第一章,绪论,钢结构丁阳
(1)发展高强度低合金钢材 除Q235、Q345、 Q390钢外，增加了Q420钢，但后者应用于钢结 构尚有待进一步研究。钢材品种也有所增加。 （2）改进钢结构的设计方法 采用以概率理论为 基础的极限状态设计法，主要表现在不是采用经 验的安全系数，而是根据各种不定性分析所得的 失效概率(或可靠指标)去度量结构可靠性，并使 所计算的结构构件的可靠度达到预期的一致性和 可比性。但此方法还有待发展，因为其计算的可 靠度还仅是构件或某一截面的可靠度，而不是结 构体系的可靠度，也不适用于结构疲劳计 算。
1.1 钢结构的特点
(6)耐腐蚀性差 钢材容易锈蚀，对钢结构必须注意防护，特 别是薄壁构件。 处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢 结构。 钢结构在涂油漆以前应彻底除锈，油漆质量 和涂层厚度均应符合要求。 在设计中应避免使结构受潮、漏雨，构造上应 尽量避免存在难于检查、维修的死角。
1.1 钢结构的特点 (7)钢材耐热但不耐火 钢材受热，温度在200℃以内，其主要性能(屈服 点和弹性模量)下降不多。 温度超过 200℃后，材质变化较大，强度总趋势 逐步降低，还有兰脆和徐变现象。达600℃时， 钢材进入塑性状态已不能承载。 设计规定钢材表面温度超过 150 ℃后即需加以隔 热防护，有防火要求者，更需按相应规定采取隔 热保护措施。 (8)钢材的低温脆性 钢结构在低温等条件下，可能发生脆性断裂；还 有厚板的层状撕裂，应予以重视。
《钢结构设计原理》
第一章 绪
1.1 钢结构的特点
(1)强度高，塑性韧性好
论
强度高 适用于建造跨度大、高度高、承载重的 结构。强度高，易为稳定和刚度所控制，强度 难以得到充分的利用。
塑性好 结构在一般条件下不会因超载而突然断 裂，只增大变形，应力重分配，使应力变化趋 于平缓；易于被发现。 韧性好 适宜在动力荷载下工作，良好的耗能能 力和延性，在地震区采用钢结构较为有利。
GK Q1K ci QiK
i 2
n
GK —永久荷载的标准值在结构或构件中产生的变形值；
— 起控制作用的第 1 个可变荷载的标准值在结构或 构件中产生的变形值(该值使计算结果为最大)； QiK — 其他第 i 个可变荷载标准值在结构或构件中产生 的变形值； —结构或构件的容许变形值。
由永久荷载效应控制的组合，按下式进行计算
n 0 G GK Qi ci QiK f i 1
—简化式中采用的荷载组合值系数，一般情况
下可采用0.9；当只有1个可变荷载时，取为1.0。
1.2.2 设计表达式
正常使用极限状态：采用荷载的标准组合、频遇组合和 准永久组合进行设计，并使变形等不超过相应的规定限 值。 钢结构只考虑荷载的标准组合、其设计式为：
Q235的 R＝1.087；Q345、Q390和Q420钢的
R ＝1.111。
Q235
Q345 (16Mn、12MnV、 14MnNb、 16MnRE、18Nb) Q390 (15MnV、15MnTi、16MnNb)
Q420 (15MnVN、14MnVTiRE)，相当于 美国的A572-60级和日本的SM520钢
1.3.1钢结构的应用 (7)其他特种结构 如栈桥、管道支架、井架 和海上采油平台等。 (8)可拆卸或移动的结构 工地的生产、生活附 属用房，临时展览馆等。移动结构如塔式起 重机，履带式起重机的吊臂，龙门起重机等。 (9)轻型钢结构 轻型门式刚架房屋，冷弯薄壁 型钢结构以及钢管结构。近年来轻型钢结构 已广泛应用于仓库、办公室、工业厂房及体 育设施，并向住宅楼和别墅发展。 (10)钢和混凝土组合成的组合结构 如组合梁和钢管混凝土柱等。
