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第1章　绪论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1

1.2　钢结构的类型和组成2

1.2.1　常用钢结构的类型与组成2

1.2.2　钢结构的构件与连接2

1.3　钢结构的设计原理与方法2

1.3.1　结构的功能要求2

1.3.2　结构功能的极限状态2

1.3.3　结构的功能函数3

1.3.4　结构极限状态方程3

1.3.5　建筑结构的可靠度3

1.3.6　实用设计表达式4

1.3.7　钢结构设计的基本要求5

1.4　钢结构的设计指标6

1.4.1　钢结构上的作用6

1.4.2　钢材强度标准值10

1.4.3　钢材强度设计值10

1.4.4　钢结构变形的规定11

1.5 钢结构建筑的现状和发展13

1.5.1　钢结构的发展现状13

1.5.2　钢结构的发展方向22

复习思考题22

第2章　钢结构的材料23

2.1　钢材的主要力学性能23

2.1.1 钢材在单向均匀拉力作用下的性能23

2.1.2　钢材的强度24

2.1.3　钢材的塑性24

2.1.4　钢材的冷弯性能25

2.1.5 冲击韧度25

2.1.6　焊接性能26

2.2　钢材的疲劳26

2.2.1 疲劳强度26

2.2.2　疲劳计算26

2.3　影响钢材性能的主要因素与钢材防护28

2.3.1　化学成分的影响28

2 3.2　冶炼、浇注和轧制过程的影响29

2.3.3　残余应力的影响29

2.3.4　应力集中的影响29

2.3.5　温度影响29

2.3.6　钢材的冷作硬化和时效硬化30

2.3.7　钢材的防护30

2.4　钢材的种类、规格与选用30

2.4.1　钢材的种类30

2.4.2　钢材的规格31

2.4.3　钢材的选用和保证项目32

复习思考题36

第3章　钢结构的连接37

3.1　钢结构的连接方法37

3.1.1 焊接连接37

3.1.2　铆钉连接37

3.1.3　螺栓连接38

3.2　焊接连接38

3.2.1　焊接方法和焊接形式38

3.2.2　焊缝级别和焊缝强度40

3.2.3　对接焊缝的构造和计算42

3.2.4　角焊缝的构造和计算47

3.2.5　焊接残余应力和残余变形59

3.3　普通螺栓连接61

3.3.1　普通螺栓连接的构造61

3.3.2　普通螺栓连接的计算66

3.4　高强度螺栓连接74

3.4.1 概述74

3.4.2　摩擦型高强度螺栓连接的计算76

3.4.3　承压型高强度螺栓的计算79

复习思考题81

第4章　轴心受力构件85

4.1　轴心受力构件的强度85

4.2　轴心受力构件的刚度85

4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定性87

4.3.1　轴心受压构件稳定的计算87

4.3.2　轴心受压构件稳定系数φ88

4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定计算90

4.4.1 板的临界应力σcr的计算90

4.4.2　板件宽厚比限值91

4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计92

4.5.1　截面设计原则92

4.5.2　截面选择方法92

4.5.3　构造规定93

4.6　格构式轴心受压构件96

4.6.1 格构式轴心受压构件的整体稳定承载能力96

4.6.2　格构式轴心受压构件的分肢稳定性验算97

4.6.3 格构式轴心受压构件的缀材设计97

4.6.4　格构式轴心受压构件的设计步骤99

4.7　柱头和柱脚102

4.7.1　梁与柱的连接102

4.7.2　柱脚103

复习思考题108

第5章　受弯构件110

5.1　梁的强度计算110

5.1.1　梁的抗弯强度计算110

5.1.2　梁的抗剪强度计算112

5.1.3　梁的局部承压强度计算112

5.1.4　梁的折算应力计算113

5.2　梁的刚度计算113

5.3　梁的整体稳定114

5.3.1　梁的整体稳定计算114

5.3.2　梁的整体稳定系数φb115

5.3.3　保证梁整体稳定性的构造措施116

5.4　梁的局部稳定116

5.4.1　保证梁局部稳定的措施117

5.4.2　普通钢板梁仅有横向加劲肋时间距a的简化计算公式118

5.4.3 纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1的确定119

5.4.4　支承加劲肋的计算119

5.4.5 当设有加劲肋时腹板局部稳定计算120

5.4.6　组合梁腹板考虑屈曲后强度计算121

5.5 梁的拼接与连接121

5.5.1　梁的拼接121

5.5.2　主次梁的连接122

5.5.3　梁的支座123

5.6　型钢梁的设计124

5.6.1　单向弯曲型钢梁124

5.6.2　双向弯曲型钢梁124

5.7　组合钢梁的设计125

5.7.1　工字形组合梁的截面选择125

5.7.2　组合梁的截面验算127

