同济大学钢结构
同济大学钢结构教程
嘉兴电厂干煤棚 大连北良国储粮库 净跨60m
会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物
会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物
卢浦大桥
杨浦大桥
会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物
其他构筑物
会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物
上海新国际博览中心
广州会展中心 湖南国际会展中心
会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物
上海八万人体育场
2008奥运会国家体育场
上海虹口足球场
绪 论
钢结构？ 哪里用？ 如何用？
主要内容
一、钢结构的特点 二、我国钢结构的应用 三、钢结构主要结构形式 四、钢结构可能的破坏形式 五、钢结构设计要求
一、钢结构的特点 1、强度高，重量轻 钢材 比重：7850Kg/m3, 抗拉设计强度（200～ ）N/mm2 重量/强度＝40 混凝土 比重：2500Kg/m3, 抗拉设计强度（1～ ）N/mm2 重量/强度＝2500 木材 比重：500Kg/m3, 顺纹抗拉强度（10～ ）N/mm2 重量/强度＝50
0
中国1990-2007年钢产量增长情况
65 35 71 00 80 93 89 54 92 61 95 36 10 12 4 10 89 1 11 45 9 12 39 5 12 84 9 15 16 3 18 22 5 22 01 0 27 28 0 34 94 0
41 87 8
48 92 4
同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全版
第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。
图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：'()tan '()tan yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。
同济大学钢结构课程设计
单层单跨门式刚架设计计算一、设计资料（1）设计参数单层房屋为单跨门式刚架，刚架跨度30m ，长度90m ，柱距6m ，檐口标高8m ，屋面坡度1：10。
屋面材料采用压型钢板，墙面材料采用彩钢板，天沟为彩板天沟。
基础混凝土标号为C30，214.3/c f N mm =，钢材材质为Q345，22y 310k /,180/c f N mm f N mm ==。
（2）设计荷载屋面恒荷载为0.52/kN m ，活荷载为0.52/kN m ；雪荷载为 0.22/kN m ，基本风压为0.552/kN m ，地面粗糙度为B 类，风荷载体型系数如图1所示。
图1 计算模型机风荷载体型系数二、荷载组合1、 1.20 恒载 + 1.40 活载2、 1.00 恒载 + 1.40 风载3、 1.00 恒载 + 1.40 x 0.90 活载 + 1.40 x 0.90 风载4、 1.35 恒载三、内力计算1、计算模型（如图2）图2 节点及单元编号图2、荷载工况 荷载工况如图3恒载活载左风右风图3 荷载工况图3、各工况内力恒载、活载、作风和右风作用下的钢架内力如图4—图7。
轴力图（KN）剪力图（KN）弯距图(kN.m)图4 恒载作用下钢架内力图轴力图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图5 活载作用下钢架内力图轴力N图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图6 左风作用下钢架内力图轴力图(kN)剪力图(kN)弯距图(kN.m)图7 右风作用下钢架内力图4、组合内力选取荷载组合1（1.20 恒载+ 1.40 活载）对构件内力值进行验算。
该组合下的构件内力值见表1。
表1 工况1下组合内力表5、构件尺寸和截面特性表2 构件尺寸和截面特性表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值四、构件截面验算1、宽厚比验算 翼缘板自由外伸宽厚比()2008/29.612.410-=<=，满足规程限值要求。
腹板高厚比80021097.52068-⨯=<=（），满足规程限值要求。
同济大学钢结构基本原理PPT课件
、纤维横向 受拉强度低
强度(MPa)/ 弹性模量 (MPa)/6000/
25
拉力下脆性
234-420)/ 206000/
78.5
理想弹塑性材 料，好
拉45、压800/ /70000/ 25
拉力下脆性
60-200 (1mm 厚)/
13
大跨度结构
——飞机库、候机楼、体育场馆、会展中心等公共建筑 结构体系：网架网壳（螺栓球节点、焊接球节点）
14
结构体系：钢管桁架（直接汇交焊接节点、铸钢件节点）
组焊完成的构件
15
结构体系：预张力结构
16
高耸塔桅 ——电视、无线发射、观光等
17
其他结构
幕墙支承、压力容器、折板结构、桥塔、桥面梁板、水箱、船舶、 车厢、基坑维护、地下管线、脚手架
铆接连接 普通螺栓连接 高强螺栓连接
焊接连接
轴心受力柱 受弯梁 压弯构件
钢结构基本原理
多高层框架结构 大跨度空间结构 厂房刚架排架结构
高耸结构 桥梁结构 特种结构
……
8
建筑钢结构设计
9
4、钢结构特点
1) 预制拼装——产品化、工业化、干作业 施工速度快 2) 材质均匀理想稳定——计算模型确定、精度高 安全性好 3) 材料强度高——板件薄、构件细长 轻型、稳定性问题 4) 塑性韧性好——抗震性能好、动力承载性能好 5) 耐腐蚀性能差——防腐措施 6) 耐热性能好、耐火性能差——防火措施
钢结构基本原理
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三
同济大学钢结构基本原理课后习题答案完全
第二章如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。
图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：'()tan '()tan yyy y f f f E f E σεαεα=+-=+-如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610yf E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（2）B 点：卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。
