鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課件-南洋理工學(xué)院

2022/10/271鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理南洋理工工學(xué)院建建工系授課老師師：張德德軍2016.072022/10/272第1章緒緒論論本章問(wèn)答答：鋼鋼結(jié)構(gòu)？？哪里里用？如如何用用？重點(diǎn)：掌握鋼鋼結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)及及應(yīng)用范范圍，理理解鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的計(jì)計(jì)算方法法。難點(diǎn)：理解鋼鋼結(jié)構(gòu)的的計(jì)算方方法。2022/10/273本章提綱綱1.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史1.2鋼結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)及及應(yīng)用1.3鋼結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)方方法1.4有關(guān)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的規(guī)規(guī)范、規(guī)規(guī)程及標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介介1.5鋼結(jié)構(gòu)的的新發(fā)展展2022/10/2741.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史(了解)鋼結(jié)構(gòu)？？鋼結(jié)構(gòu)是是鋼材制制成的工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)，通常常由型鋼鋼和鋼板板等制成成的梁、、桁架、、柱、板板等構(gòu)件件組成，，各部分分之間用用焊縫、、螺栓或或鉚釘連連接．有有些鋼結(jié)結(jié)構(gòu)還部部分采用用鋼絲繩繩或鋼絲絲束。含碳量小小于2％％的鐵碳碳合金稱稱作鋼，，含碳量量大于2％時(shí)稱稱作鐵。。2022/10/2751.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史鋼是一種種鐵碳合合金，人人類采用用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的歷史史和煉鐵鐵、煉鋼鋼技術(shù)的的發(fā)展是是密不可可分的。。最早在公公元前2000年左右，，在伊拉拉克兩河河流域就就出現(xiàn)了了早期的的煉鐵術(shù)術(shù)。我國(guó)也是是較早發(fā)發(fā)明煉鐵鐵技術(shù)的的國(guó)家之之一，早早在戰(zhàn)國(guó)國(guó)時(shí)期，，我國(guó)的的煉鐵技技術(shù)已很很盛行了了。公元元65年（漢明明帝時(shí)代代），已已成功地地用鍛鐵鐵為環(huán)，，相扣成成鏈，建建成了世世界上最最早的鐵鐵鏈懸橋橋——蘭津橋。。此后，，為了便便利交通通，跨越越深谷，，曾陸續(xù)續(xù)建造了了數(shù)十座座鐵鏈橋橋。其中中跨度最最大的為為1705年（清康康熙）建建成的四四川瀘定定大渡河河橋，橋橋?qū)?.8m，跨長(zhǎng)100m。除鐵鏈鏈懸橋外外，我國(guó)國(guó)古代還還建有許許多鐵建建筑物，，如鐵塔塔等，目目前依然然存在。。所有這這些都表表明，我我們中華華民族對(duì)對(duì)鐵結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用用，曾經(jīng)經(jīng)居于世世界領(lǐng)先先地位。。2022/10/2761.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史歐美等國(guó)國(guó)家中最最早將鐵鐵做為建建筑材料料的當(dāng)屬屬英國(guó)，，但直到到1840年以前，，還只采采用鑄鐵鐵來(lái)建造造拱橋。。1840年以后，，隨著鉚鉚釘連接接和鍛鐵鐵技術(shù)的的發(fā)展，，鑄鐵結(jié)結(jié)構(gòu)逐漸漸被鍛鐵鐵結(jié)構(gòu)取取代，隨隨著1855年英國(guó)人人發(fā)明貝貝氏轉(zhuǎn)爐爐煉鋼法法和1865年法國(guó)人人發(fā)明平平爐煉鋼鋼法，以以及1870年成功軋軋制出工工字鋼之之后，形形成了工工業(yè)化大大批量生生產(chǎn)鋼材材的能力力，強(qiáng)度度高且韌韌性好的的鋼材才才開(kāi)始在在建筑領(lǐng)領(lǐng)域逐漸漸取代鍛鍛鐵材料料，自1890年以后成成為金屬屬結(jié)構(gòu)的的主要材材料。20世紀(jì)初焊焊接技術(shù)術(shù)的出現(xiàn)現(xiàn)，以及及1934年高強(qiáng)度度螺栓連連接的出出現(xiàn)，極極大地促促進(jìn)了鋼鋼結(jié)構(gòu)的的發(fā)展。。除西歐歐、北美美之外，，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)在前蘇蘇聯(lián)和日日本等國(guó)國(guó)家也獲獲得了廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用，逐逐漸發(fā)展展成為全全世界所所接受的的重要結(jié)結(jié)構(gòu)體系系。2022/10/2771.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展展簡(jiǎn)史史全國(guó)重重點(diǎn)保保護(hù)文文物－－瀘定定鐵索索橋，，建于于1705－1706年，橋橋身共共由13根鐵鏈鏈組成成；每每根（（鐵鏈鏈）由由862－977節(jié)鐵環(huán)環(huán)相扣扣，每每根鐵鐵鏈重重1300－1800kg。2022/10/2781.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展展簡(jiǎn)史史公元1061年（宋宋代））湖北北荊州州玉泉泉寺建建成的的13層鐵塔塔，目目前依依然存存在。。鐵塔高高17.9米，八八角十十三級(jí)級(jí)，重重53.3噸，為為我國(guó)國(guó)現(xiàn)存存最高高、最最重、、最大大的鐵鐵塔。。已有有900多年的的歷史史。2022/10/2791.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展展簡(jiǎn)史史甘露寺寺鐵塔塔位于于天王王殿東東北，，實(shí)際際上是是唐寶寶歷元元年(八二五五年)衛(wèi)公李李德裕裕建，，故又又稱衛(wèi)衛(wèi)公塔塔。宋宋代重重鑄為為鐵塔塔，原原塔為為七級(jí)級(jí)。十十九世世紀(jì)末末又因因大風(fēng)風(fēng)疾雷雷，傾傾倒四四層。。2022/10/27101.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展展簡(jiǎn)史史鴉片戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)后后，中中國(guó)淪淪為半半殖民民地半半封建建社會(huì)會(huì)，經(jīng)經(jīng)濟(jì)停停滯不不前，，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的發(fā)展展也比比較緩緩慢。。這期期間建建造的的橋梁梁大多多為國(guó)國(guó)外修修筑。。值得得一提提的是是，1937年建成成的錢錢塘江江大橋橋是由由我國(guó)國(guó)著名名橋梁梁專家家茅以以升負(fù)負(fù)責(zé)設(shè)設(shè)計(jì)和和監(jiān)督督施工工的。。解放后后，生生產(chǎn)力力得到到大的的發(fā)展展，建建成了了大量量的鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)工程程，其其中不不少在在規(guī)模模上和和技術(shù)術(shù)上已已經(jīng)達(dá)達(dá)到世世界先先進(jìn)水水平。。橋梁方方面：：1957年的武武漢長(zhǎng)長(zhǎng)江大大橋；；1968年的南南京長(zhǎng)長(zhǎng)江大大橋；；1992年的九九江長(zhǎng)長(zhǎng)江大大橋；；1993年的上上海楊楊浦大大橋；；1996年的西西陵長(zhǎng)長(zhǎng)江大大橋等等。公用與民民用建筑筑：首都都體育館館（跨度度99m平板網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)））；上海海體育館館（直徑徑110m平板網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)））；秦俑俑陳列館館（跨度度70m的三鉸拱拱鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)）塔桅結(jié)構(gòu)構(gòu)：北京京環(huán)境氣氣象桅桿桿（1977，325m）；上海海東方明明珠電視視塔（1995，468m）。2022/10/27111.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史由茅以升升先生主主持興建建的杭州州錢塘江江大橋。。該橋由由他帶領(lǐng)領(lǐng)一批留留學(xué)生自自行設(shè)計(jì)計(jì)和監(jiān)造造(實(shí)際施工工由丹麥麥康益洋洋行承包包下部結(jié)結(jié)構(gòu)和沉沉箱基礎(chǔ)礎(chǔ)工程，，上部結(jié)結(jié)構(gòu)鋼梁梁則由英英商道門門朗公司司承包制制造和安安裝)。2022/10/27121.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史廣州中山山紀(jì)念堂堂是為了了紀(jì)念孫孫中山先先生建造造的，于于1931年10月竣工。。廳內(nèi)容容積為33300立方米，，容量為為5000人。建國(guó)國(guó)后，廣廣州市的的標(biāo)志性性建筑，，為國(guó)家家一級(jí)文文物。2022/10/27131.