轻型钢结构民用与工业建筑设计PDF电子书下载

1.1 轻型钢结构的分类 1

第1章 轻型钢结构设计概论 1

1.2 轻型钢结构的特点及应用范围 8

1.2.1 轻型钢结构的特点 8

1.2.2 轻型钢结构的应用范围 8

1.3 轻型钢结构设计的基本要求 9

1.3.1 设计方法和原则 9

1.3.2 承载能力极限状态设计表达式 9

1.3.3 正常使用极限状态设计表达式 11

2.1.1 钢材的分类 12

第2章 轻型钢结构的材料 12

2.1 结构材料 12

2.1.2 钢材的力学性能和化学成分 13

2.1.3 钢材的选用 13

2.2 连接材料 15

2.2.1 焊接材料的选用 15

2.2.2 螺栓的选用 16

2.3 围护结构材料 16

3.1.2 屋面荷载 19

3.1.1 荷载、作用的种类 19

3.1 轻型钢结构的荷载和作用 19

第3章 轻型钢结构的荷载、作用与设计基本规定 19

3.1.3 楼面荷载 20

3.1.4 风荷载 20

3.1.5 雪荷载 20

3.1.6 温度作用 20

3.2 轻型钢结构的荷载组合 21

3.3.1 钢材强度设计值 21

3.3 轻型钢结构的设计指标 21

3.1.8 吊车荷载 21

3.1.7 地震作用 21

3.3.2 连接强度设计值 22

3.3.3 强度设计值的折减系数 22

3.3.4 构件的容许长细比 22

3.3.5 变形规定 24

第4章 轻型钢结构基本构件的计算 26

4.1 基本构件的分类 26

4.2 普通钢结构基本构件 26

4.2.1 轴心受力构件 26

4.2.2 受弯构件 32

4.2.3 拉弯和压弯构件 41

4.3 薄壁型钢结构基本构件 43

4.3.1 轴心受力构件 43

4.3.2 受弯构件 44

4.3.3 拉弯和压弯构件 45

第5章 轻型钢结构连接计算与构造 47

5.1 焊接计算与构造 47

5.1.1 焊缝连接及焊缝形式 47

5.1.2 焊缝质量等级 49

5.1.4 角焊缝的连接计算 50

5.1.3 对接焊缝的连接计算 50

5.1.5 部分熔透对接焊缝的连接计算 52

5.1.6 角钢与钢板、圆钢与钢板、圆钢与圆钢之间角焊缝的连接计算 52

5.1.7 对接焊缝与角焊缝的连接构造 54

5.1.8 喇叭形焊缝的计算与构造 55

5.1.9 电阻点焊的计算与构造 56

5.2 螺栓连接计算与构造 57

5.2.1 普通螺栓连接的计算 57

5.2.2 高强度螺栓连接的计算 58

5.2.3 螺栓连接的构造要求 59

5.2.4 抽丝铆钉、自攻螺钉和射钉连接 60

第6章 轻型钢结构的防护 63

6.1 轻型钢结构防护的重要性 63

6.2 轻型钢结构防腐蚀 63

6.2.1 概述 63

6.2.2 轻型钢结构防腐蚀一般规定和设计原则 64

6.2.3 钢材表面处理（除锈） 66

6.2.4 防腐涂料的选用 67

6.2.5 防腐涂层结构和厚度 69

6.3.1 火灾对钢结构建筑的危害 70

6.2.6 防腐涂层的保护和维修 70

6.3 轻型钢结构防火 70

6.3.2 轻型钢结构防火设计原则 71

6.3.3 轻型钢结构防火设计和措施 72

6.3.4 轻型钢结构基于性能化防火设计的概念、要求和方法 75

6.4 轻型钢结构的隔热 78

第7章 低层民用轻型钢结构设计 80

7.1 常用的结构形式与体系 80

7.2.1 低层轻型钢结构住宅结构体系 81

7.2 低层轻型钢结构住宅设计 81

7.2.2 低层轻型钢结构住宅结构布置要求 84

7.2.3 计算简图和结构分析 85

7.2.4 楼盖与屋盖结构 87

7.2.5 节点设计原则 89

7.2.6 轻型钢结构住宅墙体 96

7.2.7 轻型钢结构住宅楼梯设计 101

7.2.8 轻型钢结构住宅基础选型要求 104

7.2.9 低层轻型钢结构住宅的防火与防护 104

7.3.1 建筑概况 107

7.3 低层轻型钢结构住宅设计实例——设计实例之一 107

7.3.2 轻型钢框架（框架—支撑）结构体系 109

7.3.3 低层轻型钢结构住宅采用H+H框架结构体系 110

7.3.4 低层轻型钢结构住宅采用3L结构体系 121

7.4 低层轻型钢结构公共建筑设计实例——设计实例之二 139

7.4.1 结构特点与结构布置 139

7.4.2 计算简图与结构分析 140

7.4.3 低层轻型钢结构公共建筑结构设计 141

8.1.1 结构组成及特点 159

8.1 单层工业厂房的结构组成与传力路线 159

第8章 门式刚架——单层工业厂房设计 159

8.1.2 传力路线 160

8.2 门式刚架结构特点及应用范围 161

8.2.1 门式刚架的特点 161

8.2.2 门式刚架的应用范围 161

8.3 结构形式及布置 162

8.3.1 门式刚架的结构形式 162

