中南大学《钢结构原理》课件第一章 概述
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钢结构基本原理ppt课件
N1Vy V/n
N1Tx
N1T
y1 r1
T1y xi2yi2
N1Ty
N1T
x1 r1
T1x xi2yi2
验算公式：
N 1N 1 T x2N 1 T yN 1 T y2N m b in
注意： y1≤3x时，N1T=N1XT=Ty1/Σyi2
x1≤3y时，N1T=N1yT=T. x1/Σxi2
应力集中：应力集中越严重，出现同号三相应力场的应力水平越接近，
钢材越趋于脆性。
温度：高温热塑性变形，低温冷脆（脆性温度转变区）
荷载类型：加载速度：低温脆性破坏
循环荷载 高周疲劳—— n514 0 fy
低周疲劳—— n＝ 120 ～ 5140 fy
疲劳：钢材在连续交变荷载作用下，会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹
30
受拉螺栓连接：
1、受力：沿杆轴方向受拉。 破坏：栓杆被拉断。
2、单个螺栓受拉承载力设计值
Ntb Ae ftb
de2 4
ftb
f tb 值的由来：考虑橇杠作用，并对其进行简化，从 而采如用 ftb 0.8f 来考虑。
3、螺栓群受拉连拉计算。
1>轴心力：
n
N
N
b t
.
31
2>偏心力作用下
a.小偏心情况：螺栓群全部受拉。
逐渐扩展，直到最后破坏，这种现象称为疲劳。
疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。 其破坏过程经历裂纹的产生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段， 是延时断裂。
.
9
钢 柱 上 焊 接 牛 腿 （ 腹 板 和 翼 缘 ）
.
10
梁柱节点：梁分别连接在柱的腹板和翼缘（连接角钢与
钢结构原理与设计概述
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
第一章 绪论
❖ 钢结构的特点 ❖ 钢结构应用情况 ❖ 钢结构的设计方法
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
（1）强度高，重量轻。
（2）材质均匀，塑性与韧性良好。
优பைடு நூலகம்
（3）施工质量好，工期短。
点
（4）密闭性好。
（5）耐热性能好。
（6）可拆卸，适用于移动性结构
第一章 绪论
6、可拆卸，适用于移动性结构
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
8、易腐蚀，维护费用大。 热浸锌（25年） 酸洗、清洗、干燥、热浸锌、后处理 质量稳定、工业化程度高，但构件尺寸受锌槽尺寸控制 热喷铝复合涂层（25年） 喷砂 、喷锌（铝）、喷铝、喷复合涂层 不受体型大小限制、无热影响，构件形状复杂时操作困难 普通防腐蚀方法（3～5年） 除锈、底漆、面漆 操作方便，防腐有效年限短
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（1）强度高，重量轻。
（2）材质均匀，塑性与韧性良好。
优
（3）施工质量好，工期短。
点
（4）密闭性好。
（5）耐热性能好。
（6）可拆卸，适用于移动性结构
（7）不耐火。
缺 点
（8）易腐蚀，维护费用大。 （9）造价相对较高。
（10）噪音大。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1.2 钢结构的应用范围
中国钢材增长曲线
60000 50000 40000 30000 20000 10000
万吨
中国1990-2007年钢产量增长情况
48924 41878 34940
6535
7100
8093
8954
第一章 绪论
第一章 绪论
❖ 钢结构的特点 ❖ 钢结构应用情况 ❖ 钢结构的设计方法
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
（1）强度高，重量轻。
（2）材质均匀，塑性与韧性良好。
优பைடு நூலகம்
（3）施工质量好，工期短。
点
（4）密闭性好。
（5）耐热性能好。
（6）可拆卸，适用于移动性结构
第一章 绪论
6、可拆卸，适用于移动性结构
