钢结构设计原理A1绪论PPT课件
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1第一章绪论1PPT课件
钢结构原理与设计—第1章 绪论
2、可靠度 定义：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预
定功能的概率。 （1）设计基准期内（一般50年）， （2）安全性(S<R)，适用性，耐久性。
钢结构原理与设计—第1章 绪论
3、结构极限状态
（1）承载能力极限状态
结构或构件达到构原理与设计—第1章 绪论
二、钢结构设计规范
1、钢结构设计规范(GB50017-2003)：热轧和焊接结构 ，材料强度、构件设计、连接设计、构造要求；
2、冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)：冷弯 薄壁结构，材料强度、构件设计、连接设计、构造要求；
3、钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)：制 作、安装工艺和质量控制要求；
钢结构原理与设计—第1章 绪论
(2)抗力（R） 1）结构承受作用的能力，结构特性； 2）与结构形式、尺寸、材料性能有关。
钢结构原理与设计—第1章 绪论
1.3.2 容许应力设计法
结构设计应满足： Sd R d
（3.1）
S和R随机变量， Sd SSk
Rd Rk /R
SSk Rk/R
（3.2）
S 荷载效应分项系数； R 抗力效应分项系数；
7、建筑抗震设计规范(GB50011-2001)：地震烈度、地 震作用标准值计算、抗震设计；
8、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS102)：门 式刚架;
9、高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)：高层 10、网架结构设计与施工规程(JGJ7-99)：网架
钢结构原理与设计—第1章 绪论
桁架
塔架
网架
等等
用钢板或型钢作为基本构件，根据使用要求，通过焊接、 铆接或螺栓连接等方法，按照一定规律组成的承载结构。
全套课件 钢结构设计原理--胡习兵
1.2.2 钢材的缺点
➢ 耐热性好，防火性能差 ➢ 耐腐蚀性差 ➢ 造价相对较高
1.3 钢结构的工程应用
（1）大跨度结构 （2）高层建筑钢结构 （3）工业厂房钢结构 （4）高耸钢结构 （5）桥梁钢结构 （6）板壳钢结构 （7）索膜结构 （8）移动钢结构 （9）钢-混凝土组合结构
1.3 钢结构的工程应用
1.4 钢结构发展趋势
今后我国钢结构工程的发展方向主要在以下几个 方面： ➢ 提升钢产量，发展高强度低合金钢材
➢ 钢结构设计方法的改进 ➢ 结构形式的革新 ➢ 做好标准与规范衔接 ➢ 加强科研工作
第二章 钢结构材料
本章内容
2.1 钢材的力学性能 2.2 钢材的破坏形态 2.3 影响钢材性能的因素 2.4 钢材的分类 2.5 钢材的选用 2.6 钢材的规格
第一章 绪论
本章内容
1.1 钢结构概况 1.2 钢结构特点 1.3 钢结构的工程应用 1.4 钢结构的发展趋势
1.1 钢结构概况
一、什么是钢结构
➢ 钢结构是土木工程的主要结构形式之一。钢结构与钢筋混凝土结构、
砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。
➢ 用H型钢（H Beam）、工字钢（I-beam）、槽钢（channel steel）、角
高420m，地上88层， 高234m，造型奇特， 地下3层， 1999年 2007年建成
建成
鸟巢 （北京）
最高点高度68.5m，最 低点高度42.8m， 2008奥运主场馆
1.2 钢结构特点
1.2.1 钢材的优点
➢ 重量轻而强度高 ➢ 塑性和韧性好 ➢ 材质均匀 ➢ 工业化程度高，工期短 ➢ 密闭性好 ➢ 绿色环保
（1）大跨与空间结构
某体育馆看台网架结构
➢ 耐热性好，防火性能差 ➢ 耐腐蚀性差 ➢ 造价相对较高
1.3 钢结构的工程应用
（1）大跨度结构 （2）高层建筑钢结构 （3）工业厂房钢结构 （4）高耸钢结构 （5）桥梁钢结构 （6）板壳钢结构 （7）索膜结构 （8）移动钢结构 （9）钢-混凝土组合结构
1.3 钢结构的工程应用
1.4 钢结构发展趋势
今后我国钢结构工程的发展方向主要在以下几个 方面： ➢ 提升钢产量，发展高强度低合金钢材
➢ 钢结构设计方法的改进 ➢ 结构形式的革新 ➢ 做好标准与规范衔接 ➢ 加强科研工作
第二章 钢结构材料
本章内容
2.1 钢材的力学性能 2.2 钢材的破坏形态 2.3 影响钢材性能的因素 2.4 钢材的分类 2.5 钢材的选用 2.6 钢材的规格
第一章 绪论
本章内容
1.1 钢结构概况 1.2 钢结构特点 1.3 钢结构的工程应用 1.4 钢结构的发展趋势
1.1 钢结构概况
一、什么是钢结构
➢ 钢结构是土木工程的主要结构形式之一。钢结构与钢筋混凝土结构、
砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。
➢ 用H型钢（H Beam）、工字钢（I-beam）、槽钢（channel steel）、角
高420m，地上88层， 高234m，造型奇特， 地下3层， 1999年 2007年建成
建成
鸟巢 （北京）
最高点高度68.5m，最 低点高度42.8m， 2008奥运主场馆
1.2 钢结构特点
1.2.1 钢材的优点
➢ 重量轻而强度高 ➢ 塑性和韧性好 ➢ 材质均匀 ➢ 工业化程度高，工期短 ➢ 密闭性好 ➢ 绿色环保
（1）大跨与空间结构
某体育馆看台网架结构
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)
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
《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
编辑ppt
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
编辑ppt
