高等钢结构理论
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高等钢结构理论_第一讲
包辛格（Bauschinger）效应：退化现象（先拉后压 >先压后拉）。 滞回环在循环荷载下的丰满、稳定趋势：对耗能有利，但受压模量退化
低温与腐蚀性介质：
低温使韧性降低，最终导致脆断。 腐蚀性介质会促成脆断并影响疲劳强度。 涂层防腐 耐候钢： ¾ 焊接结构用耐候钢（控制含铜、铬量）：焊接性能及力学性能良好 ¾ 高耐候性结构钢（含磷高）：耐候性好，但用于焊接结构时< 16mm
钢材的加工：
¾ 钢结构基本建造过程 工厂制造：
钢材的验收、整理和保管，包括必要的矫正。 按施工图放样，做出样板、样杆，并据此划线和下料。 对划线后的钢材进行剪切（焰割）、冲（钻）孔、刨边等加工；非平 直的零件需要通过煨弯和辊圆等工序来成型。 对加工过程中造成变形的零件进行整平（辊平、顶平）。 把零件按图装配成构件，并加以焊接（铆接）。 对焊接造成的变形加以矫正，甚至采取措施以减小或消除焊接残余 应力。 除锈和涂漆
钢材的加工：
¾ 焊接
焊缝金属具有铸造组织，不同于轧制钢材： ¾ 枝状组织 ¾ 化学元素的含量：含碳量稍低，氮、氧、氢高 9 应降低氧的含量（短弧焊、埋弧焊、气体保护焊）：热脆 9 含氢量高：大气和焊皮（低氢焊条、预热、后热）：微观裂纹 焊弧的高温使临近焊缝的钢材发生组织变化：热影响区 焊接变形及残余应力
非破坏性方法 ：利用X射线的衍射和声音的双折射 ¾ 光弹性方法 ¾ 声弹性方法 半破坏性方法 ： ¾ 钻盲孔法：测定带状板在应力梯度较小时的表面残余应力 ¾ 环孔法：由盲孔法发展而来，比盲孔法精确 ¾ 双平行槽法：在单向应力下，环孔可以用平行槽代替 破坏性方法 ： ¾ 逐次去层法：通过试件壁厚一侧的逐次去层，达到试件内部应力逐步释 放，并在另一侧贴上应变片测出逐次释放的应变，再算出残余应力分 布。 ¾ 切割法：先在试件中部划好线，并钻孔定标距；然后依次切割，测量每 一块小条上两标距点之间距离的改变，由该改变算出的应变即是残余应
低温与腐蚀性介质：
低温使韧性降低，最终导致脆断。 腐蚀性介质会促成脆断并影响疲劳强度。 涂层防腐 耐候钢： ¾ 焊接结构用耐候钢（控制含铜、铬量）：焊接性能及力学性能良好 ¾ 高耐候性结构钢（含磷高）：耐候性好，但用于焊接结构时< 16mm
钢材的加工：
¾ 钢结构基本建造过程 工厂制造：
钢材的验收、整理和保管，包括必要的矫正。 按施工图放样，做出样板、样杆，并据此划线和下料。 对划线后的钢材进行剪切（焰割）、冲（钻）孔、刨边等加工；非平 直的零件需要通过煨弯和辊圆等工序来成型。 对加工过程中造成变形的零件进行整平（辊平、顶平）。 把零件按图装配成构件，并加以焊接（铆接）。 对焊接造成的变形加以矫正，甚至采取措施以减小或消除焊接残余 应力。 除锈和涂漆
钢材的加工：
¾ 焊接
焊缝金属具有铸造组织，不同于轧制钢材： ¾ 枝状组织 ¾ 化学元素的含量：含碳量稍低，氮、氧、氢高 9 应降低氧的含量（短弧焊、埋弧焊、气体保护焊）：热脆 9 含氢量高：大气和焊皮（低氢焊条、预热、后热）：微观裂纹 焊弧的高温使临近焊缝的钢材发生组织变化：热影响区 焊接变形及残余应力