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史2022/10/27141.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史2022/10/27151.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展簡(jiǎn)史史2022/10/27161.1鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展展簡(jiǎn)史2022/10/27171.2鋼結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)及應(yīng)用用(掌握)哪里用？1.2.1鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)（1）鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕輕鋼與磚石和和混凝土相相比，雖然然密度較大大，但強(qiáng)度度更高，故故其密度與強(qiáng)度的比比值較小，，承受同樣樣荷載時(shí)，，鋼結(jié)構(gòu)要要比其他結(jié)結(jié)構(gòu)輕。例如，當(dāng)跨跨度和荷載載均相同時(shí)時(shí)，鋼屋架架的質(zhì)量?jī)H僅為鋼混凝凝土屋架的的1/3~1/4，冷彎薄壁壁型鋼屋架架甚至接近近1/10，為運(yùn)輸和和吊裝提供供了方便。。由于鋼結(jié)結(jié)構(gòu)常較柔柔軟細(xì)，因因此穩(wěn)定問(wèn)問(wèn)題比較突突出，應(yīng)給給予充分注注意。2022/10/27181.2鋼結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)及應(yīng)用用(掌握)哪里用？鋼材比重：7850Kg/m3,抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度（200～）N/mm2重量/強(qiáng)度＝40混凝土比重：2500Kg/m3,抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度（1～）N/mm2重量/強(qiáng)度＝2500木材比重：500Kg/m3,順紋抗拉強(qiáng)強(qiáng)度（10～）N/mm2重量/強(qiáng)度＝50強(qiáng)度高，適適用于建造造跨度大、、承載重的的結(jié)構(gòu)。2022/10/2719（2）材質(zhì)均勻，，且塑性韌韌性好鋼材內(nèi)部組組織比較接接近于勻質(zhì)質(zhì)和各向同同性體，而而且在一定定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾幾乎是完全全彈性的。。因此，鋼鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)實(shí)際受力情情況和工程力學(xué)計(jì)算算結(jié)果比較較符合，計(jì)計(jì)算結(jié)果比比較可靠，，安全可靠靠度高。鋼材在冶煉煉和軋制過(guò)過(guò)程中質(zhì)量量可以嚴(yán)格格控制，材材質(zhì)波動(dòng)的的范圍小。。塑性和韌性性是概念上上完全不同同的兩個(gè)物物理量塑性——承受靜力荷荷載時(shí)，材材料吸收變變形能的能能力。塑性好，會(huì)會(huì)使結(jié)構(gòu)一一般情況下下不會(huì)由于于偶然超載載而突然斷斷裂，給人以安全保保證。韌性——承受動(dòng)力荷荷載時(shí)，材材料吸收能能量的多少少。韌性好，說(shuō)說(shuō)明材料具具有良好的的動(dòng)力工作作性能，適適宜在動(dòng)力力荷載下工作。適用于建造造重要結(jié)構(gòu)構(gòu)、對(duì)抗震震要求較高高的結(jié)構(gòu)1.2鋼結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)及應(yīng)用用2022/10/27201.2鋼結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)及應(yīng)用用（3）良好的加加工性能和和焊接性能能鋼材具有良良好的冷熱熱加工性能能和焊接性性能，便于于在專業(yè)化化的金屬結(jié)結(jié)構(gòu)廠大批批量生產(chǎn)出出精度較高高的構(gòu)件，，然后運(yùn)至至現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)進(jìn)行工地拼拼接和吊裝裝，既可保保證質(zhì)量，，又可縮短短施工周期期。（4）密封性好好采用焊接連連接的鋼板板結(jié)構(gòu)，具具有較好的的水密性和和氣密性，，可用來(lái)制制作壓力容容器、管道道，甚至載載人太空結(jié)結(jié)構(gòu)。（5）鋼材的可可重復(fù)使用用性鋼結(jié)構(gòu)加工工制造過(guò)程程中產(chǎn)生的的余料和碎碎屑，以及及廢棄和破破壞了的鋼鋼材或構(gòu)件件，均可回回爐重新冶冶煉成鋼材材重復(fù)使用用。因此，，鋼材被稱稱為綠色建建筑材料或或可持續(xù)發(fā)發(fā)展的材料料。2022/10/27211.2鋼結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)及應(yīng)用用（6）鋼材耐熱但不耐火100℃以內(nèi)，強(qiáng)度度無(wú)影響；；150℃以上，必須須進(jìn)行遮擋擋處理600℃左右，鋼材材進(jìn)入塑性性，無(wú)承載載能力溫度在200℃以內(nèi)時(shí)，鋼鋼材主要力力學(xué)性能降降低不多。。溫度超過(guò)過(guò)200℃后，不僅強(qiáng)強(qiáng)度逐步降降低，還會(huì)會(huì)發(fā)生藍(lán)脆和徐變現(xiàn)現(xiàn)象。溫度度達(dá)600℃時(shí)，鋼材進(jìn)進(jìn)入塑性狀狀態(tài)不能繼繼續(xù)承載裸裸鋼的耐火火極限通常常只有15～30分鐘，根據(jù)據(jù)我國(guó)有關(guān)關(guān)建筑防火火設(shè)計(jì)規(guī)范范的要求，，建筑的主主要承重構(gòu)件，如如柱、梁、、墻、樓板板的耐火極極限的要求求，分別為為0.5～3.0小時(shí)。我們國(guó)家家已經(jīng)明文規(guī)規(guī)定必須在鋼鋼結(jié)構(gòu)上采取取防火措施，，而且要達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)才能通通過(guò)驗(yàn)收。措施：防火涂料、、防火漆、外外包混凝土2022/10/27221.2鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)及應(yīng)用（7）耐腐蝕性差鋼材耐腐蝕的的性能比較差差，必須對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)注意防護(hù)護(hù)。尤其是暴露在大氣氣中的結(jié)構(gòu)如如橋梁，更應(yīng)應(yīng)特別注意。。這使維護(hù)費(fèi)用比鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)高高。不過(guò)在沒(méi)沒(méi)有侵蝕性介介質(zhì)的一般廠房中，構(gòu)件件經(jīng)過(guò)徹底除除銹并涂上合合格的油漆，，銹蝕問(wèn)題并不嚴(yán)重。近近年來(lái)出現(xiàn)的的耐候鋼具有有較好的抗銹銹性能，已經(jīng)逐步推廣應(yīng)應(yīng)用。容易腐腐蝕，處于較較強(qiáng)腐蝕性介介質(zhì)內(nèi)的建筑物不宜采用用鋼結(jié)構(gòu)。（8）鋼結(jié)構(gòu)的低溫冷脆傾向向在低溫和其他他條件下，可可能發(fā)生脆性性斷裂。2022/10/27231.2鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)及應(yīng)用1.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用用（1）大跨結(jié)構(gòu)鋼材強(qiáng)度高結(jié)結(jié)構(gòu)重量輕的的優(yōu)勢(shì)正好適適合于大跨構(gòu)，因此鋼結(jié)結(jié)構(gòu)在大跨空空間結(jié)構(gòu)和和大跨橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)中得到了了廣泛的應(yīng)用用如飛機(jī)庫(kù)，體體育館，展覽覽廳，影劇院院，大型交易易市場(chǎng)等屋蓋蓋結(jié)構(gòu)。國(guó)家體育場(chǎng)建建筑體形上像像鳥(niǎo)巢?？扇萑菁{8萬(wàn)人。平面為為橢圓形,長(zhǎng)軸340m短軸292m。屋蓋中間有有一個(gè)146m×76m的開(kāi)口，這部部分將設(shè)計(jì)成成開(kāi)合屋蓋。。采用加肋薄薄壁箱形截面面，總用鋼鋼量達(dá)16萬(wàn)t。2022/10/27241.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用用位于北京人民民大會(huì)堂西側(cè)側(cè)，西長(zhǎng)安街街以南，總占占地面積近12公頃，總建筑筑面積近15萬(wàn)平方米，總總投資26.88億元。該工程外部圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，，是半橢圓球球形，東西長(zhǎng)長(zhǎng)軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。屋面采用鈦鈦金屬板，整整個(gè)網(wǎng)殼外環(huán)環(huán)繞人工湖（（35500m2）,各種通道及入入口均設(shè)在水水下。設(shè)計(jì)計(jì)為法國(guó)巴黎黎機(jī)場(chǎng)公司安安德魯建筑師師，北京市建建筑設(shè)計(jì)研究究院參與主體體設(shè)計(jì)，整整體結(jié)構(gòu)用鋼鋼量達(dá)6750t，195kg/m。國(guó)家大劇院2022/10/27251.