钢结构设计原理A-1.绪论PPT资料.ppt
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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,结而成,基本构件的核心问题是稳定问题。
基本构件的核心问题是稳定问题。
PrefacetoSteelStructure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;
、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;
、钢结构的连接设计与计算;
3、构件设计、构件设计二、钢结构的主要特点:
二、钢结构的主要特点:
A优点优点1、材料强度高、结构重量轻、材料强度高、结构重量轻强度是混凝土强度的强度是混凝土强度的20倍以上,截面尺寸小,比如,钢屋架倍以上,截面尺寸小,比如,钢屋架重量是钢筋混凝土屋架重量的重量是钢筋混凝土屋架重量的1/31/4。
(注:
混凝土的质量密度(注:
混凝土的质量密度24002500kg/m3,钢材为钢材为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、钢结构工作的可靠性高。
可简化为理想的弹塑性体。
理想的弹塑性体。
3、塑性性能好、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。
破坏前产生显著的变形,有明显的预兆。
4、具有良好的韧性,适宜于承受动荷载、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、良好的加工性能、焊接性能专业化工厂加工制造,运至现场安装。
易于保证质量、缩短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。
我国已建成的某期。
我国已建成的某240m315m全钢结构厂房,建筑面积达全钢结构厂房,建筑面积达7.6万万平方米,其结构安装仅用了平方米,其结构安装仅用了98天。
天。
6、密闭性好,适用于高压容器、管道、大型油罐等、密闭性好,适用于高压容器、管道、大型油罐等7、便于拆装、便于拆装,重复使用,重复使用如塔吊、挂篮、架桥机、拱架、钻井塔架。
如塔吊、挂篮、架桥机、拱架、钻井塔架。
B值得注意的问题:
值得注意的问题:
1、钢结构的稳定性、钢结构的稳定性强度高,截面尺寸小,厚度薄,容易失稳。
强度高,截面尺寸小,厚度薄,容易失稳。
2、钢结构的耐腐蚀问题、钢结构的耐腐蚀问题钢材易锈蚀,应加强维护。
钢材易锈蚀,应加强维护。
3、钢结构的耐火问题、钢结构的耐火问题钢结构耐热,不防火。
钢结构耐热,不防火。
温度高于温度高于300C时,强时,强度急剧下降,软化,度急剧下降,软化,600C时已不能承重。
一般在时已不能承重。
一般在200C以下,钢结构的强度无影响。
以下,钢结构的强度无影响。
4、低温冷脆、低温冷脆0C以下钢材开始变脆,以下钢材开始变脆,-20C以下更为明显。
以下更为明显。
承受动荷载时应严格保证冲击韧性要求。
国家体育场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146m76m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。
(1)大跨度结构三、钢结构的应用国家大剧院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。
钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一章第一章绪绪论论公、铁路两用桥,铁路桥全长公、铁路两用桥,铁路桥全长7675m7675m,公路桥全长,公路桥全长4460m4460m,正桥,正桥1111孔,孔,全长全长1806m1806m,主跨,主跨216m216m,采用连续钢桁梁结构。
,采用连续钢桁梁结构。
九江长江大桥九江长江大桥
(2)桥梁结构桁架桥桁架桥(3)重型厂房结构西安变压器厂(400t吊车)第一章第一章绪绪论论台北台北101101楼高楼高101101层,总高度层,总高度508508米,米,2626层以上以层以上以88层为一单元。
层为一单元。
主要由巨柱、核心系统及外伸桁主要由巨柱、核心系统及外伸桁架梁。
架梁。
有世界最大且最重的有世界最大且最重的“风阻尼器风阻尼器”,直径,直径5.5m5.5m,重,重670670吨的阻尼器吨的阻尼器(4)高层与高耸建筑钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一章第一章绪绪论论上海金茂大厦上海金茂大厦位于上海浦东新区,陆位于上海浦东新区,陆家嘴金融贸易中心,采用家嘴金融贸易中心,采用钢筋混凝土核心筒,外框钢筋混凝土核心筒,外框钢骨混凝土及钢柱结构。
钢骨混凝土及钢柱结构。
建筑面积建筑面积28.928.9万万mm22,地下,地下33层,地上层,地上8888层,建筑高度层,建筑高度420.5m420.5m,总用钢量,总用钢量1800018000吨。
吨。
设计者为美国设计者为美国S.O.MS.O.M事务所。
事务所。
钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一章第一章绪绪论论上海环球金融中心上海环球金融中心位于陆家嘴金融贸易区,毗位于陆家嘴金融贸易区,毗邻金贸大厦,是以日本森大厦株邻金贸大厦,是以日本森大厦株式会社为中心,联合日本、美国式会社为中心,联合日本、美国等等4040多家企业投资兴建的项目。
多家企业投资兴建的项目。
工程占地面积为工程占地面积为33万万mm22,总建筑,总建筑面积达面积达38.1638.16万万mm22。
该工程地上。
该工程地上101101层,地下层,地下33层,建筑主体高度层,建筑主体高度达达492m492m,总用钢量,总用钢量2600026000吨,采吨,采用钢筋混凝土核心筒,外框钢骨用钢筋混凝土核心筒,外框钢骨混凝土及钢柱结构,目前正在施混凝土及钢柱结构,目前正在施工中,预期工中,预期20082008年竣工。
年竣工。
钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一章第一章绪绪论论上海环球金融中心和金贸大厦的相对位置和相对高度上海环球金融中心和金贸大厦的相对位置和相对高度上海中心,632米(5)轻型钢结构(6)容器和其他构筑物陕西铜川天然气公司1000立方米天然气球罐大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐(7)住宅钢结构(88)活动式结构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。
海上采油平台钢结构钢结构设计的要求和目的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。
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)安全性安全性结构在正常施工和正常使用条件下,承受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,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。
仍保持必要的整体稳定性的能力。
(2)适用性适用性结构在正常使用条件下,满足预定使用要结构在正常使用条件下,满足预定使用要求的能力。
求的能力。
(3)耐久性耐久性结构在正常维护条件下,随时间变化而仍结构在正常维护条件下,随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。
能满足预定功能要求的能力。
结构的安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性。
钢结构的设计方法公桥规的设计方法基于容许应力的设计表达式一般K=1.7,考虑匀质系数、超载系数、工作条件系数。
钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一章第一章绪绪论论概率极限状态设计法概率极限状态设计法(11)承载能力极限状态)承载能力极限状态结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形,包括以结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形,包括以下几个方面:
下几个方面:
1.1.结构的极限状态结构的极限状态整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
结构构件或连接因超过材料强度而破坏;
结构构件或连接在循环荷载作用下发生的疲劳破坏;
结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载;
结构转变为机动体系;
结构或构件丧失稳定(如压屈等)。
钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第一章第一章绪绪论论(22)正常使用极限状态)正常使用极限状态结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值:
结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值:
影响正常使用或外观的变形;
影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
影响正常使用的振动;
影响正常使用的其它特定状态。
承载力极限状态与正常使用极限状态相比,前者可能导致人身伤亡承载力极限状态与正常使用极限状态相比,前者可能导致人身伤亡和大量的财产损失,而后者对生命的危害则较小,主要是引起人们和大量的财产损失,而后者对生命的危害则较小,主要是引起人们的不适,所以也应该给予足够的重视。
的不适,所以也应该给予足够的重视。
第一章第一章绪绪论论2.2.概率极限状态设计原理概率极限状态设计原理设计基本原则:
技术先进、经济合理、安全适用、确保质量设计基本原则:
技术先进、经济合理、安全适用、确保质量0,结构处于可靠状态,结构处于可靠状态功能函数功能函数Z=R-S=0,结构处于极限状态,结构处于极限状态0,结构处于失效状态,结构处于失效状态失效概率失效概率可靠指标可靠指标一次二阶矩的近似概率方法
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- 关 键 词:
- 钢结构 设计 原理 绪论