8.3.2 门式刚架的结构布置 163

8.4.2 荷载及荷载组合 165

8.4.1 截面尺寸估算 165

8.4 内力与侧移计算 165

8.4.3 内力计算 166

8.4.4 侧移计算 169

8.5 构件截面设计 172

8.5.1 构件计算长度 172

8.5.2 控制截面 176

8.5.3 截面设计 176

8.6 节点设计 180

8.6.1 横梁与柱连接节点及横梁拼接节点 180

8.6.2 节点域抗剪强度的验算 182

8.6.3 钢牛腿的节点设计 183

8.6.4 柱脚的节点设计 184

8.7 屋面设计 194

8.7.1 压型钢板的分类及适用范围 194

8.7.2 压型钢板的计算 195

8.7.3 自攻螺钉（或射钉）的强度计算 197

8.7.4 压型钢板的构造要求 197

8.8 檩条、墙梁及隅撑设计 198

8.8.1 檩条设计 198

8.8.2 墙梁设计 205

8.8.3 隅撑设计 206

8.9 天窗架设计 207

8.9.1 天窗架结构的组成和形式 207

8.9.2 天窗架内力计算 207

8.9.3 天窗架构件截面设计 209

8.10 支撑设计 210

8.10.1 柱间支撑 210

8.10.2 屋面水平支撑 214

8.11.1 基本概念 215

8.11 吊车梁设计 215

8.10.3 天窗架支撑 215

8.11.2 焊接工字形吊车梁的设计 219

8.12 基础设计要点 225

8.12.1 基础的类型 225

8.11.2 基础的选型 226

8.11.3 基础的设计 226

8.13 工程设计实例分析（某单层、多跨轻型工业厂房） 226

8.13.1 工程概况及设计资料 226

8.13.2 结构形式及布置 226

8.13.4 荷载计算 228

8.13.3 设计依据及软件 228

8.13.5 荷载组合 231

8.13.6 内力分析与位移计算 231

8.13.7 构件验算（弹性设计法） 234

8.13.8 节点设计 243

8.13.9 檩条、墙梁及隅撑的设计与计算 246

8.13.10 支撑设计 252

8.13.11 吊车梁设计 253

9.1 常用的结构类型和结构体系 259

9.1.1 结构类型 259

第9章 多层民用轻型钢结构设计 259

9.1.2 结构体系的选型和布置要求 261

9.2 轻型钢框架—支撑体系的受力特点 263

9.2.1 钢框架—支撑体系中支撑的类型 263

9.2.2 单榀竖向悬臂桁架的内力分布特征 265

9.2.3 框架—支撑体系的破坏机制 266

9.2.4 钢框架—支撑体系的变形特征 266

9.3.1 建立合理的计算模型 267

9.3 计算模型的建立、计算单元的划分和计算方法的选择 267

9.2.5 支撑框架与框架共同作用时的剪力分配 267

9.3.2 单元的类型与划分 268

9.3.3 内力与位移的计算方法及其选择 269

9.4 轻型钢框架—支撑结构的抗震分析 272

9.4.1 抗震设防和抗震计算要求 272

9.4.2 结构的抗震分析 275

9.4.3 多遇地震作用下结构构件的内力调整 276

9.4.4 抗震概念设计要求 277

9.5.1 多层轻型钢框架的变形限值 282

9.5 钢框架的变形限值与近似计算 282

9.5.2 框架结构侧移的近似计算 283

9.5.3 框架结构的P-△效应与整体稳定性 284

9.6 构件设计 284

9.6.1 框架梁 285

9.6.2 框架柱 286

9.6.3 中心支撑 287

9.6.4 偏心支撑 289

9.7 基础的类型及其选型 290

9.8.2 横向刚架计算 291

9.8 工程设计实例 291

9.8.1 设计资料及说明 291

9.8.3 横向支撑计算 310

9.8.4 节点设计 311

第10章 多层工业轻型钢结构设计 315

10.1 多层工业轻型钢结构的特点及其结构体系 315

10.2 多层工业轻型钢结构的结构体系布置 315

10.3 荷载和荷载效应组合 316

10.3.1 荷载类型 316

10.4 结构内力和位移计算 317

10.4.1 计算原则 317

10.3.2 荷载效应组合 317

10.4.2 内力计算 319

10.4.3 位移计算 319

10.5 构件设计 319

10.5.1 构件计算长度 319

10.5.2 构件截面形式 319

10.5.3 构件截面设计 320

10.6 结构竖向支撑体系 321

10.7 组合构件的设计 321

10.7.1 组合梁设计 321

10.7.2 组合楼板和非组合楼板设计 340

10.8 节点设计 349

10.8.1 节点设计原则 349

10.8.2 钢梁与钢梁的连接节点设计 350

10.8.3 钢柱与钢柱的拼接节点设计 355

