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1、内蒙古建筑技术职业学院,主讲 麻子飞,第一讲 钢结构的基本知识,1,2,3,4,钢结构概述,5,钢结构的了解,钢结构的特点和应用,钢结构的基本形式,总结与思考,钢结构的发展,1.1 什么是钢结构 由型钢、钢板等制成的构件而组成的结构；有的还用钢铰线、钢丝绳（束）组成。,冷弯薄壁型钢,型钢,热轧型钢,角钢,工字钢,槽钢,H型钢,卷边薄壁C型钢（由薄钢板经冷加工成型）,构件截面形式,一 了解钢结构,1.钢结构设计规范及条文说明(GB50017-2003)(新)2.钢结构设计规范应用讲解3.陈绍蕃、顾强钢结构（上册 钢结构基础，下册 房屋建筑钢结构的设计)4.罗邦富等钢结构设计手册,1.2 课程内容
2、,1.钢结构的材料,2.钢结构的连接,3.基本构件,4.屋盖结构,1.3 主要参考资料,1.4 该课程的特点理论性较强计算方法注意力学理论的应用，如材力、结力、弹力等。但其计算方法要比这些力学的计算方法复杂。要涉及很多结构稳定理论的内容。2.密切联系工程实践是一门应用科学，密切联系工程实践。3.既古老又年轻,材料的强度高，塑性和韧性好材质均匀，和力学计算的假定比较符合钢结构制造简便，施工周期短钢结构的质量轻钢材耐腐蚀性差钢材耐热但不耐火钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂,二 钢结构的特点和应用,2.1 钢结构的特点,钢拉杆和压杆性能比较,价格贵 但近几年由于轻型板材的出现及设计方法的进
3、步，钢结构的用钢量已明显下降，加上较低的钢材价格，大大加强了建筑钢结构的市场竞争力。已开始打破多年来“钢结构造价高”的传统观念。环保效果好 施工时大大减少了砂、石、灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏；现场湿法施工大量减少，施工环境好；当建筑服务期满需拆除时，钢材可全部回收利用，大大减少灰色建筑垃圾。,大跨度钢结构重型厂房钢结构受动力荷载影响的结构可拆卸的结构高耸结构和高层建筑容器和其他构筑物轻型钢结构装饰性结构,2.2 钢结构的应用范围,高层钢结构建筑,杂交结构,2.2.1.大跨度结构 在建筑方面，结构型式包括：桁架结构、网架结构、网壳结构、拱架结构、刚架结构、悬索结构、薄膜结构、索膜结构等
4、。钢结构桥梁。,沈阳桃仙国际机场屋盖由16榀跨度为135m的倒三角形钢管桁架组成。,全国最大跨度的球壳厦门漳州后石电厂球形煤仓,国家奥林匹克游泳馆,哈尔滨康乐宫,哈尔滨康乐宫,德国的玻璃屋面网壳,北京工人体育馆,建于1961年，是我国悬索结构的代表作。,明石海峡大桥,2.2.2 重型工业厂房 如冶金工业厂房、大型装配车间。近年随着网架结构、轻型门式刚架的大量应用，许多一般工业车间也采用了钢结构。,上海宝钢一号高炉,2.2.3 可拆卸或移动结构,中国南极长城站综合仓库,活动房,2.2.4 多层和高层建筑,2.2.5 板壳结构（或容器和管道）,其他特种结构,如栈桥、管道支架、井架和海上采油平台等。
5、,管道支架,2.2.5 轻型钢结构 包括：轻型门式刚架房屋钢结构、冷弯薄壁型钢结构以及钢管结构。可用于荷载或跨度较小的结构 近几年已广泛应用于仓库、工业厂房、商业建筑、农业用暖棚等、并向多层住宅、别墅发展。,上海外贸仓库,工业厂房,农业暖房,新疆库尔勒市轻钢住宅楼,山东莱钢樱花园小区,2.2.6 装饰性结构,日本水户艺术馆,天津保税区,三 钢结构的基本形式,基本形式,（一）轻钢门式钢架结构,（二）钢框架结构,（三）钢网架结构,（四）索膜结构,（五）管桁架结构,（一）、轻钢门式钢架结构,单层钢结构厂房一般为轻钢门式刚架结构。刚架结构通常是指由直线形杆件（梁和柱）通过刚性节点连接起来的结构。工程中
6、习惯把梁与柱之间为铰接的单层结构称为排架，多层多跨的刚架结构则常称为框架。,（一）、轻钢门式钢架结构,刚接刚架与铰接刚架的弯矩比较,（一）、轻钢门式钢架结构,排架 无铰刚架 双铰刚架 三铰刚架,（一）、轻钢门式钢架结构,三种不同型式的刚架弯矩图比较,（二）、钢框架结构,钢框架结构住宅可分为焊接箱形截面（常用）或H型钢柱钢梁钢框架结构和钢框架加支撑结构两种类型。特点：结构自重小，抗震性能良好，施工速度快,（二）、钢框架结构,框架结构的受力特点 A、荷载作用：框架结构承受的作用包括竖向荷载和水平荷载 B、竖向荷载传递路线：现浇平板楼（屋）盖荷载主要向距离较近的梁上传递，然后在传递给钢柱C、受力分析
7、：（见书）,网架结构是由很多杆件通过节点，按照一定规律组成的空间杆系结构。网架结构根据外形可分为平板网架和曲面网架。通常情况下，平板网架称为网架；曲面网架称为网壳。,（三）、钢网架结构,优点：三维受力特点，能承受各方向的作用；杆件协同工作，整体性和稳定性好，空间刚度大；在节点荷载作用下，能充分发挥材料的强度；支座构造较为简单，受力合理，建筑外形 美观。缺点：杆件和节点的加工精度要求较高，加工难度大,（三）、钢网架结构,（四）、索膜结构（了解）,用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。特点：造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装
8、快捷、节能、易于、使用安全,（五）、管桁架结构,桁架结构是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架即是指结构中的杆件均为圆管杆件。管桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力，应力在截面上均匀分布，因而容易发挥材料的作用，这些特点使得桁架结构用料经济，结构自重小。管桁架结构中的杆件均在节点处采用焊接连接。同网架比，杆件较少，节点美观，不会出现较大的球节点，利用大跨度空间管桁架结构，可以建造出各种体态轻盈的大跨度结构。,四 钢结构的发展1.钢结构的发展历史 我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：1990年以前，钢结构建筑在工业领域中的主要应用是重型厂房中的排架结构体系，在民用领域中的
9、主要应用是螺栓球或焊接球网架结构；自1990年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。门式钢刚架结构被大量应用于工业厂房、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板已大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。,2.钢结构未来的发展方向（1）高性能钢材的研究与应用；提高强度和耐腐蚀性，经济断面钢材，如H型钢，冷弯薄壁型钢，压型钢板，方钢管（2）设计准则进一步完善；（3）结构的革新 空间结构的研究与应用；组合结构的研究与应用；高层钢结构的研究与应用。（4）优化理论和计算机辅助设计的应用,五 总结与思考1.钢结构的有哪些优点与缺点；2.掌握钢结构的基本形式，分清排架与框架的区别，网架与桁架的区别；,
