钢结构原理与设计PDF电子书下载

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