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
8、易腐蚀，维护费用大。 热浸锌（25年） 酸洗、清洗、干燥、热浸锌、后处理 质量稳定、工业化程度高，但构件尺寸受锌槽尺寸控制 热喷铝复合涂层（25年） 喷砂 、喷锌（铝）、喷铝、喷复合涂层 不受体型大小限制、无热影响，构件形状复杂时操作困难 普通防腐蚀方法（3～5年） 除锈、底漆、面漆 操作方便，防腐有效年限短
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（1）强度高，重量轻。
（2）材质均匀，塑性与韧性良好。
优
（3）施工质量好，工期短。
点
（4）密闭性好。
（5）耐热性能好。
（6）可拆卸，适用于移动性结构
（7）不耐火。
缺 点
（8）易腐蚀，维护费用大。 （9）造价相对较高。
（10）噪音大。
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第一章 绪论
1.2 钢结构的应用范围
中国钢材增长曲线
60000 50000 40000 30000 20000 10000
万吨
中国1990-2007年钢产量增长情况
48924 41878 34940
6535
7100
8093
8954
1第一章钢结构(绪论)
1. 可靠性高
钢材在钢厂生产时，整个过程可严格控制，质量 比较稳定; 钢材组织均匀，接近于各向同性匀质 体；
钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所作 的基本假定符合较好；
钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论 计算结果。
所以说钢结构的可靠性高。
2. 材料的强度高，钢结构自重轻
钢材与其它材料相比，它的强度与重力密度之比 要高得多。在同样的受力条件下，钢结构用材料 少，自重轻。以24m跨度厂房屋架为例，当承受 相同的荷载时，每榀钢屋架的重量为2.1～2.7t， 而预应力钢筋混凝土屋架的重量为6.4～11.3t， 后者为前者的3～4倍。若采用冷弯薄壁型钢屋架， 其自重接近钢筋混凝土屋架的1/10 。
➢ 本课程的先行课程主要有：高等数学、建筑材料、材料力 学、结构力学、弹性力学、结构稳定、钢筋混凝土等。
2、基本要求
➢ （1） 课程成绩由考试 + 平时成绩给出。 ➢ （2） 不得迟到、旷课。为了不影响他人，迟到者
须到课间休息时方可进入教室。旷课达1/3，取消 考试资格。缺课累计达8节及以上， 成绩由口试+ 笔试 + 平时成绩给出，且口试及格后方可参加笔试。
3. 建议与希望
➢ （1） 学习时应重点搞清基本概念与性能，掌握设计原理， 熟悉构造要求。
➢ （2）讲课主要讲述重点和难点，为了便于大家学习和复 习，建议作好笔记。
➢ （3） 我们将尽可能采用的是较新版本的教材，该教材反 映了目前钢结构领域的最新成果和动向。
第一章 概 论
本章重点
1、钢结构的特点和应用 2、钢结构的设计方法 3、钢结构的发展
钢结构自重轻，便于运输和安装，基础费用低。
3. 钢材的塑性和韧性好
钢材的塑性好，钢结构破坏前一般都会产生显著 的变形，易于被发现，可及时采取补救措施，避 免重大事故发生。钢材的韧性好，钢结构对动力 荷载的适应性强，具有良好的吸能能力，抗震性 能优越。
《钢结构基本原理》PPT课件
编辑ppt
25
第三节 钢结构课程的学习方法
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，即前面六章内容；
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）；
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；
第一章第一章绪论绪论第二章第二章钢结构材料钢结构材料第三章第三章钢结构连接钢结构连接第四章第四章轴心受力构件轴心受力构件第五章第五章受弯构件受弯构件第六章第六章拉弯与压弯构件拉弯与压弯构件22第一章第一章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33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一钢结构的特点一钢结构的特点11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能好
