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上篇 钢结构基本原理1

1绪论1

1.1钢结构的特点1

1.2钢结构的应用和发展2

1.2.1钢结构的应用2

1.2.2钢结构的发展6

1.3钢结构的设计方法8

1.3.1结构的作用与抗力8

1.3.2建筑结构的功能要求8

1.3.3结构的极限状态8

1.3.4结构的可靠性9

1.3.5概率极限状态设计法10

2钢结构的材料12

2.1建筑结构对钢材的要求12

2.2钢材的破坏形式12

2.3钢材的主要性能13

2.3.1钢材的强度指标13

2.3.2钢材塑性性能指标14

2.3.3冷弯性能14

2.3.4冲击韧性14

2.4各种因素对钢材主要性能的影响15

2.4.1化学成分的影响15

2.4.2成材过程的影响15

2.4.3钢材硬化16

2.4.4温度影响17

2.4.5应力集中18

2.5复杂应力作用下钢材的屈服条件18

2.6钢结构的疲劳19

2.6.1钢材的疲劳破坏及其影响因素19

2.6.2疲劳破坏的计算19

2.6.3改善疲劳的措施20

2.7钢材的种类和规格20

2.7.1建筑用钢分类20

2.7.2钢材的选择及建议22

2.7.3型钢的规格23

3轴心受力构件26

3.1概述26

3.2轴心受力构件的强度27

3.3轴心受力构件的刚度27

3.4轴心受压构件的整体稳定28

3.4.1理想直杆的整体稳定28

3.4.2缺陷对轴压构件整体稳定的影响29

3.4.3实腹式轴心受压构件整体稳定的计算31

3.4.4轴心受压构件的扭转屈曲和弯扭屈曲34

3.5轴心受压构件的局部稳定37

3.5.1轴心受压构件板件的屈曲现象37

3.5.2单向均匀受压板件的屈曲38

3.5.3轴心受压构件板件的宽厚比限值39

3.6格构式轴压构件的整体稳定计算41

3.6.1格构式轴压构件的组成41

3.6.2格构式轴压构件的整体稳定计算41

3.6.3格构式轴压构件的单肢稳定43

思考题与习题43

4受弯构件45

4.1概述45

4.2梁的强度45

4.2.1梁在横向荷载作用下的工作46

4.2.2梁的抗弯强度47

4.2.3梁的抗剪强度47

4.2.4梁的局部压应力48

4.2.5梁的折算强度49

4.3梁的挠度51

4.4梁的整体稳定52

4.4.1梁丧失整体稳定的现象52

4.4.2梁的临界弯矩52

4.4.3梁整体稳定计算55

4.5梁的局部稳定57

4.5.1梁受压翼缘板的局部稳定57

4.5.2梁腹板的局部稳定58

4.5.3梁腹板加劲肋的设置59

思考题与习题59

5拉弯和压弯构件61

5.1概述61

5.2拉弯和压弯构件的强度61

5.3压弯构件的整体稳定64

5.3.1实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的整体稳定计算64

5.3.2实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳定计算68

5.3.3格构式压弯构件的整体稳定计算70

5.4压弯构件的局部稳定72

5.4.1翼缘板的宽厚比72

5.4.2腹板的宽厚比72

思考题与习题74

6钢结构的连接76

6.1钢结构的连接方法76

6.2焊接连接76

6.2.1常用焊接方法76

6.2.2焊接连接形式78

6.2.3焊缝代号80

6.2.4焊接残余应力和焊接残余变形80

6.2.5焊接残余应力对结构工作的影响81

6.2.6减少焊接残余变形和残余应力的措施82

6.3对接焊缝的构造和计算83

6.3.1对接焊缝的构造83

6.3.2对接焊缝连接的计算84

6.4角焊缝的构造和计算85

6.4.1角焊缝的构造85

6.4.2角焊缝连接的计算89

6.5螺栓连接95

6.5.1螺栓连接的优缺点95

6.5.2螺栓的排列95

6.5.3螺栓的直径和孔径98

6.5.4螺栓图例98

6.6普通螺栓连接99

6.6.1普通螺栓连接工作原理99

6.6.2普通螺栓连接计算101

6.7高强度螺栓连接107

6.7.1高强度螺栓连接工作原理107

6.7.2高强度螺栓的预拉力109

6.7.3摩擦型螺栓计算110

