第一章下载.ppt
- 文档编号:18706720
- 上传时间:2023-10-13
- 格式:PPT
- 页数:48
- 大小:29.92MB
第一章下载.ppt
《第一章下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第一章下载.ppt(48页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
钢结构基本原理,土木工程学院,长春工程学院,ChangchunInstituteofTechnology,1绪论,本章难点:
钢结构和其他材料的结构相比较有哪些优缺点,
(1)钢结构的特点
(2)钢结构的设计方法(3)钢结构的应用与发展(4)钢结构课程的学习方法,本章内容:
本章重点:
钢结构的特点,1、建筑钢材强度高,塑性、韧性好,强度高是相对的,与其他建材相比其强度高的多,适用于建造大跨度结构,高层建筑结构以及重型结构。
由于强度高,构件截面小而壁薄,受压时容易为稳定性和刚度所限制,强度不能充分发挥,同样截面的杆件压杆承载力低于拉杆。
塑性好塑性,承受静力荷载时,材料吸收变形能的能力。
塑性好,钢结构一般不会因偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。
1.1钢结构的特点,韧性好韧性,即承受动力荷载时,材料吸收能量的多少。
韧性好,就是发生断裂时吸收的能量多。
因此,适宜在动力荷载下工作,在地震区采用钢结构较为有利。
1、建筑钢材强度高,塑性、韧性好,1.1钢结构的特点,2、钢结构的重量轻,钢材,但由于其强度高,故所需的构件截面小。
屋架:
G钢=(1/31/4)G钢砼。
如为轻型钢结构18米跨屋架,混凝土重3700kg,冷弯型钢仅有579kg,重量仅为混凝土的1/16。
一定条件下,冷弯薄壁型钢屋架的总量可以不超过钢筋混凝土屋架中钢筋的重量。
1.1钢结构的特点,3、材质均匀和力学计算的假定比较符合连续、匀质、各向同性,为理想弹塑性体,在一般情况下处于弹性阶段工作,采用力学方法计算,其结果符合实际受力情况。
4、钢结构制作简单,施工工期短型材多T型、H型、工字型、冷弯更多。
精度高工厂加工,车、磨、洗、刨、钻。
连接方法螺栓、焊接5、钢结构密闭性较好钢结构的钢材和连接的水密性和气密性较好,适宜做要求密闭的结构。
(如高压容器、油库、管道等),1.1钢结构的特点,1.1钢结构的特点,6、钢结构耐腐蚀性差在湿度大或有腐蚀性介质的环境中容易锈蚀,使结构受损,因此须采取防护措施,如除锈、刷油漆或涂料(锌、铝)。
维护费用高。
7、钢材耐热但不耐火小于1000无影响,大于1500需要防护,大于3000时,强度逐渐降低,当温度大于6000C,钢材进入塑性,无承载能力。
钢材可用于温度不超过2500C的场合.防火防火涂料、防火漆8、钢结构在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂,1.1钢结构的特点,1.2钢结构的设计方法,结构计算的目的:
1.2.1概述,在于保证所设计的结构和结构构件在施工和工作过程中能满足预期的安全性和使用要求。
设计准则:
结构由各种荷载所产生的效应(内力和变形)不大于结构由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。
(1)允许应力设计法(单一系数法):
(2)半概率设计法(多系数法):
1.2钢结构的设计方法,1.2.1概述,(3)近似概率设计法(现行规范设计法),(4)全概率设计法(将来规范设计法),结构设计首层规范建筑结构可靠度设计统一标准规定:
结构的可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。
1.2钢结构的设计方法,1.2.1概述,(4)全概率设计法(将来规范设计法),结构可靠度:
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
钢结构和其他建筑结构一样,遵循“统一标准”要求,采用的也是以概率理论为基础,用分项系数表达的极限状态设计方法。
1.2钢结构的设计方法,1.2.2概率极限状态设计法,极限状态,当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态就称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可以分为如下两类:
(1)承载能力极限状态,
(2)正常使用极限状态,1.2钢结构的设计方法,1.2.2概率极限状态设计法,承载能力极限状态,正常使用极限状态,对应于结构或结构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形,包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形。
对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值,包括出现影响正常使用或影响外观的变形,出现影响正常使用或耐久性能的局部损坏以及影响正常使用的振动。
注:
极限状态设计方法,在前序课程(如钢筋混凝土结构)已作介绍,不再讲述。