编辑ppt
17
编辑ppt
18
索穹顶结构
汉城奥运会体操馆
亚特兰大佐治亚穹顶 用编辑钢ppt量不到30 kg /m2
19
编辑ppt
20
重型厂房结构
西安变压器厂（400t吊车）
编辑ppt
21
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
编辑ppt
陕西铜川天然气公司 1000立方米天然气球罐
东方明珠电视塔
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12
鸟巢
编辑ppt
13
鸟巢
容纳8万人，平面 为椭圆形,长轴 340m,短轴292m。 屋盖中间有一个 146m×76m的开口
钢结构基本原理-黄PPT课件
可加工性
钢材可以通过锯、钻、铣 等加工方式制成各种形状 和尺寸的构件。
连接方式多样性
钢材可以通过焊接、螺栓 连接能
耐腐蚀
钢材在潮湿的环境中容易 生锈，可以通过涂装防锈 漆来提高耐久性。
耐火性
钢材在高温下容易软化和 变形，需要采取防火措施 来提高耐火性。
维护要求
钢材需要定期进行清洁和 维护，保持其外观和性能 的稳定。
03
钢结构的连接方式
焊接连接
压焊
通过施加压力使金属结合，如电 阻焊、超声波焊等。
焊接特点
高效、灵活、适应性强，但易产 生焊接缺陷和应力集中。
01
02
熔融焊接
通过熔化金属达到连接目的，包 括电弧焊、气焊等。
03
04
钎焊
使用熔点低于母材的金属作为钎 料，将母材连接起来。
钢结构基本原理-黄ppt课 件
目录
• 钢结构概述 • 钢结构的材料特性 • 钢结构的连接方式 • 钢结构的稳定性分析 • 钢结构的抗震性能 • 钢结构的设计与优化
01
钢结构概述
钢结构的定义与特点
定义
由钢材为主要材料，通过焊接、 铆钉或螺栓连接而成的结构形式 ，广泛应用于工业和民用建筑、 桥梁、塔桅、容器等领域。
。
增加支撑体系
增设支撑杆件，提高结构的整 体稳定性。
优化结构布局
合理布置钢结构的受力体系， 避免出现应力集中或过于复杂
的结构形式。
选用优质材料
采用高强度钢材，提高材料的 屈服点和抗拉强度，从而提高
结构的抗震性能。
06
钢结构的设计与优化
结构设计的基本原则
安全性和稳定性
确保结构在各种预期负载和 环境条件下都能保持稳定， 不发生破坏或过大的变形。
《钢结构应用与原理》PPT课件
20世纪50年代后，钢构造的设计、制造、安装水平有了 很大提高，建成了大量钢构造工程，有些在规模上和技 术上已到达世界先进水平。如采用大跨度网架构造的首 都体育馆、上海体育馆 、深圳体育馆，大跨度三角拱形 式的西安秦始皇陵兵马俑陈列馆，悬索构造的北京工人 体育馆、浙江体育馆，高耸构造中的200m高广州播送电 视塔、210m高上海播送电视塔、325m高北京气象桅杆 等，板壳构造中有效容积达54000m3的湿式储气柜等。
⑤ 塔桅构造
⑥ 电视塔、天线、发射架、海洋平 台
⑥ 可拆卸和搬迁的构造
⑦ 流动展览馆、舞台、施工时的临时房屋、 温室大棚等
⑦ 板壳构造 ⑧ 储油库、煤气库、高炉等各种容器
⑧ 大跨度桥梁
⑨ 特种构造
海洋平台、水工闸门、锅炉骨架、起重 机、栈桥、管道支架井架
第三节 钢构造的开展
钢构造是由生铁构造逐步开展起来的，中国是最早用铁 制造承重构造的国家。远在秦始皇时代〔公元前二百多 年〕，就有了用铁建造的桥墩。以后在深山峡谷上建造 铁链悬桥、铁塔等，这些说明我国古代建筑和冶金技术 方面的高度水平。
四、新型构造体系的应用和开展 1、大跨空间构造－－网架和网壳构造，张弦桁架、悬挂构
造 2、轻钢构造－－变截面轻钢门式刚架、金属拱型波纹屋盖、
轻钢构造
住宅 3、直接焊接钢管构造
4、钢构造的高层建筑
建筑业十项新技术
❖ 八、钢构造技术
❖
1.主要技术内容
(1) 高层钢构造技术。根据建筑高度和设计要求分别采用框
(5) 高强度螺栓连接与焊接技术。高强螺栓通过摩擦力来传递应力，由螺栓、螺母和垫圈三局部组成。高强螺栓连接具有施工简便、撤除灵 活、承载力高、抗疲劳性能和自锁性好、平安性高等优点，工程中已取代了铆接和局部焊接，成为钢构造制作及安装中的主要连接手段。在车间 内制作的钢构件，厚板应采用自动多丝埋弧焊，箱形柱隔板应采用熔嘴电渣焊等技术。现场安装施工中，应采用半自动焊技术和气体保护焊药芯 焊丝及自保护药芯焊丝技术。
⑤ 塔桅构造
⑥ 电视塔、天线、发射架、海洋平 台
⑥ 可拆卸和搬迁的构造
