钢结构第一章绪论a.pptVIP

课程内容体系介绍 结构 学习方法及基本要求 1 优点 (1) 建筑钢材强度高，塑性韧性好 强度高——大跨、高层、高负荷结构 塑性好——防止脆性破坏，应力重分配 韧性好——承受动力荷载，抗震性能好 (2) 钢结构的重量轻，质强比小 材料的质量密度ρ与强度f的比值α（质强比）小 建筑钢材质强比α：1.7～3.7×104 木材质强比α：5.4×104 钢筋混凝土质强比α：18×104 (3) 材质均匀、性能好，结构可靠性高 钢材接近于各向同性的理想弹－塑性体，实际受力同工程力学计算理论比较符合，因此钢结构的可靠性高 (4) 钢结构施工简便，工期短，易于改造和加固 钢材可加工性能好，工业化机械化程度高，构件轻，连接简单，安装方便 2 缺点 (1) 耐腐蚀性差 使用环境，钢材极易锈蚀，需注意保护，特殊环境下不易使用钢结构 (2) 耐火性差 耐热性较好（200℃以下钢材性质变化很小），高于200 ℃后钢材强度下降很快，600 ℃时钢材进入塑性状态，强度几乎降为零丧失承载力，需采取隔热防火措施 (3) 钢材价格相对较高 (1).波纹拱壳结构 (2) 门式刚架结构 （3）多层轻型房屋建筑  四 钢结构的发展研究 1、材料方面 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）。 2、结构设计计算方法的研究 3、新结构的推广应用 4、优化设计? 5、计算机辅助设计 一、钢结构设计方法的演变 1.容许应力方法 从20世纪初到20世纪5O年代，钢结构采用安 全系数法设计，即: 根据应用概率分析的程度不同，可分为三种水准： 半概率极限状态设计方法; 近似概率极限状态设计方法;全概率设计方法。 (1). 半概率极限状态设计方法; 1).三系数法（当时称为计算极限状态法） : 1957年至1973年我国钢结构设计采用半概率的分项系数法,结构设计中引入三个分项系数，即: 荷载分项系数--考虑荷载的不定性; 材料分项系数--考虑材料的不均性; 工作条件系数--考虑结构及构件的工作特点以及某些假定的计算简图与实际情况不完全相符等因素。 2) 半经验半概率极限状态设计法(容许应力法） 3 建筑结构的功能 ◆安全性（M≤Mu）：结构在预定的使用期间内（一般为50年），应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。 ◆适用性 （f ≤[ f ]）：结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 ◆耐久性（wmax≤[ wmax]）：结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。 4 结构功能的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。 结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态”。 承载力能力极限状态:超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。 ◆结构或构件达到最大承载力（包括疲劳） ◆结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移） ◆结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰） ◆结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳） 正常使用极限状态:超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。 ◆过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）； ◆过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； ◆过大的振动（不舒适）； ◆其他正常使用要求。 问题二：下列破坏分别属于超出了什么极限状态？ A、雨棚出现倾覆 B、出现了很大的裂缝 C、结构变成了机动体系 D、发生了失稳破坏 E、出现了很大的振动 F、超过了构件强度而破坏 答案A：承载能力极限状态 答案B：正常使用极限状态 答案C：承载能力极限状态 答案D：承载能力极限状态 答案E：正常使用极限状态 答案F：承载