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目录 1

第1章　绪论 1

1.1　钢结构的特点和应用范围 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　钢结构的设计计算方法 3

1.2.1　概述 3

1.2.2　数理统计中的有关名词 5

1.2.3　有关极限状态设计的几点说明 9

1.2.4　结构可靠度的计算方法 11

1.2.5　实用分项系数γ的结构设计表达式 13

1.3　纯钢结构工程一览表 14

第2章　钢结构材料 18

2.1　钢结构对材料的要求 18

2.2　钢材的工作性能 18

2.2.1　单向拉伸时的工作性能 18

2.2.2　受压、受剪时的工作性能 19

2.2.3　钢材的破坏形式 20

2.3　钢材的主要性能及其测定 20

2.4　影响钢材性能的因素 22

2.4.1　化学成分的影响 22

2.4.2　冶炼、浇铸、轧制过程的影响 23

2.4.3　钢材缺陷的影响 23

2.4.5　温度的影响 24

2.4.4　钢材硬化的影响 24

2.4.6　应力集中的影响 25

2.5　复杂应力状态下的屈服条件 26

2.6　钢材的疲劳 26

2.6.1　常幅疲劳 27

2.6.2　变幅疲劳 28

2.7　建筑钢材的种类和规格 29

2.7.1　建筑钢材的种类 29

2.7.2　钢材的选择 30

2.7.3　钢材的规格 31

习题 32

3.1　钢结构的连接方法 33

第3章　连接 33

3.2　焊缝及其连接形式 35

3.2.1　焊接方法 35

3.2.2　焊缝连接形式 36

3.2.3　焊缝类别 37

3.2.4　焊接位置 37

3.2.5　焊缝符号 38

3.3　角焊缝的构造和计算 40

3.3.1　角焊缝的形式和受力性能 40

3.3.2　角焊缝的构造要求 41

3.3.3　角焊缝的强度计算公式 43

3.3.4　直角角焊缝连接的计算 46

3.3.5　斜角角焊缝连接的计算 55

3.4.2　对接焊缝的计算 56

3.4.1　对接焊缝的构造 56

3.4　对接焊缝的构造和计算 56

3.5　焊接应力和焊接变形 61

3.5.1　焊接应力的分类和产生原因 61

3.5.2　焊接应力对结构性能的影响 62

3.5.3　焊接变形 63

3.6　螺栓连接的构造 64

3.6.1　螺栓的直径 64

3.6.2　螺栓的排列和间距 65

3.7　普通螺栓连接的计算 67

3.7.1　抗剪螺栓 67

3.7.2　抗拉螺栓 75

3.7.3　螺栓同时受拉和受剪 79

3.8　高强度螺栓连接的计算 81

3.8.1　高强度螺栓连接的分类和工作性能 81

3.8.2　高强度螺栓摩擦型连接的计算 83

3.8.3　高强度螺栓承压型连接的计算 85

习题 88

第4章　轴心受力构件与索 91

4.1　轴心受力构件的强度（Strength）和刚度（Stiffness）计算 92

4.1.1　强度 92

4.1.2　刚度 93

4.2　实腹式轴心受压构件的弯曲屈曲（flexural buckling） 96

4.2.1　理想轴心压杆的弯曲屈曲 97

4.2.2　工程压杆的弯曲屈曲 100

4.2.3　柱子曲线的确定方法 108

4.2.4　我国规范的整体稳定计算 110

4.3　实腹式轴心受压构件的局部屈曲 114

4.3.1　矩形薄板的屈曲 114

4.3.2　组合工字形截面构件的腹板和翼缘板的局部屈曲 117

4.3.3　组合工字形截面构件的板件宽厚比限值 118

4.3.4　其他组合截面杆的板件宽厚比限值 119

4.4　实腹式轴心压杆的截面设计 121

4.4.1　截面形式 121

4.4.2　截面选择和验算 122

4.4.3　板件的连接焊缝 122

4.5　格构式轴心受压构件的设计 126

4.5.1　对虚轴的换算长细比 127

4.5.3　缀材计算 132

4.5.2　截面选择 132

4.6　柱头和柱脚 139

4.6.1　柱头 139

4.6.2　柱脚 143

4.7　实腹式轴心压杆的扭转屈曲（torsional buckling） 147

4.7.1　外力N对扭转变形杆的任意截面的作用扭矩MT1 148

4.7.2　自由扭转力矩Ms 149

4.7.3　约束扭转力矩Mw 149

4.7.4　杆扭转后扭转力矩的平衡方程 149

4.8　实腹式轴心压杆的弯扭屈曲（torsional-flexural buckling） 151

4.9　钢索计算简介 154

