,土木工程学院,主讲：邵永松教授,钢结构基本原理及设计,钢结构基本原理及设计,使用教材:钢结构设计原理张耀春高等教育出版社参考用书:钢结构魏明钟主编武汉理工大学出版社钢结构钟善桐中国建筑工业出版社,钢结构基本原理及设计,课程内容体系介绍,结构,轴心构件受弯构件偏心构件,材料,发展,构件,厂房,高层建筑,桥梁结构,大跨度建筑,塔桅结构,焊接铆接螺栓,焊接铆接螺栓,计算方法设计原理,钢结构基本原理及设计,1-1钢结构发展简史,1-2钢结构特点及应用,1-3钢结构的设计方法,1-4钢结构的新发展,第1章绪论,第1章绪论,根据文献记载，中国早在公元前五十年就建成了跨度达百米的铁索桥，而欧美直到十七世纪尚未出现铁索桥。,泸定铁索桥,防腐问题,1-1钢结构发展简史,公元1061年（宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔，目前依然存在。铁塔高17.9米，八角十三级，重53.3吨，为我国现存最高、最重、最大的铁塔。已有900多年的历史。,我国古代金属结构建筑在世界上处于领先地位。镇江甘露寺铁塔、荆州玉泉寺铁塔等等。,1-1钢结构发展简史,甘露寺铁塔位于天王殿东北，实际上是唐宝历元年(八二五年)卫公李德裕建，故又称卫公塔。宋代重铸为铁塔，原塔为七级。十九世纪末又因大风疾雷，倾倒四层。,1-1钢结构发展简史,建国前,2.现代,19271937年是我国土木工程及金属结构建设的黄金时代，代表作品有：,沈阳皇姑屯机车厂钢结构厂房（1927）,广州中山纪念堂圆屋顶（19281931）,钱塘江大桥（1937）,1-1钢结构发展简史,广州中山纪念堂是为了纪念孙中山先生建造的，于1931年10月竣工。厅内容积为33300立方米，容量为5000人。建国后，广州市的标志性建筑，为国家一级文物。,1-1钢结构发展简史,由茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。该桥由他带领一批留学生自行设计和监造(实际施工由丹麦康益洋行承包下部结构和沉箱基础工程，上部结构钢梁则由英商道门朗公司承包制造和安装)。,1-1钢结构发展简史,建国后,第一个五年计划：以工业厂房（156个大型项目）、交通工程为主。,第一重型机械厂,第一汽车制造厂,1-1钢结构发展简史,人民大会堂,第二第四个五年计划：以公共建筑为主。,钢屋架,跨度61米高度7米,1-1钢结构发展简史,第五个五年计划：,以工业厂房、公共建筑、交通工程为主,宝钢厂区,1-1钢结构发展简史,芜湖长江大桥,九江长江大桥,(钢材15MnVN),1-1钢结构发展简史,瑞金饭店27层107米金沙江大酒店14层41.4米锦江宾馆43层153.21米静安希尔顿宾馆,京广中心53层208米京城大厦52层国贸中心40层长富宫25层,1-1钢结构发展简史,1-1钢结构发展简史,1997年，我国钢产量达1亿吨,1998年投产的轧制H型钢系列1991年2月4日马鞍山钢铁公司轧制我国第一根H型钢1996年建成的深圳地王大厦高度325米1998年建成的大连远洋大厦，钢结构高层建筑（高度201米，51层），全部由我国自己完成,1-1钢结构发展简史,上海金茂大厦,上海证券大厦,1-1钢结构发展简史,主跨602米的结合梁斜拉桥在1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首，现名列第三。,上海杨浦大桥,1-1钢结构发展简史,自1996年超过1亿吨以来，一直位列世界钢产量的首位，2006年更达到创纪录的3.8亿吨。我国新的钢结构设计规范GB50017和冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018也已发布实施。所有这些，为钢结构在我国的快速发展创造了条件。,1-1钢结构发展简史,于1777-1781年，世界上第一座铸铁桥。它的建造者是钢铁大王亚伯拉罕达比。由建筑师TF普里查德协助设计。这座桥横跨塞文河，跨度为30.5米。,3.钢结构在国外的发展史简介,1-1钢结构发展简史,框架结构最初在美国得到发展，其主要特点是以生铁框架代替承重墙。1858-1868年建造的巴黎圣日内维夫图书馆，是初期生铁框架形式的代表。,1-1钢结构发展简史,英国利兹货币交易所,伦敦老火车站,美国1850-1880年间“生铁时代”建造的大量商店、仓库和政府大厦多应用生铁构件门面或框架。,1-1钢结构发展简史,第一座依照现代钢框架结构原理建造起来的高层建筑是芝加哥家庭保险公司大厦。（1883-1885，WilliamLeBaronJenney）,共十层外形仍然保持着古典的比例,1-1钢结构发展简史,巴黎的埃菲尔铁塔，在1889年为纪念法国大革命一百周年而建造，落成之日，设计者埃菲尔骄傲地向世人宣称，世界上只有法国的国旗具有300米高的旗杆。,1-1钢结构发展简史,英国福斯桥,建于1889年，是世界上第一座现代化钢桥。,计算简图,1-1钢结构发展简史,钢拱桥是二十世纪早期常见的桥梁形式。,1-1钢结构发展简史,美国旧金山的金门大桥，建于20世纪30年代用了二万多根钢丝缆绳组成,1-1钢结构发展简史,纽约帝国大厦,马来西亚石油大厦,1-1钢结构发展简史,纽约帝国大厦1931年102层381米芝加哥汉考克大厦1970年100层337米纽约世界贸易中心1973年110层411米芝加哥西尔斯大厦1974年109层442米马来西亚石油大厦1996年88层450米金茂大厦88层421米,1-1钢结构发展简史,1-1钢结构发展简史,芝加哥西尔斯大厦,柳京饭店，它有一百零五层，高三百八十米，约有三千个房间，朝鲜最高的建筑，朝鲜建筑史上的奇迹。平壤古代又名柳京。,介绍一座混凝土建筑：,1-1钢结构发展简史,框架结构体系框架支撑结构体系框架剪力墙体系框架-筒体结构体系悬挂结构体系成束筒结构,4.高层钢结构结构体系,构件,连接,1-1钢结构发展简史,一、钢结构的特点,2.塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度好，抗震性能好；,1.强度/重量比大；稳定性,3.具可焊性、易加工制造、具良好的装配性；,4.密封性好；,5.可以重复利用；,6.有一定的耐热性，但是耐火性较差；,7.易锈蚀、有焊接残余应力；,8.低温冷脆。,1-2钢结构特点及应用,1-2钢结构特点及应用,工业化程度高（具可焊性、易加工制造、具良好的装配性）,1-2钢结构特点及应用,密封性能好,1-2钢结构特点及应用,耐火性不好，易锈蚀,钢结构通常在450650温度中就会失去承载能力发生很大的变形，导致钢柱、钢梁弯曲，因过大变形不能使用一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。,1-2钢结构特点及应用,A.外包层在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，可以采用喷涂法。,B.充水(水套)空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。,提高钢结构耐火性的措施,1-2钢结构特点及应用,屏蔽钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的一种经济的防火方法。,D.膨胀材料采用钢结构防火涂料保护构件具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点一般不需要添加辅助设施，涂层质量轻，美观先进防火技术措施。,1-2钢结构特点及应用,