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用用深圳會(huì)展中心心膜結(jié)構(gòu)2022/10/27261.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用用（2）工業(yè)廠房吊車起重量較較大或者其工工作較繁重的的車間的主要要承重骨架多多采用鋼結(jié)構(gòu)。另外外，有強(qiáng)烈輻輻射熱的車間間，也經(jīng)常采采用鋼結(jié)構(gòu)。。結(jié)構(gòu)形式多為由鋼屋架架和階形柱組組成的門式剛剛架或排架，，也有采用網(wǎng)網(wǎng)架做屋蓋的結(jié)構(gòu)形式。。如冶金工廠廠的平爐車間間、初軋車間間、混鐵爐車車間等；重型機(jī)器廠的鑄鑄鋼車間，水水壓機(jī)車間、、鍛壓車間等等；造船廠的的船臺(tái)車間飛機(jī)制造廠的的裝配車間等等。這些車間間的主要承重重骨架往往全全部或部分采用鋼結(jié)構(gòu)。。2022/10/27271.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用用西安變壓器廠廠（400t吊車）2022/10/27281.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用（3）受動(dòng)力荷載載影響的結(jié)結(jié)構(gòu)由于鋼材具具有良好的的韌性，設(shè)設(shè)有較大鍛鍛錘或產(chǎn)生生動(dòng)力作用用的其他設(shè)設(shè)備的廠房房，即使屋屋架跨度不不大，也往往往由鋼制制成。對(duì)于于抗震能力力要求高的的結(jié)構(gòu)，采采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)也是比較較宜的。（4）高聳和高層建筑筑高聳結(jié)構(gòu)也也包塔架和和桅桿結(jié)構(gòu)構(gòu)。如高壓壓輸電線路路的塔架、、廣播和電電視發(fā)射用用的塔架和和桅桿等。。上海的東東方明珠電電視塔高度度達(dá)到468m，高層建建筑的骨架架，也是鋼鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用用范圍的一一個(gè)方面，，目前國(guó)內(nèi)內(nèi)最高的是是上海環(huán)球球金融中心心，高度為為492m。2022/10/27291.2.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用金茂大廈是是由中國(guó)上上海對(duì)外貿(mào)貿(mào)易中心股股份有限公公司獨(dú)家投投資5.6億美元建設(shè)設(shè)的一座88層的超高層層大廈，建建筑高度420.5米，建筑面面積28.9萬(wàn)平方米，，于1998年8月28日竣工。總總用鋼量量14000t，鋼筋混凝凝土核心筒筒，外框鋼鋼骨混凝土土及鋼柱。。央視新臺(tái)址址建設(shè)工程程位于北京京朝陽(yáng)區(qū)東東三環(huán)中路路、北京商商務(wù)中心區(qū)區(qū)的核心地地段，占地地面積18.7萬(wàn)平方米，，總建筑面面積55萬(wàn)平方米,230m。2022/10/27301.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用2022/10/27311.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用（5）可拆卸卸的結(jié)結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)不僅僅重量量輕，，還可可以用用螺栓栓或其其他便便于拆拆裝的的手段來(lái)連連接，，因此此非常常適用用于需需要搬搬遷的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。用用于裝裝配式式活動(dòng)房房屋、、臨時(shí)時(shí)性展展覽館館、舞舞臺(tái)、、施工工時(shí)的的臨時(shí)時(shí)房屋屋、溫溫室大棚棚等活動(dòng)車車庫(kù)活動(dòng)橋橋2022/10/27321.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用（6）容器和和其他他構(gòu)筑筑物冶金、、石油油、化化工企企業(yè)中中大量量采用用鋼板板做成成的容容器結(jié)結(jié)構(gòu)，，包括括油罐罐、煤氣罐罐、高高爐、、熱風(fēng)風(fēng)爐等等。此此外，，經(jīng)常常使用用的還還有皮皮帶通通廊棧棧橋、、管道支架架、鍋鍋爐支支架等等其他他鋼構(gòu)構(gòu)筑物物，海海上采采油平平臺(tái)也也大都都采用用鋼結(jié)結(jié)構(gòu)。。大連西西太平平洋石石化有有限公公司CF-62鋼球罐罐陜西銅銅川天天然氣氣公司司1000立方米米天然然氣球球罐2022/10/27331.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用（7）輕型鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)輕型鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)是一一個(gè)很很模糊糊的概概念，，沒(méi)有有嚴(yán)格格的定定義。。以下下結(jié)構(gòu)構(gòu)都可可稱為為輕型鋼結(jié)結(jié)構(gòu)：：①由由冷彎彎薄壁壁型鋼鋼組成成的結(jié)結(jié)構(gòu)；；②由由熱軋軋輕型型型鋼鋼（工工字鋼鋼、槽槽鋼、H型鋼、、L型鋼、、T型鋼等等）組組成的的結(jié)構(gòu)構(gòu)；③③由焊焊接輕輕型型型鋼（（工字字鋼、、槽鋼、、H型鋼、、L型鋼、、T型鋼等等）組組成的的結(jié)構(gòu)構(gòu)；④④由圓圓管、、方管管、矩矩形管管組成的結(jié)結(jié)構(gòu)⑤⑤由薄薄鋼板板焊成成的構(gòu)構(gòu)件組組成的的結(jié)構(gòu)構(gòu)⑥由由以上上各種種構(gòu)件件組成成的結(jié)結(jié)構(gòu)。。門式剛剛架結(jié)構(gòu)2022/10/27341.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用（8）鋼和混混凝土土的組組合結(jié)結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件件和板板件受受壓時(shí)時(shí)必須須滿足足穩(wěn)定定性要要求求，往往往不不能充充分發(fā)發(fā)揮它它的強(qiáng)度度高的的作用用，而而混凝凝土則則最宜宜于受受壓不不適于于受拉拉，將將鋼材材和混混凝土并用用，使使兩種種材料料都充充分發(fā)發(fā)揮它它的長(zhǎng)長(zhǎng)處，，是一一種很很合理理的結(jié)結(jié)構(gòu)。。近年來(lái)來(lái)這種種結(jié)構(gòu)構(gòu)在我我國(guó)獲獲得了了長(zhǎng)足足的發(fā)發(fā)展，，廣泛泛應(yīng)用用于高高層建建筑(如深圳的賽賽格廣廣場(chǎng))、大跨跨橋梁梁、工工業(yè)廠廠房和和地鐵鐵站臺(tái)臺(tái)柱等等。主主要構(gòu)構(gòu)件形形式有鋼與與混凝凝土組組合梁梁和鋼鋼管混混凝凝土柱柱等。。2022/10/2735§1.3鋼結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)方方法（難難點(diǎn)）1.3.1概率極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法（（掌握））1.結(jié)構(gòu)的功功能要求求可靠性指指結(jié)構(gòu)在在規(guī)定的的使用期期限內(nèi)，，在規(guī)定定的條件件下（正正常設(shè)計(jì)計(jì)、正常施工、、正常使使用和維維護(hù)），，完成預(yù)預(yù)定結(jié)構(gòu)構(gòu)功能的的能力。。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)該滿滿足的功功能要求求可概括括為：（1）安全性建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)能承承受正常常施工和和正常使使用時(shí)可可能出現(xiàn)現(xiàn)的各種種荷載和和變形。。（2）適用性結(jié)構(gòu)在正正常使用用過(guò)程中中應(yīng)具有有良好的的工作性性。例如如，不產(chǎn)產(chǎn)生影響響使用的的過(guò)大變變形或振振幅，不不發(fā)生足足以讓使使用者不不安的過(guò)過(guò)寬的裂裂縫等；；（3）耐久性結(jié)構(gòu)在正正常維護(hù)護(hù)條件下下應(yīng)有足足夠的耐耐久性，，完好使使用到設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)定定的年限限（即設(shè)設(shè)計(jì)使用用年限例例如一般般建筑結(jié)結(jié)構(gòu)可以以規(guī)定為為50年）。例例如混凝凝土不發(fā)發(fā)生嚴(yán)重重風(fēng)化、、腐蝕、、脫落，，鋼筋不不發(fā)生銹銹蝕等。。（4）在設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)定的的偶然事件件(如地震、、爆炸)發(fā)生時(shí)及及發(fā)生后后，仍能能保持必必需的整整體穩(wěn)定定性所謂謂整體穩(wěn)穩(wěn)定性，，系指在在偶然事事件發(fā)生生時(shí)及發(fā)發(fā)生后，，建筑結(jié)結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)產(chǎn)生局部部的損壞壞而不致致發(fā)生連連續(xù)倒塌塌。2022/10/27361.3.1概率極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法2.結(jié)構(gòu)的可可靠度結(jié)構(gòu)的可可靠度是是：結(jié)構(gòu)構(gòu)在規(guī)定定的時(shí)間間內(nèi)，在在規(guī)定的的條件下下，完成成預(yù)定功能的的概率。。