6.7.4承压型螺栓计算113

思考题与习题115

下篇 钢结构设计与制作118

7钢平台设计118

7.1概述118

7.1.1钢平台结构的布置118

7.1.2钢平台结构柱与柱间支撑119

7.2平台铺板设计120

7.2.1平台铺板构造120

7.2.2平台铺板的计算121

7.3平台梁设计122

7.3.1型钢梁设计123

7.3.2组合梁设计124

7.3.3梁的拼接设计133

7.4平台柱设计134

7.4.1实腹式轴心受压柱的截面设计134

7.4.2格构式轴心受压柱的截面设计137

7.5构件连接设计142

7.5.1主梁与次梁的连接142

7.5.2梁与柱的连接144

7.6柱脚设计146

7.6.1铰接柱脚147

7.6.2刚接柱脚152

8门式刚架轻型房屋结构设计与安装155

8.1概述155

8.1.1门式刚架轻型房屋结构体系155

8.1.2门式刚架轻型房屋结构的特点156

8.1.3门式刚架轻型房屋结构的应用156

8.2门式刚架轻型房屋结构设计的基本规定157

8.2.1设计原则157

8.2.2荷载、作用及荷载效应组合157

8.2.3材料选用159

8.2.4材料设计指标159

8.2.5变形限值规定159

8.3结构形式和结构布置160

8.3.1结构形式160

8.3.2结构布置161

8.4刚架设计162

8.4.1刚架的内力和侧移计算162

8.4.2刚架柱、梁设计163

8.5刚架节点设计176

8.5.1梁-柱节点（梁-梁节点）设计176

8.5.2牛腿节点设计179

8.5.3柱脚设计179

8.6檩条设计180

8.6.1檩条的种类及截面形式180

8.6.2檩条的荷载及内力计算181

8.6.3檩条截面尺寸初估及验算182

8.6.4构造要求183

8.7墙梁设计186

8.7.1墙梁的截面形式186

8.7.2墙梁的荷载及内力计算187

8.7.3墙梁计算188

8.7.4墙梁构造要求188

8.8支撑构件设计189

8.8.1支撑的种类及作用189

8.8.2支撑的布置189

8.8.3支撑构件的设计189

8.9屋面板和墙板设计190

8.9.1屋面板和墙板的种类190

8.9.2压型钢板的设计190

8.9.3压型钢板的构造192

8.10门式刚架结构的安装要点193

8.10.1门式刚架安装前的准备工作193

8.10.2门式刚架的安装要点194

思考题与习题196

9网架结构设计与安装197

9.1网架结构的特点和形式197

9.1.1网架结构的特点197

9.1.2网架结构的形式197

9.1.3网架结构的选型202

9.1.4网架结构几何尺寸的确定202

9.1.5网架结构的支撑203

9.1.6网架结构的起拱及屋面找坡构造205

9.2网架结构的计算206

9.2.1网架结构的荷载、作用及组合206

9.2.2网架结构的静力计算209

9.3网架结构的杆件和节点设计216

9.3.1网架结构杆件设计216

9.3.2网架结构节点设计218

9.4网架结构的安装要点230

9.4.1现场调研，制定网架施工方案230

9.4.2网架拼装方法230

思考题与习题232

10钢结构制作234

10.1钢结构加工前的准备工作234

10.1.1设计施工图的审核234

10.1.2加工图的设计234

10.1.3提料、订货、材料验收234

10.1.4材料报验235

10.1.5编制工艺文件236

10.2钢结构的加工工序236

10.2.1放样、画线、号料236

10.2.2切割236

10.2.3校料（校平、校直）237

10.2.4成型加工237

10.2.5制孔238

10.2.6组装239

10.3钢结构的防腐蚀240

10.4钢结构的运输及保管241

10.4.1钢结构成品的堆放241

10.4.2钢结构的包装241

10.4.3钢结构的运输242

附录243

附录1 钢材和连接的强度设计值243

附录2 结构或构件的变形容许值245

附录3 截面塑性发展系数248

附录4 梁的整体稳定系数249

附录5 轴心受压构件的稳定系数252

附录6 型钢表256

附录7 螺栓和锚栓规格282

参考文献283