鋼結構構造與識圖（第2版） 課件 單元1 建筑鋼結構發(fā)展及特點

鋼結構構造與識圖本課程（鋼結構構造與識圖）主要內容

模塊一建筑鋼結構識圖基礎知識

模塊三多、高層鋼框架構造與識圖*

模塊五鋼桁架構造與識圖

模塊四重型鋼結構廠房構造與識圖

模塊六空間網(wǎng)格結構構造與識圖

模塊二門式剛架構造與識圖*課題1鋼結構建筑發(fā)展回顧課題2鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧課題3鋼結構行業(yè)發(fā)展趨勢和存在問題

——（我國鋼結構發(fā)展方向）課題4各類建筑鋼結構的發(fā)展和特點

——（鋼結構的特點*、應用、組成）課題5學習方法及要求*、主要參考資料單元一建筑鋼結構發(fā)展及特點

模塊一建筑鋼結構識圖基礎知識什么是鋼結構建筑？鋼結構建筑鋼材為主材制成的建筑結構一般是指用鋼板和熱軋、冷彎或焊接型材通過連接件連接或焊接而成的能承受和傳遞荷載的結構形式。課題1鋼結構建筑發(fā)展回顧古代文明：鐵橋、鐵塔建國——20世紀90年代中期：空前發(fā)展、節(jié)約鋼材96年——：合理使用鋼材、大力發(fā)展鋼結構近代——艱難中奮進:鐵橋、鐵塔課題2鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧鋼結構建筑的迅猛發(fā)展帶動鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展：二十世紀八十年代以前:——鋼結構制作安裝企業(yè)：中建系統(tǒng)、中鐵系統(tǒng)、中冶系統(tǒng)

——制作設備簡單，生產(chǎn)效率較低。九十年代以后：

——外資鋼結構公司進入，引進國外先進的加工工藝和設備

——建成大量鋼結構建筑

——為中國鋼結構行業(yè)培訓第一批管理技術人員。

——推動國產(chǎn)鋼結構生產(chǎn)設備大量出現(xiàn)在國內市場。目前，國內年產(chǎn)量:超過5萬噸的鋼構企業(yè)有30余家

超過1萬噸的鋼結構生產(chǎn)企業(yè)超過100家

在1萬噸以下鋼結構制造企業(yè)超3000家企業(yè)所有制形式：國有、民營、外資獨資、中外合資、鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體所有等。課題2鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧鋼結構企業(yè)主要分布:”珠江三角洲、長江三角洲和環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)“。

——目前以寶冶鋼構、冠達爾鋼構、滬寧鋼機、杭蕭鋼構、

精工鋼構、東南網(wǎng)架等長江三角洲地區(qū)。

——尤其浙江省”蕭山市“:

已形成東南網(wǎng)架、杭蕭鋼構、潮峰鋼構為龍頭的鋼結構產(chǎn)業(yè)群，該市具有鋼結構一級資質的企業(yè)就有10余家課題2鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧課題3我國鋼結構行業(yè)發(fā)展的趨勢和存在問題1.3.1鋼產(chǎn)量增長，政府鼓勵，大批項目待建：——建筑鋼結構應用、發(fā)展空間廣闊。——目前，我國年鋼產(chǎn)量達到8.2億噸，而用于建筑鋼結構的鋼材只有3000多萬噸。1.3.1今后一段時間，下列領域內鋼結構用量將會增加：1.火力電廠等建設速度不斷加快

——主廠房和鍋爐鋼架用鋼量增加。2.交通工程橋梁增加

——鐵路橋梁、公路橋梁用鋼量增加3.市政建設鋼結構增加

——地鐵和輕軌工程、城市立交橋、高架橋、環(huán)保工程、城市公共設施及臨時房屋等用鋼量增加——奧運會、世博園4.鋼結構住宅將增加——每年新增150萬噸用鋼量5.海外訂單

課題3我國鋼結構行業(yè)發(fā)展的趨勢和存在問題1.3.2對鋼結構未來發(fā)展看法和建議：1.立足國內，面向世界，與國際接軌。我國是產(chǎn)鋼大國，但還不是鋼結構強國?！M快建立國際一流鋼結構專業(yè)集團公司。2.應著重提高“設計、材料、加工、安裝”質量?！獩]有高質量就沒有競爭力和發(fā)展活力?！嘘P規(guī)范、規(guī)程應及時修訂、補充。課題3我國鋼結構行業(yè)發(fā)展的趨勢和存在問題1.3.2對鋼結構未來發(fā)展看法和建議：3.加大鋼結構科研的投入力度

