鋼結(jié)構(gòu)基本知識(shí)

鋼結(jié)構(gòu)基本知識(shí)第一頁(yè)，共64頁(yè)?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史

全國(guó)重點(diǎn)保護(hù)文物－瀘定鐵索橋，建于1705－1706年，橋身共由13根鐵鏈組成；每根（鐵鏈）由862－977節(jié)鐵環(huán)相扣，每根鐵鏈重1300－1800kg。1.古代發(fā)展§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二頁(yè)，共64頁(yè)。根據(jù)文獻(xiàn)記載，中國(guó)早在公元前五十年就建成了跨度達(dá)百米的鐵索橋，而歐美直到十七世紀(jì)尚未出現(xiàn)鐵索橋。瀘定鐵索橋防腐問(wèn)題§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第三頁(yè)，共64頁(yè)。

公元1061年（宋代）在湖北荊州玉泉寺建成的13層鐵塔，目前依然存在。鐵塔高17.9米，八角十三級(jí)，重53.3噸，為我國(guó)現(xiàn)存最高、最重、最大的鐵塔。已有900多年的歷史。我國(guó)古代金屬結(jié)構(gòu)建筑在世界上處于領(lǐng)先地位。

鎮(zhèn)江甘露寺鐵塔、荊州玉泉寺鐵塔等等?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第四頁(yè)，共64頁(yè)。

甘露寺鐵塔位于天王殿東北，實(shí)際上是唐寶歷元年(八二五年)衛(wèi)公李德裕建，故又稱(chēng)衛(wèi)公塔。宋代重鑄為鐵塔，原塔為七級(jí)。十九世紀(jì)末又因大風(fēng)疾雷，傾倒四層。§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第五頁(yè)，共64頁(yè)。建國(guó)前2.現(xiàn)代1927~1937年是我國(guó)土木工程及金屬結(jié)構(gòu)建設(shè)的黃金時(shí)代，代表作品有：沈陽(yáng)皇姑屯機(jī)車(chē)廠(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房（1927）廣州中山紀(jì)念堂圓屋頂（1928~1931）錢(qián)塘江大橋（1937）§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第六頁(yè)，共64頁(yè)。廣州中山紀(jì)念堂是為了紀(jì)念孫中山先生建造的，于1931年10月竣工。廳內(nèi)容積為33300立方米，容量為5000人。建國(guó)后，廣州市的標(biāo)志性建筑，為國(guó)家一級(jí)文物。

§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第七頁(yè)，共64頁(yè)。

由茅以升先生主持興建的杭州錢(qián)塘江大橋。該橋由他帶領(lǐng)一批留學(xué)生自行設(shè)計(jì)和監(jiān)造(實(shí)際施工由丹麥康益洋行承包下部結(jié)構(gòu)和沉箱基礎(chǔ)工程，上部結(jié)構(gòu)鋼梁則由英商道門(mén)朗公司承包制造和安裝)?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第八頁(yè)，共64頁(yè)。建國(guó)后第一個(gè)五年計(jì)劃：以工業(yè)廠(chǎng)房（156個(gè)大型項(xiàng)目）、交通工程為主。第一重型機(jī)械廠(chǎng)第一汽車(chē)制造廠(chǎng)§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第九頁(yè)，共64頁(yè)。人民大會(huì)堂第二~第四個(gè)五年計(jì)劃：以公共建筑為主。鋼屋架跨度61米高度7米§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十頁(yè)，共64頁(yè)。第五個(gè)五年計(jì)劃~：以工業(yè)廠(chǎng)房、公共建筑、交通工程為主寶鋼廠(chǎng)區(qū)§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十一頁(yè)，共64頁(yè)。蕪湖長(zhǎng)江大橋九江長(zhǎng)江大橋(鋼材15MnVN)§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十二頁(yè)，共64頁(yè)。瑞金飯店27層107米金沙江大酒店14層41.4米錦江賓館43層153.21米靜安希爾頓賓館京廣中心53層208米京城大廈52層國(guó)貿(mào)中心40層長(zhǎng)富宮25層§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十三頁(yè)，共64頁(yè)?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十四頁(yè)，共64頁(yè)。1997年，我國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)1億噸,1998年投產(chǎn)的軋制H型鋼系列1991年2月4日馬鞍山鋼鐵公司軋制我國(guó)第一根H型鋼1996年建成的深圳地王大廈高度325米1998年建成的大連遠(yuǎn)洋大廈，鋼結(jié)構(gòu)高層建筑（高度201米，51層），全部由我國(guó)自己完成§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十五頁(yè)，共64頁(yè)。上海金茂大廈上海證券大廈§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十六頁(yè)，共64頁(yè)。主跨602米的結(jié)合梁斜拉橋在1994年建成時(shí)居世界斜拉橋跨度之首，現(xiàn)名列第三。上海楊浦大橋§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十七頁(yè)，共64頁(yè)。