⑦ 流动展览馆、舞台、施工时的临时房屋、 温室大棚等
⑦ 板壳构造 ⑧ 储油库、煤气库、高炉等各种容器
⑧ 大跨度桥梁
⑨ 特种构造
海洋平台、水工闸门、锅炉骨架、起重 机、栈桥、管道支架井架
第三节 钢构造的开展
钢构造是由生铁构造逐步开展起来的，中国是最早用铁 制造承重构造的国家。远在秦始皇时代〔公元前二百多 年〕，就有了用铁建造的桥墩。以后在深山峡谷上建造 铁链悬桥、铁塔等，这些说明我国古代建筑和冶金技术 方面的高度水平。
四、新型构造体系的应用和开展 1、大跨空间构造－－网架和网壳构造，张弦桁架、悬挂构
造 2、轻钢构造－－变截面轻钢门式刚架、金属拱型波纹屋盖、
轻钢构造
住宅 3、直接焊接钢管构造
4、钢构造的高层建筑
建筑业十项新技术
❖ 八、钢构造技术
❖
1.主要技术内容
(1) 高层钢构造技术。根据建筑高度和设计要求分别采用框
(5) 高强度螺栓连接与焊接技术。高强螺栓通过摩擦力来传递应力，由螺栓、螺母和垫圈三局部组成。高强螺栓连接具有施工简便、撤除灵 活、承载力高、抗疲劳性能和自锁性好、平安性高等优点，工程中已取代了铆接和局部焊接，成为钢构造制作及安装中的主要连接手段。在车间 内制作的钢构件，厚板应采用自动多丝埋弧焊，箱形柱隔板应采用熔嘴电渣焊等技术。现场安装施工中，应采用半自动焊技术和气体保护焊药芯 焊丝及自保护药芯焊丝技术。
钢结构设计原理-第一章-绪论PPT课件
10
国家奥林匹克游泳馆
11
广州新体育馆 12
台湾桃园体育馆
13
重型——主要是内有大吨位 重级工作制 吊车等重工业厂房 如鞍钢、首钢、宝钢及一 些电厂的主厂 房等。
14
15
高层、超高层建筑结构
如台北101大厦（508m）、吉隆坡双塔大厦（452m） 、美国西尔斯大厦（443m） 、上海金茂大厦（421m ） 、深圳地王大厦（384m） 、北京京广大厦（208m ）等。
校准分析后，其 值在 3.2左右，即 =3.2，属
延性破坏，安全等级为
二级。
43
1.3.3结构设计表达式
现行钢结构设计规范，采用以概率理论为基础的极限 状态设计法（疲劳计算除外），采用分项系数的设计 表达式进行计算。其分项系数不是凭经验确定，而是 以可靠指标为基础，用概率设计法求出。若直接应用 概率法的设计表达式，目前还有困难。其原因是：
木材：
a=5.4 × 10- 4 /m
混凝土： a=18× 10- 4 /m
因此，做成的结构构件面积小，自重轻。
如：在同样跨度承受同样荷载下，钢屋架的自重最多不过 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，而高层钢结构自重则为高层钢筋混凝土的 1/2~3/5。
优点：方便运输和吊装；减小地震作用；减轻基础负荷， 降低地基、基础部分的造价；増加建筑有效使用面积。4
问题是：R和S的分布非常复杂，而且目前的统计数据还不够 多，因此一般来说，Z的分布很难求出。失效概率的计算仅 仅在理论上是可行的， 实际上很难求出。所以 人们只能寻求近似概率 设计法。
41
在近似概率设计法中，由于R和S都是随机变量，且假定都服 从正态分布。根据概率原理，功能函数Z也服从正态分布。
国家奥林匹克游泳馆
11
广州新体育馆 12
台湾桃园体育馆
13
重型——主要是内有大吨位 重级工作制 吊车等重工业厂房 如鞍钢、首钢、宝钢及一 些电厂的主厂 房等。
14
15
高层、超高层建筑结构
如台北101大厦（508m）、吉隆坡双塔大厦（452m） 、美国西尔斯大厦（443m） 、上海金茂大厦（421m ） 、深圳地王大厦（384m） 、北京京广大厦（208m ）等。
校准分析后，其 值在 3.2左右，即 =3.2，属
延性破坏，安全等级为
二级。
43
1.3.3结构设计表达式
现行钢结构设计规范，采用以概率理论为基础的极限 状态设计法（疲劳计算除外），采用分项系数的设计 表达式进行计算。其分项系数不是凭经验确定，而是 以可靠指标为基础，用概率设计法求出。若直接应用 概率法的设计表达式，目前还有困难。其原因是：
木材：
a=5.4 × 10- 4 /m
混凝土： a=18× 10- 4 /m
因此，做成的结构构件面积小，自重轻。
如：在同样跨度承受同样荷载下，钢屋架的自重最多不过 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，而高层钢结构自重则为高层钢筋混凝土的 1/2~3/5。
