钢结构09级第1章绪论.ppt

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第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure鲁东大学土木工程学院2012年年3月月钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure1.11.1钢结构的发展简史钢结构的发展简史1.21.2钢结构的特点及应用钢结构的特点及应用1.41.4钢结构的设计方法钢结构的设计方法1.31.3钢结构的主要结构形式钢结构的主要结构形式1.51.5钢结构的新发展钢结构的新发展1.61.6钢结构课程的学习钢结构课程的学习第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure由钢板、热轧型钢或冷加由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为桥梁等，称为钢结构钢结构。

钢结构是土木工程钢结构是土木工程的主要结构形式之一。

的主要结构形式之一。

钢结构与钢筋混凝土结钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构按材料划分的工程结构的不同分支。

的不同分支。

结构：

结构：

基本构件基本构件组组成的成的受力受力体系体系，建筑物建筑物（构筑物构筑物）的的骨架骨架第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure1.1钢结构的发展简史钢结构的发展简史古代古代钢钢（steel）是铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼是铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。

钢技术的发展是密不可分的。

早在公元前早在公元前20002000年左右，在人类古代文明的发祥地之一的年左右，在人类古代文明的发祥地之一的美索不达米亚平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和美索不达米亚平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间）就出现了早期的炼铁术底格里斯河之间）就出现了早期的炼铁术。

早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行。

早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行。

我国是最早用钢铁建造承重结构的国家我国是最早用钢铁建造承重结构的国家1.铁桥墩铁桥墩（始皇始皇）2.铁链桥铁链桥3.铁塔铁塔第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure公元公元6565年，汉明帝时代建造了铁链年，汉明帝时代建造了铁链悬桥悬桥云南云南“兰津桥兰津桥”17051705年建成的四川泸定大渡河桥，桥年建成的四川泸定大渡河桥，桥宽宽2.8m2.8m，跨长，跨长100m100m，由，由99根桥面铁链根桥面铁链和和44根桥栏铁链构成，两端系于直径根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm20cm、长、长4m4m的生铁铸成的锚桩上。

的生铁铸成的锚桩上。

公元公元10611061年（宋年（宋代）在湖北荆州代）在湖北荆州玉泉寺建成的玉泉寺建成的1313层铁塔层铁塔第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure十九世纪五十年代前为十九世纪五十年代前为铸铁结构铸铁结构，这是钢结构的前身结构。

这是钢结构的前身结构。

18511851年英国伦敦第一届世博会的年英国伦敦第一届世博会的水晶宫水晶宫是铸铁结构的典型建筑是铸铁结构的典型建筑（9（9万平米万平米,6,6个月，用个月，用45004500吨铸吨铸铁、铁、1010吨玻璃建成，吨玻璃建成，19361936年火年火毁毁）。

它是英国工业革命时期的它是英国工业革命时期的最具有代表性的建筑。

最具有代表性的建筑。

近代近代第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure18701870年年生产型钢，标志着生产型钢，标志着人类社会开始由人类社会开始由铸铁结构转铸铁结构转为钢结构。

为钢结构。

巴黎的标志巴黎的标志艾菲尔铁塔艾菲尔铁塔1889年为纪念法国大革命100周年建造的艾菲尔铁塔。

于1887年11月26日动工1889年3月31日竣工，历时21个月，铁塔占地12.5公顷，高320.7米,重7000吨,由18038个优质钢铁部件和250万个铆钉铆接而成，建筑设计中最著名的是防范强风吹袭的对称钢结构设计。

以艾菲尔铁塔为标志，钢结构应用有110多年的历史。

第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一座依照现代钢结构框第一座依照现代钢结构框架结构设计原理建造起来的高架结构设计原理建造起来的高层建筑是层建筑是芝加哥家庭保险公司芝加哥家庭保险公司大厦大厦（1883-18851883-1885）共十层。

）共十层。

这是真正意义上世界上建造的这是真正意义上世界上建造的第一座钢结构大厦。

第一座钢结构大厦。

芝加哥家庭保险公司大厦芝加哥家庭保险公司大厦芝加哥是美国摩天大楼的发芝加哥是美国摩天大楼的发源地源地，从此人们建造的房屋越来越，从此人们建造的房屋越来越高，结构和功能都同传统建筑相比高，结构和功能都同传统建筑相比发生了非常大的改变。