1.3.2 钢结构的发展 材料 先是铸铁、锻铁，后是钢，最近是铝合金， 改称金属结构。 连接方式 在生铁和熟铁时代是销钉连接，19世 纪初采用铆钉连接，20世纪初有了焊接连接，目 前多采用高强度螺栓连接。 结构形式 先是桥梁、塔，后是工业及民用房屋和 水工结构以及板结构，如高炉、储液库、储气库 等。 钢结构设计规范 88规范与 74规范比较，除对一 些问题进行合理改进外，还增加了新的内容。现 行规范(GB500l 7) 在设计方法上有所改进和提高。
0 —结构重要性系数，安全等级为一级或设计使用年
限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；安全等 级为二级或设计使用年限为50年及结构构件，不应小 于1.0；安全等级为三级或设计使用年限为5年结构构 件，不应小于0.9；
GK — 永久荷载标准值在结构构件截面或连接中产生
的应力；
Q1K— 起控制作用的第 1 个可变荷载标准值在结构构件
1.3.1钢结构的应用 (1)工业厂房 吊车起重量较大或其工作较繁重的车间多采用钢 骨架。近年来随着空间结构的大量应用，一般的 工业车间也采用了钢结构。 (2)大跨结构 飞机装配车间、飞机库、大煤库、大会堂、体育 馆、展览馆等。结构体系可为网格结构、悬索、 拱架以及框架等。 (3)高耸结构 塔架和桅杆结构。如电视塔、微波塔、输电线塔、 大气监测塔、天线桅杆、广播发射桅杆等。
承载能力极限状态荷载效应的基本组合按下列设计表 达式中最不利值确定： 可变荷载效应控制的组合：
n 0 G GK Q1 Q1K Qi ci QiK f i 2
永久荷载效应控制的组合：
n 0 G GK Qi ci QiK f i 1
1.1 钢结构的特点
(3)材质均匀，和力学计算的假定比较符合
钢材内部组织比较均匀，接近各向同性，在 一定应力幅度内材料为弹性，因此，钢结构
实际受力情况和工程力学计算结果比较符合，
在计算中采用的经验公式不多，从而计算上
的不定性较小，计算结果比较可靠。
1.1 钢结构的特点
(4)制作简便，施工工期短
构件一般工厂制作，施工机械化，准确度和精 密度皆较高。钢结构所有材料皆已轧制成各种 型材，加工简易而迅速。钢构件较轻，连接简 单，安装方便，施工周期短。 (5)密闭性较好 钢材和焊接连接的水密性和气密性较好，适宜 建造密闭的板壳结构、如高压容器、油库、气 柜、管道等。
截面或连接中产生的应力（该值使计算结果为最大）；
QiK —其他第i个可变荷载标准值在结构构件截面或连接
中产生的应力；
G —永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构构件
的承载力不利时取 1.2 ，但对由永久荷载效应控制的 组合则取1.35。当永久荷载效应对结构构件的承载力 有利时取1.0；验算结构倾覆、滑移或漂浮时取0.9；
1.2 钢结构的设计方法
结构必须满足的功能： 1）承受正常施工和正常使用时可能出现的各种 情况：荷载、温度变化、基础不均匀沉降、地 震作用等；
2）正常使用情况下结构具有良好的工作性能；。
3）正常维护下结构具有足够的耐久性；
4）偶然事件发生时及发生后保持必需的整体稳 定性。
1.2 钢结构的设计方法
1.3钢结构的应用和发展
1.3.1钢结构的应用 应用范围不仅取决于钢结构本身的特性，还取 决于国民经济发展的具体情况。 过去钢结构的应用受到一定的限制。49年全国 钢产量只有十几万吨，2008年已达l亿吨，加以 钢结构结构形式的改进，钢结构的应用得到了 很大的发展。 根据我国的实践经验，工业与民用建筑钢结构 的应用范围大致如下：
Q1 、 Qi—第1个和其他第i个可变荷载分项系数，当可变
荷载效应对结构构件的承载力不利时取 1.4(当楼面活 荷载大于4.0时，取1.3)；有利时，取为0。