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。
钢结构ppt课件.ppt
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状
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
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钢结构课程简介（港航、水利类）
钢结构是土木工程专业的主要专业课之一，也是 水工、港航、海工、农水等水利类专业的技术基础课。 钢结构是当前我国重点推广和发展的结构形式。
钢结构是根据所用材料不同而划分出来的工程结 构的一门分支。课程的主要内容包括材料、连接、基 本构件三大部分。不同的钢结构物都是由基本构件联 结而成，基本构件的核心问题是稳定问题。
（4）高层与高耸建筑
第一章 绪 论
台北101——楼高101层，总高 度508米，26层以上以8层为一 单元。主要由巨柱、核心系统 及外伸桁架梁。
有世界最大且最重的“风阻尼器”， 直径5.5m，重670吨的阻尼器
第一章 绪 论
上海金茂大厦
位于上海浦东新区，陆 家嘴金融贸易中心，采用 钢筋混凝土核心筒，外框 钢骨混凝土及钢柱结构。 建筑面积28.9万m2，地下3 层，地上88层，建筑高度 420.5m，总用钢量18000吨。 设计者为美国S.O.M事务所。
大连西太平洋石化有限公司 1500立方米CF-62钢球罐
陕西铜川天然气公司 1000立方米天然气球罐
（7）住宅钢结构
（8） 活动式结构
▪ 如水工钢闸门、升船机等，可充分发挥钢结构 重量轻的特点，降低启闭设备的造价和运转所 耗费的动力。
我国三峡工程的永 久船闸采用双线五 级连续梯级船闸， 总水级差113m，闸 门孔口净宽34m， 每级均采用人字钢 闸门，共有12道24 扇闸门，每扇闸门 高38.5m，宽20.2m， 重830t。船过船闸 一般需2小时35分 钟。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第一章 绪 论
上海环球金融中心
位于陆家嘴金融贸易区，毗 邻金贸大厦，是以日本森大厦 株式会社为中心，联合日本、 美国等40多家企业投资兴建的 项目。工程占地面积为3万m2， 总建筑面积达38.16万m2。该工 程地上101层，地下3层，建筑 主体高度达492m，总用钢量 26000吨，采用钢筋混凝土核心 筒，外框钢骨混凝土及钢柱结 构，目前正在施工中，预期 2008年竣工。
专业化工厂加工制造，运至现场安装。易于保证质量、缩短工 期。我国已建成的某240m315m全钢结构厂房，建筑面积达7.6万 平方米，其结构安装仅用了98天。 6、密闭性好，适用于高压容器、管道、大型油罐等 7、便于拆装 ，重复使用
如塔吊、挂篮、架桥机、拱架、钻井塔架。
B 值得注意的问题：
1、钢结构的稳定性 强度高，截面尺寸小，厚度薄，容易失稳。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第一章 绪 论
上海环球金融中心和金贸大厦的相对位置和相对高度
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
上海中心，632米
（5）轻型钢结构
（6）容器和其他构筑物庆大学出版社，2011
参考教材：
▪ 1. 范崇仁主编，水工钢结构，北京：中国水利水电出版 社，2008
▪ 2.丁阳主编，钢结构设计原理，天津：天津大学出版社， 2004
▪ 3.《钢结构设计规范》GB50017-2003 ▪ 4.《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95
Preface to Steel Structure
▪ 一、本课程的性质和任务 1 本课程的性质
2 本课程的任务
▪ 1、钢材的性能、影响因素及合理选择； ▪ 2、钢结构的连接设计与计算； ▪ 3、构件设计
二、钢结构的主要特点：
A 优点
1、材料强度高、结构重量轻 强度是混凝土强度的20倍以上，截面尺寸小，比如，钢屋架
海上采油平台
钢结构设计的要求和目的
任何结构都是为了完成所要求的某些功能而设计的。 工程结构必须具备下列功能：
(1) 安全性 结构在正常施工和正常使用条件下，承受 可能出现的各种作用的能力。在偶然事件发生时和发生后， 仍保持必要的整体稳定性的能力。
（2）桥梁结构
第一章 绪 论
九江长江大桥
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。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
桁架桥
（3）重型厂房结构 西安变压器厂（400t吊车）
2、钢结构的耐腐蚀问题 钢材易锈蚀，应加强维护。
3、钢结构的耐火问题 钢结构耐热，不防火。 温度高于300° C时，强
度急剧下降，软化，600 ° C 时已不能承重。一般 在200 ° C以下，钢结构的强度无影响。 4、低温冷脆
0° C以下钢材开始变脆，- 20° C以下更为明显。 承受动荷载时应严格保证冲击韧性要求。
三、钢结构的应用
（1）大跨度结构
国家体育场
国家体育场建 筑体形上像鸟 巢。可容纳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，这部 分将设计成开 合屋盖。采用 加肋薄壁箱形 截面 ，总用 钢量达16万t 。
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。
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。
重量是钢筋混凝土屋架重量的1/3~1/4 。 （注：混凝土的质量密度2400~2500kg/m3, 钢材为7850kg/ m3) 2、钢结构工作的可靠性高。钢材材质均匀，各向同性。可简化为 理想的弹塑性体。
3、塑性性能好 破坏前产生显著的变形，有明显的预兆。抗震性能好。
4、具有良好的韧性，适宜于承受动荷载 5、良好的加工性能、焊接性能