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1 绪论1

本章提要1

1.1 钢结构的特点和应用1

1.1.1 钢结构的特点1

1.1.2 钢结构的应用范围2

1.2 钢结构的设计原理和计算方法3

1.2.1 结构的功能要求3

1.2.2 结构的可靠度3

1.2.3 概率极限状态设计法3

1.3 钢结构的发展5

1.4 钢结构课程的任务和学习要求9

1.4.1 钢结构课程的任务9

1.4.2 钢结构课程学习的基本要求9

本章小结9

思考题10

2 建筑钢材11

本章提要11

2.1 建筑钢材的基本要求11

2.2 钢材的破坏形式11

2.3 钢材的机械性能12

2.3.1 强度和塑性12

2.3.2 冷弯性能14

2.3.3 韧性14

2.4 影响钢材机械性能的因素15

2.4.1 化学成分的影响15

2.4.2 冶炼、浇注和轧制的影响16

2.4.3 钢材硬化的影响17

2.4.4 温度的影响18

2.4.5 复杂应力、应力集中及残余应力的影响19

2.4.6 钢材的疲劳21

2.5 钢材的种类、规格及选用26

2.5.1 钢材的种类26

2.5.2 钢材的规格28

2.5.3 钢材的选用30

本章小结32

思考题32

3 钢结构的连接33

本章提要33

3.1 钢结构连接的种类及其特点33

3.1.1 焊缝连接34

3.1.2 螺栓连接34

3.1.3 铆钉连接35

3.2 焊缝连接的方法、形式和质量级别35

3.2.1 焊接方法35

3.2.2 焊缝连接的形式36

3.2.3 焊缝质量级别38

3.2.4 焊缝符号及标注方法38

3.3 对接焊缝的构造和计算41

3.3.1 对接焊缝的形式和构造42

3.3.2 对接焊缝的计算43

3.4 角焊缝的构造和计算46

3.4.1 角焊缝的形式和构造46

3.4.2 角焊缝的计算49

3.5 焊接残余应力和残余变形58

3.5.1 焊接残余应力和残余变形产生的原因58

3.5.2 焊接残余应力和残余变形的危害60

3.5.3 减少焊接残余应力和残余变形的措施60

3.6 普通螺栓连接的构造和计算61

3.6.1 普通螺栓连接的构造61

3.6.2 普通螺栓连接的受力性能和计算64

3.7 高强度螺栓连接的构造和计算75

3.7.1 高强度螺栓的材料和性能等级75

3.7.2 高强度螺栓的预拉力和紧固方法75

3.7.3 摩擦型高强度螺栓连接的受力性能和计算77

3.7.4 承压型高强度螺栓连接的计算要点82

本章小结83

思考题83

习题84

4 轴心受力构件87

本章提要87

4.1 轴心受力构件的类型87

4.1.1 轴心受力构件的种类87

4.1.2 轴心受力构件的截面形式87

4.2 轴心受力构件正常工作的基本要求88

4.2.1 轴心受力构件的强度88

4.2.2 轴心受力构件的刚度88

4.2.3 轴心受压构件的整体稳定90

4.2.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定101

4.3 实腹式轴心受压构件的截面设计104

4.3.1 选择截面形式104

4.3.2 选择截面尺寸105

4.3.3 截面验算105

4.3.4 构造要求106

4.4 格构式轴心受压构件的设计108

4.4.1 格构式轴心受压构件的组成108

4.4.2 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力108

4.4.3 格构式轴心受压构件的设计112

4.5 轴心受压柱的柱头与柱脚117

4.5.1 柱头的形式和构造117

4.5.2 柱脚的构造和计算119

本章小结124

思考题125

习题125

5 受弯构件126

本章提要126

5.1 梁的类型126

5.1.1 梁的种类126

5.1.2 梁的截面形式126

5.2 梁的强度、刚度和整体稳定性127

5.2.1 梁的强度127

5.2.2 梁的刚度132

5.2.3 梁的整体稳定性132

5.3 型钢梁设计139

5.3.1 单向受弯型钢梁139

5.3.2 双向受弯型钢梁141

5.4 钢板组合梁设计141

5.4.1 截面选择141

5.4.2 截面验算143

5.4.3 梁截面沿长度的改变143