——不斷進行技術改革和創(chuàng)新。4.加速培養(yǎng)高水平建筑鋼結構人才

——鋼結構教學要與時俱進，要緊跟市場、時代。課題3我國鋼結構行業(yè)發(fā)展的趨勢和存在問題拱結構網(wǎng)架結構膜結構網(wǎng)殼結構鋼桁架結構懸索結構橋梁結構空間桁架結構多高層鋼結構重型鋼結構廠房大跨度鋼結構輕型鋼結構住宅鋼結構高聳結構容器和其它構筑物可拆卸、可活動結構課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點1.4.1高層和重型鋼結構高層鋼結構建筑——反映國家經(jīng)濟實力和科技水平——20世紀80年代至今已建成和在建高層鋼結構：

超百幢、總面積近千萬平方米、用鋼量近百萬噸。課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點多高層鋼結構-結構體系（一）純框架體系純框架體系武漢東風研發(fā)大樓鋼框架新疆華凌國際商貿廣場鋼框架：建筑面積：30多萬㎡層數(shù)：-2+6柱網(wǎng)：9*9m層高：3.6~6.4m唐山東方家園-8度設防3層鋼框架建筑高度：23.95m層高：8.55m框架-支撐體系

（二）框架-支撐體系多高層鋼結構-結構體系（三）框架-墻板體系框架-墻板體系平面立面多高層鋼結構-結構體系框架-剪力墻體系（四）框架-剪力墻體系平面+=北侖新區(qū)行政中心多高層鋼結構-結構體系框架-核心筒體系（五）框架-核心筒體系江西南昌華龍國際大廈約100m高層數(shù)：-2+29柱網(wǎng)：8.4*8.6m建筑面積：4萬多㎡鋼框架-鋼筋混凝土核心筒體系--方鋼管混凝土柱多高層鋼結構-結構體系六、筒中筒體系、筒束體系筒中筒體系筒束體系高層、超高層鋼框架結構體系密柱多高層鋼結構-結構體系高層建筑排名名稱高度(米)樓層(層)城市建成1迪拜塔828160

迪拜20102上海中心632118上海20153麥加皇家鐘塔飯店60195沙特20124臺北101大樓508101臺北20045上海環(huán)球金融中心492101上海20086香港環(huán)球貿易廣場490118香港20117雙子大廈451.988吉隆坡19968南京紫峰大廈45089南京20089希爾斯大樓443110芝加哥197410京基10044288上海1999上海金茂大廈

金茂大廈是由中國上海對外貿易中心股份有限公司獨家投資5.6億美元建設的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬平方米，于1998年8月28日竣工?？傆娩摿?8000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。設計者為美國S.O.M事務所。上海冠達爾鋼結構有限公司

制作加工上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心：總投資1050億日元。建筑面積33萬平方米，地下3層，地上101層。高492米。用鋼量65000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱，2008年8月29日竣工。央視新臺址央視新臺址建設工程位于北京朝陽區(qū)東三環(huán)中路、北京商務中心區(qū)的核心地段，總建筑面積55萬平方米,52層，高230m。央視新臺址建設工程總投資約50億元人民幣，2003年10月開工建設，2008年正式運行?！摻Y構，用鋼量14000噸長寬各150m，總面積30277m2，塔高508m，原世界第一高，26層以上以8層為一單元。由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。巨柱自地下5層至地上90層，最大尺寸為2.4mx3m。88－92層之間，直徑5.5m，重670t的阻尼器

臺北101

迪拜塔——全球第一高樓鋼、鋼筋混凝土混合結構。47個月，主體700m，總高828米，162層，耗資10億美元，集旅館、辦公、購物、公寓等多功能于一身，08年竣工。3.9萬噸鋼，33萬噸混凝土。吊車噸位一般超過25t

鋼結構重型廠房單層重鋼廠房基本結構組成：基礎鋼柱、鋼梁（桁架、網(wǎng)架）、吊車梁和制動系統(tǒng)支撐、屋面和墻面檁條、屋墻面板。吊車噸位一般超過25t吊車噸位一般超過25t1.4.1高層和重型鋼結構全國每年將有200～300萬平方米高層鋼結構建筑施工——用鋼量約45萬噸。每年建設重型工業(yè)廠房1000萬平方米。課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點1.4.2大跨度、空間鋼結構網(wǎng)架*、網(wǎng)殼為代表的空間結構大量用于：

