项目八 钢 结 构(课件)—《建筑结构》同步教学(机工版）

CONTENTS 目 录 钢结构概述 钢结构的连接 钢结构构件的计算 钢屋盖的设计 8.1 8.2 8.3 8.4 项目8 钢 结 构 1 学习目标 项目8 钢 结 构 了解钢结构的特点。 掌握钢结构的连接方式、构造及计算方法。 掌握钢构件的设计及计算方式。 掌握钢屋盖的设计方法。 2 PART 8.1 钢结构概述 3 8.1.1 钢结构的类型及特点 1. 钢结构的类型 钢结构是工程结构中应用比较广泛的一种建筑结构，按照使用功能及结构组成方式的不同，钢结构主要分为厂房类钢结构、桥梁类钢结构、海上采油平台钢结构和卫星发射钢塔架等，常见的为厂房类钢结构和桥梁类钢结构。 4 8.1.1 钢结构的类型及特点 1）厂房类钢结构 厂房类钢结构中的主要承重构件（如钢柱子、钢结构基础、钢梁、钢屋架及钢屋盖等）由钢材组成。厂房类钢结构主要包括轻型钢结构和重型钢结构。 5 8.1.1 钢结构的类型及特点 2）桥梁类钢结构 桥梁类钢结构在公路、铁路领域中有着极为广泛的应用，如板梁桥、桁架桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。 6 8.1.1 钢结构的类型及特点 2. 钢结构的特点 自重轻、强度高、施工快等诸多优点使得钢结构在众多结构形式中脱颖而出。随着国家经济建设的发展，钢结构在我国的应用越来越多，应用领域也不断扩大，如大跨度结构、高层建筑、工业建筑、高耸结构、可拆卸或移动的结构、特种结构等。 7 8.1.1 钢结构的类型及特点 1）钢结构的优点 （1）钢材强度高。钢材强度高是钢结构相比其他结构的首要优势。与混凝土结构相比，在相同截面的情况下钢结构可以承受更大的荷载。可以说，钢结构适用于建造跨度大、承载重的结构。 （2）钢材质量轻。钢结构的构件较小、质量较轻，便于运输、装拆和扩建。 （3）塑性、韧性好。塑性好，钢结构在一般条件下不会因超载而突然破坏；韧性好，适宜在动力荷载下工作。 8 8.1.1 钢结构的类型及特点 （4）材质均匀。钢材内部组织比较均匀，接近各向同性，实际受力情况和工程力学计算结果比较吻合。 （5）制造简单，施工周期短。钢结构的加工制作简便，连接简单，安装方便。 （6）密封性好。水密性和气密性较好，适宜建造密闭的板壳结构。 （7）可焊性好。 （8）抗震性能好。 9 8.1.1 钢结构的类型及特点 2）钢结构的缺点 （1）耐火性差。钢材在150 ℃时强度无变化；温度在200 ℃以内时，钢材主要的力学性能降低不多；温度超过200 ℃后，不仅强度逐步降低，还会发生兰脆和徐变现象；温度达600 ℃时，强度约为0，钢材进入塑性状态不能继续承载。 （2）耐腐蚀性差。钢材容易腐蚀，处于较强腐蚀性环境内的建筑物不宜采用钢结构。 10 8.1.2 钢结构的应用与发展 我国是最早用铁制造承重结构的国家，早在公元前246—公元前219年的秦始皇时代，就开始用铁做简单的承重结构，而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3—6世纪，聪明勤劳的中国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定县大渡河铁索桥（建于清朝）和贵州的盘江大桥等都是中国早期铁体承重结构的例子。2016年3月，127层、580 m高的上海中心大厦竣工，展示了我国钢结构设计与施工的非凡成就。 11 8.1.2 钢结构的应用与发展 我国著名的高层、超高层建筑大多是中外合作的产物，如上海金茂大厦、深圳地王大厦、环球金融中心等。在借鉴国外先进经验的基础上，1998年建成的大连远洋大厦标志着高层钢结构建筑国产化的起步，1999年建成的深圳赛格广场是当时世界上最高的钢筋混凝土结构建筑。近年来，专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高。一批有特色有实力的专业研究所、设计院不断研究和开发出钢结构设计的软件与新技术。 1. 高层和超高层钢结构建筑的国产化 12 8.1.2 钢结构的应用与发展 （1）钢结构的制造企业在全国遍地开花，造就了一批有实力的龙头企业。年产量几十万吨规模的企业就有１０余家，承担了国内大型钢结构工程任务，这些企业完全具备与国际同行业企业进行公平竞争的实力。 （2）目前一批外资、合资、民营的钢结构制造企业已在激烈的市场竞争中脱颖而出。在计算机设计、制图、数字控制、自动化加工制造等方面都处于行业领先水平，其产品的范围也从传统的建筑工程结构、机械装备、非标准构件、成套设施扩大到商品房屋、集装箱产品、港口设施等直接服务用户的终端产品。