《建筑结构》第七章 钢结构的强度和稳定性

7.1 钢结构概述
一、钢结构的材料
（一）钢材
1. 种类：碳素结构钢中的低碳钢（Q235）和低合金高强度结 构钢中的 Q345、Q390等。
2. 规格：工字钢、槽钢、角钢、钢管、H型钢等。 3. 表示方法
❖ 槽钢和工字钢以形状为首位，后跟截面高度（单位厘米）
角钢以边长和厚度表示，L100×8（等边角钢） 、 L100×80×8（不等边角钢） 。
N
A
f
轴心受压构件整 系体 数稳定
❖ 轴心受力构件广泛用于桁架结构和支承体系中。
1、截面形式：见下图。
2、轴心受拉构件
百度文库
❖ 受拉承载力计算
❖ 考虑正常使用极限状态的长细比验算（控制变形）
❖3、轴心受压构件
❖ 受压承载力计算（整体稳定计算）。
❖
N≤Af
❖ 局部失稳： 限制构件的宽厚比。
例题
验算钢屋架的受压腹杆见图。N=148.5kN,计算长度
上海环球金融中心
由日本森大厦株式会社的全额 子公司森海外株式会社及日本 具有代表性的银行、保险公司、 商社等36家企业，偕同政府系 统机构日本海外经济协力基金 (OECF)联合投资的上海环球 金融中心，总投资逾750亿日 元。位于陆家嘴金融贸易区， 建筑总面积335,420平方米， 地下3层，地上94层。建成后 的高度达460米 。总用钢量 26000t，钢筋混凝土核心筒， 外框钢骨混凝土及钢柱，目前 正在施工阶段。
第七章 钢结构的强度和稳定性
7.1、钢结构概述 7.2、受弯构件计算 7.3、轴心受力构件计算 7.4、拉弯和压弯构件
国家大剧院
位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷， 总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元，目前已进行过网壳部 分设计与施工验收审查会议。
该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴 212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285。内设歌剧院（2416 席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面 采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入 口均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑 设计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。
❖ 1、 受弯计算
❖ 按材料力学公式计算截面边缘最大正应力（考虑材料具有一 定的塑性，将截面的抵抗矩乘以大于1的系数），此应力不超 过钢材强度设计值。
❖ 2、 受剪计算
❖ 按材料力学公式计算截面最大剪应力，此应力不超过钢材抗 剪强度设计值。
❖ 3、局部受压验算
❖ 受集中荷载作用时需要。
7.3 轴心受力构件计算
一、轴心受力构件
➢ 包括轴心受拉构件和轴心受压构件。
A. 强度
N f
An
An 净截面尺寸 f 钢材抗拉抗压强度设计值。对单角钢构件，折减15%
B. 刚度（长细比）
x
l0 x ix
, y
l0 y iy
,
ix
Ix A
,iy
Iy A
C. 整体稳定性
lox , loy 构件x和y方向计算长度
lox=2291mm,loy=2864mm,A=1473.4mm2,ix=23.3mm,iy=33.
7mm。钢材Q235。
8y
解：
1. 强度（略）
x
x
2. 刚度
y
x
l0 x ix
2291 98.3 150
23.3
y
l0 y iy
2864 33.7
85 150
3. 整体稳定性
查表，按b类截面，max 98.3 0.566
B. 抗剪强度
VS ItW
fV
F
max
max
C. 刚度 v v
ll
D. 整体稳定性
Mx f
Wx
E. 局部稳定性：用高厚比限定
➢ 为提高构件局部稳定性，可按规定设置加劲肋，包括横向加劲肋和纵
向加劲肋。
三、拉弯、压弯构件
➢ 包括强度、刚度、稳定性验算
（一）截面形式：见下图。
（二）钢梁的受弯、受剪和局部受压计算
N 148.5 103 178 N / mm 2 f 215 N / mm 2，满足
A 0.566 1473.4
7.4、拉弯和压弯构件
（一）拉弯构件截面形式
（二）压弯构件应力计算
本章思考题
7-1.钢结构的主要特点有哪些？ 7-2. 钢结构可分为哪几种类型？ 7-3. 钢结构的发展过程主要可归纳为几步，并详细说明？ 7-4. 梁按其弯曲变形情况不同，可分为哪些类型？根据梁的排列方
❖ 钢管以外径和壁厚表示，Ø300×8 （单位毫米） 。 （二）连接材料：焊条和焊丝，普通螺栓和高强螺栓，铆
钉。
二、钢结构的特点
（1）材质均匀。 （2）强度高。 （3）塑性好、抗冲击性强。 （4）加工简便，施工周期短。 （5）耐腐蚀性差，耐火性差，造价昂贵。
7.2、受弯构件计算
A. 抗弯强度 M x f xWnx
式，梁格可分成哪三种典型的形式？ 7-5. 梁的截面验算包括哪些方面的内容？ 7-6. 轴心受力构件包括哪两种？其常用截面形式有哪两大类？ 7-7. 轴心受拉构件的计算包括哪些方面的内容？ 7-8. 实腹式轴心受压构件的计算包括包括哪些方面的内容？ 7-9. 拉弯构件和压弯构件的概念？其计算通常包括哪些方面的内容？