1.3钢结构的应用和发展,我国是最早应用钢结构的国家,但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比,已有相当大的差距。
97年新发布的中国建筑技术政策中强调要重点发展建筑钢结构,国家相关部门也多次发布文件,要求扩大钢结构住宅的市场占有率。
96年我国钢产量已开始超亿吨,居世界首位,为钢结构发展奠定物质基础,对钢材的使用已由“节约使用”变为“合理用钢”、“加大建筑用钢”。
当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构,最缺的人才也是钢结构专业,发展钢结构以带动其它相关产业的发展,已成为建筑业发展的重要任务。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,应用范围不仅取决于钢结构本身的特点,还取决于国民经济发展的情况。
1、重型工业厂房,吊车吨位100t,高度2030m。
2、大跨度结构,减轻自重可获得明显的经济效益。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,鸟巢,水立方,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,广州会展中心,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥林匹克主体育场,雅典,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥林匹克主体育场是2004年雅典奥运会的中心,位于雅典北郊马罗西,是雅典奥林匹克综合体育场的一部分。
体育场可容纳55000名观众,进行开闭幕式、田径和足球比赛。
西班牙建筑师圣迭戈-卡拉特拉瓦受雅典文化部创意的启发,在综合体育场的升级改造工程中增加了很多创新理念,包括奥林匹克主体育场屋顶结构的设计。
主体育场工程由希腊文化部负责实施,工程在2004年7月完工。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥林匹克馆,雅典,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥林匹克馆位于雅典西北部的亚诺-莱奥西亚,建筑面积3.5万平米,周围还设热身区、运动员休息室、训练区、更衣室、医疗区、行政部、安保区、新闻发布区、观众服务区和娱乐休闲场所等。
奥林匹克馆内设8300个左右的观众席,距离奥运村17公里,承办奥运会的柔道和摔跤比赛。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥林匹克室内馆,雅典,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥林匹克室内馆位于座落在雅典北部郊区马罗西的奥林匹克综合体育中心内,举办最优雅的体操比赛和快节奏的篮球比赛。
体育馆面积为7.58万平米,可容纳19,250名观众。
希腊文化部负责奥林匹克室内馆的改造工程。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,奥运会场内自行车赛在奥林匹克室内自行车场进行,场内设计现代化,充分体现了雅典综合体育场美学统一的理念。
室内自行车场可容纳3500名观众,由希腊文化部负责改造。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,国家大剧院,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,2、大跨度结构,国家大剧院工程位于北京人民大会堂西侧,西长安街以南,总占地面积11.893公顷,总建筑面积149520平方米,总投资额26.88亿人民币。
主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2416个坐席的歌剧院、2017个坐席的音乐厅、1040个坐席的戏剧院、公共大厅及配套用房组成。
外部围护钢结构壳体呈半椭球形,其平面投影东西方向长轴长度为212.20米,南北方向短轴长度为143.64米,建筑物高度为46.285米,基础埋深的最深部分达到-32.5米。
椭球形屋面主要采用钛金属板饰面,中部为渐开式玻璃幕墙。
椭球壳体外环绕人工湖,湖面面积达35500平方米,各种通道和入口都设在水面下。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,广州新电视塔工程位于广州珠江南畔,占地面积约17.6万平方米,建筑总面积约99946平方米,主塔高454米,细腰顶部天线桅杆156米,总高度610米,为目前世界之最。
旋转向上、纤纤细腰是新电视塔独特、新颖、生动的外形,融入了建筑、力学、美学等诸多学科的丰富内涵和先进理念,是新世纪建筑设计的又一精品力作,为广州乃至中国又一标志性建筑,必将为世人瞩目。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,塔体结构包括一个椭圆形钢结构外筒,一个椭圆形混凝土核心筒以及连接这两者的钢混凝土组合结构楼面。
钢结构的桅杆筒天线直接建于主体结构顶部。
钢结构外筒,是从椭圆衍生出来的“不定格”形状,横截面沿整个建筑高度是连续变化的,钢结构外筒由24条斜向立柱、水平斜向环和斜撑组成,形成不规则结构。
