钢结构设计原理 第一章 绪论65p.ppt

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1、1钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure1 1、钢结构的定义、钢结构的定义2 2、钢结构的特点、钢结构的特点3 3、我国钢结构的发展概况、我国钢结构的发展概况4 4、钢结构的主要结构形式、钢结构的主要结构形式5 5、钢结构的设计方法、钢结构的设计方法6 6、钢结构的新发展、钢结构的新发展钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles

2、of Steel Structure钢结构是土木工程的主要结构形式之一。钢结构与钢筋混钢结构是土木工程的主要结构形式之一。钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。同分支。1 1、什么是钢结构？、什么是钢结构？定义：定义：由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。如房屋、桥梁等，称为钢结构。第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure钢结构设计

3、原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure1 1、强度高、重量轻、强度高、重量轻2 2、钢结构的特点、钢结构的特点第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure2 2、材质均匀，塑性、韧性好、材质均匀，塑性、韧性好3 3、良好的加工性能和焊接性能、良好的加工性能和焊接性能4 4、密封性能好、密封性能好5 5、可重复性使用性、可重复性使用性6 6、耐热性较好，、耐热性较好，耐火性差耐火性差7 7、耐腐蚀性差、耐腐蚀性差8 8、低温冷脆倾向、低温冷脆倾向钢结构设计原理钢结构设计原理 Design P

4、rinciples of Steel Structure3 3、我国钢结构的发展概况、我国钢结构的发展概况 古代古代第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure 公元前公元前200200多年，秦始皇时代用铁建造了多年，秦始皇时代用铁建造了桥墩桥墩 公元公元6060年，汉明帝时代建造了铁链悬桥年，汉明帝时代建造了铁链悬桥 山东济宁寺铁塔山东济宁寺铁塔 江苏镇江甘露寺铁塔江苏镇江甘露寺铁塔钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 1818世纪欧洲工业革命后世纪欧洲工业革命后第一章第一章

5、 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure3 3、我国钢结构的发展概况、我国钢结构的发展概况 钢结构在欧洲各国的应用逐渐增多，而钢结构在欧洲各国的应用逐渐增多，而我国钢结构的发展非常缓慢。我国钢结构的发展非常缓慢。19271927年建成的沈阳皇姑屯机车厂钢结构年建成的沈阳皇姑屯机车厂钢结构厂房。厂房。19311931年建成的广州中心纪念堂圆屋顶。年建成的广州中心纪念堂圆屋顶。19371937年建成的杭州钱塘江大桥等。年建成的杭州钱塘江大桥等。钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 新中国成

6、立后新中国成立后第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure3 3、我国钢结构的发展概况、我国钢结构的发展概况由于受到钢产量的制约，钢结构仅在由于受到钢产量的制约，钢结构仅在重型厂房、大跨度重型厂房、大跨度公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构中采用。中采用。几个大型的钢铁企业生产车间都采用钢结构。几个大型的钢铁企业生产车间都采用钢结构。19621962年建成的北京工人体育馆采用圆形双层辐射式悬索年建成的北京工人体育馆采用圆形双层辐射式悬索结构，直径为结构，直径为94m94m。19751975年建成的上海体育馆，采用三向

7、网架，跨度达年建成的上海体育馆，采用三向网架，跨度达110m110m。武汉和南京长江大桥都采用了公、铁两用的双层钢桁架武汉和南京长江大桥都采用了公、铁两用的双层钢桁架桥。桥。广州上海等地都建造了高度超过广州上海等地都建造了高度超过200m200m的多边形空间桁架的多边形空间桁架钢质电视塔。钢质电视塔。钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 改革开放以来改革开放以来第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure3 3、我国钢结构的发展概况、我国钢结构的发展概况 19961996年我国

8、的钢产量超过一亿年我国的钢产量超过一亿t t，一直位于世界，一直位于世界钢产量的首位钢产量的首位 20032003年达到创纪录的年达到创纪录的2.22.2亿亿t t 钢结构政策从限制使用改为积极合理的推广应钢结构政策从限制使用改为积极合理的推广应用用 钢结构在现代应用的领域更加多元化，包括钢结构在现代应用的领域更加多元化，包括大大跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、多层和高层建筑、高耸结构、可拆卸结构、容多层和高层建筑、高耸结构、可拆卸结构、容器构筑物以及钢和混凝土的组合结构器构筑物以及钢和混凝土的组合结构钢结构设计原理钢结构设计原理 Design