非破坏性方法 ：利用X射线的衍射和声音的双折射 ¾ 光弹性方法 ¾ 声弹性方法 半破坏性方法 ： ¾ 钻盲孔法：测定带状板在应力梯度较小时的表面残余应力 ¾ 环孔法：由盲孔法发展而来，比盲孔法精确 ¾ 双平行槽法：在单向应力下，环孔可以用平行槽代替 破坏性方法 ： ¾ 逐次去层法：通过试件壁厚一侧的逐次去层，达到试件内部应力逐步释 放，并在另一侧贴上应变片测出逐次释放的应变，再算出残余应力分 布。 ¾ 切割法：先在试件中部划好线，并钻孔定标距；然后依次切割，测量每 一块小条上两标距点之间距离的改变，由该改变算出的应变即是残余应
高等钢结构理论-第二章
（a）压杆控制设计 （b）拉杆控制设计 网架荷载-挠度曲线
第二章 钢结构稳定问题概述
2.2 失稳的类别
第二章 钢结构稳定问题概述 早期钢结构稳定问题的分类
1. 平衡分岔（分支点）失稳（第一类稳定问题）
2.2 失稳的类别
二
对于理想的轴心压杆，在临界状态时，构件（结构）从初始的平衡位形 突变到与其邻近的另一平衡位形，表现出平衡位形的分岔现象。
第二章 钢结构稳定问题概述
2.5 稳定设计的几项原则
二
结构的整体布置须考虑整体和部分的稳定性要求
1
计算假定应与设计对象一致
2
细部构造应与稳定计算相互配合
3
The END
THANKS
二
稳定分岔屈曲
第二章 钢结构稳定问题概述 弹性稳定的分类
2. 不稳定分岔屈曲（有限干扰屈曲）
2.2 失稳的类别
二
超越临界状态后，只能在比临界荷载低的荷载下维持平衡位形。
承受轴向荷载的圆柱壳、承受均匀外压的圆球壳、缀条柱、薄壁型钢 方管等。
不稳定分岔屈曲
第二章 钢结构稳定问题概述 弹性稳定的分类
3. 跃越屈曲
平衡分岔（分支点）失稳
第二章 钢结构稳定问题概述 早期钢结构稳定问题的分类
2. 极值点失稳（第二类稳定问题）ຫໍສະໝຸດ 2.2 失稳的类别二
有缺陷的轴心受压构件和偏心受压构件发生的弹塑性失稳。
极值点失稳
第二章 钢结构稳定问题概述 弹性稳定的分类
1. 稳定分岔屈曲
超越临界状态后，荷载还能进一步增加。
2.2 失稳的类别
增大
临界力增大
第二章 钢结构稳定问题概述
2.4 稳定计算中的整体观点
桥梁高等钢结构理论
钢结构的研究、设计、施工甚至维护都是围绕上述三个方面的问题展开。 本科阶段：强度问题，部分简单的稳定问题；方法成熟、计算准确。
研究生阶段：稳定和疲劳问题。超百年研究史，稍复杂的问题仍难以从 理论上解决，特别是局部稳定和构造的疲劳问题，主要以 数值模拟和试验研究为主。
1.1 钢结构的强度问题
1.1.1 强度问题破坏形式
（1-12）
微分方程（1-12）的通解： y Acoskx B sin kx Q x 2k 2 EI
（1-13）
当Q=0时，图1-5为理想的轴心受压杆件，式（1-13）变为：
y Acoskx Bsin kx
（1-14）
位移边界条件：x=0,y=0; x=L, y=0; 解得：
（3）强度破坏（除个别受剪脆断及低温脆断外）大都为塑性破坏，即 破坏之前会出现明显的变形，容易被觉察并采取措施防止破坏。
钢结构设计的目的：
在于使结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济 的途径与适当的可靠度满足各种预定的功能（安全性、耐久性）的要求。 就是说，结构设计的准则应为：由各种作用所产生的作用效应（内力和 变形）不大于结构和连接的抗力或限值（由几何参数、材料性能甚至荷 载性质决定）。
如果采用容许应力来描述式（1-4），设
R f
K
y