优点：方便运输和吊装；减小地震作用；减轻基础负荷， 降低地基、基础部分的造价；増加建筑有效使用面积。4
问题是：R和S的分布非常复杂，而且目前的统计数据还不够 多，因此一般来说，Z的分布很难求出。失效概率的计算仅 仅在理论上是可行的， 实际上很难求出。所以 人们只能寻求近似概率 设计法。
41
在近似概率设计法中，由于R和S都是随机变量，且假定都服 从正态分布。根据概率原理，功能函数Z也服从正态分布。
钢结构ppt课件.ppt
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状
钢结构基本原理绪论
二、钢结构特点
1、优点 强度高、结构重量轻、刚度大 具有较好的抗震性能 材质均匀、符合各种假定，计算可靠性好 制造简便，施工工期短 良好的加工和焊接性能
二、钢结构特点
2、缺点 钢材耐热不耐火
钢材在温度低于200℃时性能变化不大，超过时会 出现蓝脆现象。当温度达到600℃时，钢材进入 热塑性状态，将丧失承载能力。
4.高层建筑（巨型框架结构）
§1.2钢结构应用
5.轻型钢结构
§1.2钢结构应用
5.轻型钢结构
§1.2钢结构应用
6.高耸结构
§1.2钢结构应用
7.组合结构
§1.2钢结构应用
7.组合结构
§1.2钢结构应用
7.组合结构
§1.2钢结构应用
§1.3钢结构设计方法
一、概述
1、设计目的 结构设计的目的是要使设计的结构和结构构件在
1.工业厂房
§1.2钢结构应用
1.工业厂房
§1.2钢结构应用
2.大跨度建筑
国家大剧院——网壳结构
§1.2钢结构应用
2.大跨度建筑
国家体育馆——鸟巢
§1.2钢结构应用
3.多层建筑
§1.2钢结构应用
4.高层建筑
结构形式主要有框架结构、框架—支撑结构、框筒 结构、钢板剪力墙结构、防屈曲钢板剪力墙结构、 悬挂结构、巨型框架结构等。
框架—支撑结构
防屈曲支撑
§1.2钢结构应用
4.高层建筑（框筒结构）
钢框架——核心筒结构 密柱筒结构
§1.2钢结构应用
4.高层建筑（钢板剪力墙结构）
§1.2钢结构应用
4.高层建筑（防屈曲钢板剪力墙结构）
§1.2钢结构应用
4.高层建筑（悬挂结构）
最新2019-钢结构第1章_绪论-PPT课件
进行防锈涂装，在涂装前需认真除锈，以后定期涂装， 所以维修费用较高，这是钢结构的主要缺点。
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
1.1.2 钢结构的特点
9、低温冷脆倾向 10、容易发生噪声
在动荷载作用下，钢结构容易因震动而产生噪声， 在对环境有要求的场所需采用必要的消声措施。
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
第1.2节 钢结构的设计方法
νQik ——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； [ν] ——结构或结构构件的变形容许值。
第一章 绪 论
第1.3节 钢结构的设计规范
本节目录
1. 概述 2. 主要设计规范
基本要求
1.了解与钢结构有关的主要设计规范
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
1.3.1 概述
1、什么是设计规范 设计规范是国家颁布的关于设计计算和构造要求的技
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
2、设计准则 结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结
构(包括连接)由材料性能和几何因素等所决定的抗力或 规定限值。
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
3、设计方法 （1）容许应力方法
fk[]
k
(1 -1 )
式中 σ ——由标准荷载与构件截面公称尺寸所 计算的应力；
fk——构件截面几何特征； K——大于1的安全系数； [σ]——钢材的容许应力。
第一章 绪 论
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
本章目录
1.1 钢结构的特点 1.2 钢结构的设计方法 1.3 钢结构的设计规范 1.4 钢结构的应用和发展 1.5 本课程的主要内容和特点
基本要求
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
