆形, ,长轴长轴340m,340m,短轴短轴292m292m。屋盖中间有一个屋盖中间有一个146m76m146m76m的开口的开口水立方水立方（ ETFE材料材料 ）0606年世界杯开幕式体育馆慕尼黑安联年世界杯开幕式体育馆慕尼黑安联安联体育场外墙体由安联体育场外墙体由28742874个菱形膜结构构成，其中个菱形膜结构构成，其中10561056个在比赛中可以发光。个在比赛中可以发光。当体育场中比赛的球队发当体育场中比赛的球队发生变化时，墙体
9、的颜色就生变化时，墙体的颜色就可以随之改变。每个膜结可以随之改变。每个膜结构都可以闪耀成红蓝白三构都可以闪耀成红蓝白三色，也让全世界的观众都色，也让全世界的观众都能记取拜仁、能记取拜仁、18601860以及德以及德国国家队的颜色国国家队的颜色 国家大剧院国家大剧院 外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴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，南北短轴北短轴143.64m，总高度，总高度46.285m，最低，最低-32.5m。整个网壳外环绕。整个网壳外环绕人工湖（人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下各种通道及入口均设在水下 。设计为法国巴黎。设计
10、为法国巴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，整体结构用钢量达体结构用钢量达6750t，195kg/m。 索穹顶结构索穹顶结构汉城奥运会体操馆汉城奥运会体操馆 亚特兰大佐治亚穹顶亚特兰大佐治亚穹顶 用钢量不到用钢量不到30 kg /m230 kg /m2 重型厂房结构重型厂房结构重型厂房结构重型厂房结构西安变压器厂（西安变压器厂（西安变压器厂（西安变压器厂（400t400t吊车）吊车）吊车）吊车）容器和其他构筑物容器和其他构筑物容器和其他构筑物容器和其他构筑物陕西铜川天然气公司陕西铜川天然气公司1000立方米天然气
11、球罐立方米天然气球罐大连西太平洋石化有限公司大连西太平洋石化有限公司1500立方米立方米CF-62钢球罐钢球罐轻钢结构轻钢结构轻钢结构轻钢结构u 钢结构构件类型分析钢结构构件类型分析钢结构构件类型分析钢结构构件类型分析板壳单元：储液罐等容器，输油管等管道板壳单元：储液罐等容器，输油管等管道板壳单元：储液罐等容器，输油管等管道板壳单元：储液罐等容器，输油管等管道拉索：索穹顶结构拉索：索穹顶结构拉索：索穹顶结构拉索：索穹顶结构拉杆、压杆：网架结构、桁架结构拉杆、压杆：网架结构、桁架结构拉杆、压杆：网架结构、桁架结构拉杆、压杆：网架结构、桁架结构弯：钢梁弯：钢梁弯：钢梁弯：钢梁压（拉）弯：柱子压（拉
12、）弯：柱子压（拉）弯：柱子压（拉）弯：柱子第二节第二节第二节第二节 钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法钢结构的设计计算方法n n结构设计规范建筑结构可靠度设计统一标准结构设计规范建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068GB50068）规定：结构的可靠度应采用以）规定：结构的可靠度应采用以概率论为基概率论为基础的极限状态设计方法分析确定础的极限状态设计方法分析确定。n n钢结构和其他建筑结构一样，遵循钢结构和其他建筑结构一样，遵循“统一标准统一标准”要求，要求，采用的也是采用的也是以概率论为基础，用分项系数表达的极限以概率论为基础，用分项系数表达的极限状态设计方法状态
13、设计方法。n n极限状态设计方法，在其他课程（如钢混结构、建筑极限状态设计方法，在其他课程（如钢混结构、建筑荷载等），对此以作详细介绍，。荷载等），对此以作详细介绍，。n n应掌握以下概念：结构的极限状态；结构的基本功能应掌握以下概念：结构的极限状态；结构的基本功能要求；结构的可靠度；失效概率；荷载及强度的标准要求；结构的可靠度；失效概率；荷载及强度的标准值与设计值。值与设计值。第三节第三节第三节第三节 钢结构课程的学习方法钢结构课程的学习方法钢结构课程的学习方法钢结构课程的学习方法n n根据教学大纲要求，课程只讲钢结构的基本构件、基根据教学大纲要求，课程只讲钢结构的基本构件、基本原理部分，即
14、前面六章内容；本原理部分，即前面六章内容；n n本课程的特点是：大家对钢结构的感性认识少，结构本课程的特点是：大家对钢结构的感性认识少，结构构造复杂，理论性强（特别是稳定理论）；构造复杂，理论性强（特别是稳定理论）；n n受课时限制，不能过多的详解例题，一定要记好笔记，受课时限制，不能过多的详解例题，一定要记好笔记，从机理理解一些理论问题，加强课前预习与课后复习；从机理理解一些理论问题，加强课前预习与课后复习；n n多作习题与思考题，避免眼高手低。多作习题与思考题，避免眼高手低。n n参考教材：参考教材： 1 1）夏志斌：钢结构）夏志斌：钢结构- -原理与设计，浙江大学原理与设计，浙江大学 2 2）沈祖炎）沈祖炎 陈扬骥陈扬骥 ：钢结构基本原理：钢结构基本原理 ，同济大学，同济大学