規(guī)定時(shí)時(shí)間，通通常采用用結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)使使用年限限；規(guī)定定條件是指正常常設(shè)計(jì)，，正常施施工，正正常使用用和維護(hù)護(hù)的條件件，不考考慮人為為過(guò)失影響。3.結(jié)構(gòu)的極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，，結(jié)構(gòu)的的可靠性性是用結(jié)結(jié)構(gòu)的極極限狀態(tài)態(tài)來(lái)判斷斷的。整整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一一部分超超過(guò)某一一特定狀狀態(tài)就不不能滿足足設(shè)計(jì)指指定的某某一功能能要求這個(gè)特定定狀態(tài)稱稱為該功功能的極極限狀態(tài)態(tài)。結(jié)構(gòu)的極極限狀態(tài)態(tài)分為承承載能力力極限狀狀態(tài)和正正常使用用極限狀狀態(tài)兩類類。2022/10/27371.3.1概率極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法(1)承載能力力極限狀狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件達(dá)到到最大承承載能力力或者達(dá)達(dá)到不適適于繼續(xù)續(xù)承載的的變形狀狀態(tài)，稱稱為承載載能力極極限狀態(tài)態(tài)。當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件由于于材料強(qiáng)強(qiáng)度不夠夠而破壞壞，或因因疲勞而而破壞，，或產(chǎn)生生過(guò)大的的塑性變變形而不不能繼續(xù)續(xù)承載，，結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件喪喪失穩(wěn)定定；結(jié)構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闉闄C(jī)動(dòng)體體系時(shí)，，結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件就就超過(guò)了了承載能能力極限限狀態(tài)。。超過(guò)承承載能力力極限狀狀態(tài)后，，結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件就就不能滿滿足安全全性的要要求。(2)正常使用用極限狀狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件達(dá)到到正常使使用或耐耐久性能能中某項(xiàng)項(xiàng)規(guī)定限限度的狀狀態(tài)稱為為正常使使用極限限狀態(tài)。。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件出現(xiàn)影影響正常常使用的的過(guò)大變變形、裂裂縫過(guò)寬寬、局部部損壞和和震動(dòng)時(shí)時(shí)可認(rèn)為為結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件超超過(guò)了正正常使用用極限狀狀態(tài)。超超過(guò)了正正常使用用極限狀狀態(tài)，結(jié)結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件就不不能保證證適用性性和耐久久性的功功能要求求。結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件按承載載能力極極限狀態(tài)態(tài)進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)后，，還應(yīng)該該按正常常使用極極限狀態(tài)態(tài)進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算。結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)應(yīng)不不超過(guò)承承載能力力極限狀狀態(tài)和正正常使用用極限狀狀態(tài)。把把極限狀狀態(tài)作為為結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原則則的設(shè)計(jì)計(jì)方法，，就是極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法法。2022/10/27381.3.1概率極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法4.概率極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)原理理以概率理理論為基基礎(chǔ)的極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)方方法則是是以結(jié)構(gòu)構(gòu)失效概概率來(lái)定定義結(jié)構(gòu)可靠靠度，并并以與結(jié)結(jié)構(gòu)失效效概率相相對(duì)應(yīng)的的可靠指指標(biāo)β來(lái)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠度，從而而能較好地地反映結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠度的的實(shí)質(zhì)，使使設(shè)計(jì)概念念更為科學(xué)學(xué)和明確。結(jié)構(gòu)的極限限狀態(tài)可以以用極限狀狀態(tài)函數(shù)來(lái)來(lái)表達(dá)：Z＝R—SS——荷載效應(yīng)，，它代表由由各種荷載載分別產(chǎn)生生的荷載效效應(yīng)的總和和；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗抗力當(dāng)Z＝R—S>0時(shí)，結(jié)構(gòu)處處于可靠狀狀態(tài)；當(dāng)Z＝R—S=0時(shí)，結(jié)構(gòu)達(dá)達(dá)到極限狀狀態(tài)；當(dāng)Z＝R—S<0時(shí)，結(jié)構(gòu)處處于失效(破壞)狀態(tài)。2022/10/27391.3.1概率極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)法法安全的概念念是相對(duì)的的，所謂“安全”只是失效概概率相對(duì)較較小而已，，失效概率不可能能為零，故故不存在絕絕對(duì)安全的的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該通過(guò)設(shè)設(shè)計(jì)把失效效概率控制制在某一個(gè)個(gè)可以接受受的限制以以下就可以以。從結(jié)構(gòu)安全全的角度，，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的抗抗力R，減小抗力力R和荷載效應(yīng)應(yīng)S的離散程度度，可以提提高結(jié)構(gòu)的的可靠程度度，即提高高μR－μS，減小σR、σS可使失效概概率降低。。2022/10/27401.3.1概率極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)法法失效概率Pf來(lái)度量結(jié)構(gòu)的的可靠性具有明明確的意義，但但計(jì)算繁瑣，可可以利用可靠度度指標(biāo)β代替失效概率來(lái)度量量結(jié)構(gòu)的可靠性性。(·)標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)態(tài)分布函數(shù)數(shù)2022/10/27411.3.1概率極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)法法在隨機(jī)變量量R、S服從正態(tài)分分布時(shí)，只只要知道就就可可以求出可可靠指標(biāo)。。把稱稱為可可靠指標(biāo)。。可靠指標(biāo)標(biāo)可以反映映失效概率率的大小，，和Pf之間有一一一對(duì)應(yīng)關(guān)系系，用可靠靠指標(biāo)計(jì)算算更為簡(jiǎn)便便。可以看看出大大，則失效效概率Pf小。目標(biāo)可靠指指標(biāo)[]為使結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)安全和和經(jīng)濟(jì)合理理，確定一一個(gè)公眾所所能接受的的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的失效概概率或可靠靠指標(biāo)，稱稱為目標(biāo)可可靠指標(biāo)(允許失效概概率)相關(guān)因素：：安全等級(jí)級(jí)，破壞形形式，極限限狀態(tài)（1.3.1）2022/10/27421.3.1概率極極限狀狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法法5.極限表表達(dá)式式分項(xiàng)系系數(shù)是是按照照目標(biāo)標(biāo)可靠靠指標(biāo)標(biāo)β值，并并考慮慮工工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)優(yōu)選確確定定后，將將其隱隱含在在設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)達(dá)式中中，分分項(xiàng)系系數(shù)已已起著著考慮慮目標(biāo)標(biāo)可靠靠指標(biāo)標(biāo)的等價(jià)作作用。。實(shí)用設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式是多多系數(shù)數(shù)的極極限狀狀態(tài)表表達(dá)式式，包包括承承載力力分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)和荷載載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)等，，其來(lái)來(lái)源與與目標(biāo)標(biāo)可靠靠指標(biāo)標(biāo)[β]有關(guān)，，并都都由[β]值度量的的，這這樣可可保證證結(jié)構(gòu)構(gòu)的各各個(gè)構(gòu)構(gòu)件之之間的的可靠靠度水水平或或各種種結(jié)構(gòu)構(gòu)之間的可可靠度度水平平基本本上比比較一一致。?！