1.1.2 钢结构的特点
9、低温冷脆倾向 10、容易发生噪声
在动荷载作用下，钢结构容易因震动而产生噪声， 在对环境有要求的场所需采用必要的消声措施。
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
第1.2节 钢结构的设计方法
νQik ——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； [ν] ——结构或结构构件的变形容许值。
第一章 绪 论
第1.3节 钢结构的设计规范
本节目录
1. 概述 2. 主要设计规范
基本要求
1.了解与钢结构有关的主要设计规范
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
1.3.1 概述
1、什么是设计规范 设计规范是国家颁布的关于设计计算和构造要求的技
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
2、设计准则 结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结
构(包括连接)由材料性能和几何因素等所决定的抗力或 规定限值。
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
3、设计方法 （1）容许应力方法
fk[]
k
(1 -1 )
式中 σ ——由标准荷载与构件截面公称尺寸所 计算的应力；
fk——构件截面几何特征； K——大于1的安全系数； [σ]——钢材的容许应力。
第一章 绪 论
钢结构
设计原理
第一章 绪 论
本章目录
1.1 钢结构的特点 1.2 钢结构的设计方法 1.3 钢结构的设计规范 1.4 钢结构的应用和发展 1.5 本课程的主要内容和特点
基本要求
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课 程 设 计
（ 实 践 ）
（1）钢屋架设计 （2）吊车梁设计
中南大学桥梁工程系
课程导言
三、钢结构学习要求
理解基本概念
“基本概念与计算方法并重”
掌握课程的主线，条理要清晰
“化整为零；删繁就简；解剖综合” 例如：三类基本杆件与五个问题。
加强自学能力培养
中南大学桥梁工程系
课程导言
教材特点
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
•武汉长江大桥 （钢桁梁128m）
•武汉天兴洲 大桥（钢桁梁， 主跨504m）
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
三汊矶大桥：目前国内跨度最大的自锚式钢箱悬索桥。全长 1442米，主桥跨328米，边跨为132米。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
钢结构设计原理
中南大学土木工程学院桥梁工程系
第一章 绪论
钢产量
8 7 6 5 4 3 2 1 0 钢产量
中国钢材增长曲线
中南大学桥梁工程系
课程导言
冰灾铁塔倒塌（2008年）
巴黎艾菲尔铁塔(建于1889 年)
中南大学桥梁工程系
课程导言
课程导言
一、钢结构在课程体系中的位置
数学
力学
钢结构
桥梁工程（房建）
钢结构的特点 钢结构应用情况 钢结构的设计方法
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
（1）强度高，重量轻。 （2）材质均匀，塑性与韧性良好。 （3）施工质量好，工期短。 （4）密闭性好。 （5）耐热性能好。 （6）可拆卸，适用于移动性结构
（7）不耐火。 （8）易腐蚀，维护费用大。(长江大桥钢 制桥体每3年就要重新油漆一遍) （9）噪音大。
中国钢材增长曲线
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（1）重型工业厂房、轻型钢结构
钢屋架结构
门式刚架
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
某储粮库 净跨60m
某电厂干煤棚
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（2）大跨度房屋结构（体育场、飞机库、会展中心）