f 为钢材的屈服强度，a为构件截面几何特征 y
则式（1-4）可写成：
f
f
S y y [ ]
K KKK
K
123
（1-5）
对于原A3钢： K 1.231.143 1.41 对于原16Mn钢： K 1.231.175 1.45
[ ] 2400 1700 1.41
1.1.2 基于强度的钢结构设计方法发展概述
桥梁高等钢结构理论(ch1)PPT课件
如果采用数学表达式描述结构设计准则，为：
S R
（1-1）
如果结构设计准则中的内力和变形以及抗力或限值都是确定性的，则所进行的计算
和验算将是比较简单的。
然而，影响结构功能的因素如结构上的作用、材料性能、构件几何参数、连接（构 造细部）类型、施工质量、计算模型、试验方法及设备等，很多都是具有随机性的 非确定值。因此，在设计中如何合理地考虑S这 些R 因素，使设计方法更接近于实际情 况，是长期以来钢结构设计方法发展演变所要达到的目的。
然而，无论是极限荷载法还是容许应力法，所采用的安全系数实际上是凭借 工程经验笼统地确定一个定值，这样各种构件的可靠度将不能保证具有比较一致 的水平，这是因为，结构的可靠性（安全性、适用性、耐久性）受各种随机因素 的影响，不能事先确定，只能用概率方S法 来R描述。
（2）半概率极限状态法
半概率极限状态法特点是明确了两种极限状态的概念：承载能力极限状态和变形极 限状态。我国的《钢结构设计规范》（TJ17-74）就是采用这样的设计方法编制的。 尽管该设计方法仍采用了容许应力法的表达方式，但其安全系数则分成了荷载系数 K1，材料系数K2和调整系数K3。是按承载力极限状态经多系数分析得到的。
1.1.2 基于强度的钢结构设计方法发展概述
基于强度的钢结构设计方法大致分为： 容许应力法和极限荷载法、半概率极限状态法、概率极限状态法。
（1）容许应力法和极限荷载法（最大荷载法）
容许应力法
S R
设计原则：结构构件的实际应力小于或等于所给定的容许应力，即：
f
[] y
K
（1-2）
优点：简单、明确，有大量工程数据S，R特 别是应力均匀的构件； 缺点：单一安全系数，保守（受弯构件）；
不能合理反映结构设计的目的（经济性+适当的可靠度）。
高等钢结构理论-第二讲
统计屈服点高 于标准屈服点
欧洲钢结构协会（ECCS）的曲线背景 残余应力分布： =0 .5 f
r y
a曲线
b曲线
c曲线
试验比较：
轧制工字钢IPE160弱轴屈曲试验与b 曲线的比较
中国规范的曲线 特点：
结合国情，重点放在 H型钢和双角钢组合 截面上。其他截面如 工字型和钢管也做了 分析。 三条曲线，无 从 0~0.2的水平段。 《高层钢结构设计与 施工规程》中的d曲 线： t > 40mm的H型 或箱型钢 常用的双角钢T形截面、焰割 边焊接工字形截面以及格构式 截面都归入b曲线。b曲线是 设计中用得最多的曲线。
塔架杆件计算长度：塔架腹杆
塔架腹杆： 单系腹杆：几何长度。 交叉腹杆：具体问题具体考虑。
残余应力对整体的影响
改变残余应力分布来加固构件， 加焊盖板或堆焊焊珠
翼缘加盖板
确定曲线的方法
方法1：采用切线模量理论，Et按残余应力的分布决定，初始弯曲的不利作用 在安全系数范围内考虑。
方法2：采用极限承载力理论，同时计入初始弯曲和残余应力的效应。
部分人认为端部约束可抵消初始弯曲的不利影响，倾向于保留切线模量理论。
杆端约束（梁柱连接）
确定原则：非完善弹塑性杆模型 构造实际情况、几何缺陷及力学缺陷 Step1