兑?guī)范》給出的的實(shí)用用設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)達(dá)式有有承載載能力力極限限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)達(dá)式和和正常使使用極極限狀狀態(tài)表表達(dá)式式均由由此原原理確確定。。⑴承載能能力極極限狀狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式①結(jié)構(gòu)構(gòu)重要要性系系數(shù)γ0它是第第一層層次的的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)，應(yīng)應(yīng)按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的安全全等級(jí)級(jí)、設(shè)設(shè)計(jì)使使用年限并并考慮慮工程程經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)確定定。2022/10/27431.3.1概率極極限狀狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法法結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的重要要性系系數(shù)，，與安安全等等級(jí)對(duì)對(duì)應(yīng)：：（1）對(duì)安安全等等級(jí)為為一級(jí)級(jí)或設(shè)設(shè)計(jì)使使用年年限為為100年及以以上的的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件不不應(yīng)小小于1.1；（（2）二級(jí)級(jí)或設(shè)設(shè)計(jì)使使用年年限為為50年的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件不不應(yīng)小小于1.0；（（3）等級(jí)級(jí)為三三級(jí)或或5年及以以下的的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件不應(yīng)應(yīng)小于于0.9。（（4）在抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)中中，不不考慮慮結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件的重重要性性系數(shù)數(shù)②荷載效效應(yīng)分分項(xiàng)系系數(shù)：：它是第第二層層次的的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)，根根據(jù)給給定的的目標(biāo)標(biāo)可靠靠指標(biāo)標(biāo)和不不同的的可變變荷載與與永久久荷載載比值值，對(duì)對(duì)不同同類型型的構(gòu)構(gòu)件進(jìn)進(jìn)行反反算后后得出出相應(yīng)應(yīng)的分分項(xiàng)系數(shù)，從中經(jīng)經(jīng)過(guò)優(yōu)選，確確定最合適的的數(shù)值。例如如，永久荷載載的分項(xiàng)系數(shù)，根據(jù)其效效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不不利和有利分分別取1.2和1.0，可變荷載的的分項(xiàng)系數(shù)一般取1.4等。2022/10/27441.3.1概率極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法實(shí)際上荷載效效應(yīng)中的荷載載有永久荷載載和可變荷載載，為荷載載組合，并且可變荷載載不止一個(gè)，，同時(shí)，可變變荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響有大大有小，多個(gè)可變荷載也也不一定會(huì)同同時(shí)發(fā)生，為為此，考慮到到兩個(gè)或兩個(gè)個(gè)以上可變荷載同時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)的可能性較較小，引入荷荷載組合值系系數(shù)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值折減。作用效應(yīng)有基基本組合也有有偶然組合。。按承載能力力極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，一般考慮作用用效應(yīng)的基本本組合，必要要時(shí)尚應(yīng)考慮慮作用效應(yīng)的的偶然組合。?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷數(shù)數(shù)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于基基本組合，荷荷載效應(yīng)組合合的設(shè)計(jì)值應(yīng)從由可可變荷載效應(yīng)應(yīng)控制的組合合和由永久荷荷載效應(yīng)控制制的兩組組合中取最不利利值確定。結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)計(jì)值RR=R（R，fk，ak，….）=Rk/R荷載效應(yīng)組合合設(shè)計(jì)值SⅠ、基本組合2022/10/27451.3.1概率極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法由可變荷載效效應(yīng)控制的組組合由永久荷載效效應(yīng)控制的組組合取最不利值其中，G—永久荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù);Q—可變荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù);SGk—永久荷載效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值SQk—可變荷載效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;ci—第i個(gè)可變荷載的的組合系數(shù)承載能力極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)表表達(dá)式（1.3.3）（1.3.2）2022/10/27461.3.1概率極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法G——永久荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)永永久荷載效應(yīng)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的承載能力力不利時(shí)，對(duì)對(duì)由可變荷載載效應(yīng)控制的的組合應(yīng)取1.2，對(duì)由永久荷荷載效應(yīng)控制制的組合應(yīng)取取1.35；當(dāng)永久荷載載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的承載載能力有利時(shí)時(shí)，一般情況況下取1.0，驗(yàn)算傾覆、、滑移或漂浮浮時(shí)取0.9；Q1,Qi——第1個(gè)和第i個(gè)可變荷載分分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)當(dāng)可變荷載效效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的承載載能力不不利時(shí)，在一一般情況下應(yīng)應(yīng)取1.4，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大大于4.0kN/m2的工業(yè)房屋樓樓面結(jié)構(gòu)的活活荷載取1.3；當(dāng)可變荷載載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的承載載能力有利時(shí)時(shí)，應(yīng)取為0；S——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值的效應(yīng)；；SQ1k——在基本組合中中起控制作用用的第1個(gè)可變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)應(yīng)；SQik——第i個(gè)可變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)應(yīng)；ci——第i個(gè)可變荷載的的組合值系數(shù)數(shù)，其值不應(yīng)應(yīng)大于12022/10/27471.3.1概率極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法對(duì)于一般排架、、框架結(jié)構(gòu)，，基本組合可可采用簡(jiǎn)化規(guī)規(guī)則由可變荷載效效應(yīng)控制的組組合由永久荷載效效應(yīng)控制的組組合取最不利值—簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)表達(dá)達(dá)式中采用的的荷載組合系系數(shù)，一般情況下可可取=0.90當(dāng)只有一個(gè)可可變荷載時(shí)，，取=1.0Ⅱ、偶然組合2022/10/27481.3.1概率極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法偶然組合極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)表表達(dá)式確定的的一般原則ⅰ）只考慮一種偶偶然作用與其其他荷載的組組合ⅱ）偶然作用的的代表值不乘乘以分項(xiàng)系數(shù)數(shù)ⅲ）可變荷載可可根據(jù)與偶然然作用同時(shí)出出現(xiàn)的可能性性，采用適當(dāng)當(dāng)?shù)拇碇?