钢结构基本理论与应用PDF电子书下载

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