Step2
考虑因素： 侧向支撑状态 失稳模式:长细比 构造（半刚性） 缺陷
Step3
桁架和塔架杆件计算长度：各国并不一致
桁架和塔架的稳定设计原则：
目前一般通过每根构件考虑相关构件的约束的稳定来保证。由计算长度体现。 基本假定：节点铰接（当腹杆考虑两端约束时，端部连接需承担一般塑性弯矩 除短而粗桁架外，一般不必考虑次弯矩效应：（塑性好） 对稳定的有利影响： 发展：整体稳定分析
高等钢结构
d 2 d 2 ＜0
总势能为极大值，平衡 状态是不稳定的；
不稳定平衡
（3）总势能保持不变，则为中性平衡
d 2 d 2 0
还要看总势能的高阶导 数是大于零、小于零还 是等于零才能判断
随遇平衡 (中性平衡）
弹性应变能U是外力作用下储藏在体系内 的能量，意味着外力去除后回复到原来状态的 能力。变形后应变能增加，因而始终为正值；
因此该折线平衡状态不稳定。
屈曲后的荷载--位移曲线：
0, P kl cos ;
, P 0;
2
二、不对称分枝现象（稳定性）
变形时杆上端荷 载点从A移到B， 弹簧压缩了 FB
斜向弹簧支撑刚性杆件
几何关系 :
EB l sin
FB l(sin cos 1) 2 OD l(sin cos ) 2 对O点弯矩平衡： P l sin kl2 (sin cos 1)(sin cos ) 2 0
解为两个：
（1） 0 （2） Pl 4k sin
可由能量和静力两个途径得到，如由静力
弹簧力矩： 2 k
轴力对C点力矩：
Pl 2
sin
平衡方程：
4k Pl sin 0
讨论两种平衡状态稳定性
（1）当 0 ，即杆系处于直线平衡状态时，
d 2
d 2
杆系的总势能为
U V 2k 2 P（l 1-cos）
总势能对角位移的导数为
d 4k Pl sin d
d 2
d 2
4k
Pl
cos
d 3
d 3
Pl
sin
由 d d 0
总势能为极大值，平衡 状态是不稳定的；
不稳定平衡
（3）总势能保持不变，则为中性平衡
d 2 d 2 0
还要看总势能的高阶导 数是大于零、小于零还 是等于零才能判断
随遇平衡 (中性平衡）
弹性应变能U是外力作用下储藏在体系内 的能量，意味着外力去除后回复到原来状态的 能力。变形后应变能增加，因而始终为正值；
因此该折线平衡状态不稳定。
屈曲后的荷载--位移曲线：
0, P kl cos ;
, P 0;
2
二、不对称分枝现象（稳定性）
变形时杆上端荷 载点从A移到B， 弹簧压缩了 FB
斜向弹簧支撑刚性杆件
几何关系 :
EB l sin
FB l(sin cos 1) 2 OD l(sin cos ) 2 对O点弯矩平衡： P l sin kl2 (sin cos 1)(sin cos ) 2 0
解为两个：
（1） 0 （2） Pl 4k sin
可由能量和静力两个途径得到，如由静力
弹簧力矩： 2 k
轴力对C点力矩：
Pl 2
sin
平衡方程：
4k Pl sin 0
讨论两种平衡状态稳定性
（1）当 0 ，即杆系处于直线平衡状态时，
d 2
d 2
杆系的总势能为
U V 2k 2 P（l 1-cos）
总势能对角位移的导数为
d 4k Pl sin d
d 2
d 2
4k
Pl
cos
d 3
d 3
Pl
sin
由 d d 0
高等钢结构理论-4