发生了非常大的改变。

第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure建国以来钢结构的发展概况建国以来钢结构的发展概况5050年代年代,为为初盛时期初盛时期（156156项援建工程大部分为重型钢结构）项援建工程大部分为重型钢结构）。

60-7060-70年代年代,为为限制使用限制使用时期时期，当时中国钢产量仅当时中国钢产量仅1122千万吨，主要用千万吨，主要用于国防于国防.机械业。

当时国家政策建筑业中机械业。

当时国家政策建筑业中“凡是可用其它材料代替的，凡是可用其它材料代替的，均不用钢结构建造均不用钢结构建造”。

由于受到钢产量的制约，。

由于受到钢产量的制约，钢结构仅在钢结构仅在重型厂房、大重型厂房、大跨度公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构跨度公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构中采用。

中采用。

二十世纪钢筋混凝土结构成二十世纪钢筋混凝土结构成为中国主导结构。

为中国主导结构。

80-9080-90年代年代后后,出现了出现了新的发展时期新的发展时期（钢产量自钢产量自19961996年起连续多年超亿吨年起连续多年超亿吨）,）,国家鼓励建筑用钢鼓励建筑用钢。

中国钢结构应用发展的三个时期中国钢结构应用发展的三个时期&刚解放时钢产量几乎是零刚解放时钢产量几乎是零1949十几万吨19905000万吨19957000万吨19961亿吨20001.285亿吨20042.72亿20064.62亿吨20074.89亿吨第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure&2003年中国钢铁行业产量、消费量年中国钢铁行业产量、消费量均均占占世界第一。

世界第一。

&历史上钢产过亿吨国家仅有历史上钢产过亿吨国家仅有前苏联、美国和日本，过前苏联、美国和日本，过2亿亿吨由中国开吨由中国开创。

创。

钢产量每年以钢产量每年以15%-20%的水平递增的水平递增亿吨亿吨我国钢结构应用现状，与发达国家比较我国钢结构应用现状，与发达国家比较自自19961996年钢产量超过年钢产量超过11亿吨，连续亿吨，连续1010年居世界第一。

年居世界第一。

第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructuren建筑用钢占各国钢材消费的比例都很高。

建筑用钢占各国钢材消费的比例都很高。

n中国最高占中国最高占53.353.3（房屋房屋40%,40%,土木土木13.3%）;13.3%）;n欧盟欧盟1515国占国占41%;41%;n美国占美国占21%;21%;n日本占日本占43.2%（43.2%（房屋房屋29%,29%,土木土木14.2%）14.2%）。

中外建筑钢结构应用比较中外建筑钢结构应用比较国家中国韩国日本美国钢结构建筑总量/建筑总量1205068中国用于钢结构房屋建筑中国用于钢结构房屋建筑2010年预计达到年预计达到6%。

第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure我国建设部建筑用钢发展规划我国建设部建筑用钢发展规划“十五十五”期间建筑钢结构用钢达到总钢产量期间建筑钢结构用钢达到总钢产量332015年建筑钢结构用钢达到总钢产量年建筑钢结构用钢达到总钢产量6节约用钢节约用钢开始转向开始转向鼓励用钢鼓励用钢第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure1.1.强度高、重量轻强度高、重量轻1.2钢结构的特点及应用钢结构的特点及应用2.2.材质均匀，塑性、材质均匀，塑性、韧性韧性好好3.3.良好的加工性能和焊接性能良好的加工性能和焊接性能4.4.密封性能好密封性能好5.5.可重复性使用性可重复性使用性6.6.耐热性较好，耐热性较好，耐火性差耐火性差7.7.耐腐蚀性差耐腐蚀性差8.8.低温冷脆倾向低温冷脆倾向1.2.1钢结构的特点钢结构的特点9.钢结构基本问题：

钢结构基本问题：

材质材质构造（计算和构造并重）构造（计算和构造并重）稳定（稳定（核心问题）核心问题）疲劳疲劳第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure60年代年代80年代年代90年代年代未来未来02505007501000材料强度材料强度/MPa钢材屈服点钢材屈服点钢材极限强度钢材极限强度混凝土强度混凝土强度轻质高强轻质高强更大的跨越能力更大的跨越能力材料钢筋混凝土木材钢（kN/m3）25578=/f1810-45.410-42.710-4密度强度比：

=/f反映材料在承载条件下的轻质性。

f设计强度（kN/m2）第第11章章绪绪论论Chapter1PrefacetoSteelStructure钢结构设计原理钢