，，如?zhǔn)永久值值等ⅳ）荷載與抗力力分項(xiàng)系數(shù)值值,可根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)可靠度分分析或工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定⑵正常使用極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)表表達(dá)式允許其出現(xiàn)的的概率高于承承載能力極限限狀態(tài)采用荷載效應(yīng)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合合、頻遇組合合和準(zhǔn)永久組組合SCC—結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常常使用要求的的規(guī)定限值，，例如變形flim、裂縫寬度wlim等2022/10/27491.3.2結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析析方法鋼結(jié)構(gòu)的正常常使用極限狀狀態(tài)只涉及變變形驗(yàn)算，僅僅需考慮荷載載的標(biāo)準(zhǔn)組合合：針對(duì)未變形的的結(jié)構(gòu)來(lái)分析析它的平衡；；不考慮變形形對(duì)外力的影影響，叫做一一階分析；針針對(duì)已變形的的結(jié)構(gòu)來(lái)分析析它的平衡，，叫做二階分分析。一階分分析所得變形形與荷載關(guān)系系是線性的，，二階分析所所得變形與荷荷載關(guān)系是非非線性的，疊疊加原理不可可用。應(yīng)應(yīng)力問(wèn)問(wèn)題一般只用用一階分析，，只有少數(shù)特特殊結(jié)構(gòu)，如如索結(jié)構(gòu)、桅桅桿結(jié)構(gòu)，因因變形對(duì)內(nèi)力力影響很大，，才需用二階階分析。1.3.2結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析析方法2022/10/2750§1.4有關(guān)鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的規(guī)規(guī)范、、規(guī)程程及標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介（了解解）我國(guó)涉涉及鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的規(guī)規(guī)范、、規(guī)程程、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)等等從總總體上上可分分為5個(gè)層次次。屬于第第一個(gè)個(gè)層次次的有有：（1）GB50068-2001《《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)可可靠度度設(shè)計(jì)計(jì)統(tǒng)一一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》；………屬于第第二個(gè)個(gè)層次次的有有：（1）GB2009-2001《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)規(guī)范》；………屬于第第三個(gè)個(gè)層次次的有有：（1）GB50017《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范》；………2022/10/2751§1.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的新新發(fā)展展（了了解））1.5.1結(jié)構(gòu)用用鋼的的新發(fā)發(fā)展國(guó)內(nèi)外外在高高性能能鋼材材的應(yīng)應(yīng)用方方面取取得不不少新新進(jìn)展展，其其中包包括高高強(qiáng)度度高性性能鋼鋼、低低屈服服點(diǎn)鋼鋼和耐耐火鋼鋼的開(kāi)開(kāi)發(fā)和和應(yīng)用用等。。高高性能能鋼材材是一一個(gè)綜綜合性性的相相對(duì)概概念。。鋼材材產(chǎn)品品及標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中中尚無(wú)無(wú)明確確的定定義。。按應(yīng)用用性能能不同同一般般可分分為以以下幾幾類：：1）綜合合性能能優(yōu)異異的鋼鋼材——在強(qiáng)度度、延延性、、沖擊擊韌性性、焊焊接性性等各各方面面性能能均優(yōu)優(yōu)于通通用性性能的的鋼材材。如如建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)用鋼鋼板（（GJ鋼）、、低合合金鋼鋼中TMCP交貨鋼鋼材等等。2）專用用性能能優(yōu)異異的鋼鋼材——滿足某某一功功能要要求而而其專專用性性能優(yōu)優(yōu)異的的鋼材材。如如“厚厚度方方向鋼鋼板””、““耐候候鋼””、““耐火火鋼””等。。3）截面面特性性優(yōu)異異的鋼鋼材——因截面面形狀狀更合合理而而具有有更優(yōu)優(yōu)化截截面特特性的的熱軋軋（冷冷彎））型材材。如如寬翼翼緣工工字鋼鋼、冷冷彎薄薄壁型型鋼、、蜂窩窩梁等等。相對(duì)來(lái)來(lái)說(shuō)，，我國(guó)國(guó)鋼材材的種種類和和質(zhì)量量均不不及工工業(yè)發(fā)發(fā)達(dá)國(guó)國(guó)家的的。如如何研研制開(kāi)開(kāi)發(fā)新新型高高效鋼鋼材是是擺在在我國(guó)國(guó)冶金金戰(zhàn)線線科技技工作作者面面前的的一項(xiàng)項(xiàng)重要要任務(wù)務(wù)。2022/10/2752§1.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的新新發(fā)展展1.5.2新型結(jié)結(jié)構(gòu)體體系的的應(yīng)用用和發(fā)發(fā)展近年來(lái)來(lái)，在在全國(guó)國(guó)各地地修建建了大大量的的大跨跨空間間結(jié)構(gòu)構(gòu)，網(wǎng)網(wǎng)架和和網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式已在在全國(guó)國(guó)普及及，張張弦桁桁架、、懸掛掛結(jié)構(gòu)構(gòu)也有有很多多應(yīng)用用實(shí)例例；直直接焊焊接鋼鋼管結(jié)結(jié)構(gòu)、、變截截面輕輕鋼門門式剛剛架、、金屬屬拱型型波紋紋屋蓋蓋等輕輕鋼結(jié)結(jié)構(gòu)也也已遍遍地開(kāi)開(kāi)花；；鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的高層層建筑筑也在在不少少城市市拔地地而起起；適適合我我國(guó)國(guó)國(guó)情的的鋼-混凝土土組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)和混混合結(jié)結(jié)構(gòu)也也有了了廣泛泛應(yīng)用用；目目前好好多地地方都都在建建造索索膜結(jié)結(jié)構(gòu)的的罩棚棚和建建筑小小品……可以毫毫不夸夸張地地說(shuō)，，我國(guó)國(guó)已成成了各各種鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系的展展覽館館和試試驗(yàn)場(chǎng)場(chǎng)。選擇先先進(jìn)合合理的的結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系，既既能滿滿足建建筑藝藝術(shù)需需要，，又能能做到到技術(shù)術(shù)先進(jìn)進(jìn)、經(jīng)經(jīng)濟(jì)合合理、、安全全適用用、確確保質(zhì)質(zhì)量就就顯得得非常常重要要。目目前有有一種種為追追求建建筑造造型新新奇、、怪異異，而而不惜惜浪費(fèi)費(fèi)鋼材材采用用最笨笨重的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式的傾傾向是是值得得警惕惕的。。2022/10/2753§1.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的新新發(fā)展展1.5.3設(shè)計(jì)方方法的的新發(fā)發(fā)展目前我我國(guó)采采用的的概率率極限限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)法的的特點(diǎn)點(diǎn)是用用根據(jù)據(jù)各種種不定定性分分析所得得到的的失效效概率率(或可靠靠指標(biāo)標(biāo))去度量量結(jié)構(gòu)構(gòu)的可可靠性性，并并使所所計(jì)算算的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件的可可靠度度達(dá)到到預(yù)期期的一一致性性和可可比性性。但但是該該方法法還有有待發(fā)展，，因?yàn)闉橛盟?jì)算算的可可靠度度還只只是構(gòu)構(gòu)件或或某一一截面面的可可靠度度而不不是結(jié)構(gòu)體體系的的可靠靠度，，該方方法也也不適適用于于構(gòu)件件或連連接的的疲勞勞驗(yàn)算算。2022/10/2754第2章鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的的材料料教學(xué)要要求：：了解鋼鋼材的的生產(chǎn)產(chǎn)及建建筑鋼鋼材的的種類類、規(guī)規(guī)格和和選用用原則則，掌掌握握鋼材的主要要性能及及影響其其性能的的各種要要素，熟熟悉鋼材材的疲勞勞的概念念及鋼材疲勞的的計(jì)算方方法。