钢结构经典教程
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• 温度在250℃以内，钢的性质变化很小，温
度达到300℃以上，强度逐渐下降，达到 450～650℃时，强度降为零。因此，钢结 构可用于温度不高于250℃的场合。在自身 有特殊防火要求的建筑中，钢结构必须用 耐火材料予以维护。当防火设计不当或者 当防火层处于破坏的状况下，有可能将产 生灾难性的后果。
世界贸易中心边长=63.5米 世界贸易中心每层的建筑面积 =63.5×63.5≈4032平方米
如果除开间隔墙体所占面积，还有一般占摩天大 厦建筑面积达1/5～1/4的电梯井的面积，也就是说， 在3000平方米不到的面积里，浇灌了45～30吨的 高燃值的油料在燃烧（南塔有一部分溢出）。
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钢结构教程
Crane 收集 欢迎大家交流
•第一章 概述 •第二章 建筑钢材 •第三章 钢结构的连接 •第四章 轴心受力构件 •第五章 梁（受弯构件） •第六章 拉弯与压弯构件
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1
第一章 绪 论
• 第一节 钢结构的特点与应用 • 第二节 钢结构的设计原理与方法 • 第三节 钢结构的发展 • 第四节 钢结构课程的学习方法
因此，火，火，火，才是世界贸易中心殒落的决 定因素。
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• 大厦被撞击后，那里面被飞机蹿空的三层，
其核心部位——电梯井已失去作用（有部分 油料会倒灌井内，引起井道内爆），里面几 乎成了镂空状态，在烈火燃烧下，剩下的两 侧外围承重的钢柱软化，以上数十层至少有 20000余吨的楼层的重力（以两幢共用钢 19.2万吨计，加上租赁方的什物就远不止这 个数了），在有10米高的空间盈余下，夹着 9.8米/秒的加速度作自由落体坠落，重力之 下，势如破竹。
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• 南北塔是筒中筒结构，核心是47个电梯井
（因分段设置，47个电梯井可容104部电 梯），外围是钢柱排列，9层以下的承重外柱 间距为3米，9层以上承重外柱间距为1.016 米，标准层窗宽仅0.55米，如此密植的钢铁 森林，于极高速撞击之下，两架飞机还是全 都没入其腹部，甚至撞击南塔那架还穿透整 座进深达63.5米的大厦，撞击力量之巨，威 力之大，实在令人悚然。
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4
质地均匀，塑性和韧性好
• 钢材质地均匀，各向同性，弹性模量大，
有良好的塑性和韧性，为理想的弹塑性体， 完全符合目前所采用的计算方法和基本理 论。
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5
生产、安装工业化程度高，施工周期短
• 钢结构生产具备成批大件生产和高度准确
性的特点，可以采用工厂制作、工地安装 的施工方法，所以其生产作业面多，可缩 短施工周期，进而为降低造价、提高效益 创造条件。
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第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
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强度高、重量轻
• 钢与混凝土、木材相比，虽然质量密度较
大，但其屈服点较混凝土和木材要高得多， 其质量密度与屈服点的比值相对较低。在 承载力相同的条件下，钢结构与钢筋混凝 土结构、木结构相比，构件较小，重量较 轻，便于运输和安装。
二、 南塔所承受757型飞机撞击的动量
m=100×1000=100000（千克） v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒 P=mv=100000×277.8=27780000千克·米/秒
以上数据之巨，可见飞机每一次撞击的力量都是致 命的，所以有物理学家说，这种撞击与爆炸，可达 1000吨烈性炸药当量，应该是可信的。
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Crane 收远集 眺纽约曼哈顿a世贸大楼
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绝 版 纽 约 世 贸 中 心 双 子 塔
Crபைடு நூலகம்ne 收集
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• 撞击下的世界贸易中心