自1996年超過(guò)1億噸以來(lái)，一直位列世界鋼產(chǎn)量的首位，2006年更達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的3.8億噸。我國(guó)新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018也已發(fā)布實(shí)施。所有這些，為鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十八頁(yè)，共64頁(yè)。

于1777-1781年，世界上第一座鑄鐵橋。它的建造者是鋼鐵大王亞伯拉罕·達(dá)比。由建筑師T·F·普里查德協(xié)助設(shè)計(jì)。這座橋橫跨塞文河，跨度為30.5米。

3.鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)外的發(fā)展史簡(jiǎn)介§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第十九頁(yè)，共64頁(yè)。框架結(jié)構(gòu)最初在美國(guó)得到發(fā)展，其主要特點(diǎn)是以生鐵框架代替承重墻。1858--1868年建造的巴黎圣日內(nèi)維夫圖書(shū)館，是初期生鐵框架形式的代表。

§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十頁(yè)，共64頁(yè)。英國(guó)利茲貨幣交易所

倫敦老火車(chē)站

美國(guó)1850-1880年間“生鐵時(shí)代”建造的大量商店、倉(cāng)庫(kù)和政府大廈多應(yīng)用生鐵構(gòu)件門(mén)面或框架?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十一頁(yè)，共64頁(yè)。第一座依照現(xiàn)代鋼框架結(jié)構(gòu)原理建造起來(lái)的高層建筑是芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大廈。（1883-1885，WilliamLeBaronJenney）,共十層外形仍然保持著古典的比例§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十二頁(yè)，共64頁(yè)。巴黎的埃菲爾鐵塔，在1889年為紀(jì)念法國(guó)大革命一百周年而建造，落成之日，設(shè)計(jì)者埃菲爾驕傲地向世人宣稱(chēng)，世界上只有法國(guó)的國(guó)旗具有300米高的旗桿?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十三頁(yè)，共64頁(yè)。英國(guó)福斯橋,建于1889年，是世界上第一座現(xiàn)代化鋼橋。計(jì)算簡(jiǎn)圖§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十四頁(yè)，共64頁(yè)。鋼拱橋是二十世紀(jì)早期常見(jiàn)的橋梁形式?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十五頁(yè)，共64頁(yè)。美國(guó)舊金山的金門(mén)大橋，建于20世紀(jì)30年代用了二萬(wàn)多根鋼絲纜繩組成§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十六頁(yè)，共64頁(yè)。紐約帝國(guó)大廈馬來(lái)西亞石油大廈§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十七頁(yè)，共64頁(yè)。紐約帝國(guó)大廈

1931年102層381米

芝加哥漢考克大廈

1970年100層337米

紐約世界貿(mào)易中心

1973年110層411米

芝加哥西爾斯大廈

1974年109層442米

馬來(lái)西亞石油大廈

1996年88層450米

金茂大廈

88層421米§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第二十八頁(yè)，共64頁(yè)?！?-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史芝加哥西爾斯大廈第二十九頁(yè)，共64頁(yè)。

柳京飯店，它有一百零五層，高三百八十米，約有三千個(gè)房間，朝鮮最高的建筑，朝鮮建筑史上的奇跡。平壤古代又名柳京。介紹一座混凝土建筑：§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第三十頁(yè)，共64頁(yè)。框架結(jié)構(gòu)體系框架支撐結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻體系框架---筒體結(jié)構(gòu)體系懸掛結(jié)構(gòu)體系成束筒結(jié)構(gòu)4.高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件連接§1-1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展簡(jiǎn)史第三十一頁(yè)，共64頁(yè)。一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2.塑性、韌性好，各向同性、力學(xué)性能與力學(xué)假定符合程度好，抗震性能好；1.強(qiáng)度/重量比大；穩(wěn)定性3.具可焊性、易加工制造、具良好的裝配性；4.密封性好；5.可以重復(fù)利用；6.有一定的耐熱性，但是耐火性較差；7.易銹蝕、有焊接殘余應(yīng)力；8.低溫冷脆。§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十二頁(yè)，共64頁(yè)。

工業(yè)化程度高（具可焊性、易加工制造、具良好的裝配性）§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十三頁(yè)，共64頁(yè)。

密封性能好§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十四頁(yè)，共64頁(yè)。耐火性不好，易銹蝕鋼結(jié)構(gòu)通常在450～650℃溫度中就會(huì)失去承載能力發(fā)生很大的變形，導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲，因過(guò)大變形不能使用一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十五頁(yè)，共64頁(yè)。A.外包層在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以現(xiàn)澆成型，可以采用噴涂法。B.充水(水套)空心型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護(hù)措施。

提高鋼結(jié)構(gòu)耐火性的措施§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十六頁(yè)，共64頁(yè)。屏蔽鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)件包藏在兩片墻之間的空隙里增加少許耐火材料或不增加即能達(dá)到防火的目的一種經(jīng)濟(jì)的防火方法。