10.8.4 钢梁与钢柱的连接节点设计 358

10.8.5 支撑的节点设计 363

10.8.6 抗震剪力墙板与框架的连接 365

10.8.7 钢梁与混凝土剪力墙的连接 366

10.9.2 基础的选型 368

10.9.1 基础的类型 368

10.9 基础设计要点 368

10.8.8 钢柱脚的节点设计 368

10.9.3 基础的设计 369

10.10 工程设计实例分析（三层、两跨轻型钢结构厂房设计） 369

10.10.1 工程概况和设计资料 369

10.10.2 结构形式及布置 369

10.10.3 设计依据及软件 369

10.10.4 荷载计算 371

10.10.5 工荷载组合 374

10.10.6 内力分析与位移计算 375

10.10.7 构件截面验算 378

10.10.8 节点设计 399

第11章 高层轻型钢结构的设计 408

11.1 钢框架—混凝土核心筒结构体系的特点 408

11.2 结构布置 409

11.2.1 结构平面和竖向布置 409

11.2.2 平面和竖向不规则的结构 410

11.3 计算模型的建立、计算单元及计算方法的选择 412

11.3.1 建立合理的计算模型 412

11.3.3 内力与位移的计算方法及其选择 413

11.3.2 单元的类型与划分 413

11.4 结构的荷载计算和抗震分析 414

11.4.1 竖向荷载 414

11.4.2 风荷载 414

11.4.3 地震作用及抗震分析 415

11.5 结构的整体稳定与P-△效应 420

11.5.1 结构的整体稳定 420

11.5.2 P-△效应的计算方法 421

11.6 结构的变形限值与计算 423

11.6.1 水平位移限值 423

11.6.2 薄弱层弹塑性变形计算 425

11.7 构件设计 427

11.7.1 梁 427

11.7.2 轴心受压柱 429

11.7.3 框架柱 429

11.7.4 中心支撑 433

11.7.5 偏心支撑 435

11.7.6 其他抗侧力构件 439

11.8 连接设计 446

11.8.1 梁与柱的连接 446

11.8.2 柱与柱的连接 450

11.8.3 梁与梁的连接 452

11.8.4 柱脚 454

11.8.5 中心支撑与框架的连接 459

11.8.6 偏心支撑与框架的连接 460

11.8.7 抗震剪力墙板与框架的连接 461

11.8.8 钢构件与混凝土结构的连接 463

11.9 基础设计要点 464

11.10 工程设计实例 465

11.10.1 工程概况 465

11.10.3 荷载或作用 466

11.10.2 材料 466

11.10.4 框架设计 468

11.10.5 芯筒设计 468

11.10.6 柱脚设计 468

11.10.7 结构分析 468

第12章 轻型钢屋架设计 472

12.1 钢屋架的受力特点及应用范围 472

12.2 屋架结构形式及计算简图 472

12.2.1 屋架结构形式及选用 472

12.2.2 屋架内力计算方法和计算简图 475

12.3 屋架结构的设计规定 476

12.4 角钢和T型钢屋架 482

12.4.1 特点及适用范围 482

12.4.2 屋架形式 482

12.4.3 杆件截面选择 483

12.4.4 屋架构造 484

12.4.5 节点计算 488

12.5.1 特点及适用范围 491

12.5.2 屋架形式 491

12.5 钢管屋架 491

12.5.3 杆件截面选择 492

12.5.4 屋架构造 492

12.5.5 节点计算 497

12.6 屋架支撑设计 502

12.6.1 一般要求 502

12.6.2 杆件设计及截面 506

12.6.3 支撑与屋架的连接构造 506

12.7 钢管屋架设计实例 509

13.2.1 常用轻型钢结构分析软件的种类及适用范围 518

13.2 常用轻型钢结构分析软件简介 518

13.1 概述 518

第13章 轻型钢结构分析软件简介 518

13.2.2 PKPM系列软件 519

13.2.3 3D3S软件 530

13.2.4 SAP 2000软件 540

13.2.5 其他结构分析软件简介 548

13.3 运用软件设计时需要注意的问题 550

13.4 工程算例 551

13.4.1 工程概况 551

13.4.2 建模过程 552

附表 560

附表1 轴心受压构件的稳定系数 560

附表2 冷弯薄壁型钢轴心受压构件的稳定系数 568

附表3 截面塑性发展系数γx、γy 569

附表4 冷弯薄壁型钢受弯构件的整体稳定系数 570

附表5 热轧型钢的规线距离 572

附表6 有侧移框架柱的计算长度系数μ 575

附表7 无侧移框架柱的计算长度系数μ 576

参考文献 577