高等钢结构理论-4高等结钢构理论(结钢硕构――士程课)济同大建学筑工系程1.钢构基本性能结特点及1.钢1生材对产材性影的响 .21钢加材工(施)工对件构能性的响1.3影外作界用对结钢性构的影能响2 .结钢构几个的特问殊题目录.12残余应力及其影2.2响钢构结稳定问的题2 3.结钢的构裂问断2题.4结构钢疲劳问题的第一3讲.钢结构本构件3基. 1拉杆3.轴2压心3.3杆受弯件构3.4弯构件压.4钢架框理论41 .失稳式形4 2.析分法方4 3.实际应用第二讲第三讲5.结构钢连接的5.焊1接.5螺2栓接连四第讲目录续)5.(混合3连接6 .钢结构构造设计7 .弯冷薄壁型结构的钢点8.特他其一些心关问题8的. 1塑性计设8 . 2抗钢结震8构3箱.形梁 .84受构件扭8.设计5中试的工作8.6验钢结构固设加计第讲五第六讲第七讲.5钢结构的连接.15接连形式：焊接铆、、普接通栓连螺接高、螺强连栓5.2接角缝焊连接角焊缝性的能：试验研究角缝焊的算计：计公式算有效厚和度度长理论究研缝群的计焊算5 3高强.螺栓接连抗螺栓连接剪：承受轴心剪力螺的连接：栓承受偏心剪的力栓连螺接：放孔和大加长孔剪拉合破联坏.5钢结构连的接(续).5高3螺栓连强(接)续抗螺拉栓接连高螺栓连强抗接拉能：性连接柔性的影板响螺栓和：板时计同的方算法：兼剪力承拉力和的栓连螺接承受重荷复的载栓螺连接抗剪接连：抗拉接连：54混合连.接6.钢结的构构造设计构设造计意义的处结构理的细部解：构件或决零件间的衔之问接重要题：性造构处往形成应往集中或局部力应、力时有不易精确算(数计值分、试验析究)、研避局免破坏而部影响构结性的能发挥影、施工响造(、质价等量) 构件拼接：的等截面拉、压杆变面柱截梁端板接中连的板厚度梁、梁接连:简连接支续和半连连连接续梁、柱连接. 6钢构的构造结计(设)续柔连性接半刚连性接刚性连接：柱脚柱的脚成构脚的计算柱架节桁点节的点侧刚向度节点受板力分析相关范规造构节点上偏心的抵抗疲的劳构造抵抗性断裂的脆构造连接形式焊:接现代钢结最构主的连接方要式9适用广构造简、单、省料省工、自动可、效率化。
研究生课程论文《高等钢结构理论》
研究生课程论文高等钢结构理论1 引言作为结构工程专业博士研究生的一门学位课程,《高等钢结构理论》所涉及到的内容包罗甚广。
总的来说,应当主要包括以下内容:钢结构的材料性质,钢结构的连接,钢结构的断裂与疲劳破损,钢结构的稳定理论,钢结构的设计与制造,厂房钢结构,大跨屋盖钢结构,多高层房屋钢结构,塔桅钢结构,大跨度结构的极限承载力分析理论和方法,钢结构的动力分析及冷弯薄壁型钢结构等。
《钢结构》在土木工程专业的本科阶段和结构工程专业的硕士研究生阶段都曾经学习过,其基本内容和上述内容没有什么差别,所不同的只是,现阶段的学习在广度和深度上都应当比以往更加深入,尤其应当在稳定理论方面掌握深厚的知识。
这是因为对于钢结构而言,稳定性能是决定其承载能力的一个特别重要的因素,同混凝土结构相比,强度已经退居到一个次要的地位,在钢结构的理论和设计方法上,钢结构的稳定性能都显得格外需要重视。
近几十年来,在研究发挥钢结构稳定性能的潜力和完善稳定计算的理论方面,国内外都取得了很大的进步。
钢结构基本构件的稳定理论,现在已经从弹性稳定发展到弹塑性稳定。
以往研究较多的完善杆件的稳定性问题,现在也已经发展到了研究带有几何缺陷和力学缺陷的实际杆件。
并且,随着高速电子计算机存储的海量增长和性能的飞速发展,对于各种构件的稳定性能的研究,也已经发展到了采用各种数值方法来计算其极限荷载,并分析其屈曲后性能从而得到P-Δ的全程曲线。