——民建、工廠、候機樓、體育館、大劇院、博物館空間桁架、拱架大跨結構大量用于：

——飛機航站樓、機庫、會展中心等建筑課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點膜結構深圳會展中心拱結構上海工程技術大學體育館網(wǎng)架結構網(wǎng)殼結構國家大劇院天津奧林匹克體育場鋼桁架（平面）結構立體桁架結構國家體育場——“鳥巢”“鳥巢”——08年北京奧運會主體育場，31.5億人民幣。

“鳥巢”以巨大的空間剛架結構覆蓋著9.1萬人體育場。

鳥巢是一個大跨度的曲線結構，有大量的曲線箱形結構。

“鳥巢”采用了當今最先進的建筑科技?！傍B巢”鋼結構總重4.2萬噸，最大跨度343米，結構三維扭曲像麻花，加工、吊裝、沉降、變形問題及相關施工技術難題被列為科技部重點攻關項目。國家游泳中心——水立方1億美元——全世界第一座多面體空間鋼架結構懸索結構北京工人體育館日本代代木體育館—昔日鳥巢橋梁結構懸索結構斜拉索結構1.4.2大跨度、空間鋼結構據(jù)中國鋼結構協(xié)會空間結構分會統(tǒng)計：

—網(wǎng)架和網(wǎng)殼，每年建造1500座，250萬平米，用鋼7萬噸；—空間桁架，每年建造20座，60萬平方米—膜結構，每年建造40座，11.7萬平方米—懸索結構，已建造幾十座，幾萬平方米懸索和膜結構專家預計每年將以20%的速度增加。課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點1.4.3輕鋼結構：用鋼量較低-每平米30公斤左右。輕鋼結構是相對于普通鋼結構而言的：有門式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結構等：課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點輕型鋼結構——門式剛架結構1.4.3輕鋼結構—拱型波紋鋼屋蓋結構:

跨度一般為8米，最大40m

每平方米自重僅為20公斤課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點1.4.3輕鋼結構——我國輕鋼結構建筑廣泛用于輕型廠房、倉庫、各類市場、體育場館等建筑。——全國每年新建輕鋼房屋：門式剛架共1000萬平方米、用鋼約20萬噸。金屬拱形波紋結構—每年增長250萬平方米。課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點1.4.4鋼－混凝土組合結構鋼－混凝土組合結構：充分發(fā)揮鋼材、混凝土兩種材料各自優(yōu)點的合理組合——具有優(yōu)良工作性能——大量節(jié)約鋼材、降低工程造價、加快施工進度，污染小，符合我國建筑結構發(fā)展的方向。課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點1.4.4鋼－混凝土組合結構80年代開始，應用于冶金、造船、電力、交通并迅速進入橋梁工程、高層與超高層建筑中:

上世紀90年代，我國建成世界跨度最大公路拱橋

——全國已建成的組合結構拱橋已超過300座。課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點廣州丫鬢沙大橋，橋長360米，——鋼管混凝土拱橋邢臺鋼鐵路大橋

提籃式鋼管混凝土下承式拱橋重慶萬縣長江大橋，420米跨，勁性鋼管混凝土骨架拱橋四、各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點（四）鋼－混凝土組合結構全用組合結構的超高層建筑深圳賽格廣場大廈，高291.6米，地上75層屬世界最高鋼－混凝土組合結構?！珖呀ǔ刹捎媒M合結構的高層建筑已超過40幢1.4.5鋼結構住宅

---熱點發(fā)揮鋼結構住宅自身優(yōu)勢，提高住宅綜合效益：1.自重輕，省空間2.抗震性能好。3.現(xiàn)場工作量小，

縮短工期4.污染少，可回收課題4各類建筑鋼結構發(fā)展和技術特點輕鋼住宅其它鋼結構高聳結構東方明珠電視塔青島電視塔

廣州塔-“小蠻腰”容器和其他構筑物大連西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62鋼球罐海上石油平臺活動車庫活動橋可拆卸、活動結構活動板房總之，鋼結構主要特點是：1.自重輕，強度高2.抗震性好3.施工速度快4.省空間5.環(huán)保，易回收6.密閉性好7.耐熱性好、耐火性差8.抗腐蝕性差課題5學習方法及要求學習方法：

