钢结构基本原理PPT课件

第一章
绪论
1.1 钢结构的特点 1.2 钢结构的设计方法 1.3 钢结构的应用和发展
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第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
1. 轻质高强★ 2. 塑性、韧性好★ 3. 材质均匀、性能稳定 4. 制作简便，施工工期短★ 5. 密闭性好 6. 耐腐蚀性差 7. 耐热不耐火★
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5 1.1 钢结构的特点
源自文库
第一章 绪论
钢结构原理
Theory of Steel Structure
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钢结构设计原理 ————————
参考资料
1：《钢结构》，陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，2003。 2：《钢结构》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1992。 3：《钢结构设计原理》，王肇民主编，同济大学出版社，1991。 4：《钢结构》，周绥平主编，武汉工业大学出版社，1997。 5：《钢结构疑难释义》，刘声扬主编，武汉工业大学出版社，1993。 6：《钢结构构件的稳定》，孙绍文主编，冶金工业出版社，1993。 7：《建筑钢结构设计》，王肇民主编，同济大学出版社，2001。 8：《钢结构设计规范理解与应用》，崔佳等编著，中国建筑工业出版
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2.2 钢材的破坏形式
第二章 钢结构的材料
2.3 钢材的主要性能
一、强度 强度指标：比例极限 f p ；屈服强度 f y ；极限强度 f u
强度指标是由钢材的单向均匀受拉试验测得的
试验条件：标准试件在常温（20℃）下缓慢加载， 一次完成
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ 钢材在单向均匀受拉时工作性能表现为四个阶段
衡量塑性性能的指标：伸长率
l1 l0 100 % l0
l0 试件原标距长度 l1 试件拉断后的标距长度 d 0 试件中间部分的直径
l0 d 0 10 时 ,以 10 表示 l0 d 0 5时 ,以 5 表示
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17 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
三、冲击韧性 冲击韧性：在动力荷载作用下，材料吸收能量的能力 ➢ 韧性是钢材强度和塑性的综合指标 衡量冲击韧性的指标：冲击功
第二章.钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求 2.2 钢材的破坏形式 2.3 钢材的主要性能 2.4 各种因素对钢材主要性能的影响 2.5 复杂应力作用下钢材的屈服条件 2.6 钢材的疲劳 2.7 钢的种类和钢材规格
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第二章 钢结构的材料
2.1 钢结构对材料的要求
较高的强度 足够的变形能力。即塑性、韧性好。 良好的加工性能（包括冷加工、热加工和可焊性）
1.2 钢结构的设计方法
设计方法：以概率理论为基础的极限状态设计方法 计算疲劳仍采用容许应力幅法
计算强度、稳定、连接用荷载设计值 计算疲劳、变形用荷载标准值
对于直接承受动力荷载的结构： 在计算强度和稳定时，动力荷载设计值应乘动力系数 在计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不应乘动力系数
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1.2 钢结构的设计方法
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2.1 钢结构对材料的要求
第二章 钢结构的材料
2.2 钢材的破坏形式
塑性破坏：破坏前有明显的变形，破坏历时时 间长，可以采取补救措施。
脆性破坏：破坏前没有明显的变形，破坏发生 突然，没有机会补救。
脆性破坏的原因：钢材内部缺陷，焊接缺陷、构造 不合理、使用不当等。
➢ 应尽量发挥材料的塑性 ➢ 避免一切脆性破坏的可能性
1. 弹性阶段: 应力最高点对应比例极限 f p
2.
弹性模量 E2.0 6150Nm2m
3.
应力 E
2. 弹塑性阶段: 应力介于 f p 和 f y 之间 弹塑性模量 E t 是变数
3. 塑性阶段: 应力达到屈服强度 f y
E t0 , :0 .1% 5 2 .5 %
4. 强化颈缩阶段: 应力最高点对应抗拉极限 f u
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ 钢材的工作性能可以看作理想弹性塑性体 1. 计算简便 2. f y与 f p 相差不大
3. 虽然 f u ＞ f y ，但 f u 对应 的应变非常大（不满足正 常使用极限状态）
4. 以 f y 作为设计强度的依据，具有较大的强度储备， 若出现偶然因素，使人们有机会补救
社，2003。 9：《钢结构设计规范》GB50017—2003。 10：《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018—2002。
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钢结构设计原理 ————————
主要内容
1：绪论 2：钢结构的材料 3：钢结构的连接 4：轴心受力构件 5：受弯构件 6：拉弯和压弯构件
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钢结构设计原理 ——————————
屈强比 f y / fu ：Q235钢为0.57，Q345钢为0.67
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ f y 作为钢结构设计的最大应力 ➢ 简化计算, 采用理想弹塑性模型 ➢ f u 作为钢材实际破坏强度
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2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
二、塑性性能
塑性：在静力荷载作用下，钢材吸收变形能的能力
第一章 绪论
1.3 钢结构的应用与发展
1. 钢结构的应用 （1）重：重工业厂房★ （2）大：大跨度结构★ （3）高：高层建筑、高耸结构★ （4）动：受动荷载作用的厂房 （5）轻：荷载较小的轻钢结构★ （6）小：小型、可拆装的结构
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7 1.3 钢结构的应用与发展
第一章 绪论
2. 钢结构的发展 （1）高性能钢材的研究与应用 （2）设计方法的改进 （3）稳定理论的进一步发展 （4）预应力钢结构的研究与应用 （5）空间钢结构与高层钢结构的研究与应用 （6）组合结构的研究与应用
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1.3 钢结构的应用与发展
附1：轻质高强 Q235钢 密度：7850kg/m3 强度：235N/mm2 C30混凝土 密度：2450kg/m3 强度：20N/mm2
轻质——材料的质量密度与强度的比值 f 小
Q235钢
f1.7~3.7 1 4 0/m
C30混凝土 f 18 10 4/m
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钢结构设计原理
《钢结构设计规范》GB50017-2003规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。