美国东部时间2001年9月11日上午8时 45分，一架起飞重量达160吨的波音767型 飞机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18 分钟后，又一架起飞重量为100吨的波音 757型飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南 塔。假设两架飞机的起飞重量是满负荷，再 考虑两种机型的速度是1000千米/小时，而 且以恐怖分子执意为之的心理，这个速度已 是下限，那么，在这种条件下，世界贸易中 心受到的冲量究竟有多少呢？
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• 根据动量的计算公式P=mv，m是质点的质量，v是该
质点的质心速度，质点的动量是矢量，其方向和速度矢 量的方向相同。实质上，飞机撞击世界贸易中心是属于 物体对障碍物碰撞的现象，我们先看看有关数据：
一、 北塔所承受767型飞机撞击的动量
m=160×1000=160000（千克） v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒 P=mv=160000×277.8=44448000千克·米/秒
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密闭性能好
• 由于焊接结构可以做到完全密封，一些要
求气密性和水密性好的高压容器、大型油 库、气柜、管道等板壳结构都采用钢结构。
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抗震及抗动力荷载性能好
• 钢结构因自重轻、质地均匀，具有较好的
延性，因而抗震及抗动力荷载性能好。
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具有一定的耐热性
但是，事实上，世界贸易中心却经受住 了这等力量的撞击，因为撞击造成的动量， 并不是坍塌的决定因素。
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• 烈火中的世界贸易中心
撞击两塔的波音767型或757型飞机，如果机体直 径约计10米的话，也就是说，世界贸易中心北塔的 80层左右，南塔的60层左右，在飞机的质量与速度 的撞击下，应该各有三层都处于被飞机蹿通的状态。 而且767机型满挂油料是45吨，757机型为30吨， 这些油料霎时倾倒其中，可从具体数据看其惨烈之状。
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• 我们可以估量，以液态燃油的漫溢性质，这数十吨燃
油所产生的热量，或可足以把受撞击层变成熔炉，兼 有楼体里面许多例如纸张、塑料制品、各类管线气体 等易燃易爆物品，特别是外幕墙玻璃被击破和电梯井 被穿透后，电梯井便变作拔气管，成了助燃工具。所 以被撞击后的世界贸易中心，远远看去，就像两根硕 大的烟囱。同时，高达1000℃的温度，钢结构都易 产生变形，更因上有重压，所以最终招致崩落现象。 而且，高温之下，燃油有气化的现象，急速膨胀的气 体，燃烧中必然夹杂着爆炸，这更是致命的。
度达到300℃以上，强度逐渐下降，达到 450～650℃时，强度降为零。因此，钢结 构可用于温度不高于250℃的场合。在自身 有特殊防火要求的建筑中，钢结构必须用 耐火材料予以维护。当防火设计不当或者 当防火层处于破坏的状况下，有可能将产 生灾难性的后果。
世界贸易中心边长=63.5米 世界贸易中心每层的建筑面积 =63.5×63.5≈4032平方米
如果除开间隔墙体所占面积，还有一般占摩天大 厦建筑面积达1/5～1/4的电梯井的面积，也就是说， 在3000平方米不到的面积里，浇灌了45～30吨的 高燃值的油料在燃烧（南塔有一部分溢出）。
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第一章 绪 论
• 第一节 钢结构的特点与应用 • 第二节 钢结构的设计原理与方法 • 第三节 钢结构的发展 • 第四节 钢结构课程的学习方法
因此，火，火，火，才是世界贸易中心殒落的决 定因素。
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• 大厦被撞击后，那里面被飞机蹿空的三层，
其核心部位——电梯井已失去作用（有部分 油料会倒灌井内，引起井道内爆），里面几 乎成了镂空状态，在烈火燃烧下，剩下的两 侧外围承重的钢柱软化，以上数十层至少有 20000余吨的楼层的重力（以两幢共用钢 19.2万吨计，加上租赁方的什物就远不止这 个数了），在有10米高的空间盈余下，夹着 9.8米/秒的加速度作自由落体坠落，重力之 下，势如破竹。
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• 南北塔是筒中筒结构，核心是47个电梯井
（因分段设置，47个电梯井可容104部电 梯），外围是钢柱排列，9层以下的承重外柱 间距为3米，9层以上承重外柱间距为1.016 米，标准层窗宽仅0.55米，如此密植的钢铁 森林，于极高速撞击之下，两架飞机还是全 都没入其腹部，甚至撞击南塔那架还穿透整 座进深达63.5米的大厦，撞击力量之巨，威 力之大，实在令人悚然。