1.教材為主，圖集、圖紙

為輔

2.預習（上課之前看看書和圖集）

3.聽講，筆記（準備筆、筆記本或記書上）

4.復習（勤學好問、及時復習和應用）

5.作業(yè):及時、獨立、保質完成（準備作業(yè)本）要求：1.掌握:主要鋼結構建筑的組成、節(jié)點構造連接；

2.熟練識讀:相關設計圖、施工圖。（參考專業(yè)書籍、圖集、規(guī)范、圖紙等，活學活用）主要參考資料：利用圖書館、書店、網(wǎng)絡、工程查詢或下載：

鋼結構方面“書籍、圖集、圖紙、規(guī)范、照片、圖片等輔助學習。2.鋼結構等方面重要網(wǎng)站及網(wǎng)址列舉如下：筑龍學社

/中國建筑金屬結構網(wǎng)/中國鋼結構網(wǎng)/中國鋼結構人才網(wǎng)/智慧職教網(wǎng)（查鋼結構方面）/

小結作業(yè)（思考）：下節(jié)提問1、21.鋼結構分類、特點、應用、組成

2.本課學習方法

3.預習單元2鋼結構分類、特點*、應用、組成本課程的學習方法*青春寄語——致全體同學為全人類的鋼結構事業(yè)而共同奮斗！衷心感謝大家！六、鋼結構專業(yè)發(fā)展方向和職業(yè)規(guī)劃*

（職業(yè)）輕鋼結構設計員鋼結構詳圖轉化員（師）鋼結構施工員崗位職業(yè)要求具有良好的公民道德、社會責任感；職業(yè)道德、團隊精神；人文、科學、政治素質職業(yè)專門技術能力職業(yè)關鍵能力專業(yè)核心能力①小型鋼結構設計；②鋼結構施工詳圖轉化；③鋼結構工程施工技術。專業(yè)拓展能力①鋼結構項目管理；②鋼結構工程預算；③鋼結構工程質檢；④土建工程施工。基本素質職業(yè)能力①具有門式剛架、鋼桁架等基本鋼結構的設計能力；②具有鋼結構工程施工詳圖轉化能力；③具有鋼結構工程施工技術指導能力；④具有一定的鋼結構工程質量檢驗能力；⑤具有一定的鋼結構工程項目管理能力；⑥熟悉專業(yè)規(guī)范及建筑法律。組織協(xié)調能力；學習與適應能力；團體協(xié)作能力；創(chuàng)新能力。畢業(yè)綜合實踐與答辯基本素質專業(yè)核心能力專業(yè)拓展能力課程材料力學結構力學建筑識圖與構造建筑結構基礎*鋼結構設計基礎*鋼結構構造與視圖*鋼結構cad制圖*鋼結構軟件操作鋼結構專業(yè)常用規(guī)范課程德育思想概論形勢與政策大學生就業(yè)指導英語體育高等數(shù)學計算機文化基礎實習實踐環(huán)節(jié)社會實踐設計能力實習實訓環(huán)節(jié)生產(chǎn)性實訓基礎訓練練①鋼結構建筑制圖能力實訓②建筑基本構件校核能力實訓③鋼結構設計校核能力實訓④鋼結構設計及詳圖轉化能力實訓詳圖轉化能力實習實訓環(huán)節(jié)生產(chǎn)性實訓基礎訓練*鋼結構構造與視圖*鋼結構施工技術*鋼結構cad制圖*鋼結構軟件操作鋼結構專業(yè)常用規(guī)范①鋼結構cad制圖能力實訓②鋼結構設計及詳圖轉化能力實訓③鋼結構構造與視圖實訓課程施工技術能力課程*鋼結構施工技術鋼結構焊接制造建筑鋼結構測量*鋼結構質量控制與事故處理鋼結構專業(yè)常用規(guī)范實習實訓環(huán)節(jié)生產(chǎn)性實訓基礎訓練①鋼結構測量能力實訓②鋼結構制作安裝實訓③鋼結構施工實訓④鋼結構專業(yè)綜合實踐（設計制作安裝部分）課程*鋼結構質量控制與事故處理鋼結構工程項目管理鋼結構預算與報價建筑施工技術建筑結構基礎①鋼結構焊接制作工藝實訓②鋼結構專業(yè)綜合實踐（預算及施工組織部分）實習實訓環(huán)節(jié)生產(chǎn)性實訓基礎訓練職業(yè)資格證書職業(yè)資格證書頂崗實習職業(yè)關鍵能力學習適應能力職業(yè)資格證書制圖員預算員、質檢員施工員、測量員①學習新技術與新知識能力②適應工作環(huán)境與社會環(huán)境能力組織協(xié)調能力在工程建設過程中可以較為有效的組織施工，協(xié)調各個工序及各參與單位的關系團體協(xié)作能力能夠與團體成員良好溝通團結協(xié)作，高效完成工作任務創(chuàng)新思維能力勤于思考、鉆研找到解決問題的最佳途徑工廠制作工地安裝蛭石涂料原料蛭石板茅以升，著名橋梁專家。24歲即為教授。承擔多項重大工程項目。出土漢武帝時期鐵橋墩瀘定鐵索橋1706年—跨度100m

