钢结构基础知识教程.ppt

钢结构
第一章概述
第二章建筑钢材
第三章钢结构的连接
第四章轴心受力构件
第五章梁(受弯构件)
第六章拉弯与压弯构件
第一章绪论
第一节钢结构的特点与应用
第二节钢结构的设计原理与方法
第三节钢结构的发展
第一节钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
1、强度高、强重比大;塑性、韧性好;
2、材质均匀,符合力学假定,安全可靠度高;
3、工厂化生产,工业化程度高,施工速度快;
4、钢结构耐热不耐火;易锈蚀,耐腐性差。
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构;
2、多层、高层及超高层建筑结构;
3、轻钢结构;
4、塔桅等高耸结构;
5、钢-混凝土组合结构。
第二节钢结构的设计原理与方法
结构设计首层规范《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)规定:结构的可靠度应采用以概率论为基础的极限状态设计方法分析确定。
钢结构和其他建筑结构一样,遵循“统一标准”要求,采用的也是以概率论为基础,用分项系数表达的极限状态设j计方法。
极限状态设计方法,在前序课程(如钢混结构、地基与基础等),对此以作详细介绍,此课就不再讲述,认真进行复习。
通过复习应掌握以下概念:结构的极限状态;结构的基本功能要求;结构的可靠度;失效概率;荷载及强度的标准值与设计值。
第三节钢结构的发展
我国是最早应用钢结构的国家,但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比,已有相当大的差距,最大的差距在于建筑钢结构。
97年新发布的《中国建筑技术政策》中强调要重点发展建筑钢结构,国家相关部门也多次发布文件,要求扩大钢结构住宅的市场占有率。
96年我国钢产量已开始超亿吨,居世界首位,为钢结构发展奠定物质基础,对钢材的使用已由“节约使用”变为“合理用钢”、“加大建筑用钢”。
当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构,最缺的人才也是钢结构专业,发展钢结构以带动其它相关产业的发展,已成为建筑业发展的重要任务。
第二章建筑钢材
第一节建筑结构用钢的基本要求
第二节钢材的主要机械性能
第三节影响钢材性能的主要因素
第四节建筑结构用钢的种类及选择
第一节建筑结构用钢的基本要求
●钢材种类繁多,规格、用途也不相同,对建筑结构用钢来说,主要有三方面的要求。
1、较高的强度:结构的承载力大,所需的截面小,结构的自重轻;
2、较好的塑性及韧性:塑性好,不易发生脆性破坏;韧性好,利于承受动力荷载;
3、良好的加工性能与耐久性:包括可焊性、冷弯性能以及耐腐性能;
●据上要求,《钢结构设计规范》GB50017-2003推荐承重结构用钢宜采用:炭素结构钢中的Q235钢及低合金高强结构钢中的Q345、Q390和Q420钢四种钢材。
第二节钢材的主要机械性能
一、单向拉伸试验曲线 根据钢材单向拉伸性能曲线,工程应用中,钢材的性能按理想弹塑性体考虑,fy定为钢材拉、压强度标准值。
二、钢材的主要机械性能
强度:fy 强度设计标准值,设计依据;fu钢材的最大承载强度,安全储备。
塑性-δ5(δ10),钢材产生塑变时而不发生脆性断裂的能力,便于内力重分布,吸收能量,重要指标。
冷弯性能-90o、180o,在冷加工过程中产生塑性变形时,对产生裂纹的敏感性,是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。
韧性-冲击韧性αk,钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收能量的能力,用于表征钢材承受动力荷载的能力(动力指标),按常温(20o)、零温(0o) 、负温(-20o、-40o)区分。
可焊性-表征钢材焊接后具备良好焊接接头性能的能力-不产生裂纹,焊缝影响区材性满足有关要求。
第三节影响钢材性能的主要因素
1、化学成份
2、冶金及轧制
3、冷作硬化与时效硬化
4、复杂应力与应力集中
5、残余应力
6、温度