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钢结构基本原理PDF文本

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目录第1章绪论…§1.1钢结构的特点及应用§.2我国钢结构发展现状及趋势…2§1.3钢结构的主要结构形式及组成杆件的分类7S1.4钢结构的连接方法及分类…13第2章钢结构材料…15§2.钢材在单问均匀受拉时的工作性能…16§2.2钢材在单轴反复应力作用下的L工作性能…21§2.3钢材在复杂应力作用下的工作性能…21§2.4钢材抗冲击的性能及冷弯性能23§2.5钢材的可焊性25S2.6纲制的抗孩1件能素林网工?C.4不…26§2.7钢材的延性破坏、损伤累积破坏、脆性破坏和疲劳破坏…26§2.8影响钢材性能的一般因索…35§29钢结构用钢材的分类…43§2.10钢材的规格…50第3章钢结构的可能破坏形式…56§3.1结构的整体失稳破坏…56§3.2结构和构件的局部失稳、截面的分类…61§3.3结构的塑性破坏、应（内）力塑性重分布…63§3.4结构的疲劳破坏…。66§3.5结构的损伤累积破坏……72§3.6结构的脆性断裂破坏……73§3.7防止钢结构各种破坏的总体思路……76第4章受拉构件及索…77§4,1轴心受拉构件…77S4.2拉弯构件…82§4.3索的力学特性和分析方法…88第5章轴心受压构件…96§5.轴心受压构件的可能破坏形式…96蜀素前网Z.ZC.ET
目录§5.2轴心受兆构件的强度…97§5.3轴心受实腹构件的整体稳定…98§5.4轴心受压格构式构件的整体稳定…109§5.5轴心受乐构件的整体稳定计算112§5.6轴心受压实腹构件的局部稳定118§5.7轴心受韭格构式构件的局部稳定129§5.8轴心受正构件的刚度…135第6章受弯构件…138§61受弯构件的类型与截面…138§6.2受弯构件的主要破坏形式139§6.3构件受弯时的截面强度…142§6.4构件扭转156$6.5受9构件整体失稳的弯批平衡方程及其临界弯矩161§6.6受弯构件中板件的局部稳定167§6.7受弯构件的变形和变形能力181第7章压弯构件…184§7.止弯构件的类型与截面形式184§7.2垂弯构州的破坏形统网…Z?SG小…185§7.3压弯构件的截面强度187§7.4压弯构件的整体稳定189§7.5格构式压弯构件202§7.6压弯构件的局部稳定206第8章钢结构的连接…212§8.1钢结构的连接方式……212§8.2焊接连接的特性……213§8.3对接焊缝的构造和计算27§8.4角焊缝的构造和计算224§8.5焊接应力和焊接变形241§8.6普通螺栓连接的构造和计算245§8.7高强度螺柞连接的构造和计算258第9章桁架、单层刚架与拱272§9.1桁架272§9.2单层刚架280$9.3拱288第10章组合构件..。。g293§10.1组合构件的分类293興尚蜀素衬网Z.Z心.E
目录9§10.2组合板的操度295§10.3组合染的强度…298§10.4钢管混凝土柱的强度和稳定性303第11章钢结构构件及节点的抗震性能308§11.1荷载性质与构件件能…308§11.2轴心受力构件的滞回性能308§11.3受弯构件的滞性能311§11.4上弯构件的滞可性能3I3§11.5节点的滞回性能…314附录1钢结构用：要钢材牌号的化学成分和机械性能316附录2钢结构连接强度的确定及焊接材料特性…319附录3常用钢材及型钢截面特性表…326附录4轴心受止构什的稳定系数370附录5柱的计算长度系数375附录6计算图表……377参考文…38U.NE可蜀素时网Z.ZC.ET
第1章绪论§1.1钢结构的特点及应用钢结构是土木工程的主要结构种类之一，它在房室地下桥梁、塔桅、海洋平台、港矿山水⊥上画仓囤斗、气柜油罐和容器管道中都得到广泛采用；这是出于钢结构与用其他材料造的结构相比，具有许多优点：()强度高，重量轻。钢与混凝土、木材相比，虽然密度较大，但其强度较混凝土和木材要高得多，其密度与强度的比值一般比混凝土和木材小，因此在同样受力的情况下，钢结构与钢筋混凝土结构和木结构相比，构件截面面积较小，重量较轻。(2)材性好，可靠性高。钢材由钢广生产，质量控制严格，材质均匀性好H有良好的塑性和韧胜，化较符合理想的各向同性弹塑性材料，因此目前采用的计算理论能够较好地反映钢结构的实际T作性能，可靠性高。(3)工业化程度高，工期短。钢结构都为工广制作，具备成批大件生产和成品精度高等特点；采用工厂制造、工地安装的施工方法，有效地缩短工期，为降低造价、发挥投资的经济效益创造条件。