橋面寬2.8m—同期英國建成跨度、橋面均較之小重達1.35噸=45石玉泉寺

—東漢末年甘露寺

—東吳初年巴黎艾非爾鐵塔-1887艾菲爾鐵塔EiffelTower建成于1887年，巴黎的象征。整個塔高320.75米，黃昏時前往登上塔頂俯瞰夜景最佳。登頂?shù)姆绞接信罉翘莺统穗娞輧煞N。塔樓分三層，一、二樓有餐廳、咖啡座等，三樓是眺望臺。第一層離地57米，第二層115米，第三層276米。1934年8月8日——錢塘江大橋動工1933年夏，著名橋梁建筑專家茅以升任錢塘江大橋工程處處長，全權負責設計、施工。大橋系中國首次采用雙層聯(lián)合橋型式，下層為單線鐵路，上層為雙線公路及人行道，全長1453米，設16孔，合金鋼鋼梁。經(jīng)費由國民政府鐵道部和浙江省負擔，共500萬余法幣。錢塘江大橋武漢長江大橋

_茅以升1949年——中央人民政府決定修建武漢長江大橋。1950年——政務院責成鐵道部進行勘測和設計。1953年——3月完成初步設計。在鋼梁設計中，為充分發(fā)揮材料強度，簡化制造工作，方便在江面高空拼鉚作業(yè)，主桁桿件采用了Ｈ型截面；而采用的懸臂架設法，則是我國架梁技術的重要進步。1955年9月1日建橋工程開工。1957年10月15日通車。

南京長江大橋建成于1968年，是長江上第一座由我國自行設計建造的雙層式鐵路、公路兩用橋。上層的公路橋，車行道寬15米，可容4輛大型汽車并行，兩側還各有2米多寬的人行道；下層的鐵路橋，寬14米，雙軌對開。江面上的正橋長1577米，其余為引橋，是我國橋梁之最。南京長江大橋

多、高層鋼結構河北省第一例鋼結構建筑作品——國內領先

商務·商業(yè)·公寓巨型復合建筑航母項目作品

集成地標性建筑城市新景觀

集成鋼結構420000㎡建筑群規(guī)模

集成高層鋼結構建筑

集成鋼結構應用國家建設部推廣的“十項新技術”

開創(chuàng)節(jié)能環(huán)保施工無塵效應

鐵礦石煉鋼生鐵球墨鑄鐵生鐵鑄造生鐵輕型鋼結構輕型鋼結構主要是采用輕型H型鋼（焊接或軋制；變截面或等截面）做成門式剛架，C型、Z型冷彎薄壁型鋼作檁條和墻梁，壓型鋼板或輕質夾芯板作屋面、墻面圍護結構，采用高強螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料組裝起來的低層和多層預制裝配式鋼結構房屋體系。輕型鋼結構主要應用是門式剛架、輕鋼住宅等

多高層鋼結構多高層鋼結構主要是采用型鋼、鋼板連接或焊接成構件，再經(jīng)連接而成的結構體系。多高層鋼結構常采用鋼框架結構、鋼框架—支撐結構、鋼框架—混凝土核心筒（剪力墻）結構等形式。歸納鋼結構特點鋼結構特點——具有強度高、自重輕、工廠化制造等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢。投資回收快、環(huán)境污染少。二、鋼結構的特點和應用范圍1.鋼結構的特點

強度高、重量輕

材質均勻、塑性、韌性好、抗震性能好Es=2.0×105N/mm2

Ec=(2.2～3.8)×104N/mm2

砼fc=(7.2～35.9)N/mm2

Q235鋼fy=235N/mm2

工業(yè)化程度高、安裝快捷、施工周期短

拆遷方便、回收易、更環(huán)保

密閉性好

耐火性差

耐腐蝕性差150℃時強度無變化

600℃時強度約為0蛭石板、蛭石涂層或石膏板防護除銹、涂漆＋定期維護鋼結構的建造過程：