9、Principles of Steel Structure网架结构是由许多杆件按一定规律布置，通过节网架结构是由许多杆件按一定规律布置，通过节点连接成空间杆系结构，其外形成平板状。点连接成空间杆系结构，其外形成平板状。第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure 构成网架的基本单元有三角锥、三棱体、正方体、截构成网架的基本单元有三角锥、三棱体、正方

10、体、截头四角锥等。头四角锥等。一般而言，网架钢结构有下列三种节点形式：一般而言，网架钢结构有下列三种节点形式：螺 栓 球 节 点焊接球节点焊接球节点螺栓球节点螺栓球节点钢板节点钢板节点 平板网架平板网架钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure加拿大蒙特利尔世界博览会美国馆，直径为加拿大蒙特利尔世界博览会美国馆，直径为76m76m，高高60m60m。钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Stru

11、cture网壳网壳 网壳结构同网架结构一样，网壳结构同网架结构一样，网壳也是由许多杆件按一定规律网壳也是由许多杆件按一定规律布置，通过节点连接成空间杆系布置，通过节点连接成空间杆系结构，结构，但网架的外形呈平板状，但网架的外形呈平板状，而网壳的外形呈曲面状而网壳的外形呈曲面状。一般为单层或双层，按其外一般为单层或双层，按其外形为单曲面或双曲面而构成网状形为单曲面或双曲面而构成网状穹顶、网状筒壳以及双曲抛物面穹顶、网状筒壳以及双曲抛物面网壳等多种形式。网壳等多种形式。网壳结构的特点：外形美观、网壳结构的特点：外形美观、通透感好，建筑空间大、用材省，通透感好，建筑空间大、用材省，设计施工较复杂。设

12、计施工较复杂。第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure苏州乐园宇宙大战馆球体屋面（穹顶）苏州乐园宇宙大战馆球体屋面（穹顶）钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure上海商务中心（网状网壳）上

13、海商务中心（网状网壳）钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure国家大剧院国家大剧院 总建筑面积近总建筑面积近1515万万m m2 2，该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半，该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴椭圆球形，东西长轴212.2m212.2m，南北短轴，南北短轴143.64m143.64m，总高度，总高度46.285m46.285m。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，整体结构用钢量达设计为法国巴黎机场公司安德鲁

14、建筑师，整体结构用钢量达6750t6750t。钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure纵向跨度为纵向跨度为240m240m，顶部高，顶部高55m55m，拱形骨架有，拱形骨架有1212度的倾角，其截面为度的倾角，其截面为3.5m3.5m2 2。香港大球场香港大球场钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel

15、Structure 国家体育场建筑体形上像鸟巢，建筑面积国家体育场建筑体形上像鸟巢，建筑面积25.8m25.8m2 2。可容纳。可容纳1010万人。平万人。平面为椭圆形，长轴面为椭圆形，长轴340m340m，短轴，短轴292m292m。屋盖中间有一个。屋盖中间有一个146m146m76m76m的开口，这的开口，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1616万万t t。国家体育馆国家体育馆钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapte

16、r 1 Preface to Steel Structure天津奥林匹克体育场天津奥林匹克体育场 体育场总建筑面积体育场总建筑面积15.815.8万万m m2 2，屋顶结构采用钢桁架悬条结构，屋面，屋顶结构采用钢桁架悬条结构，屋面桁架落地，形似露珠，与城市环境中的桁架落地，形似露珠，与城市环境中的“绿绿”与与“水水”相呼应。相呼应。钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure 公、铁路两用桥，铁路桥全长公、铁路两用桥，铁路桥全长7675m7675m，公路桥全长，公路桥全长4460m4460m，正桥，正桥1111孔，孔，全长全长1806m1806m，主跨，主跨216m216m，采用连续钢桁梁结构。，采用连续钢桁梁结构。九江长江大桥九江长江大桥钢结构设计原理钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 Preface to Steel Structure