(4)密封性好。钢结构采用焊接连接后可以做到安全密封，能够满足一些要求气密性和水密性好的高压容器、大型油库、气柜油罐和管道等的要求。(5)抗震性能好。钢结构由于自重轻和结构体系相对较柔，受到的地震作用较小，钢材又貝有较高的抗拉和抗压强度以及较好的塑性和韧性，因此在国内外的历次地震中，钢结构是损坏最轻的结构，已公认为是抗震设防地区特别是强震区的最合适结构，(6)耐热性较好。温度在250℃以内，钢材性质变化很小，钢结构可用于温度不高于250℃的场合。当温度达到300℃以.上时，强度逐渐下降，600℃时，强度降至不到三分之一，在这种场合，对钢结构必须采取防护措施。钢结构的下列缺点有时会影响钢结构的应用：(])钢材价格相对较贵：采用钢结构后结构造价会略有增加，往往影响业主的选择其实上部结构造价占程总投资的比例是很小的，采用钢结构与采用钢筋混凝土结构间的结构费用差价占工程总投资的比例就更小。以高层筑为例，前者约为10%，后者铡不到2%。显然，结构造价单一因素不应作为决定采用何蜀素时网Z.ZC.ET
2第1章绪论种材料的主要依据。如果综合考虑各种因素，尤其是广期优势，则钢结构将日益受到重视。(2)时锈蚀性差。新造的钢结构-一般隔-一定时问都要重新脚涂料，维护费用较高。1前国内外正在发展各种高性能的涂料和不易锈蚀的耐候钢，钢结构耐锈蚀性差的问题有望得到解决。(3)耐火性差。钢结构耐火性较差，在火灾中，未加防护的钢结构一般只能维持20分钟左行。因此需要防火时，应采取防火措施，如在钢结构外面包混凝土或其他防火材料，或在构件表面喷涂防火涂料等：目前国内外正在研制耐火性能好的耐火钢，以降低防火措施的费用。现在钢材已经被认为是可以持续发展的材料，因此从长远发展的观点，钢结构将有很好的应用发展前景。§1.2我国钢结构发展现状及趋势我国自1949年新中国成立以后，随者经济设的发展，钢结构得到一定程度的发展、出于受到钢产量的制约，钢结构仅在重型广房、大跨度公共铁路桥梁以及塔桅结构中采用。几个大型钢铁联合企业如鞍山、武汉、包头等钢厂的炼钢、轧钢，连铸车同等都采用钢结构、在公共筑中以平板型网架用得最多，1975年成的上海体育馆采用三向网架，跨度已达110。此外，北京工人体育馆采用圆形双层辐射式悬索结构，成于1962年，直径为94m。1967年成的浙江体育馆采用双曲抛物面正交索网的悬索结构，椭圆平面，80m×60m。武汉和南京长江大桥都采用了铁路公路两用双层钢桁架桥。在塔桅结构方面，广州、上海等地都造了高度超过200m的多边形空间桁架钢电视塔。1977年北京成的环境气象塔是一高达325m的5层纤绳二角形杆身的钢桅杆结构。1987年以后，我国实行改革开放政策，经济设有了突飞猛进的发展，钢结构也有了前所未有的发展，应用的领域有了较大的扩展。高层和超高层房屋、多层房屋、单层轻型房屋、体育场馆、大跨度会展中心、大型客机检修库、自动化高架仓库、城市桥梁和大跨度公路桥粱、粮仓以及海上采油平台等都已采用钢结构。前已和在的高层和超高层钢结构已有30余幢，其中地上88层、地下3层、高365m的上海金茂大厦（图1-1）的成，标志着我国的超高层钢结构已进入世界前列。在大跨度筑和单层工业房中，网架、网壳等结构的广泛应用，已受到世界各国的瞩目。1994年成的天津新体育馆（图1-2）采用圆形平面球面双层网壳，直径已达108m。1996年成的嘉兴电厂干煤棚（图1-3）采用矩形平面二心圆柱向网壳，跨度为103.5m。1998年成的长春体育馆（图1-4）采用错边蚌型网壳结构.平面为120m×160加.这些网壳结构的成，使我国长期以来网壳结构跨度未突破100m大关的历史已成过去。在大跨空间结构中，上海蜀素时网Z.ZC.ET
§12我因钢结构发展现状及趋梦3精2.J图11上海金茂大厦興素衬网Z.ZS0.ET
4第1章结论图12天津新体有馆图13嘉兴电厂干煤棚图4长春体育馆興素衬网Z.ZS0
}1,2我国钢结构发展现状及趋婷5图15上海体育场体育场马鞍形环形大悬挑空间钢结构屋盖（图15）和上海浦东国际机场航站楼张弦梁屋盖钢结构（图16）的成，更标志着我国的大跨度空间钢结构已进入世界先进行到约尊物贸用要号网律或的铁路。系图16上海浦东回际机场航站楼公图7九江长江大桥公路两用的双层九江长江大桥（图1-7），其中主联跨长(180+216+180)m,并用柔性拱加劲。195年成的上海市杨浦大桥（图1-8），采用双塔双索面斜拉興素衬网Z.
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