5.4.4 翼缘与腹板连接焊缝的计算143

5.4.5 组合梁的局部稳定和腹板加劲肋设计148

5.5 梁的拼接与连接161

5.5.1 梁的拼接161

5.2.2 主次梁的连接162

本章小结164

思考题65

习题165

6 拉弯构件和压弯构件167

本章提要167

6.1 拉弯和压弯构件的类型167

6.1.1 拉弯、压弯构件的种类167

6.1.2 拉弯、压弯构件的截面形式168

6.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度169

6.2.1 拉弯、压弯构件的强度169

6.2.2 拉弯、压弯构件的刚度170

6.3 实腹式压弯构件的稳定性171

6.3.1 实腹式压弯构件的整体稳定171

6.3.2 实腹式压弯构件的局部稳定176

6.4 压弯构件的计算长度178

6.4.1 单根压弯构件的计算长度178

6.4.2 框架柱的计算长度178

6.5 实腹式压弯构件的截面设计180

6.5.1 选择截面180

6.5.2 截面验算181

6.6 压弯构件的柱头与柱脚183

6.6.1 柱头183

6.6.2 柱脚183

本章小结186

思考题186

习题186

7 屋盖结构188

本章提要188

7.1 屋盖结构的组成和形式188

7.2 屋盖支撑189

7.2.1 屋盖支撑的作用190

7.2.2 屋盖支撑的布置190

7.2.3 支撑的截面选择和连接构造193

7.3 钢檩条195

7.3.1 檩条的形式195

7.3.2 檩条的计算195

7.3.3 檩条的连接与构造197

7.4 普通钢屋架（桁架）设计200

7.4.1 屋架的形式和主要尺寸200

7.4.2 屋架的荷载和内力计算203

7.4.3 屋架杆件的计算长度204

7.4.4 屋架杆件的截面选择和计算207

7.4.5 屋架的节点设计210

7.4.6 屋架施工图的绘制216

7.5 普通钢屋架设计实例217

7.5.1 设计资料217

7.5.2 屋架形式及几何尺寸217

7.5.3 檩条和支撑的布置218

7.5.4 檩条设计218

7.5.5 屋架节点荷载计算220

7.5.6 屋架杆件内力计算220

7.5.7 杆件设计221

7.5.8 节点设计224

7.5.9 屋架施工图229

7.6 轻型钢屋架设计特点230

7.6.1 轻型钢屋架的形式230

7.6.2 轻型钢屋架的计算特点231

7.6.3 轻型钢屋架的节点构造231

本章小结233

思考题233

8 钢-混凝土组合结构简介235

本章提要235

8.1 钢-混凝土组合结构发展简介235

8.1.1 钢-混凝土组合结构的特点235

8.1.2 钢-混凝土组合结构的发展236

8.2 钢-混凝土组合梁238

8.2.1 钢-混凝土组合梁的工作原理238

8.2.2 钢-混凝土组合梁的类型239

8.3 钢-混凝土组合柱240

8.3.1 钢-混凝土组合柱的工作原理240

8.3.2 钢-混凝土组合柱的类型241

本章小结241

思考题241

9 大跨及高层钢结构简介242

本章提要242

9.1 大跨度房屋钢结构242

9.1.1 平面结构245

9.1.2 网架结构249

9.1.3 悬索结构260

9.2 高层房屋钢结构263

9.2.1 高层钢结构的发展概况263

9.2.2 高层钢结构体系的分类及应用266

本章小结270

思考题271

10 钢结构的制作和防护272

本章提要272

10.1 钢结构的制作272

10.1.1 钢结构制作的主要工序272

10.1.2 钢结构安装要点279

10.1.3 钢结构制作对设计的要求280

10.2 钢结构的防护280

10.2.1 钢结构的防锈280

10.2.2 钢结构的防火283

本章小结286

思考题286

附录287

附表1 钢材和连接的强度设计值287

附表2 轴心受压构件的稳定系数290

附表3 柱的计算长度系数292

附表4 各种截面回转半径的近似值293

附表5 热轧等边角钢的规格及截面特性294

附表6 热轧不等边角钢298

附表7 热轧普通工字钢的规格及截面特性305

附表8 热轧普通槽钢的规格及截面特性307

附表9 热轧H型钢和剖分T型钢的规格及截面特性309

附表10 锚栓规格311

附表11 螺栓的有效面积312

参考文献313