5.7.3　组合梁截面沿长度的改变128

5.8　钢与混凝土组合梁134

5.8.1　组合梁的类型与构造134

5.8.2　组合梁的特点135

5.8.3　组合梁的设计方法136

复习思考题137

第6章　拉弯和压弯构件139

6.1 拉弯和压弯构件的类型与应用139

6.1.1　拉弯构件139

6.1.2　压弯构件139

6.2　拉弯和压弯构件的强度与刚度140

6.2.1　拉弯和压弯构件的强度140

6.2.2　拉弯和压弯构件的刚度141

6.3　实腹式压弯构件的整体稳定142

6.3.1　弯矩作用平面内的稳定性142

6.3.2　弯矩作用平面外的稳定性146

6.4 实腹式压弯构件的局部稳定149

6.4.1　受压翼缘板的局部稳定149

6.4.2　腹板的局部稳定149

6.5　压弯构件的计算长度151

6.5.1 在框架平面内柱的计算长度151

6.5.2　在框架平面外柱的计算长度154

6.6 实腹式压弯构件的截面设计154

6.6.1　截面设计原则154

6.6.2 实腹式压弯构件截面设计步骤155

6.7　格构式压弯构件157

6.7.1 格构式压弯构件的整体稳定性158

6.7.2　格构式压弯构件单肢的稳定性158

6.7.3　缀材的计算和构造要求159

6.8　压弯构件的柱头和柱脚161

6.8.1　压弯构件的柱头161

6.8.2　压弯构件的柱脚161

复习思考题163

第7章　钢屋盖结构设计165

7.1　钢屋架的形式和尺寸165

7.1.1　屋架的形式166

7.1.2　屋架的主要尺寸166

7.2　屋架杆件的内力计算167

7.2.1　计算假定167

7.2.2　节点荷载计算167

7.2.3　屋架杆件内力计算方法168

7.3　屋架杆件的截面设计169

7.3.1　屋架杆件的计算长度169

7.3.2　屋架杆件的截面形式169

7.3.3　节点板和垫板170

7.3.4　屋架杆件的截面选择171

7.3.5　屋架的节点设计171

7.3.6　钢屋架的施工图176

7.4　钢屋架的支撑177

7.4.1　屋盖支撑的类型和布置178

7.4.2　支撑的截面选择和连接构造179

7.4.3　檩条、拉条和撑杆180

7.5　普通钢屋架设计例题181

7.5.1　设计资料181

7.5.2　支撑布置182

7.5.3　檩条设计182

7.5.4　屋架设计183

复习思考题192

第8章　钢平台结构设计194

8.1　概述194

8.2　平台铺板设计196

8.3　平台梁设计198

8.4　平台柱和柱间支撑设计199

8.5　楼梯与栏杆设计200

复习思考题201

第9章　多层与高层建筑钢结构设计203

9.1 概述203

9.1.1　多、高层建筑钢结构的特点203

9.1.2　高层建筑钢结构的结构体系203

9.1.3　多、高层建筑钢结构的布置205

9.2　多、高层建筑钢结构的设计方法208

9.2.1　结构设计的原则规定208

9.2.2　多、高层钢结构分析方法209

9.2.3　多、高层钢框架结构的设计内容和步骤210

9.3　构件长细比和板件宽厚比限值211

9.3.1　构件长细比限值211

9.3.2　板件宽厚比限值212

9.4　构件连接212

9.4.1 连接方式与连接设计的原则212

9.4.2　梁柱连接与梁、柱拼接213

9.4.3 中心支撑与梁柱连接215

9.4.4　偏心支撑与梁、柱连接215

9.4.5　侧向支撑217

9.4.6　刚接柱脚217

复习思考题218

第10章　大跨空间钢结构设计219

10.1　网架结构设计219

10.1.1 网架结构的类型和特点219

10.1.2 平板网架220

10.1.3　壳形网架226

10.1.4　网架形式和主要尺寸228

10.1.5　网架的杆件与节点229

10.1.6　网架的支承方式与支座节点231

10.1.7　网架结构的内力分析233

10.2　悬索结构设计235

10.2.1　悬索结构的分类235

10.2.2　悬索结构的受力分析235

10.2.3　钢索的构造236

复习思考题238

第11章　门式刚架设计240

11.1　概述240

11.1.1　平面框架的形式240

11.1.2　门式刚架的常用形式241

11.2　单层门式刚架设计241

11.2.1　特点及适用范围241

11.2.2　刚架类型及截面形式241

11.2.3　刚架的布置242

11.2.4　刚架的荷载及荷载组合244

11.2.5　刚架的内力组合和内力计算245

11.2.6　单层刚架变形计算245

11.2.7　刚架梁、柱的截面验算247

11.3　刚架主要节点的构造248

11.3.1　梁、柱加腋节点构造248

11.3.2　直线加腋节点248

11.3.3　柱脚节点250

11.4　单层刚架设计例题250

复习思考题253

附录255

附录A　轴心受压稳定系数255

附录B　柱的计算长度系数257

附录C　各种截面回转半径的近似值260

附录D　型钢表261

附录E　钢锚栓规格与螺栓有效面积273

附录F　术语和符号276

参考文献282