1.2.2 设计表达式 对于一般排架、框架结构，可采用简化式计算 ，由可变荷载效应控制的组合：
n 0 G GK Qi QiK f i 1
2 Z 2 R
2 S
1.2.2 设计表达式 钢结构设计规范除疲劳计算外，采用以概率理论 为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计 表达式进行计算。以简单的荷载情况为例，分项 RK 系数设计式： S S
R
G GK Q QK
—抗力标准值(由材料强度标准值和截面公称 尺寸计算而得)； S GK —按标准值计算的永久荷载(G)效应值； SQK —按标准值计算的可变荷载(Q)效应值； —分项系数。
RK
1.2.2 设计表达式 《建筑结构可靠度设计统一标准》经过计算和分 析，规定出在一般情况下荷载分项系数：
G ＝1.2； Q＝1.4
当永久荷载效应与可变荷载效应异号时，这时 永久荷载对设计有利 ( 如屋盖当风的作用而掀 起时)，应取：
G ＝1.0； Q ＝1.4
1.2.2 设计表达式
1.3.1钢结构的应用 (4)多层和高层建筑 多层和高层建筑的骨架可采用钢结构。我国过去 钢材比较短缺，仍多采用钢筋混凝土结构。近年 来钢结构在此领域已逐步得到发展。 (5)承受振动荷载影响及地震作用的结构 设有较大锻锤的车间，其骨架直接承受的动力尽 管不大，但间接的振动却极为强烈。对于抗地震 作用要求高的结构也宜采用钢结构。 (6)板壳结构 油库、油罐、烟囱、水塔以及各种管道等。
1.பைடு நூலகம் 钢结构的特点
(2)重量轻
钢材容重大，强度高，建造的结构比较轻。结构 的轻质性可用材料的质量密度和强度的比值来衡 量，比值越小，结构相对越轻。
以同样跨度承受同样的荷载，钢屋架的重量为钢 筋混凝土屋架的1/3-1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至 接近1/10。
重量轻，可减轻基础的负荷，降低地基、基础部 分的造价，同时还方便运输和吊装。
Q1K
1.2.2 设计表达式
钢结构设计用应力表达，采用钢材强度设计值。
强度设计值( f )：钢材的屈服点( f y)除以抗力分项
系数，如Q235抗拉强度设计值为 f f y / 1.087；对
于端面承压和连接则为极限强度（ f u）除以抗力分
春期钢结构课程期末复习指导
07 年春期《钢结构》课程期末复习指导重庆电大远程教育导学中心理工导学部2007 年6 月制订第一部份课程考核说明1、考核目的通过本次考试，了解学生对本课程基本内容的掌握程度，重点和难点内容的掌握程度，以及运用本课程的基本理论、基本方法解决问题的技能。
2、考核方式本次考试为开卷、笔试、90 分钟考试。
3、适用范围、教材本课程期末复习指导适用范围为开放教育本科土木工程专业的选修课程。
考试命题的教材是由丁阳主编，天津大学出版社/中央广播电视大学出版社出版2005 年1 月第1 版《钢结构》教材。
4．命题依据本课程的命题依据是钢结构课程的教案大纲、教材、实施意见。
5．考试要求本课程的考试重点包括基本知识和应用能力两个方面，主要考核学生对钢结构的基本理论的一般概念和基本知识，基本构件和普通钢屋盖设计的能力，为进行较复杂的钢结构设计打下基础。
6．考题类型及比重考题类型及分数比重大致为：填空题(20%)；单项选择题(15%)；简答题(30%)；计算题 (35%)。
第二部份期末复习重点范围第一章概述一、重点掌握/ 熟练掌握钢结构的设计方法。
二、一般掌握钢结构的优缺点及其合理应用范围。
第二章钢结构的材料一、重点掌握/ 熟练掌握1、建筑钢材的两种破坏形式。
2、建筑钢材在单向拉伸作用下的工作性能。
3、钢材的冷弯性能和冲击韧性。
