钢结构基本原理复习ppt课件第一章.ppt
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1、钢 结 构 原 理,主讲教师:郭耀杰,教学计划 绪论2学时 结构钢材4学时 连接14学时 稳定4学时 轴心受压构件12学时 受弯构件14学时 拉弯和压弯构件12学时 课程总结2学时,4.了解杆件和板件稳定的基本理论,理解影响稳定性的主要因素及提高稳定性的措施;,3.掌握钢结构用钢的主要性能及其主要影响因素,并能正确地选择钢材;,2.理解“钢结构”的计算方法;,1.了解钢结构的应用和发展概况,掌握钢结构的特点;,本课程的基本要求,5. 掌握各种连接(焊接、螺栓连接)和各类构件(梁、柱和屋架)的工作性能、破坏特征及其设计的基本方法。,教学参考书及规范:,1.钢结构 魏明钟 主编 武汉工业大学出版社
2、2.钢结构工程施工质量验收规范 (GB50205-2001)3.钢结构设计规范 (GB50017-2003),6.理解构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及构造原则; 7.熟悉与土木工程相关的钢结构设计规范。,第一节 钢结构特点与应用 第二节 钢结构设计基本方法,第一章 绪论,(Chapter 1 Preface to Steel Structure),第一节 钢结构特点与应用,一、什么是钢结构钢材经过设计、制作和安装而形成的工程结构形式。,定义由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及 钢索为主材建造的工程结构,如房屋、桥梁等。,钢与铁的区别含碳量小于2的铁碳合金称作钢,含碳量大于2时称作
3、铁。,第一节 钢结构特点与应用,第一章 绪 论,纵向跨度为240m,顶部高55m,拱形骨架有12度的倾角,其截面为3.5m2。,香港大球场,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,公、铁路两用桥,铁路桥全长7675m,公路桥全长4460m,正桥11孔,全长1806m,主跨216m,采用连续钢桁梁结构。,九江长江大桥,二、钢结构的特点 材质均匀,可靠性高这表现在:钢材在使用阶段接近理想弹塑性体,这使得理论计算与实际情况相吻合; 钢材具有良好的塑性和韧性,不会因偶然的超载而破坏,对动力荷载适应性强。 强度高,重量轻在结构重量相同时,钢结构的承载能力
4、更大,因而可达到其他建筑材料难以达到的跨越能力。 塑性韧性、抗震性能好, 便于机械化制造,施工期短钢结构构件一般可以在专业化工厂由专门机具加工,生产效率高,且不受气候影响。 可回收,建筑造型美观 耐火性和耐腐蚀性差钢材在表面温度不超过200时,其性能变化很小,因而适合于热车间。温度达到200300以后,强度和弹性模量显著下降。可以采取的对策是:用混凝土或耐火砖将其包裹起来。,三、钢结构的应用范围(1)工业厂房钢铁、化工、机械、发电电,上海浦东国际机场候机楼屋架梁跨度83m,跨中高度超过11m,单榀屋架梁重55吨。 为了增加屋架结构的刚度,同时为保证屋架梁在风吸力作用下始终处于受拉状态,下弦布置
5、了一根预应力钢索,对下弦施加足够的预应力。,(2)大跨度建筑物体育馆、展览馆、影剧院、会议中心、机库,(3)大跨度桥梁公路,铁路,跨江,跨海海,(4)多层和高层建筑,金茂,香港中国银行大楼,于1990年落成,由著名建筑学家贝聿铭负责设计。大楼高300多米,形状下面大上面小,顶端像针尖一样直刺云霄。,(5)塔桅结构,电视塔、天线、发射架、管道支架,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,东方明珠电视塔,东方明珠广播电视塔座落在上海浦东新区黄浦江畔,以其468米的高度成为亚洲第一高 塔。她于1994年11月完工,总重量达12万吨。 东方明珠塔由三根
6、直径为九米的擎天立柱、太空舱、上球体、下球体、五个小球、塔座和广场组成。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,巴黎埃菲尔铁塔,建于1886年,是为随后1889万国博览会而建,以建筑师埃菲尔的名字命名。塔高320m,建筑设计中最著名的是防范强风吹袭的对称钢结构设计,集实用与美感于一体。,钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure,多功能广播电视发射塔,输电塔,火箭发射塔,(6)容器和管道 油罐、储气罐,(7)可拆卸、移动的结构舞台、展棚、军用设施、温室 水闸门,(8)轻型结构厂房、住宅、公共建筑,
7、(9)在地震区抗震要求高的工程结构,(10)海洋平台,沿海采油平台,四、钢结构体系,杆:受拉,受压桁架、支撑、网架,梁:受弯框架、楼层梁,桁架:整体受弯、杆件受拉受压屋架、支撑,平面桁架,空间桁架,框架:梁受弯,柱受压弯单层、多高层建筑,拱:受压为主,局部受弯桁架拱、薄板拱,钢拱桥,空间(刚性):整体受弯、局部受拉压 网架、网壳、拱壳,总建筑面积近15万平方米,外部围护结构为钢结构半椭圆球形网壳,东西长轴212.2m,南北短轴143.64m,总高度46.285m。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师,整体结构用钢量达6750吨。,国家大剧院,张力(非线性):整体受弯、局部杆件受拉为主 索、网、膜
8、,明石海峡大桥1998年建成通车,大桥主桥全长3910m,主跨1990m,是目前世界上主跨最长的悬索桥,钢桥塔高297m,是世界上最高的桥塔。两根主缆各由290根直径1.222m的高强钢索构成,主缆的极限强度为1800MPa。,五、我国钢结构的应用前景(1)我国钢产量1亿多吨,质量可靠;(2)扩大钢材建筑市场:目前仅5%(500万吨左右);,(3)扩大应用范围:住宅、公共、商业;(4)开发新材料:不锈钢,耐候钢,耐火钢,高强钢;,(5)新体系、新理论:组合结构,预应力,索膜;(6)建筑结构一体化:新颖结构形式表现建筑。,六、钢结构基本内容,理论基础+工程经验复杂结构分解成单个构件,构件间连接,
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