钢结构全套课件.pptx

第 一 章 概 述第一節 鋼結構的特點及應用第二節 鋼結構的組成第三節 鋼結構的計算原理 鋼結構的特點鋼結構的應用範圍鋼結構設計的基本要求第一節 鋼結構的特點及應用 鋼結構的特點1、優點 材料力學性能好 強度高 如： C20, fc=10N/mm2 鋼Q235 f=215N/mm2 塑性好 韌性好 材質均勻，可靠性高 便於機加工，施工週期短 重量輕 如： 30M鋼架 4T~5T 30MR.C屋架 14T~17T 密封性好 具有一定的耐熱性 鋼結構的特點2、缺點 耐火性差 當鋼表面的溫度達300oC~400oC以後，其強度，彈性模量顯著下降，600oC時幾乎為0。 耐銹蝕性差 需定期維護，增加了維護費用。 鋼結構的應用範圍廠房結構大跨度結度多層、高層結構塔桅結構殼體結構橋樑結構各種輕鋼結構房屋 廠 房 結 構 廠 房 結 構 大跨度結度 大跨度結度 大跨度結度 多層房屋 多層房屋 高层結构 高层結构 高 層 結 構 塔桅结构 殼體结构 殼 體 結 構 橋 梁 結 構 橋 梁 結 構 橋 梁 結 構 其 它 鋼 結 構 其 它 鋼 結 構 鋼結構設計的基本要求結構需有足夠有強度、剛度和穩定性，安全可靠要符合建築物的使用要求，有良好的耐久性盡可能節約鋼材盡可能縮短製造、安裝週期結構要便於運輸、便於維護在可能情況下，盡可能美觀 塔科瑪大橋坍塌過程 第二節 鋼結構的組成1、單層房屋鋼結構傳統作法，將一系列豎向平面承重結構，用支撐構件將之聯成空間整體豎向荷載 豎向承重結構水準荷載 豎向承重結構 支撐構件 2.多層房屋鋼結構剛架結構由梁、柱組成的多層多跨剛架 承受水準，豎向荷栽由於抗側移剛度小，多用於≤30層建築帶撐結構設柱間支撐後形成豎向懸臂桁架，抗側移剛度較高，適用於20~60層筒式結構由以上可以看出，結構必須形成空間整體，才能有效而經濟地承受荷載，具有較高的強度、剛度和穩定性 第三節 鋼結構的計算原理一、鋼結構設計變遷1957年以前 ：採用總安全係數的容許應力計算法1957~1974：採用三個係數的極限狀態計算法1974~1989：採用以結構極狀態為依據，進行多係數分析，用單一的係數表示的容許應力計算法1989~ ：採用以概率論為基礎的極限狀態設計法 1、總安全係數容許應力法缺點：安全係數憑工程經驗確定的一定值，這樣，各種構件的可靠性將不能保證比較一致的水準。 2、三係數極限狀態設計法特點：明確提出了兩種極限狀態，採用三個係數來考慮結構構件的安全儲備問題，避免單一安全係數的缺陷缺點： 材質均勻係數概念重複。 強度標準不是明確概率取值，而是取鋼的廢品 限值，不符合概率方法 3、以結構極限狀態為依據，多係數分析後用單一安全係數的容許應力計算法缺點：各種載荷並不相同，各種構件承受荷載的情 況也不一定相同，構件的幾何尺寸變異並不完全一致，採用統一的安全係數顯然不可能獲得相同的安全度。 4、以概率為基礎的極限狀態設計法把各種參數（載荷效應、結構抗力等）作隨機變數，運用概率分析法並考慮變異性來確定設計採用值。把概率分析引入結構設計方法，顯然比容許應力法先進，標誌我國在設計理論上前進了一大步，邁入了國際先進水準。 二、結構概率極限狀態設計法*1、基本概念結構可靠度：結構在規定的時間（50年），規定的條件（正常設計、正常施工、正常使用、正常維護）下，完成預定功能的概率。失效概率：結構不能完成預定功能的概率。結構的功能要求安全性適用性耐久性 2、結構作用 作用效應 結構構件抗力結構作用：施加在結構上的各種荷載及引起外加變形或約束變形的原因（如荷載、基礎下沉、溫度變化、焊接等）作用：永久作用可變作用偶然作用作用效應（S）:結構作用引起結構或構件的內力（軸、彎、剪）和變形（撓度、轉角）。結構抗力（R）：結構或構件承受作用效應的能力。 3、結構的極限狀態和極限狀態方程（1）結構的極限狀態：整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，這一特定狀態稱為結構的極限狀態。 兩種極限狀態承載能力極限狀態正常使用極限狀態 （2）極限狀態方程用RS R=S RS 來描述抗力與 作用效應的關係。結構功能函數Z=R-SZ=g(S,R)=R-S顯然z0 結構處於可靠狀態z=0 結構處於極限狀態Z0 結構處於失效狀態Z=R-S稱為極限狀態方程這樣，結構可靠概率為 Ps=p{(R-S)≥0}結構失效概率為 Ps=p{(R-S