底层长短轴尺寸分别为80米和60米,顶部为50米和45米,中部的“纤纤细腰”为27.5米和20.65米。
底部和顶部轴心位置不重合,中轴线倾斜。
电视塔这种结构形式,在世界上是独一无二的。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,3、高耸结构,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,4、多高层建筑,上海环球金融中心大厦(ShanghaiWorldFinancialCenter)主楼总高460米,地下3层,地上95层。
塔楼下部为正方形建筑平面;塔楼中部和上部为六边形建筑平面。
抗震设防烈度为7度,采用型钢混凝土筒中筒结构。
外框筒由型钢混凝土梁和型钢混凝土柱构成;核心内筒由钢筋混凝土墙体构成;为了进一步提高外圈型钢混凝土框筒构件的延性和抗剪承载力,在框筒结构中剪力较大的部位增配X形钢筋。
楼板采用压型钢板与现浇混凝土板组合楼板,组合楼板与钢梁组成钢与混凝土组合梁。
1987年建造的北京长富宫中心的建筑总高为91m,是地下2层,地上25层的星级宾馆。
框架梁柱节点采用栓焊刚性连接,主次梁采用高强螺栓铰接连接。
地下及地上几层的型钢混凝土梁截面均为500mm950mm及500mm1100mm,型钢混凝土梁内型钢的高度为650mm及850mm的工字形截面。
地下室部分的柱采用型钢混凝土结构。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,4、多高层建筑,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,5、承受振动荷载影响及地震作用的结构,6、板壳结构,7、其他特种结构,8、可拆卸或移动的结构,9、和混凝土组合成的组合结构,10、轻型钢结构,金茂大厦,深圳塞格广场,深圳帝王大厦,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,香港国际金融中心第二期,台北世界贸易中心,北京财富中心,1.3钢结构的应用和发展,1.3.1钢结构的应用,1.3钢结构的应用和发展,1.3.2钢结构在我国的发展概述,
(1)铁链桥:
兰津桥(建于公元58-75年,比欧洲最早的铁链桥早70余年)、云南的沅江桥(建于明代,400多年前)、贵州的盘江桥(建于清代,300年前)、四川泸定大渡河铁链桥(建于清康熙44年,净跨长100米,桥宽2.8米,由九根桥面铁链和四根扶手铁链构成,每根铁链重达一吨半,锚固在直径为20cm,长4m的铸铁锚桩上
(2)铁塔:
荆州玉泉寺13层铁塔,山东济宁铁塔寺铁塔和镇江甘露寺铁塔。
1、古代,1.3钢结构的应用和发展,1.3.2钢结构在我国的发展概述,1、古代,铁链桥,2、近代,1.3钢结构的应用和发展,1.3.2钢结构在我国的发展概述,这个时期,经济发展比较比较落后,帝国主义国家在我国各地修建了一批工业的建筑,在上海、天津、武汉和广州等地租界内修建了些高层房屋,并在一些地方修建了铁路、桥梁等。
1、古代,3、建国初期,在第一个五年计划开始后的五、六年间,就建造了大批钢结构厂房和矿场,其中主要的有:
恢复和扩建的鞍山钢铁公司,武汉钢铁公司和大连造船厂等;新建的有太原、富拉尔基重型机器制造厂,长春汽车制造厂,哈尔滨以及四川的三大动力厂,洛阳拖拉机厂以及一些飞机制造厂等。
2、近代,1.3钢结构的应用和发展,1.3.2钢结构在我国的发展概述,1、古代,4、六、七十年代中我国建造的钢结构工程主要有:
1959年建成的首都人民大会堂,钢屋架的跨度达60米,可容纳万人集会。
1961年建成的北京工人体育馆,采用了94米直径的悬索结构,能容纳观众15,000人。
1967年建成的首都体育馆,屋盖采用了平板网架结构,跨度达99米,可容纳观众15000人。
1968年建成的南京长江大桥;1973年建成的上海万人体育馆,屋盖采用了圆形平板网架结构,直径达110米;1978年间承德弯武汉钢铁公司一米七轧钢厂,耗用钢材12万吨(地上建筑和地下设备各一半);1998年建成长春体育馆采用了拱式结构最大跨度200米,可容纳4万名观众。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.2钢结构在我国的发展概述,5、八十年代以后,八十年代(1983年)完成了宝山钢铁公司第一期工程。
相继建成了一批钢结构厂房和高层建筑如:
上海的金茂大厦、深圳的帝王大厦和赛格广场大厦等。
1998年建成长春五环体育馆采用了拱式结构,最大跨度200米,可容纳4万名观众。
1.3钢结构的应用和发展,1.3.2钢结构在我国的发展概述,1.4钢结构课程的学习方法,根据教学大纲要求,课程只讲钢结构的基本构件部分;,本课程的特点是:
大家对钢结构的感性认识少,结构构造复杂,理论性强(特别是稳定理论);,受课时限制,不能过多的详解例题,一定要记好笔记,从机理理解一些理论问题,加强课前预习与课后复习;,多作习题与思考题,避免眼高手低。
本章小结,1绪论,
(1)钢结构的特点
(2)钢结构的设计方法(3)钢结构的应用与发展(4)钢结构课程的学习方法,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第一章 下载