钢结构课件之绪论.ppt

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,Tongji University,第一章 绪 论（Introduction),本章主要内容,钢结构的初步概念,钢结构的特点,钢结构的应用范围,钢结构的主要结构形式,钢结构的发展现状和前景,钢结构设计框架、理论和规范,钢结构设计方法,钢结构可能的破坏形式,钢结构的初步概念,钢和铁的区别,含碳量低于2%的铁炭合金称为钢，含碳量高于2%时称为铁,钢结构,由钢材通过连接而成的能承担预定功能的体系称为钢结构。,这里的钢材通常指钢和钢板等，由此组成梁、桁架、柱、板等钢结构钢结构体系；有些结构还部分采用钢丝绳或钢丝束。这里的连接通常指焊缝连接、螺栓连接或铆钉连接等。,本课程特指建筑、桥梁及各类构筑物中的钢结构承重体系,工程结构中子结构或局部构件也可采用钢结构,钢结构的初步概念,钢结构与其它前续课程的联系,钢结构和材料力学的联系最为紧密，但材料力学更注重理论探讨，而钢结构需要站在设计的角度来考虑，因此必须符合规范的要求。,由于钢材本身接近于理想弹塑性体，所以钢结构课程的理论性强，许多内容要用到弹塑性力学的内容。,RETURN,钢结构的特点,强度高，结构坚固,钢结构的特点,钢材的轻质高强，因此具有更大的跨越能力,比重,比重,钢结构的特点,具有良好的塑性，结构更安全,钢结构的特点,韧性强，抗震抗动力性能好,钢结构的特点,材质均匀稳定，理论计算与实际结果吻合较好,绿色环保可持续发展的建筑材料，符合当前的节能政策,钢结构的特点,易于工业化生产，施工周期短，效率高，质量好,钢结构的特点,钢框架结构的装配动画,钢结构的特点,具有可焊性，密闭性好，适于建造气密性水密性要求高的结构,钢材在潮湿、腐蚀环境中容易锈蚀，因而维护费用较高,钢材的特点,稳定性问题突出（构件细柔）,钢结构的特点,钢材为非燃烧体，耐热但不耐火,钢结构防火保护措施（附加知识）,钢结构防火保护施工（附加知识）,RETURN,钢结构的应用范围,中高层建筑（宾馆、办公楼、住宅等）,大跨度建筑（体育场馆、会展、机场、厂房等）,大跨度桥梁（公路桥、铁路桥）,高耸构筑物（电视塔、微波发射塔）,密闭结构（油罐、煤气罐、天然气管道）,轻型结构及可拆移结构,其它构筑物,钢结构的应用范围,多高层、超高层建筑,钢结构的应用范围,建筑主体净高492米，地上101层，地下3层。总建筑面积38.1万平方米。,钢结构的应用范围,高层建筑钢结构某层楼面,钢结构的应用范围,多层钢结构办公楼（同济土木大楼）,钢结构的应用范围,同济土木大楼（续）,钢结构的应用范围,高层钢结构办公楼（同济综合大楼）,钢结构的应用范围,大跨度钢结构建筑（上海大剧院）,钢结构的应用范围,大跨度钢结构建筑（上海体育场）,274m。,钢结构的应用范围,上海体育场主体钢结构桁架杆件图,钢结构的应用范围,大跨度钢结构建筑（上海浦东国际机场航站）,钢结构的应用范围,浦东国际机场航站楼施工吊装现场,钢结构的应用范围,大跨度钢结构建筑（上海铁路南站）,钢结构的应用范围,大跨度钢结构建筑（08奥运主体育场鸟巢）,钢结构的应用范围,大跨度钢结构桥梁（美国金门大桥）,钢结构的应用范围,大跨度桥梁（东海大桥）含钢结构,全长32.5km,钢结构的应用范围,高耸构筑物,钢结构的应用范围,高耸构筑物（埃菲尔铁塔）,钢结构的应用范围,高耸结构（广州新电视塔）,钢结构的应用范围,广州新电视塔（续）,钢结构的应用范围,密闭钢结构容器,钢结构的应用范围,轻钢结构单层厂房,钢结构的应用范围,轻钢结构温室、室内养殖场等农业设施,钢结构的应用范围,可拆卸钢结构（上海国际网球大师杯赛临时看台）,钢结构的应用范围,可开闭钢结构（上海旗忠网球中心屋盖）,钢结构的应用范围,可移动钢结构（建成后的旗忠网球中心）,钢结构的应用范围,钢结构构筑物,钢结构的应用范围,钢结构构筑物（游乐设施、雕像）,钢结构的应用范围,其它（管道、机械、车辆、船舶）,RETURN,钢结构的主要结构形式,桁架结构,Truss,框架结构,Frame,网格结构,Space