钢结构第一章

a=容重/强度, a越小，结构相 对越轻。
钢材：a=1.7～3.7×10-4/m；
木材：a=5.4×10-4/m；
钢砼：a= 18×10-4/m；
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2.钢材的塑性和韧性好； 塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量。
塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。
塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而 突然断裂，给人以安全保证；
(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
用的振动、影响正常使用的或耐久性的局部破坏等
状态。
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(3) 根据应用概率分析的程度不同，可分为三种水准：
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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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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。
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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;
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（3）多层轻型房屋建筑
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8.可拆卸、移动房屋及 移动结构
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9.构筑物
10.建筑小品
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§1.2 钢结构的设计方法
一、钢结构设计方法的演变
1.容许应力方法
从20世纪初到20世纪5O年代，钢结构采用 安
全系数N 法设计f， [ 即:]
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第一章 绪 论
大纲要求
1. 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。 2．理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设
计表达式的应用。 3．了解钢结构在我国的发展趋势。
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§1.1 钢结构的特点和应用范围
一、钢结构的特点
1.轻质高强;
由于钢材强度高，结构需要的 构件截面小,结构自重轻。
说明： 本课件采用PowerPoint 2003制作，如
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沈阳建筑大学
土木工程学院 钢结构教研室
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2) 半经验半概率极限状态设计法(容许应力法）
N fyk fy＝ k [ ]
A K 1K 2K 3 K
N--构件截面的内力； A--构件截面几何特征； K1--荷载系数； K2--材料系数; K3--调整系数； fyk--钢材的屈服强度标准值； [σ]--钢材容许应力
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(12 )
Ak
(1 1 )
N--构件截面的内力；A--构件截面几何特征； F--钢材的最大强度；K--大于1的安全系数； [σ]--钢材的容许应力。
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2.概率极限状态设计方法
(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。
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2. 工业厂房
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单层厂房
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3. 承受动力荷载及 地震作用的结构
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4.高层建筑与高耸结构
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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。
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将各因素概括为两个综合随机变量--结构的抗力R、
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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
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拱 结 构
网架结构钢结构第一章
桥梁
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本课程的基本要求
1.了解钢结构的应用和发展概况,掌握钢结构的特点； 2.理解“钢结构”的计算方法； 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； 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；
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。
作用效应S，则公式（1-3）可以写成：
Z＝g（R，S）＝R－S
（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
半概率极限状态设计方法; 近似概率极限状态设计方法; 全概率设计方法。
a. 半概率极限状态设计方法;
1).三系数法（当时称为计算极限状态法） :
1957年至1973年我国钢结构设计采用半概率的分 项系数法,结构设计中引入三个分项系数，即: 荷载分项系数--考虑荷载的不定性; 材料分项系数--考虑材料的不均性; 工作条件系数--考虑结构及构件的工作特点以及某些 假定的计算简图与实际情况不完全相符等因素。
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5.道路、桥梁结构
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6.水利、水工结构
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7. 轻型房屋钢结构 (1).波纹拱壳结构
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(2) 门式刚架结构