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1、钢结构原理与设计浙江大学建筑工程学院钢结构研究室第一章 绪论1.1钢结构的特点与应用1.2钢结构体系与组成构件1.3钢结构设计与设计规范1.4钢结构荷载与荷载组合1.5钢结构课程内容与要求11/10/20222浙江大学钢结构研究室1.1钢结构的特点与应用钢结构的主要特点：优点1，强度高，重量轻 2，质地均匀，各向同性 4，塑性、韧性好3，施工质量好，且工期短。4，密闭性好 5，用螺栓连接的钢结构，适用于移动性结构 缺点1，钢材的耐腐蚀性较差 2，钢结构耐热性不防火3，由于强度大、构件截面小、厚度薄，存在稳定问题。4，低温工作条件下或受有较大应力集中时，钢材变为脆性 11/10/20223浙江大

2、学钢结构研究室钢结构的应用l1，重型工业厂房l2，高层房屋钢结构 l 3，大跨度结构 l 4，高耸结构 l5，因运输条件不利，或施工期要求尽量缩短，或施工现场场地受到限制 l6，密闭性要求较高的板壳结构 l7，需经常装拆和移动结构11/10/20224浙江大学钢结构研究室1.2钢结构体系与组成构件l结构荷载：竖向荷载，水平荷载l结构传力体系：l竖向荷载传递体系l水平荷载传递体系l结构体系就是两种体系的结合11/10/20225浙江大学钢结构研究室梁式结构：横向受力，抵抗剪力、弯矩11/10/20226浙江大学钢结构研究室刚架结构：l考梁柱受弯抵抗荷载的体系11/10/20227浙江大学钢结构研

3、究室拱架结构：l拱轴受压受弯的体系11/10/20228浙江大学钢结构研究室桁架结构：l由轴心受力构件组成格构式体系11/10/20229浙江大学钢结构研究室网架与网壳l网架结构：由轴心受力构件组成平板体系l网壳结构：由轴心受力构件组成曲面体系11/10/202210浙江大学钢结构研究室预应力钢结构：l张力索和受拉、压构件11/10/202211浙江大学钢结构研究室悬索结构：l张拉索受力体系11/10/202212浙江大学钢结构研究室复合结构：l以上的结构的组合11/10/202213浙江大学钢结构研究室组成构件l钢结构的三种基本构件：l轴心受力构件 (轴向荷载：受拉、受压)l受弯构件 （横向

4、荷载）l拉弯和压弯构件 （轴向、横向，弯矩）l元件（连接）构件（连接）结构11/10/202214浙江大学钢结构研究室1.3钢结构设计与设计规范l钢结构设计过程：l1.结构选型和结构布置 l2.确定选用的钢材牌号。l3.建立结构的计算简图，确定其所受的各类荷载。4.按不同荷载分别进行结构内力分析，进行内力组合，确定各构件在最不利组合下产生的最大内力。l5.进行各构件的截面设计。l6.进行构件相互间的连接设计。l7.绘制施工详图，编制材料表。11/10/202215浙江大学钢结构研究室钢结构设计规范l钢结构设计规范GB500172003l冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002 l钢结构工

5、程施工质量验收规范GB50205 l门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102l高层民用建筑钢结构技术规程JGJ9998l网架结构设计与施工规程JGJ791 l各种钢结构设计手册11/10/202216浙江大学钢结构研究室1.4钢结构荷载与荷载组合l竖向荷载：永久荷载 D 可变荷载 L 雪荷载 其他竖向荷载（积灰荷载）l水平荷载 风荷载 W 地震荷载 E 其他水平荷载（吊车制动荷载）荷载标准值，95%的保值率11/10/202217浙江大学钢结构研究室设计方法l结构设计的目的？l安全，适用，持久，经济的实现建筑的功能l如何完成设计目的?现在设计方法：概率理论为基础的极限状态法l安全性：荷载变

6、大 抗力变小l （大小是相对于平均值的）l原来安全系数法：抗力/安全系数l适用性：变形小于规定变形l 加速度小于规定加速度（舒适度）l耐久性：规定的使用年限，分项系数11/10/202218浙江大学钢结构研究室以概率理论为基础的极限状态设计法以概率理论为基础的极限状态设计法l极限状态：极限状态：l承载能力极限状态（验算强度和稳定）l 正常使用极限状态（验算刚度和变形）l采用分项系数法：采用分项系数法：l对承载能力极限状态：l 荷载标准值x分项系数=荷载设计值l 材料抗力标准值/分项系数=抗力设计值l对正常使用极限状态：l 荷载采用标准值l多种荷载同时作用是采用组合系数11/10/202219浙

7、江大学钢结构研究室一般荷载组合l一般设计值组合：l1.35D+0.7x(1.4L)恒荷载控制l1.2D+1.4L l1.2D+1.4L+0.6x1.4W 活荷载为主的有风组合l1.2D+1.4x0.7(或0.9)L+1.4W 风荷载为主的组合l0.9(1.0)D+1.4W 风荷载为主倾覆验算l1.2(D+0.5L)+1.3E 地震工况lD+0.5L+1.3E 地震工况倾覆验算l其他情况要根据具体情况来定l一般标准值组合：只有组合系数没有分项系数。11/10/202220浙江大学钢结构研究室1.5钢结构课程内容与要求l课程内容l1，钢结构的特点和应用范围。l2，结构钢材的基本性能及影响性能的主要因素，钢材发生脆性破坏的原因及预防措施，钢材牌号的正确选用。l3，各种连接方法及其计算规定。l4钢结构各类，基本构件的截面形式、破坏特征、工作性能、构造要求及计算方法等。l5，钢结构各构件间的连接构造及计算，包括柱头、柱脚、梁与梁的连接、梁与柱的连接等。11/10/202221浙江大学钢结构研究室学习要求l1，了解钢结构的设计原理l2，能正确选用钢材l3，掌握焊接连接和螺栓连接的工作性能和设计方法l4，掌握三大基本构件的工作性能和设计方法l5，熟悉几种简单节点的构造、传力路径和计算方法。l6，掌握设计规范规定的各种构件和连接的计算方法。11/10/202222浙江大学钢结构研究室