Grid Structure,拱与拱架结构,Arch,板式结构,Plate,张拉结构,Tension Structure,钢结构的主要结构形式,桁架结构,钢结构的主要结构形式,框架结构,钢结构的主要结构形式,网架、网壳结构,钢结构的主要结构形式,拱与拱架结构,钢结构的主要结构形式,板式结构,钢结构的主要结构形式,张拉结构索寞结构,钢构件的主要受力形式,轴心受拉构件,（拉杆）,轴心受压构件,（压杆）,受弯构件,（梁）,拉弯构件,（拉弯杆或偏心拉杆）,压弯构件,（压弯杆或偏心压杆）,索,拱,RETURN,钢结构的发展现状和前景,我国钢结构的发展,根据考古发现，我国在春秋时期已经开始使用人工制铁。,公元前70-60年间，已建成铁链桥。比较著名的有云南的沅江桥、贵州的盘江桥和四川的泸定桥。,解放初期的一些大项目，如1957年的武汉长江大桥，1968年的南京长江大桥。,钢结构的发展现状和前景,我国钢结构的应用现状、与发达国家的比较,一,钢结构的发展现状和前景,中日土木建筑钢结构的份额比较,钢结构的发展现状和前景,中外建筑钢结构应用比较,钢结构的发展现状和前景,日本建筑中的结构类别,钢结构的发展现状和前景,我国建设部建筑发展用钢发展规划,发达国家钢结构用钢量一般占钢材产量10左右，中国钢结构的年产量应达到3000万吨左右,2010年建筑钢结构用钢力争达到全国钢材产量的6，约1800万吨,节约用钢,开始转向,鼓励用钢,钢结构的发展现状和前景,我国钢结构的发展热点,钢结构非线性理论和方法更深入的探索,大跨度、复杂体系的钢结构施工吊装技术研发,高强度刚才、耐火、耐腐蚀钢材的研发,钢结构构筑物向高度更高、跨度向更大方向发展,钢管混凝土、钢混凝土组合结构应用更多,大跨度桥梁与钢结构结缘,钢结构承重体系的民用住宅吸引房地产商开发,钢结构的发展现状和前景,近期钢结构发展方向低多层住宅,钢结构的发展现状和前景,近期钢结构发展方向中高层住宅,RETURN,钢结构设计框架、理论和规范,钢结构设计、施工基本框架,钢结构设计框架、理论和规范,钢结构设计理论与技术规范,钢结构设计框架、理论和规范,钢结构设计的有关规范,RETURN,钢结构设计方法,结构设计基本要求,安全性：,指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，以及在偶然事件（如：地震、爆炸）发生时及发生后仍保持必要的整体稳定性的能力,适用性：,指结构在正常使用条件下，满足预定使用要求的能力,耐久性：,指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,结构的安全性、适用性及耐久性总称结构的,可靠性,在满足结构的可靠性的前提下，设计应满足,经济性,原则,钢结构设计方法,设计准则,S的形式：内力、应力、变形等，由结构分析获得,R的形式：承载力、强度、刚度、变形能力等，与材料性能、截面性能、杆件性能、体系性能等因素有关,上式的使用应采用以概率论为基础的极限状态设计法,荷载效应S结构抗力R,钢结构设计方法,设计表达式,钢结构设计规范除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。,对于承载能力极限状态设计表达式,可变荷载效应控制的组合,永久荷载效应控制的组合,注意以上两式中的,f,均为“,强度设计值,”，为钢材的屈服强度除以抗力分项系数后得到,钢结构设计方法,设计表达式（续上）,对于一般排架、框架结构由可变荷载效应控制的组合可简化为,对于正常使用极限状态，钢结构只考虑荷载的标准组合，其设计式为,RETURN,钢结构可能的破坏形式,脆性断裂和塑性断裂,塑性过度发展,整体失稳（杆件、结构整体）,局部失稳（板件）,疲劳破坏,