掌握钢结构疲劳计算的基本概念。
4、复杂应力状态下钢材的屈服条件。
掌握影响钢材性能的主要因素。
二、一般掌握1、钢材的脆断及其防治脆断的措施。
2、建筑钢材的种类和牌号，钢材的合理选择及钢材规格。
第三章钢结构的连接一、重点掌握/ 熟练掌握1、螺栓的种类。
2、普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的工作性能、计算。
3、承压型高强度螺栓连接的计算特点。
4、对接焊缝连接的构造、工作性能和计算。
熟练掌握角焊缝的构造、工作性能和计算。
二、一般掌握1、焊接及其连接的形式。
2、焊接应力和焊接变形的基本概念。
3、连接的种类及其特点。
ch1_绪论80页
称结构可靠性指标
（4）概率极限状态设计表达式
将 Z Байду номын сангаас S
Z
2 R
2 S
改写为
R S
➢1989~ ：采用以概率论为基础的极限状态设计 法
1、总安全系数容许应力法
fy 实际应 安力 全 k 1 .4 系 ~ 1 .7数
k
缺点：安全系数凭工程经验确定的一定值，这样，
各种构件的可靠性将不能保证比较一致的水平。
2、三系数极限状态设计法（了解）
特点：明确提出了两种极限状态，采用三个系 数来考虑结构构件的安全储备问题，避免 单一安全系数的缺陷
1. 强度高，结构自重轻（轻质高强）★ 2. 制作简便，施工工期短★ 3. 塑性、韧性好★ 4. 材料均质，各向力学性能相同★ 5. 密闭性好 6. 耐腐蚀性差 7. 耐热不耐火★ 8. 低温下显脆性（低温冷脆）
1.2 钢结构的特点
1. 轻质高强 Q235钢 密度：7850kg/m3 强度：235N/mm2 C30混凝土 密度：2450kg/m3 强度：14.3N/mm2
– 安全性 – 适用性 – 耐久性
2）、结构作用 作用效应 结构构件抗力
➢ 结构作用：施加在结构上的各种荷载及引起外加变形或约
束变形的原因（如荷载、基础下沉、温度变化、焊接等）
➢ 作用：
• 永久作用 • 可变作用 • 偶然作用
➢ 作用效应（S）:结构作用引起结构或构件的内力（轴、
弯、剪）和变形（挠度、转角）。
s
k
k k1k2k3
缺点：各种载荷并不相同，各种构件承受荷载的
情 况也不一定相同，构件的几何尺寸变异并不完
全一致，采用统一的安全系数显然不可能获得相 同的安全度。
钢结构第一章99129
2.钢结构含钢量太高 (1)一栋30~40层,110~120kg/m,钢-砼组合结构,含钢量低于钢筋混凝土 (2) 日本阳光60大楼,60层,传统钢结构120kg/m 钢-砼,67~95kg/m,远低于钢筋混凝土 3.高层钢结构必须从国外进口 中国舞阳钢铁公司:特厚,特宽,特殊钢板 武汉钢铁公司,本溪钢铁公司 轻型钢结构: 彩色压型钢板,聚胺脂夹心板,铝板,镀锌板 泰柏板,GRC板 应用: 1、预应力钢结构 2、网架,网壳,悬索 3、农业、工厂大棚
二.概率极限设计法
1.结构可靠度:结构在规定的时间内、规定的时间下,
完成预定的功能的概率
2.两种极限状态:
(1)承载能力极限状态
(2)正常使用极限状态 二.钢结构设计表达式 1.承载能力极限状态设计式
Pf=面积 失效
可靠
Z=R-S
（1）可变荷载效应控制
n
o ( GSGK
S Q1 Q1K
ci S Qi Qik ) RK
i2
/R
(1—12)
Z的概率密度
fz Z曲 线
（2）永久荷载效应控制
o G SGK
n
S Qi Qik
Rk
/
（1－13）
R
i 1
有风载时: ci 0.6 无风载时: ci 1.0
用标准值? 钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的?