4.9.1　柔性单索 154

4.9.2　劲性索 163

4.9.3　马鞍形索网概念 165

习题 166

第5章　实腹式受弯构件 168

5.1　梁格的布置 168

5.2　抗弯强度（bending strength） 169

5.3　规范［1］采用的强度计算公式 172

5.3.1　弯曲正应力和剪应力 172

5.3.2　局部压应力 173

5.3.3　折算应力 174

5.4　开口薄壁构件的弯曲和扭转 175

5.4.1　剪力流理论和剪力中心S 175

5.4.2　开口薄壁杆的扭转 180

5.5　闭口薄壁构件的自由扭转 187

5.6　梁的整体稳定性（弯扭屈曲） 188

5.6.1　基本概念 188

5.6.2　临界弯矩Mx,cr 189

5.6.3　整体稳定系数？b 192

5.6.4　整体稳定性的保证 195

5.7　焊接组合梁的局部稳定和加劲肋（stiffening rib）设计 197

5.7.1　受压翼缘板的屈曲 197

5.7.2　腹板的屈曲与加劲肋（rib）的配置 198

5.8　薄板的屈曲后强度 207

5.8.1　受压板的屈曲后强度 207

5.8.2　梁腹板的屈曲后强度 208

5.9　考虑腹板屈曲后强度的梁设计 211

5.9.2　抗弯承载力Meu 212

5.9.1　腹板的Vu值计算 212

5.9.3　梁的计算式 213

5.9.4　横肋设计特点 213

5.10　梁的刚度验算 214

5.11　型钢梁的截面选择 214

5.11.1　单向弯曲型钢梁 215

5.11.2　双向弯曲型钢梁 217

5.12　焊接组合梁的截面设计 222

5.12.1　截面高度 222

5.12.2　腹板和翼缘板的尺寸 224

5.12.3　翼缘焊缝的计算 224

5.12.4　焊接组合梁的截面改变 231

5.13　梁的拼接 233

5.14　主、次梁连接和梁的支座 235

5.14.1　主、次梁连接 235

5.14.2　梁的支座 236

习题 237

第6章　拉弯和压弯构件（梁-柱） 238

6.1　实腹式拉弯和梁-柱构件 238

6.1.1　破坏形式 238

6.1.2　强度计算 239

6.1.3　梁-柱构件的整体稳定性 241

6.1.4　梁-柱的局部屈曲 248

6.1.5　梁-柱的构造要求 250

6.2.1　弯矩绕实轴x作用 254

6.2　格构式梁-柱的计算 254

6.2.2　弯矩绕虚轴y作用 255

6.3　柱脚设计 257

习题 260

第7章　钢-砼组合梁 262

7.1　钢-砼组合构件的分类和发展 262

7.1.1　组合构件的分类 262

7.1.2　组合结构的发展与应用 265

7.2　钢-砼组合梁分析 266

7.2.1　概述 266

7.2.2　组合梁截面的弹性分析 267

7.2.3　组合梁截面的塑性分析 274

7.2.4　抗剪连接件的设计 282

8.1.1　截面全塑性弯矩Mp 286

第8章　塑性设计 286

8.1　塑性设计的基本思想 286

8.1.2　内力重分布 287

8.2　塑性设计对钢材的要求 287

8.3　受弯构件塑性设计 288

8.3.1　抗弯强度计算 288

8.3.2　抗剪强度计算 288

8.4　梁-柱构件塑性设计 288

8.4.1　抗弯强度计算 288

8.4.2　抗剪强度计算 288

8.4.3　弯矩作用平面内稳定计算 288

8.5.2　构件设计长细比 289

8.5.1　板件宽厚比限值 289

8.4.4　弯矩作用平面外稳定计算 289

8.5　塑性设计的构造要求 289

8.6　塑性内力分析方法 290

8.6.1　静力法 290

8.6.2　机构法 291

第9章　构件和节点的抗震性能 303

9.1　抗震钢结构的材质要求及结构破坏断裂的主要原因 303

9.2　构件的抗震性能 304

9.3　节点的抗震性能 308

9.4　节点的设计 312

9.4.1　梁与柱的连接 313

9.4.2　柱与柱的连接 315

9.4.3　梁与梁的连接 316

附录1　钢材的化学成分、机械性能和钢材、连接的强度设计值 317

附录2　型钢表 321

附录3　几种截面回转半径i的近似值 354

附录4　轴心受压构件的稳定系数？ 355

附录5　受弯构件的容许挠度 359

附录6　实腹式梁的整体稳定系数？b 360

附录7　柱的计算长度系数μ 364

附录8　疲劳计算时的构件和连接分类 376

附录9　螺栓和锚栓规格 379

附录10　扇形惯性矩Iw及剪心S的位置 380

参考文献 381