在作理论分析的同时,包括我国在内的许多国家同时还进行了大量的稳定性能的试验验证,以及将理论研究成果利用图表表示或演化为实用计算公式,从而将弹塑性稳定理论用于解决钢结构设计中的各种实际问题。
钢结构稳定理论的研究,归根结底还是为了实际上的应用。
而理论上的研究成果,也只有在正式形成规范并发布实施之后,对于实际的各种类型的钢结构工程的设计和制造才能起到指导性作用。
因此,钢结构稳定研究的最新成果,往往被各国的设计规范所吸收采纳。
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钢 结 构 验
算
正常使用极限 标准组合 (式 1.3, 超越标准值后将 状态(对吊车 产生严重后果) 荷载不乘动力 短期效应 频遇组合(式 1.4, 超越频遇组合将产 系数, 对风荷载 生局部损害) 乘风振系数，验 算变形、加速度等) 长期效应： 准永久组合(式 1.5, 用于沉降等长期 效应起决定作用的计算) 允许应力设 疲劳强度验算 常幅疲劳计算 计法(或安 （验算应力幅） 变幅疲劳计算 全系数法) 对于变形敏感的结构体系(如单层网壳、拉线桅杆等)的整体稳定 验算
1.6.1 钢结构荷载与作用的特点 1.6.2 提高钢结构承载效率的方法 1.6.3 提高钢结构建造和维护工作效率的方法 1.6.4 提高钢结构延性的方法
1.7 钢结构的创新－反向平衡法兰的研发
3
1.1 钢结构的核心价值：承、重比高、快速施工和延性好
1）承载能力与重量之比高（用于主体结构）
传统概念：强质比，针对材料
黑龙江电视塔
9
1.2 钢结构工程发展的主要四个领域及原因
高耸结构
西藏林芝多功能电视塔建于 具有“西藏江南”之称的林 芝市，塔高 103 米。该塔既具 有电视发射功能，又兼有旅 游观光功能。林芝电视塔塔 身由 36 根笔直的钢管在空中 巧妙地组合成双曲抛物面， 充分体现了现代建筑优美而 独特的造型风格；其内由压 型钢板和采光板构成的正十 六边形井道，玲珑剔透，与 外塔身配合相得益彰。
1）基本原因：
活荷载与全部竖向荷载之比越小，采用钢结构优 越性更大；
2）附加原因：
i）跨度大，结构效应放大系数大 ii）地震烈度大
iii）软土地基
IV）劳动力价格高 V）造型复杂
12
1.4 钢结构设计的流程
调整 使用功 能及建 筑设计 调整 主体材 料选择 构件选择 和估算 结构体系 选择、确定
规 范
林芝电视塔
10
1.2 钢结构工程发展的主要四个领域及原因
高耸结构
海南电视塔方案由900个 立方体钢框架构成，四 翼呈螺旋状收缩上升， 塔座平面布局呈风车状， 塔楼根据需要，采用玻 璃幕墙对立方体框架进 行封闭，形成镶嵌在金 属框架中晶莹剔透的宝 石。
海南电视和附加原因
详见幻灯片16 详见幻灯片17
北京京广中心
深圳地王大厦 广州中信大厦
详见幻灯片17
详见幻灯片18 详见幻灯片19
7
1.2 钢结构工程发展的主要四个领域及原因
4、高耸结构
工程受力特点同超高层建筑 代表建筑物（结构设计创意，结构形式，特点） 佛山广播电视塔（230m高） 林芝电视塔 （103m高） 临沂电视塔 （326m高） 海南电视塔 河南电视塔 （388m高）
4
1.1 钢结构的核心价值：轻质、快速和延性好
3）结构延性好
i）在极限荷载与作用下可进行内力重分布 ii）可耗能减振