答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。
同济大学-土木工程专业-课程大纲-《钢结构基本原理》
《钢结构基本原理》课程教学大纲课程编号：031126 学分：2.5 总学时：43 实验学时：8（另排）大纲执笔人：罗烈大纲审核人：陈以一一、课程性质与目的《钢结构基本原理》为土木工程专业本科学生的必修课，属于土木工程专业的专业基础课。
钢结构是现代土木工程的基本结构形式之一。
设置本课程的目的，是使学生全面掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，理解钢结构分析的基本原理，为进一步学习各类钢结构与金属结构的设计、制作和建造提供基础。
本课程开设双语教学班。
二、课程面向学生土木工程专业、港口航道与海岸工程专业三、课程基本要求1．了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；2．掌握钢结构材料的基本性能；3．了解钢结构的典型破坏模式、破坏原因和力学分析的基本方法；4．掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算；5．了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。
四、实验基本要求通过一次认知实验、二次综合实验、一次自主设计实验，加深对钢结构基本概念和基本理论的理解，了解钢结构构件或连接的实验流程与方法，培养学生的实验技能和创新意识。
详见与本课程同步的《钢结构基本原理实验》课程。
五、课程基本内容1．绪论钢结构的特点及应用；钢结构发展的历史、现状和趋势；钢结构的构件组成和主要结构形式2．钢结构材料钢材在单向均匀受拉时的工作性能；钢材在单轴反复应力作用下的工作性能；钢材在复杂应力作用下的工作性能；钢材抗冲击性能及冷弯性能；影响钢材性能的一般因素；钢材的脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏；钢结构防护；钢结构用钢材的分类。
3．钢结构的主要破坏形式整体失稳破坏；板件局部失稳与屈曲后强度；强度破坏与塑性重分布；疲劳；脆性断裂及其机理。
4．钢结构的连接连接的主要类型；对接焊缝构造和计算；角焊缝构造和计算；普通螺栓连接构造和计算；高强螺栓连接构造和计算。
5．受拉构件及索受拉构件的强度，净截面概念；截面效率；拉弯构件的截面强度及强度计算准则；轴力和弯矩的相关关系；索的基本力学性质。
同济大学《建筑钢结构设计》教学大纲
《建筑钢结构设计》课程教学大纲（课程类别：F2）（学时：26，学分：1.5，课号：031152）一、课程性质与目的《建筑钢结构设计》是土木工程专业建筑工程课群组学生的限选课，属专业特色课。
学生通过本课程的学习，了解建筑钢结构的各种形式，全面掌握建筑钢结构工程设计的基本原理。
本课程有双语教学班。
二、课程基本要求1．熟悉平台钢结构、屋盖钢结构、框架钢结构、单层厂房钢结构等各种钢结构的形式与特点，了解钢结构施工与防腐的基本方法；2．掌握上述各种钢结构建筑的设计原理与方法。
三、课程教学基本内容(一)绪论1．钢结构应用范围2．钢结构发展3．钢结构设计基本要求4．钢结构设计原则(二)平台钢结构设计1．平台钢结构布置2．平台铺板设计3．平台梁设计4．平台柱和柱间支撑设计5．柱头、柱脚设计(三)屋盖钢结构设计1．屋盖结构布置2．屋盖支撑体系3．檩条设计4．普通钢屋架设计5．轻型钢屋架设计6．钢管钢屋架设计7．空腹梁和框架梁屋架8．空间桁架屋盖体系(四)框架钢结构设计1．框架钢结构体系2．框架钢支撑布置3．单层实腹钢框架设计4．格构钢框架设计5．多层多跨框架设计6．框架刚接柱脚设计7．压弯实腹、格构构件设计8．多层框架柱的计算长度(五) 单层厂房钢结构1．单层厂房钢结构体系、传力路线及柱网布置2．吊车梁设计3．制动结构、支撑梁柱连接(六)钢结构施工与防腐蚀1．钢结构的制作与防腐蚀2．钢结构的安装与验收四、实验（实践或上机）内容无五、前修课程要求结构力学，钢结构基本原理六、建议教材与参考书建议教材：《建筑钢结构设计》王肇民同济大学出版社200l 参考教材：无七、课内学时分配建议八、课外要求：复习课程内容九、本教学大纲执笔人：马人乐十、本教学大纲审核人：罗烈。
同济大学钢结构基本原理(沈祖炎)课后习题答案完全版
（b）理想弹性强化
非弹性阶段：σ = f y （应力不随应变的增大而变化）
（2）弹性阶段： σ = Eε = tanα ⋅ε
非弹性阶段： σ
=
fy
+ E '(ε−ຫໍສະໝຸດ fy ) = Efy
+ tanα '(ε
−
fy ) tan α
2.2 如图 2-35 所示的钢材在单向拉伸状态下的 σ − ε 曲线，试验时分别在 A、B、C 卸载至 零，则在三种情况下，卸载前应变 ε 、卸载后残余应变 εc 及可恢复的弹性应变 ε y 各是多少？
第 7 页 共 27 页
《钢结构基本原理》（第二版）练习参考解答：第二、五、六、七、八章习题答案
由式 5-34b 计算得 (或由,查表得) 故稳定临界荷载为 5.3 图 5-25 所示为一轴心受压构件,两端铰接,截面形式为十字形.设在弹塑性范围内值保持 常数,问在什么条件下,扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力,钢材为 Q235. 5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件,其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的. 5.5 两端铰接的轴心受压柱,高 10m,截面为三块钢板焊接而成,翼缘为剪切边,材料为 Q235,强 度设计值,承受轴心压力设计值(包括自重).如采用图 5-26 所示的两种截面,计算两种情况下柱 是否安全.
应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力 临界值的情况下所造成的破坏。 （6）疲劳寿命
指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。
2.6 一 两 跨 连 续 梁 ， 在 外 荷 载 作 用 下 ， 截 面 上 A 点 正 应 力 为 σ1 = 120N / mm2 ，
2.5 解释下列名词： （1）延性破坏