重點(diǎn)：鋼材的的主要性性能及影影響性能能的各種種要素難點(diǎn)：鋼材疲疲勞破壞壞的特點(diǎn)點(diǎn)及常幅幅疲勞、、變幅疲疲勞的計(jì)計(jì)算原理理及方法法本章內(nèi)容容：2.1概述；2.2鋼材的生生產(chǎn)2.3鋼材的主主要性能能；2.4各種因素素對(duì)鋼材材性能的的影響；；2.5鋼材的疲疲勞；2.6建筑用鋼鋼的種類類、規(guī)格格和選用用2022/10/2755§2.1概概述（熟熟悉）國(guó)民經(jīng)濟(jì)濟(jì)各部門門大多需需要鋼材材，但由由于各自自用途不不同，所所需鋼材材性能各各異。如如有的機(jī)機(jī)器零件件需要鋼鋼材有較較高的強(qiáng)強(qiáng)度、耐耐麻性和和中等的的韌性；；有的石石油化工工設(shè)備需需要鋼材材具有耐耐高溫性性能；機(jī)機(jī)械加工工的切削削工具需需要鋼材材有很高高的強(qiáng)度度和硬度度；等等等。因此此，雖然然碳素鋼鋼有一百百多種，，合金鋼鋼有三百百多種，，但是符符合鋼結(jié)結(jié)構(gòu)性能能要求的的鋼材只只能碳素素鋼及合合金鋼中中的少數(shù)數(shù)幾種。。用作鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的鋼鋼材必須須具備如如下性性能：（1）較高的的強(qiáng)度。。即抗拉強(qiáng)強(qiáng)度f(wàn)u和屈服點(diǎn)點(diǎn)fy比較高。?？估瓘?qiáng)強(qiáng)度高，，可以增增加結(jié)構(gòu)構(gòu)的安全全保障。。屈服點(diǎn)點(diǎn)高可以以減小截截面，從從而減輕輕自重，，節(jié)約鋼鋼材，降降低造價(jià)價(jià)。（2）足夠的的變形能能力。即塑性和和韌性性性能好。。塑性好好則結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞前前變形比比較明顯顯，從而而可減少少脆性破破壞的危危險(xiǎn)性，，并且塑塑性變形形還能調(diào)調(diào)整局部部高峰應(yīng)應(yīng)力，使使之趨于于平緩。。韌性好好則在動(dòng)動(dòng)荷載作作用下破破壞時(shí)可可吸收較較多的能能量，同同樣也降降低脆性性破壞的的危險(xiǎn)程程度。對(duì)對(duì)采用塑塑性設(shè)計(jì)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)和地震震區(qū)的結(jié)結(jié)構(gòu)而言言，鋼材材變形能能力的大大小具具有特別別重要的的意義。。2022/10/2756§2.1概概述（熟熟悉）（3）良好的的加工性性能。即適合冷冷、熱加加工，同同時(shí)具有有良好的的可焊性性，不因因這些加加工而對(duì)對(duì)強(qiáng)度、、塑性及及韌性帶帶來(lái)較大大的有害害影響。。此外，根根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的具體體工作條條件，在在必要時(shí)時(shí)還應(yīng)該該具有適適應(yīng)低溫溫、有害害介質(zhì)侵侵蝕（包包括大氣氣銹蝕）），以及及重復(fù)荷荷載作用用等的性性能。在在符合上上述性能能的條件件下，同同其他建建筑材料料一樣，，鋼材也也應(yīng)該容容易生產(chǎn)產(chǎn)，價(jià)格格便宜。。鋼鐵是怎怎樣煉成成的？2022/10/2757§2.2鋼鋼材的生生產(chǎn)（了了解）煉鋼的主主要任務(wù)務(wù)是按所所煉鋼種種的質(zhì)量量要求，，調(diào)整鋼鋼中碳和和合金元元素含量到規(guī)定定范圍之之內(nèi)，并并使P、S、H、O、N等雜質(zhì)的的含量降降至允許許限量之之下。煉鋼鋼過(guò)程實(shí)實(shí)質(zhì)上是是一個(gè)氧氧化過(guò)程程，爐料料中過(guò)剩剩的碳被被氧化，，燃燒成成CO氣體逸出出，其它它Si、P、Mn等氧化后后進(jìn)入爐爐渣中。。S部份進(jìn)入入煉渣中中，部分則生生成SO2排出。當(dāng)當(dāng)鋼水成成份和溫溫度達(dá)到到工藝要要求后，，即可出出鋼。為了除去鋼鋼中過(guò)剩的的氧及調(diào)整整化學(xué)成份份，可以添添加脫氧劑劑和鐵合金金或合金元素。2.2.1鋼材的冶煉煉1．鋼鐵材料生生產(chǎn)經(jīng)過(guò)下下列三個(gè)階階段獲得，，先由鐵礦礦石冶煉成成生鐵，再再由生鐵冶煉煉成鋼，并并鑄成鋼錠錠，然后經(jīng)經(jīng)壓力加工工軋制成成成型的鋼材材。2．生鐵冶煉煉2022/10/27582.2.1鋼材的冶煉煉①生鐵冶煉的的原材料：：鐵礦石、、燃料（焦焦炭）、熔熔劑（石灰灰石等）；；②設(shè)備：高爐爐；③過(guò)程概述：：原材料在在高爐中，，經(jīng)過(guò)一系系列物理、、化學(xué)變化化過(guò)程，從從鐵礦石中中首先還原原出固體的的海綿狀態(tài)態(tài)；在高爐爐冶煉條件件下，海綿綿狀鐵不斷斷吸收焦炭炭中的碳，，形成了含含碳量高、、熔點(diǎn)低的的液態(tài)鐵碳碳合金，稱稱為生鐵；；④高爐生鐵可可分為煉鋼鋼用生鐵和和鑄造用生生鐵。3．煉鋼①煉鋼的任務(wù)務(wù)，就是根根據(jù)所煉鋼鋼種的要求求，將生鐵鐵中的碳和和硅、錳、、磷、硫等等元素含量量降低到規(guī)規(guī)定的范圍圍；②如果煉制合合金鋼，還還需要加入入所要求的的合金元素素，獲得所所需要的合合金鋼；③煉鋼過(guò)程：：這主要是是一個(gè)氧化化過(guò)程。在在1500-1700攝氏度的高高溫下，通通過(guò)氧化使使生鐵中的的雜質(zhì)進(jìn)入入熔渣被排排除，使過(guò)過(guò)剩的碳氧氧化成CO2被排出。④根據(jù)鋼脫氧氧程度的不不同，可以以分為：鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼、半半鎮(zhèn)靜鋼、、沸騰鋼。。⑤煉鋼的設(shè)備備：主要有有轉(zhuǎn)爐、平平爐和電爐爐三種。4．鋼的成材材①鋼錠的一部部分可以直直接用于生生產(chǎn)大型鍛鍛件；②加工型鋼的的方法：軋軋制、擠壓壓、拉拔、、鍛造等；；2022/10/2759§2.2鋼材材的生產(chǎn)冶煉：A、目的：除除去有害元元素，加入入有利元素素B、方法：平平爐，轉(zhuǎn)爐（周期期短、效率率高、質(zhì)量量好、成本本低）澆注：A、目的：排排除FeO中OB、種類：沸沸騰鋼、鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼、半半鎮(zhèn)靜鋼、、特殊鎮(zhèn)靜靜鋼軋制：使缺缺陷焊合，，使金屬組組織更致密密2.2.2鋼材的組織織構(gòu)造和缺缺陷1、鋼材的組組織構(gòu)造碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼是通過(guò)在在強(qiáng)度較低低而塑性較較好的純鐵鐵中加適量量的碳來(lái)提高強(qiáng)度的的，一般常常用的低碳碳鋼含碳量量不超過(guò)0.25％。低合金金結(jié)構(gòu)鋼則是在碳素素結(jié)構(gòu)鋼的的基礎(chǔ)上，，適當(dāng)添加加總量不超超過(guò)5％的其它合合金元素，來(lái)改善善鋼材的性性能。固溶體（Fe中固溶著微微量C）—鐵素體；化化合物（Fe和C合成Fe3C）—滲碳體機(jī)械混合物物（固溶體體和化合物物的混合物物）——珠光體2022/10/2760§2.2鋼材材的生產(chǎn)①鐵素體:鋼材中的鐵鐵素體系碳碳在α-Fe中的固溶體體，由于α-Fe體心立方晶格的原原子間空隙隙小，溶碳碳能力較差差，故鐵素素體含碳量量很少（小小于0.02％），由此此決定其塑塑性、韌性性好；但強(qiáng)強(qiáng)度、硬度度低。②滲碳體:滲碳體為鐵鐵和碳的化化合物Fe3C，其含碳量量高達(dá)6.67％，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，，塑性差，，性硬脆，，抗拉強(qiáng)度度低。③珠光體:珠光體為鐵鐵素體和滲滲碳體的機(jī)機(jī)械混合物物，含碳量量較低(0.8%）層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)，塑性較較好，強(qiáng)度度和硬度較較高。2、鋼材的鑄鑄造缺陷鋼在冶煉和和澆注過(guò)程程中還會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生其它的的冶金缺陷陷，如偏析析、非金屬屬夾雜、氣孔、縮縮孔和裂紋等等。所謂偏析是指化學(xué)成分分在鋼內(nèi)的分分布不均勻，特別是有有害元素如硫硫、磷等在鋼鋼錠中的富集集現(xiàn)象；偏析析影響鋼材的力學(xué)性能和和耐蝕性能。。非金屬夾雜是指鋼中含有有硫化物與氧氧化物等雜質(zhì)；鋼中含含有與基體金金屬成分不同同的非金屬物物質(zhì)。它破壞壞了金屬基體的連續(xù)性和各各向同性性能能。鋼中非金金屬夾雜對(duì)鋼鋼材的強(qiáng)度、、伸長(zhǎng)率、韌韌性和疲勞強(qiáng)強(qiáng)度有不同程程度的影響。。2022/10/2761§2.2鋼材的的生產(chǎn)裂紋直接影響鋼材材力學(xué)性能和和耐腐蝕性能能，成品鋼材材不允許裂紋紋存在。氣孔是指由氧化鐵鐵與碳作用生生成的一氧化化碳?xì)怏w，在在澆注時(shí)不能能充分逸出而而留在鋼錠中中的微小孔洞洞；縮孔是因鋼液在鋼鋼錠模中由外外向內(nèi)、自下下而上凝固時(shí)時(shí)體積收縮，，因液面下降降，最后凝固固部位得不到到鋼液補(bǔ)充而而形成；縮孔孔殘余嚴(yán)重地地破壞鋼材的的連續(xù)性，是是鋼材不允許許存在的缺陷陷，軋制(鍛造)時(shí)必然在鋼坯坯上產(chǎn)生裂紋紋。鋼材的組織構(gòu)構(gòu)造和缺陷，，均會(huì)對(duì)鋼材材的力學(xué)性能能產(chǎn)生重要的的影響。2.2.3鋼材的加工鋼材的加工分分為熱加工、、冷加工和熱熱處理三種。。將鋼坯加熱熱至塑性狀態(tài)態(tài)，依靠外力力改變其形狀狀，產(chǎn)生出各各種厚度的鋼鋼板和型鋼，，稱為熱加工工。在常溫下下對(duì)鋼材進(jìn)行行加工稱為冷冷加工。通過(guò)過(guò)加熱、保溫溫、冷卻的操操作方法，使使鋼的組織結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化化，以獲得所所需性能的加加工工藝稱為為熱處理。2022/10/2762§2.2鋼材的的生產(chǎn)1、熱加工可破壞鋼錠的的鑄造組織，，使金屬的晶晶粒變細(xì)，還還可在高溫和壓力下壓合合鋼坯中的氣氣孔、裂紋等等缺陷，改善善鋼材的力學(xué)學(xué)性能。