4）为实现钢结构核心价值应解决的问题
i）稳定问题
ii）锈蚀问题 iii）防火问题
5
1.2 钢结构工程发展的主要四个领域及原因
2、大跨度公共建筑屋面
工程受力特点：表面活荷载小，跨度大 工程外形特点：造型复杂多变 代表建筑物
江宁体育场
上海浦东国际机场 上海新国际博览中心 南京奥林匹克体育中心
详见幻灯片10
详见幻灯片11 详见幻灯片12 详见幻灯片13 详见幻灯片14
国家体育场的“鸟巢”方案
6
1.2 钢结构工程发展的主要四个领域及原因
3、超高层建筑
工程受力特点：结构水平荷载与作用和高度的平方成 正比，结构的竖向力作用与水平力作用有耦连放大之 势。 代表建筑物 上海金贸大厦 浦东国际金融大厦
高等钢结构理论
1
课程特点
实践性： 从工程实践中发现问题，总结经验； 综合性： 综合应用各种知识解决问题； 创新性： 创造新的技术，推动工程实践发展。
2
第一章 钢材性质与结构体系设计综述
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 钢结构的核心价值 钢结构工程发展的主要四个领域 选用钢结构的基本原因和附加原因 钢结构设计的流程 钢结构的验算 钢结构的概念设计：
新概念：承、重比，针对结构 区别：承载能力包含材料强度因素，也包含用此种材 料做成结构件的几何要素，如作为梁、柱，钢材可形成高 效的截面；作为楼板，钢材难以形成适用、高效（高抗弯 模量、高惯性矩）的截面。
2）工厂制作，工地螺栓连接，施工周期短
i）工厂制作（成形、焊接、涂装）优质高效 ii）工地螺栓连接快速、省工 iii）充分利用时间与空间交叉特性，节约工期
详见幻灯片20
黑龙江广播电视塔（336m高）详见幻灯片22
详见幻灯片22 详见幻灯片22 详见幻灯片22 详见幻灯片22
8
1.2 钢结构工程发展的主要四个领域及原因
高耸结构
黑龙江广播电视塔被 称为龙塔，坐落在哈尔滨 高新技术开发区，高度为 336 米，亚洲第一钢塔。 电视塔集广播电视发射、 旅游观光、广告传播、餐 饮娱乐、科技乐园、无线 通讯、环境气象监测等多 种综合性功能于一身，成 为素有“东方莫斯科”美 誉的北国名城哈尔滨市乃 至黑龙江省新的标志性景 观。
图1-2 钢结构验算内容图
14
1.6 钢结构概念设计
1.6.1 钢结构荷载与作用的特点
1）风荷载 i）阵风系数 βgz（计算墙、梁） 和风振系数βz （计算主体结构）
ii）风荷载的方向及其与重力荷载的组合以及产生的结构效应
2）冰雪荷载：条件、取值和导向 3）温度作用：整体尺度，平衡点；
分析相对温差，释放温差效应，初始温度控制及温差效应的选取
4）地震作用 减轻附属结构 增加结构延性 增大结构阻尼 减少地震作用效应
5）荷载与结构的变异
15
1.6 钢结构概念设计
1.6.2 提高钢结构承载效率的方法
荷载与作 用分析
结构效应 分析及验算
出施 工图
调查 研究 调整
辅助材 料选择
节点选择 和估算 调整 调整
前期准备，调查研究
概念设计和结构布置
初步设计
施工图设计
图1-1 钢结构设计流程图
13
1.5 钢结构验算的内容
由可变荷载效应控制(式 1.1) 承载能力极限 状态(计动力 系数、荷载取 设计值，验算 强度、稳定等) 极限状态 设计法 基本组合 偶然组合 由永久荷载效应控制(式 1.2, γG 变化) (γ=1.0)(强震、断线等,按抗震规范及行 业规范)