绪 论

绪 论

钢结构？

哪里用？

如何用？

主要内容主要内容

一、钢结构的特点

二、我国钢结构的应用

三、钢结构主要结构形式

四、钢结构可能的破坏形式

五、钢结构设计要求

一、钢结构的特点

1、强度高，重量轻 钢材 比重： 7850Kg/m3, 抗拉设计强度（ 200

～ ） N/mm2 重量 /强度＝ 40 混凝土 比重： 2500Kg/m3, 抗拉设计强度（ 1 ～） N/mm2 重量 /强度＝ 2500 木材 比重： 500Kg/m3, 顺纹抗拉强度（ 10 ～） N/mm2 重量 /强度＝ 50

2 、材性好，可靠性高3 、工业化程度高，工期短

自动钢板切割

埋弧自动焊

作业面多现场基础施工

工厂钢构制作

4、有效使用空间大

5、运输、安装方便

6、可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用

7、密封性好

8、抗震性好

9、有一定耐热性，但抗火性能差

温度对钢材力学性能的影响需采取防火对策

10、耐腐蚀性能差 热浸锌（ 25年） 酸洗、清洗、干燥、热浸锌、后处理 质量稳定、工业化程度高，但构件尺寸受锌槽尺寸控制 热喷铝复合涂层（ 25年） 喷砂 、喷锌（铝）、喷铝、喷复合涂层 不受体型大小限制、无热影响，构件形状复杂时操作困难 普通防腐蚀方法（ 3～ 5年） 除锈、底漆、面漆 操作方便，防腐有效年限短

轻质高强材性好，可靠性高工业化程度高，工期短有效使用空间大运输、安装方便可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用密封性好抗震性好有一定耐热性，但抗火性能差耐腐蚀性能差

二、我国钢结构应用

我国钢结构应用不断增加：1. 钢材生产技术发展迅速，产量、质量大大提高；2. 钢结构设计、加工、安装能力均已接近世界先进水平。

钢产量和消费的全球份额

1991钢产量

其他欧洲6.7%

前苏联18.0%

北美13.7%

日本14.9%

其他亚洲9.0%

其他7.9%

欧盟15国20.2%

中国9.6%

2001钢产量

其他欧洲5.4%

前苏联11.8%

北美14.0%

日本12.1%

其他亚洲11.6%

其他8.6%

中国17.6%

欧盟15国18.8%

2001钢材消费

其他欧洲4.3%

前苏联4.2%

北美17.1%

日本9.6%

其他亚洲15.6%

其他8.4%

中国22.2%

欧盟15国18.6%

1991钢材消费

其他欧洲4.6%

前苏联16.2%

北美15.3%

日本15.1%

其他亚洲13.5%

其他7.6%

中国9.2%

欧盟15国18.4%

产量

消费

中国钢材增长曲线

钢结构应用种类繁多，造型新颖，规模宏大。按功能分主要应用有： 会展场馆 体育建筑 机场 剧院 高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅 桥梁 储罐 其他构筑物

会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅桥梁 储罐 其他构筑物

上海新国际博览中心

湖南国际会展中心广州会展中心

会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅桥梁 储罐 其他构筑物

2008奥运会国家体育场 上海虹口足球场

上海八万人体育场

会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅桥梁 储罐 其他构筑物

浦东国际机场

首都机场

会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅桥梁 储罐 其他构筑物

上海大剧院 国家大剧院

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金茂大厦 1998年建成 88 层 420m 混凝土核心筒，钢巨型外伸桁架 ,钢骨混凝土巨型柱

上海环球金融中心原方案（ 97 年打桩），浦东陆家嘴，460m， 97 层停工 5 年后，于2003 年又推出新方案，高492m， 101 层，建成为世界第一高摩天楼， 37 万多m2 。

会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅桥梁 储罐 其他构筑物

输电塔电视塔通讯塔

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轻钢厂房

大众汽车三期工程 山东省日照市双禾家纺轻钢车间

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大连北良国储粮库 净跨 60m

嘉兴电厂干煤棚

会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅桥梁 储罐 其他构筑物

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杨浦大桥卢浦大桥

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三、钢结构结构形式

按构件单元尺度分：杆系，板、壳、膜

按受力特点分：桁架、框架、悬索结构、杂交结构、张拉集成结构、索膜结构、拱或拱架

杆系——以长度显著大于横向尺寸的构件为基本单元的结构体 系。按几何形体可分为平面杆系和空间杆系；按受力性能可分为刚性杆系（可受拉、受压）、柔性杆系（仅可受拉）、刚柔结合杆系；按杆端连接形式可分为刚接杆系和铰接杆系。

板、壳、膜——厚度显著小于其它两个方向尺度的结构件。板：以受弯为主；（绕切向轴受弯，平面构件）壳：以受压为主；（切向受压，空间构件）膜：仅受拉。（切向受拉，空间构件）

杆系与板系的联系和渗透

桁架：钢屋架、平板网架、网壳、空间桁架框架：门式刚架、空间刚架、刚架－支撑结构、 刚架－抗剪桁架、框筒、筒中筒、 巨型框架悬索结构：马鞍型、圆形杂交结构：拱、索，网架、索张拉集成结构：拉杆预应力张拉、少数压杆， 经济、大跨索膜结构：拱或拱架：

四、钢结构的可能破坏形式

结构的整体失稳结构和构件的局部失稳结构的塑性破坏、脆性断裂结构的疲劳破坏结构的累积损伤破坏

结构的整体失稳 结构所承受的外荷载尚未达到按强度计算得到的结构破坏荷载时，结构已不能承担荷载，并产生较大变形，整个结构偏离原来的平衡位置而倒塌。结构和构件的局部失稳 结构或构件在保持整体稳定的条件下，结构中的局部构件或结构中的板件已不能承受外荷载的作用而失去稳定。 构件：受压柱、受弯梁 板件：受压翼缘、受压腹板

结构的塑性破坏、脆性破坏 属结构的强度破坏。 破坏时出现明显的变形的为塑性破坏； 破坏时无明显的变形的为脆性破坏。结构的疲劳破坏 结构在反复荷载（低于屈服强度）作用下产生的破坏。结构的累积损伤破坏 结构在反复荷载（高于屈服强度）作用下，反复次数并不多的情况下产生的破坏。

足够强度、刚度和稳定性，结构安全可靠；符合建筑使用要求，具有良好耐久性；节约钢材，减轻重量；制造简单、安装方便，节约劳动力；便于运输、维护；结构适当外露、美观。

五、钢结构设计要求