钢结构设讲义计原理ppt1
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《钢结构设计培训》课件
02
03
进行初步的结构分析和计算 ，确定结构体系和基本构件
。
04
05
制定设计方案，包括结构形 式、材料选择、节点构造等
。
初步设计
总结词：对方案设计进行深 化和完善，确定主要构件的 尺寸和材料
04
考虑施工条件和工艺要求， 对结构进行必要的调整和优 化。
01 03
详细描述
02
对方案设计进行详细的结构 分析和计算，确定构件的截 面尺寸和材料。
《钢结构设计培训》ppt课件
目录
CONTENTS
• 钢结构设计概述 • 钢结构设计基础 • 钢结构设计流程 • 钢结构节点设计 • 钢结构防腐与防火设计 • 案例分析
01 钢结构设计概述
CHAPTER
钢结构定义
钢结构定义
指采用钢材为主要材料，通过焊 接、铆钉或螺栓连接等方式组成 承重结构，以承受建筑物的重量 和外力。
结构分析方法
有限元分析法
介绍有限元分析的基本原理、方 法和应用，帮助学员掌握这一常
用的结构分析工具。
结构动力分析
阐述结构动力分析的原理、方法和 应用，包括地震作用下的结构响应 分析等。
结构稳定性分析
讲解如何进行结构稳定性分析，确 保结构在各种工况下的稳定性。
结构稳定性
结构失稳的类型和原因
介绍常见的结构失稳类型、原因和后 果，强调稳定性在结构设计中的重要 性。
广泛应用。
公共设施
钢结构在体育场馆、会 展中心等公共设施中也
有广泛应用。
02 钢结构设计基础
CHAPTER
结构设计原理
01
02
03
结构设计基本原则
介绍结构设计的原则、目 标和限制条件，确保结构 的安全性、经济性和实用 性。
钢结构设计原理 ppt课件
(1) 极限状态：当结构或其组成部分超过某一特定状 态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定 状态称为结构的极限状态。
(2) 极限状态分为两类： a.承载能力极限状态: 包括：强度破坏、疲劳破坏、不适于继续承载的 变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。
b.正常使用极限状态:
包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
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。
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.钢结构设计规范 （GB50017-2003) 3.钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001)
45
46
主要分析软件： LUSAS Bridge analysis software
47
• 建筑+机械的创举，多学科的融合也许是未来结构发展应 用的一个方向。
作为世界第一个旋转式船舶吊桥，耗资2600万美元的 Falkirk Wheel 的开通使苏格兰中部连接大西洋和北海的 水道再度畅通。旋转吊桥的巨大起重机配备10个水压马达， 能在15分钟内，将4艘船（包括水）起吊到33米高度。与 此同时，另一只吊臂将4艘船放下。转轮位于格拉斯哥和 爱丁堡两个城市的中央，一条100米水渠的顶端 。
（1-4）
在实际工程结构中，可能出现下列三种情况：
Z＞0表示结构处于可靠状态；
Z＝0表示结构处于极限状态
Z＜0表示结构处于失效状态；
判断结构是否可靠，要看结构是否达到极限态，为此，通常将下式：
Z＝g(R，S)＝R－S＝0
(2) 极限状态分为两类： a.承载能力极限状态: 包括：强度破坏、疲劳破坏、不适于继续承载的 变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。
b.正常使用极限状态:
包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
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。
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.钢结构设计规范 （GB50017-2003) 3.钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001)
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主要分析软件： LUSAS Bridge analysis software
47
• 建筑+机械的创举，多学科的融合也许是未来结构发展应 用的一个方向。
作为世界第一个旋转式船舶吊桥，耗资2600万美元的 Falkirk Wheel 的开通使苏格兰中部连接大西洋和北海的 水道再度畅通。旋转吊桥的巨大起重机配备10个水压马达， 能在15分钟内，将4艘船（包括水）起吊到33米高度。与 此同时，另一只吊臂将4艘船放下。转轮位于格拉斯哥和 爱丁堡两个城市的中央，一条100米水渠的顶端 。
（1-4）
在实际工程结构中，可能出现下列三种情况：
Z＞0表示结构处于可靠状态；
Z＝0表示结构处于极限状态
Z＜0表示结构处于失效状态；
判断结构是否可靠，要看结构是否达到极限态，为此，通常将下式：
Z＝g(R，S)＝R－S＝0
《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
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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