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质地均匀，塑性和韧性好
• 钢材质地均匀，各向同性，弹性模量大，
有良好的塑性和韧性，为理想的弹塑性体， 完全符合目前所采用的计算方法和基本理 论。
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生产、安装工业化程度高，施工周期短
• 钢结构生产具备成批大件生产和高度准确
性的特点，可以采用工厂制作、工地安装 的施工方法，所以其生产作业面多，可缩 短施工周期，进而为降低造价、提高效益 创造条件。
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第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
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强度高、重量轻
• 钢与混凝土、木材相比，虽然质量密度较
大，但其屈服点较混凝土和木材要高得多， 其质量密度与屈服点的比值相对较低。在 承载力相同的条件下，钢结构与钢筋混凝 土结构、木结构相比，构件较小，重量较 轻，便于运输和安装。
二、 南塔所承受757型飞机撞击的动量
m=100×1000=100000（千克） v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒 P=mv=100000×277.8=27780000千克·米/秒
以上数据之巨，可见飞机每一次撞击的力量都是致 命的，所以有物理学家说，这种撞击与爆炸，可达 1000吨烈性炸药当量，应该是可信的。
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绝 版 纽 约 世 贸 中 心 双 子 塔
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• 撞击下的世界贸易中心
美国东部时间2001年9月11日上午8时 45分，一架起飞重量达160吨的波音767型 飞机，直接撞击纽约世界贸易中心北塔；18 分钟后，又一架起飞重量为100吨的波音 757型飞机，几乎拦腰撞击世界贸易中心南 塔。假设两架飞机的起飞重量是满负荷，再 考虑两种机型的速度是1000千米/小时，而 且以恐怖分子执意为之的心理，这个速度已 是下限，那么，在这种条件下，世界贸易中 心受到的冲量究竟有多少呢？
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• 根据动量的计算公式P=mv，m是质点的质量，v是该
质点的质心速度，质点的动量是矢量，其方向和速度矢 量的方向相同。实质上，飞机撞击世界贸易中心是属于 物体对障碍物碰撞的现象，我们先看看有关数据：
一、 北塔所承受767型飞机撞击的动量
m=160×1000=160000（千克） v=（1000×1000）÷3600≈277.8米/秒 P=mv=160000×277.8=44448000千克·米/秒
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密闭性能好
• 由于焊接结构可以做到完全密封，一些要
求气密性和水密性好的高压容器、大型油 库、气柜、管道等板壳结构都采用钢结构。
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抗震及抗动力荷载性能好
• 钢结构因自重轻、质地均匀，具有较好的
延性，因而抗震及抗动力荷载性能好。
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具有一定的耐热性
但是，事实上，世界贸易中心却经受住 了这等力量的撞击，因为撞击造成的动量， 并不是坍塌的决定因素。
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• 烈火中的世界贸易中心
撞击两塔的波音767型或757型飞机，如果机体直 径约计10米的话，也就是说，世界贸易中心北塔的 80层左右，南塔的60层左右，在飞机的质量与速度 的撞击下，应该各有三层都处于被飞机蹿通的状态。 而且767机型满挂油料是45吨，757机型为30吨， 这些油料霎时倾倒其中，可从具体数据看其惨烈之状。
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• 我们可以估量，以液态燃油的漫溢性质，这数十吨燃
油所产生的热量，或可足以把受撞击层变成熔炉，兼 有楼体里面许多例如纸张、塑料制品、各类管线气体 等易燃易爆物品，特别是外幕墙玻璃被击破和电梯井 被穿透后，电梯井便变作拔气管，成了助燃工具。所 以被撞击后的世界贸易中心，远远看去，就像两根硕 大的烟囱。同时，高达1000℃的温度，钢结构都易 产生变形，更因上有重压，所以最终招致崩落现象。 而且，高温之下，燃油有气化的现象，急速膨胀的气 体，燃烧中必然夹杂着爆炸，这更是致命的。