建筑面积28000 万平方米的屋 盖为双曲线马 鞍状，钢结构 总量为5000余 吨，最长悬挑 桁架达73.5米， 为当时“世界 第一悬挑结 构”。采用多 机同步作业， 空中吊点置换， 单元合同 分配，
2022年春期钢结构课程期末复习指导
春期《钢构造》课程期末复习指引重庆电大远程教育导学中心理工导学部6月制定第一部份课程考核阐明1、考核目旳通过本次考试，理解学生对本课程基本内容旳掌握限度，重点和难点内容旳掌握限度，以及运用本课程旳基本理论、基本措施解决问题旳技能。
2、考核方式本次考试为开卷、笔试、90分钟考试。
3、合用范畴、教材本课程期末复习指引合用范畴为开放教育本科土木工程专业旳选修课程。
考试命题旳教材是由丁阳主编，天津大学出版社/中央广播电视大学出版社出版1月第1版《钢构造》教材。
4．命题根据本课程旳命题根据是钢构造课程旳教学大纲、教材、实行意见。
5．考试规定本课程旳考试重点涉及基本知识和应用能力两个方面，重要考核学生对钢构造旳基本理论旳一般概念和基本知识，基本构件和一般钢屋盖设计旳能力，为进行较复杂旳钢构造设计打下基本。
6．考题类型及比重考题类型及分数比重大体为：填空题(20%)；单选题(15%)；简答题（30%）；计算题（35%）。
第二部份期末复习重点范畴第一章概述一、重点掌握/纯熟掌握钢构造旳设计措施。
钢构造旳优缺陷及其合理应用范畴。
第二章钢构造旳材料一、重点掌握/纯熟掌握1、建筑钢材旳两种破坏形式。
2、建筑钢材在单向拉伸作用下旳工作性能。
3、钢材旳冷弯性能和冲击韧性。
掌握钢构造疲劳计算旳基本概念。
4、复杂应力状态下钢材旳屈服条件。
掌握影响钢材性能旳重要因素。
二、一般掌握1、钢材旳脆断及其防治脆断旳措施。
2、建筑钢材旳种类和牌号，钢材旳合理选择及钢材规格。
第三章钢构造旳连接一、重点掌握/纯熟掌握1、螺栓旳种类。
2、一般螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接旳工作性能、计算。
3、承压型高强度螺栓连接旳计算特点。
4、对接焊缝连接旳构造、工作性能和计算。
纯熟掌握角焊缝旳构造、工作性能和计算。
二、一般掌握1、焊接及其连接旳形式。
2、焊接应力和焊接变形旳基本概念。
3、连接旳种类及其特点。
第四章轴心受压构件一、重点掌握/纯熟掌握1、轴心受力构件旳强度和刚度计算。
第1章钢结构绪论
各种与钢结构有关 设计规范
防火、 防腐 设计 施工 规范
第三层次
各种与钢结构设计 规范配套的施工及 验收规范 与钢结构有关的各 种材料标准
第四层次
第五层次
图1.8 各种规范之间的相互关系
第 1章 绪 论
• 钢结构与实训是一门理论性和实践性较强的课程。 内容多、涉及面广；要求材料、力学、工厂加工、 施工机械、焊接工艺、工程测量等方面的基础知识。 • 钢结构的构造形式复杂，要求空间想象能力强； • 要处理好各个章节的独立性和联系性。 • 钢结构制作与安装的复杂性和多样性。 • 需积累收集钢结构典型的钢实际工程案例每个实训 项目确保学生将所学知识用于实际工程或模拟工程。
第 1章 绪 论
复习思考题
1.通过网上查阅近期有关钢结构方面的信息，了解目前 我国钢结构的发展趋势。 2.通过网上查阅目前我国和世界上各5座具有代表性的钢 结构建筑，按下表填写这些钢结构建筑的基本情况。 3.钢结构有哪些优缺点？ 4.与钢结构有关的现行规范、规程、规定有哪些？举例 说明。 5.试分析国家体育场“鸟巢”、游泳中心“水立方” 和 国家大剧院的钢结构分别属于那种结构形式。 6.钢结构施工课程有哪些主要内容和特点？ 7.根据学院和当地的实际情况，选择性的完成下篇第 13.2节的实训项目。
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
第 1章 绪 论
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。 第 1章 绪 论
钢结构第一章
5、密闭性好，不渗漏;
6、钢材耐热性好，耐火性差; 当结构表面长期受辐射热达 150 ℃以上或在短
时间内可能受到火焰作用时，须采用隔热和防火 措施。
7、钢材耐腐蚀性差。
二、钢结构的应用范围
1.大跨度结构
钢结构第一章
拱 结 构
网架结构钢结构第一章
桥梁
天津体育场 西班牙迪加航空港
千 年 穹 顶
韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。
韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。
钢结构第一章
3.材质均匀、各向同性，接近理想的弹塑性体，与力 学假定符合较好;
钢材屈服前看作弹性材料,屈服以后看作塑性或弹 塑性材料
4.制作、安装简便，工期短，符合工业化要求;
国 钢结构住宅 家 大 剧 院 屋 架 安 装
厦帝 王 大
钢结构第一章
东京千年塔
钢结构第一章
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钢结构第一章
单击图片播放
钢结构第一章
5.道路、桥梁结构
钢结构第一章
单击图片播放
钢结构第一章
6.水利、水工结构
海上石油平台
钢结构第一章
7. 轻型房屋钢结构 (1).波纹拱壳结构
钢结构第一章
单击图片播放
钢结构第一章
(2) 门式刚架结构
b、近似概率极限状态设计法 （现行钢结构设计规范(GB50017－2003)）
结构的工作性能可用结构的“功能函数”来描述： Z＝g（X1，X2，…，Xn） （1－ 3）
式中： g（·）--结构的功能函数； Xi(i＝1，2,…,n)--影响结构可靠性的各物理量。
钢结构第一章
将各因素概括为两个综合随机变量--结构的抗力R、
第1章绪论3节
第一章 绪论
北京2008奥运场馆
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
3．多层、高层结构
北 京 金 宸 公 寓 （ 钢 结 构 多 层 住 宅 ）
第一章 绪论
第一章 绪论
4．塔桅结构
国家体育场，国家游泳中心，国家体育馆，天津 奥林匹克中心体育场，北京老山奥运自行车馆，2008 年奥运篮球馆（五棵松）， 2008年奥运羽毛球比赛馆 （在北京工业大学内）， 2008年奥运会摔跤馆（在中 国农业大学内），2008年奥运会乒乓球馆（在北京大学 内）．
第一章 绪论
北京2008奥运场馆
ห้องสมุดไป่ตู้
第一章 绪论
第一章 绪论
第一章 绪论
2．大跨结构 主要用于飞机库、汽车库、火车站、大会堂、体
育馆、展览馆、影剧院等，其结构体系主要采用框架 结构、网架结构、网壳结构、悬索结构、充气结构、 张拉整体结构、膜结构、杂交结构及预应力钢结构等。
第一章 绪论
北京2008年奥运会为20项比赛项目建37座体育场 馆．其中32座在北京，19座为新建，13座为改建．另 5座在外省，3座新建在天津，沈阳和青岛，2座改建在 上海和秦皇岛．共新建22座，改建15座旧场馆，实为 我国当前一件非常具有挑战性的艰难任务．现已确定 下来并已施工或准备施工的有9个场馆，为：
第一章 绪论
特性
与混凝土高层相比： 自重轻，截面小，可降低基础造价，室内有效面积大，
与玻璃幕墙结合，建成现代感很强的建筑外形； 施工速度快、工业化程度高，可降低人工费用，增加
第1章绪论
钢结构基本原理
第1章 绪 论
大连交通大学土木与安全工程学院 建筑工程教研室
第1章 绪 论
主要内容：
1 钢结构的特点 2 钢结构的发展现状及合理应用范围 3 钢结构构件的分类 4 钢结构设计的基本方法
重点：
钢结构的特点及钢结构设计的基本方法
第1章 绪 论
1.1 钢结构的特点
对应于构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继 续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。
正常使用极限状态
对应于影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响 正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏。
第1章 绪 论
1.4 钢结构设计的基本方法
2.钢结构的设计表达式
采用 。
R ——结构抗力分项系数，Q235钢构件取1.087，Q345、Q390和Q420
钢构件取1.111。 SGk、SQk ——永久荷载效应和可变荷载效应 。
Rk ——按标准的材料性能、几何参数和抗力计算公式求得的构件抗力值。
第1章 绪 论
1.4 钢结构设计的基本方法
（1）承载能力极限状态设计表达式
➢对于拉杆和压杆，变形是指长细比。 ➢对于受弯的梁和桁架，变形是指挠度。容许变源自值见相关规范规定第1章 绪 论
本章小结及学习指导
➢钢结构与钢筋混凝土结构和木结构相比，具有工业化程度高，强度高且抗震性 能优良，绿色环保并可再生等优势。在设计和施工中，要特别注意钢结构容易失 稳、脆性状态下裂纹容易扩展和抗火性能差等不利因素