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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
编辑ppt
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
《钢结构设计原理》课件
计算方法和设计基础
钢梁的结构分析
钢结构设计中最重要的分析方法 之一，可用来计算钢梁的最大荷 载和位移。
优化算法
应用优化算法可以大幅提高钢结 构的设计效率和减少成本。主要 算法包括基于遗传、模拟退火和 神经网络的设计优化方法。
有限元法
有限元法是数值计算的一种方法， 钢结构设计中可用于分析复杂结 构的应力和变形。这反过来可以 帮助优化方案。
克莱斯勒大厦建于20世纪30年代， 为典型的带钢框架的摩天大厦。 它是纽约市第一座突破高度纪录 的建筑。
如今，越来越多的建筑师和设计 师使用新技术和接近自然状态的 钢材，例如模块化的建筑结构， 以及轻质的钢材。
钢材的性能和种类
不锈钢
具有较好的耐蚀性和抗热性能，广泛应用于建筑、 航空工业、食品加工等领域。
部分荷载。梁的型号和尺寸应根据荷载、
跨度和梁长来确定。
3
支撑体系
4
支撑体系用于平衡钢结构的荷载和变形。 它包括支承、弥栋、须 具备足够的稳定性和强度。钢结构的柱 子通常为H型或方形异形钢管。
螺栓、焊缝和铆钉
用于将结构连接在一起的连接件，具有 抗震、抗冲击和承载能力强的特点。
合金钢
合金钢通常由各种元素组成，具有好的韧性和耐 磨性，广泛地用于汽车工业和制造业。
碳素钢
碳素钢含碳量较高，价格低廉。广泛地应用于建 筑、桥梁、机械等领域。
铝钢板
铝合金具有良好的强度、重量轻和耐腐蚀性等特 点，广泛应用于建筑、交通运输以及航空航天等 领域。
钢结构的构件和构造形式
1
梁
2
梁是连接柱子的横向构件，它承担着大
《钢结构设计原理》PPT 课件
本课件介绍钢结构设计原理，涵盖钢材的性能和种类，钢结构的构造形式与 构件，计算方法和设计基础，设计实例和分析，以及常见问题解答。
钢结构设计基本原理PPT精品课程课件全册课件汇总
钢材当辐射热温度低于150℃时，钢材的主要性能变化 很小。因此，其耐热性能较好。当温度超过150℃时，材质 性能有所变化，需采取隔热措施，当温度达到600℃左右， 钢结构会瞬间崩溃，完全丧失承载力。因此，耐火性能差， 必须采取一定的防火措施。美国世贸大楼的坍塌充分 说明了钢结构耐火性能差是一致命缺憾。
4
1
2
1.1钢结构的特点
不同材料形成的结构有各自的特点。钢结构(steel structure)是由钢板或型钢制造而成的结构，其主要特 点如下：
1.强度(strength)高
与其他材料诸如木材、砖石、混凝土相比，钢材的容 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 重虽然大，但强度高很多。现举例说明，《钢结构设计 规范》（GB50017-2003）中，强度最低的钢材为Q235， 其抗拉、抗压强度设计值为215N/mm2，《混凝土设计规 范》（GB50010-2002 ）中标号最高的为C80，其抗拉、 抗压强度设计值分别为 2.22N/mm2 、35.9N/mm2 ,由此可 见，前者抗拉强度为后者的 97倍，而抗压强度为6倍。 因此，在相同的荷载和条件下，钢结构的重量轻。
XX学院 XX 专业
钢结构设计基本 原理
授课人：XX XX 【全套课件】
钢结构课程的学习方法
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
• 根据教学大纲要求，本课程主要讲授钢结 构的基本原理以及构件设计计算内容； • 本课程的特点是大家对钢结构的感性认识 还较少，结构构造复杂，理论性强（特别 是稳定理论）； • 受课时限制，不能过多地详细讲解例题， 一定要从受力概念上理解问题，加强课前 预习与课后复习； • 多做习题与思考题。
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1.1钢结构的特点
不同材料形成的结构有各自的特点。钢结构(steel structure)是由钢板或型钢制造而成的结构，其主要特 点如下：
1.强度(strength)高
与其他材料诸如木材、砖石、混凝土相比，钢材的容 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 重虽然大，但强度高很多。现举例说明，《钢结构设计 规范》（GB50017-2003）中，强度最低的钢材为Q235， 其抗拉、抗压强度设计值为215N/mm2，《混凝土设计规 范》（GB50010-2002 ）中标号最高的为C80，其抗拉、 抗压强度设计值分别为 2.22N/mm2 、35.9N/mm2 ,由此可 见，前者抗拉强度为后者的 97倍，而抗压强度为6倍。 因此，在相同的荷载和条件下，钢结构的重量轻。
XX学院 XX 专业
钢结构设计基本 原理
授课人：XX XX 【全套课件】
钢结构课程的学习方法
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
• 根据教学大纲要求，本课程主要讲授钢结 构的基本原理以及构件设计计算内容； • 本课程的特点是大家对钢结构的感性认识 还较少，结构构造复杂，理论性强（特别 是稳定理论）； • 受课时限制，不能过多地详细讲解例题， 一定要从受力概念上理解问题，加强课前 预习与课后复习； • 多做习题与思考题。
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
《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。