D.膨脹材料采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)構(gòu)件具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點(diǎn)一般不需要添加輔助設(shè)施，涂層質(zhì)量輕，美觀(guān)先進(jìn)防火技術(shù)措施?！?-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十七頁(yè)，共64頁(yè)。1.大跨度結(jié)構(gòu)

有空間桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、張弦梁、拱架和框架等二.鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用國(guó)家大劇院§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十八頁(yè)，共64頁(yè)。北京中華世紀(jì)壇§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第三十九頁(yè)，共64頁(yè)。2.工業(yè)廠(chǎng)房

鞍鋼1700連鑄主廠(chǎng)房工程

鞍鋼大連鍍鋅線(xiàn)主廠(chǎng)房工程§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十頁(yè)，共64頁(yè)。3.受動(dòng)力荷載作用的結(jié)構(gòu)（橋梁、吊車(chē)梁）§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十一頁(yè)，共64頁(yè)。深圳地王大廈4.多層與高層結(jié)構(gòu)香港中銀匯豐銀行§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十二頁(yè)，共64頁(yè)。上海環(huán)球金融中心根據(jù)設(shè)計(jì)方案，大廈高492米、101層，建成后其高度將超過(guò)目前居世界第一的馬來(lái)西亞大廈（高452米）。

§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十三頁(yè)，共64頁(yè)。青島電視塔5.高聳結(jié)構(gòu)神州飛船發(fā)射塔§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十四頁(yè)，共64頁(yè)。多倫多電視塔多倫多電視塔東方明珠§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十五頁(yè)，共64頁(yè)。6.可拆卸移動(dòng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑、鐵路、公路、水利、商業(yè)、旅游和軍事等領(lǐng)域的辦公室、指揮部、宿舍、會(huì)議室、倉(cāng)庫(kù)、商店及各種臨時(shí)用房?！?-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十六頁(yè)，共64頁(yè)。7.容器和管道§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十七頁(yè)，共64頁(yè)。各種筒倉(cāng)南京揚(yáng)子石化化工廠(chǎng)§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十八頁(yè)，共64頁(yè)。

配以零件、扣件、門(mén)窗等形成比較完善的建筑體系，即輕鋼結(jié)構(gòu)體系。體系由工廠(chǎng)制作，現(xiàn)場(chǎng)按要求拼裝形成。具有自重輕，建設(shè)周期短，適應(yīng)性強(qiáng)，外表美觀(guān)，造價(jià)低，易維護(hù)等特點(diǎn)。由于自重輕，也降低了基礎(chǔ)的造價(jià)。8.輕型鋼結(jié)構(gòu)彩鋼板作屋面和墻面薄壁型鋼作檁條和圈梁H型截面做柱與梁現(xiàn)場(chǎng)用螺栓或焊接門(mén)式鋼架為主要結(jié)構(gòu)的一種建筑§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第四十九頁(yè)，共64頁(yè)。廠(chǎng)房、庫(kù)房、體育館展覽館機(jī)場(chǎng)機(jī)庫(kù)

已建和在建的浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)、首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)、成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)等重要工程。§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第五十頁(yè)，共64頁(yè)。全鋼結(jié)構(gòu)無(wú)吊車(chē)砼柱+鋼屋蓋排架結(jié)構(gòu)§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第五十一頁(yè)，共64頁(yè)。多層循環(huán)類(lèi)停車(chē)設(shè)備§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第五十二頁(yè)，共64頁(yè)。9.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)黑龍江省聯(lián)通大廈§1-2鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用第五十三頁(yè)，共64頁(yè)。1.1鋼結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式及選型1.1.1輕鋼門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房一般為輕鋼門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)。剛架結(jié)構(gòu)通常是指由直線(xiàn)形桿件（梁和柱）通過(guò)剛性節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的結(jié)構(gòu)。工程中習(xí)慣把梁與柱之間為鉸結(jié)的單層結(jié)構(gòu)稱(chēng)為排架，多層多跨的剛架結(jié)構(gòu)則稱(chēng)為框架。我們討論的剛架是單層剛架，因單層單跨或多跨剛架為“冂”字型的外形之故，習(xí)慣上稱(chēng)為門(mén)式剛架。54第五十四頁(yè)，共64頁(yè)。圖1.1多跨剛架的形式55第五十五頁(yè)，共64頁(yè)。1.1.2鋼框架結(jié)構(gòu)（民用建筑）1）框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)（1）荷載作用（2）豎向荷載傳遞路線(xiàn)（3）受力分析2）框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下的內(nèi)力圖56第五十六頁(yè)，共64頁(yè)。圖1.2框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖57第五十七頁(yè)，共64頁(yè)。1.1.3鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由很多桿件通過(guò)節(jié)點(diǎn)，按照一定規(guī)律組成的空間桿系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)根據(jù)外形可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。通常情況下，平板網(wǎng)