•鸟巢是一个大跨 度的曲线结构， 有大量的曲线箱 形结构,钢结构总 用钢量为4.2万 吨。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（6）其他结构（容器、汽车船舶、起重设备、施工支架）
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
64米军用梁
贝雷架
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
摩天轮
储气罐
中南大学桥梁工程系
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
•明石海峡大桥（钢桁梁悬索桥，主跨1991米）
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
•西堠门大桥:钢箱梁悬索桥，主跨1650米，世界第二、国内第一
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
•钱塘江大桥（茅以升设计，1937年9月26日建成，建成 三个月炸毁，1946年修复，钢桁梁66m）
•广州电视 塔：总投资 约22.15 亿 人民币 ， 塔高达610 米 ，用钢 量约10000 吨
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
输电塔
通讯塔
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（5）桥梁结构（主要用于大跨度桥梁）
•明石海峡大桥（钢桁梁悬索桥，主跨1991米）
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
•美国路易维尔
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
湖南国际会展中心
长沙火车南站
浦东国际机场
国家大剧院
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论 （3）高层房屋结构
•上海环球金融中心： 设计高度492米，楼 层为地下3层、地上 101层，结构形式为 内砼外框，预计钢 结构量约65000吨。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论 （4）高耸结构（电视塔、输电塔）
南京大胜关长江大桥：世界首座六线铁路大桥，世界上设计荷载最大的高速 铁路大桥，世界同类桥梁中最大的跨度，主跨２×３３６Ｍ连拱。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
钢板梁桥 中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1907年建成通车,架设在上海苏州河与黄浦江汇合处的外白渡桥，为 钢架结构下承式桥，是上海市区最大的一座钢铁桥。桥有二孔，共长 106.7米，车行道宽11.2米，两侧人行道各宽3.6米，经多次改造，现载 重为20吨。
钢结构与材料力学的关系 钢结构与桥梁工程（房建）的关系
中南大学桥梁工程系
课程导言
二、钢结构课程的主要内容
（1）概述：发展、应用、设计方法等。
基 本 原 理
（ 理 论 ）
（2）钢材：力学性能、工艺性能、选用等。
（3）连接：焊接、铆钉连接、螺栓连接。
（4）杆件：轴心受力杆件、受弯杆件、拉(压） 弯杆 件。重点在五个基本问题：强度、刚 度、整体稳定、局部稳定、疲劳及构造要求。
行业不同，规范不同，教材有所不同
主要参考资料
1.王国周.钢结构设计原理.清华大学出版社. 2.钢结构设计规范及条文解释（建筑、公路、铁路） 3.铁摩辛柯.弹性稳定理论.科学出版社. 4.薄壁杆件弯曲、扭转及稳定性分析 5.沈祖炎.钢结构学.中国建筑工业出版社.
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
第一章 绪论
优 点
缺 点
中南大学桥梁工程系
0 1990
1
2
3
4
5
6
7
8
1991
1992 1991999
第一章 绪论
2000
2001 2002
钢产量
2003
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 钢产量
1.2 钢结构的应用范围