熱軋薄板和壁厚厚較薄的熱軋軋型鋼，因輥輥軋次數(shù)較多多，軋制的壓壓縮比大，鋼材的性能改改善明顯，其其強(qiáng)度、塑性性、韌性和焊焊接性能均優(yōu)優(yōu)于厚板和厚壁型鋼。鋼鋼材的強(qiáng)度按按板厚分組就就是這個(gè)緣故故?？陕?lián)想一下?lián){搟面，和的次次數(shù)越多，搟搟的遍數(shù)越多多，面是不是是越精斗？鋼中的硫化物物和氧化物等等非金屬夾雜雜，經(jīng)軋制之之后被壓成薄薄片，對(duì)軋制壓縮比較小小的厚鋼板來(lái)來(lái)說(shuō)，該薄片片無(wú)法被焊合合，會(huì)出現(xiàn)分分層現(xiàn)象。分層使鋼板沿沿厚度方向受受拉的性能惡惡化，在焊接接連接處沿板板厚方向有拉力作用（包包括焊接產(chǎn)生生的約束拉應(yīng)應(yīng)力作用）時(shí)時(shí)，可能出現(xiàn)現(xiàn)層狀撕裂現(xiàn)象（圖2.1），應(yīng)引起重重視。圖2.1層狀撕裂示意意圖2022/10/2763§2.2鋼材的的生產(chǎn)2、冷加工一般盤圓鋼筋筋都要調(diào)直，，調(diào)直的過(guò)程程就是冷拉。。例如：一般般直徑為6.5mm的盤圓冷拉后后一般都變?yōu)闉?mm直徑，但是在在計(jì)算鋼筋時(shí)時(shí)，按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)計(jì)算鋼筋筋工程量在常溫或低于于再結(jié)晶溫度度情況下，通通過(guò)機(jī)械的力力量，使鋼材材產(chǎn)生所需要的永久塑塑性變形，獲獲得需要的薄薄板或型鋼的的工藝稱為冷冷加工。冷加工包括冷軋軋、冷彎、冷冷拔等延伸性性加工，也包包括剪、沖、、鉆、刨等切削性加工。。冷軋卷板和和冷軋鋼板就就是將熱軋卷卷板或熱軋薄薄板經(jīng)帶鋼冷軋機(jī)進(jìn)一步步加工得到的的產(chǎn)品。對(duì)于比較重要要的結(jié)構(gòu)，要要盡量避免局局部冷加工硬硬化的發(fā)生。。3、熱處理鋼的熱處理是是將鋼在固態(tài)態(tài)范圍內(nèi)，施施以不同的加加熱、保溫和和冷卻措施，，籍改變其內(nèi)內(nèi)部組織構(gòu)造造，達(dá)到改善善鋼材性能的的一種加工工工藝。鋼材的的普通熱處理理包括退火、、正火、淬火火和回火四種種基本工藝。。2022/10/2764§2.2鋼材的的生產(chǎn)退火、正火、、淬火、回火火是整體熱處處理中的“四把火”，其中的淬火火與回火關(guān)系密切，常常常配合使用用，缺一不可可。“四把火”隨著加熱溫度度和冷卻方式式的不同，又又演變出不同同的熱處理工工藝。為了獲得一定定的強(qiáng)度和韌韌性，把淬火火和高溫回火火結(jié)合起來(lái)的的工藝，稱為為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火火形成過(guò)飽和和固溶體后，，將其置于室室溫或稍高的的適當(dāng)溫度下下保持較長(zhǎng)時(shí)間，以提提高合金的硬硬度、強(qiáng)度或或電性磁性等等。這樣的熱熱處理工藝稱稱為時(shí)效處理。（1）退火：將金屬緩慢慢加熱到一定定溫度，保持持足夠時(shí)間，，然后以適宜宜速度冷卻(通常是緩慢冷冷卻，有時(shí)是是控制冷卻)的一種金屬熱熱處理工藝。。（2）正火：將工件加熱熱到一定溫度度，保溫一定定時(shí)間后，從從爐中取出在在空氣中冷卻的一種熱熱處理工藝。。（3）淬火：將鋼加熱到到臨界點(diǎn)以上上，保溫后以以大于臨界冷冷卻速度冷卻卻，以得到馬氏體或下下貝氏體組織織的熱處理工工藝。（4）回火：將淬火鋼加加熱至某一溫溫度保溫一定定時(shí)間后，以以適當(dāng)方式冷冷到室溫的熱處理工藝藝。是緊接淬淬火的下道熱熱處理工序，，同時(shí)決定了了鋼在使用狀狀態(tài)下的組織和性能，，關(guān)系著工件件的使用壽命命，故是關(guān)鍵鍵工序。2022/10/2765§2.3鋼材的主主要性能能2.3.1鋼材的破破壞形式式塑性破壞壞：變形超過(guò)過(guò)了材料料或構(gòu)件件可能的的應(yīng)變能能力而產(chǎn)產(chǎn)生的，，而且僅在構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)應(yīng)力達(dá)到到了鋼材材的抗拉拉強(qiáng)度后后才發(fā)生生。塑性性破壞前前，由于總有較較大的塑塑性變形形發(fā)生，，且變形形持續(xù)的的時(shí)間較較長(zhǎng)，很很容易及及時(shí)發(fā)現(xiàn)而采取取措施予予以補(bǔ)救救，不致致引起嚴(yán)嚴(yán)重后果果。脆性破壞壞：破壞前前塑性變變形很小小，甚至至沒(méi)有塑塑性變形形，計(jì)算算應(yīng)力可能小于于鋼材的的屈服點(diǎn)點(diǎn)，斷裂裂從應(yīng)力力集中處處開(kāi)始。。由于脆脆性破壞壞前沒(méi)有明顯的的預(yù)兆，，無(wú)法及及時(shí)覺(jué)察察和采取取補(bǔ)救措措施。由由于脆性性破壞前前沒(méi)有明顯的征征兆，不不能及時(shí)時(shí)覺(jué)察和和補(bǔ)救，，破壞后后果嚴(yán)重重。如1972年廊坊因因一個(gè)桿脆脆斷導(dǎo)致致屋架倒倒塌，1999年四川綦綦江大橋橋倒塌等等。因此此，在鋼鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)、施施工和使使用中，，充分考考慮各方方面因素素，避免免一切發(fā)發(fā)生脆性破壞的的可能性性?！疤┨鼓峥丝颂?hào)”沉沒(méi)：鋼材的冷冷脆性，，即在-40℃℃~0℃℃的溫度下下，鋼材材的力學(xué)學(xué)行為由韌韌性變成成脆性，，從而導(dǎo)導(dǎo)致災(zāi)難難性的脆脆性斷裂裂。而用用現(xiàn)代技技術(shù)煉的的鋼只有有在—70℃一—60℃的溫度下下才會(huì)變變脆。2022/10/2766§2.3鋼材的主主要性能能塑性材料料受單向拉拉伸時(shí)，，在斷裂裂之前會(huì)會(huì)發(fā)生顯顯著的塑塑性變形形，這時(shí)構(gòu)件往往往就失失去了正正常工作作的能力力，所以以在工程程意義上上，這類類材料的構(gòu)件發(fā)發(fā)生整體體的或大大面積的的塑性變變形就算算是一種種破壞標(biāo)標(biāo)志，而而不必等到出現(xiàn)現(xiàn)斷裂。。脆性材料料受單向拉拉伸時(shí)，，在斷裂裂之前并并不發(fā)生生明顯的的塑性變變形，所以對(duì)于于這類材材料斷裂裂是破壞壞的標(biāo)志志。注意：這并不等等于說(shuō)塑塑性材料料不會(huì)出出現(xiàn)脆性性斷裂(即斷裂前前不發(fā)生生明顯的塑性變變形)，也不是是說(shuō)脆性性材料不不可能發(fā)發(fā)生塑性性變形。。這是因因?yàn)椴牧狭系钠茐木烤烤共扇∪『畏N形形式，不不但取決決于材料料的性質(zhì)質(zhì)，而且且與材料料所處的應(yīng)力狀狀態(tài)有關(guān)關(guān)。譬如如，塑性性材料處處于三向向拉伸應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)態(tài)下時(shí)，，往往發(fā)生脆性性斷裂；；而脆性性材料如如果處于于三向受受壓的應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)態(tài)，有時(shí)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)明顯顯的塑性性變形2022/10/2767§2.3鋼材的主主要性能能2.3.2鋼材在單單向一次次拉伸下下的工作作性能圖2.2鋼材的拉拉伸應(yīng)力力－應(yīng)變變曲線fp—比例極限限fy—屈服強(qiáng)度度(強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)計(jì)依據(jù)）fu—極限強(qiáng)度度(最大承載載強(qiáng)度、、強(qiáng)度儲(chǔ)儲(chǔ)備)圖2.3碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼的應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系系2022/10/2768§2.3鋼材的主主要性能能鋼材的單單調(diào)拉伸伸應(yīng)力－－應(yīng)變曲曲線提供供了三個(gè)個(gè)重要的的力學(xué)性性能指標(biāo)標(biāo)：抗拉強(qiáng)度f(wàn)u、伸長(zhǎng)率率δ和屈服點(diǎn)點(diǎn)fy。從拉伸曲曲線可以以得到:鋼材的屈屈服強(qiáng)度度f(wàn)y與比例極極限fp和彈性極極限fe很接近，，在屈服服強(qiáng)度之之前，鋼鋼材應(yīng)變變很小，，而在屈屈服強(qiáng)度度以后，，鋼材產(chǎn)產(chǎn)生很大大的塑性性變形，，常使結(jié)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)現(xiàn)了使用用上不允允許的殘殘余變形形。因此此認(rèn)為：：屈服強(qiáng)強(qiáng)度是設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)鋼鋼材可以以達(dá)到的的最大應(yīng)應(yīng)力，鋼鋼材可看看作為理理想的彈彈塑性。?？估瓘?qiáng)度度f(wàn)u是鋼材破破壞前能能夠承受受的最大大應(yīng)力，，屈強(qiáng)比（（fy/fu）是衡量鋼鋼材強(qiáng)度度儲(chǔ)備的的一個(gè)系系數(shù)，屈屈強(qiáng)比愈愈低鋼材材的安全全儲(chǔ)備愈愈大，但但屈強(qiáng)比比過(guò)小時(shí)時(shí)，鋼材材強(qiáng)度的的利用率率太低，，不夠經(jīng)經(jīng)濟(jì)；屈屈強(qiáng)比過(guò)過(guò)大時(shí)，，安全儲(chǔ)儲(chǔ)備太小小而不夠夠安全。。2022/10/2769§2.3鋼材的主主要性能能屈服強(qiáng)度度是根據(jù)依依次拉伸伸試驗(yàn)確確定的，，因?yàn)殇撲摬南虑c(diǎn)受受試件的的加載速速度，截截面形狀狀和測(cè)量量技術(shù)的的影響較較小，對(duì)對(duì)同一種種鋼材有有較穩(wěn)定定的數(shù)值值，所以以以下屈屈服點(diǎn)作作為鋼材材的屈服服強(qiáng)度，，由于鋼鋼材載非非彈性工工作階段段時(shí)，鋼鋼材屈