钢结构.

钢结构概述建筑钢材设计方法钢结构的连接轴心受力构件梁（受弯构件）拉弯与压弯构件屋架第一章绪论一、钢结构特点1、优点：①轻质(密度/强度)、高强:②材质好(塑韧性见第P2)，可靠性高③工业化程度高，工期短④抗震性能好：刚性抗能，柔性耗能⑤(水\气)密封性能好，耐热性较好⑥可重复利用2、缺点：①钢材价格相对较高②耐火性差：美国世界贸易大厦（9`11）150摄氏度时强度无变化，600摄氏度时强度约为0。③耐锈蚀性差,维护费用高：长征桥钢材的塑性和韧性好；塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量。塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证；韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。二、我国钢结构的发展现状及趋势1、1949年以前:2、1949年---1978年：钢结构得到一定发展，钢产量有限，应用特殊所以，总体上是产量低，发展慢，应用少3、1978年---至今：钢结构前所未有的发展，钢产量大大提高，应用范围较大发展，钢质量及规格已基本满足要求三、钢结构的主要结构形式及组成杆件的分类：1、结构形式：1）框架2）桁架3）拱架4）索5）壳体2、具体结构应用：1）厂房钢结构：2）轻型钢结构：3）大跨度钢结构：（1）网架结构（图）（2）悬索及索桁架结构（3）网壳结构4）桥梁钢结构：5）高耸钢结构：6）高层钢结构：7）综合应用图（1）:大跨度钢结构钢屋架网架、网壳结构悬索结构拱架结构桥梁结构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146m×76m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。天津奥林匹克体育场俯瞰效果图“绿色奥运”、“科技奥运”、“人文奥运”建筑底面面积为80,000m2，屋顶面积76,719m2，地上层数6层，最高点高度53.00m，可容纳观众数60,000。屋顶结构采用钢桁架悬挑结构。屋面桁架落地，形似露珠。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，目前已进行过网壳部分设计与施工验收审查会议。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。图（2）:重型厂房结构西安变压器厂（400t吊车）图（3）:高层建筑80年代我国建造的11栋高层钢结构基本上都是国外设计、施工承建。目前我国已建和在建的高度超过100m的钢结构有48栋。上海环球金融中心由日本森大厦株式会社的全额子公司森海外株式会社及日本具有代表性的银行、保险公司、商社等36家企业，偕同政府系统机构日本海外经济协力基金(OECF)联合投资的上海环球金融中心，总投资逾750亿日元。位于陆家嘴金融贸易区，建筑总面积335,420平方米，地下3层，地上94层。建成后的高度达460米。总用钢量26000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱，目前正在施工基础。上海金茂大厦金茂大厦是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5.6亿美元建设的一座88层的超高层大厦，建筑高度420.5米，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。总用钢量14000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。设计者为美国S.O.M事务所。央视新台址央视新台址建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北京商务中心区的核心地段，占地面积18.7万平方米，总建筑面积55万平方米,230m。央视新台址建设工程总投资约50亿元人民币，2003年10月开工建设，2008年正式运行。大连远洋大厦大连远洋大厦由大连远洋运输公司、中远房地产开发公司与美国ESPIRIT公司联合投资14.8亿人民币开发的集五星级酒店和甲级写字楼为一体的智能大厦。总建筑面积14.8万平方米。其中：A座为五星级酒店，地上51层，总高200.8m。钢筋混凝土核心筒，外框钢框架。设计、加工、安装全部国产化。台北101长宽各150m，总面积30277m2，塔高508m，世界第一高，26层以上以8层为一单元。主要由巨柱、核心系统及外伸桁架梁。巨柱自地下5层至地上90层，最大尺寸为2.4mx3m。直径5.5m，中670t的阻尼器图（4）:高耸建筑电视塔、微波塔、通讯塔等东方明珠电视塔东方明珠广播电视塔座落在上海浦东新区黄浦江畔，以其468米的高度成为亚洲第一高塔。她于1991年3月开始建造，1994年11月完工，总重量达12万吨，总投资8.3亿元人民币。东方明珠塔由三根直径为九米的擎天立柱、太空舱、上球体、下球体、五个小球、塔座和广场组成。图（5）:轻型钢结构图（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钢球罐图(7):综合网架结构拱结构桥梁图(7):综合天津体育场千年穹顶西班牙迪加航空港上海会展中心单层厂房多层工业厂房2.工业厂房金陵石化总厂3.承受动力荷载及地震作用的结构帝王大厦4.高层建筑与高耸结构金茂大厦88层420米北京财富中心6.水利、水工结构海上石油平台6.水利、水工结构海上石油平台(1).波纹拱壳结构7.轻型房屋钢结构9.构筑物10.建筑小品餐厅厂房厂房结构框架简图住宅或办公楼发射塔高层钢结构拱形桥和拱架壳体空间桁架螺栓球节点平面桁架上海商务中心（网状网壳）输电塔苏州乐园宇宙大战馆球体屋面（穹顶）索网架结构箱形桥梁小别墅斜拉桥四、钢结构的发展研究：(一)、材料方面:高性能钢材（强度、塑性和韧性、耐火、耐候等）发展高强度钢材和新品种型钢，如强度更高的钢材、耐候钢（抗腐蚀）以及提高厚板材的质量（抗层状撕裂）。(二)、结构设计计算方法的研究对结构承载能力的认识从构件整体从弹性弹塑性应力蒙皮效应计算手段的改进(三)、新结构的推广应用*高强钢索*钢和混凝土组合结构*杂交结构（索、拱配合）(四)、制造和安装机电一体化，用软件把钢材切割、焊接技术和焊接标准集成一起，保证质量又节省劳动力。(四)、高层建筑(五)、结构优化原理的研究和应用(六)、国产化五、钢结构课程的学习方法根据教学大纲要求，课程只讲钢结构的基本构件部分；本课程的特点是：大家对钢结构的感性认识少，结构构造复杂，理论性强（特别是稳定理论）；受课时限制，不能过多的详解例题，一定要记好笔记，从机理理解一些理论问题，加强课前预习与课后复习；多作习题与思考题，避免眼高手低。