➢根据钢结构的优点和缺点，不难确定其合理的使用范围。大跨度、高层、重型、 密闭结构和压力容器、抗震要求高的应优先采用钢结构，另外一方面，住宅和轻 型厂房、拆装频繁的设施应采用钢结构。
《钢结构设计原理》教学大纲
《钢结构设计原理》教学大纲英文名称：Design principle of steel structure学分：2.5学分学时：40学时理论学时：40学时教学对象：土木工程专业先修课程：土木工程材料、工程力学、工程制图与CAD教学目的：本课程是土木工程专业的学科基础课，通过本课程的学习，使学生了解钢结构的合理应用范围和主要发展方向，掌握钢结构设计的基本理论和基本知识，能进行钢结构基本构件及各种连接的设计，为继续学习专业课程奠定扎实的基础，达到培养目标中关于本课程的要求。
教学要求：本课程的教学与学习着重钢结构的基本理论和基本知识，使学生掌握钢结构的计算原理、构造方法、结构钢材的选用，具有独立钻研钢结构的比较巩固的理论基础。
教学内容：第一章绪论（2学时） 1．钢结构课程的特点、任务 2．钢结构发展简史 3．钢结构的特点和应用范围 4．钢结构的设计方法 5．钢结构的发展基本要求：了解钢结构课程的特点与任务，掌握钢结构的特点，了解钢结构的应用与发展，熟悉钢结构的设计方法。
重点：掌握钢结构的特点，熟悉钢结构的极限状态设计方法。
难点：正确理解钢结构的合理应用范围，熟悉钢结构的极限状态设计方法。
第二章钢结构的材料（4学时） 1．钢材的破坏形式 2．钢结构对钢材性能的要求3．影响钢材力学性能的因素 4．钢材的疲劳 5．钢材的种类与选用 6．钢材的规格基本要求：了解钢材的破坏形式，掌握钢材的力学性能，熟悉影响钢材性能的各种因素，掌握钢材疲劳概念，熟悉钢材疲劳验算方法，熟悉建筑常用钢材的种类与选用，了解钢材的规格。
重点：掌握钢结构对钢材性能的要求，熟悉影响钢材性能的各种因素。
难点：掌握钢材疲劳概念，合理选择钢材。
第三章钢结构的连接（8学时） 1．钢结构的连接方法 2．焊接连接方法和形式3．对接焊缝的构造和计算 4．角焊缝的构造和计算 5．焊接应力和焊接变形 6．普通螺栓连接的构造和计算 7．高强螺栓连接的构造和计算基本要求：了解钢结构的连接方法及各种连接的特点，了解焊接连接方法和形式，掌握对接焊接连接的构造，熟悉其计算方法，了解角焊接连接的受力特点，掌握角焊接连接的构造和计算方法。
钢结构上一章绪论
1、承载能力极限状态 在此状态下结构或构件付出了自己拥有的最大承载能
力，如果外界作用稍有增加，结构或构件将发生破坏（强 度、稳定、疲劳、倾覆、出现机动体系或过度的塑性变形 等）即结构的安全性将得不到保证。(达到最大承载能力， 不能继续承载的最大塑性变形)
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2、正常使用极限状态
在此状态下，结构在适用性或耐久性方面达到某种规定的限 值（包括正常使用可以接受的变形、振动限值等）。
不发生过大变形、振动、裂缝。
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四、极限状态的数学模型
极限状态方程
Z=g(x1,x2 ……xn)=0
Z —结构的极限状态函数
（1.1）
xi是影响结构可靠性的物理量，包括材料抗力、几何参 数以及各种作用产生的效应（内力），它们是相互独立的
上海东方明珠
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世园会长安塔
广运门
施工20中20/5/的4 名犬馆
钢结构亭子
施工中的 立体车库
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校本部施工 中的钢框架
1.2钢结构的特点和应用范围
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② 大跨度建筑物 体育馆、展览馆、影剧院、会议中心、机库
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③ 高层建筑
世贸110层412米
深圳地王大厦高69层，总高度 383.95米，实高324.8米
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阿联酋迪拜塔160层828米
台北101层508米
上海环球金融中心101层492米
马来西亚双子塔88层452米