钢结构设计原理PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　钢结构的特点及应用 1

1.1.1　钢结构的特点 1

1.1.2　钢结构的应用 2

1.2　钢结构发展的历史、现状和趋势 3

1.3　钢结构的构件组成和主要结构形式 4

1.3.1　钢结构的构件组成 4

1.3.2　钢结构的主要结构形式 4

1.4　钢结构的计算方法 7

1.4.1　概述 7

1.4.2　概率极限状态设计方法 8

1.4.3　设计表达式 11

思考题 13

第2章　钢结构材料 14

2.1 钢结构对材料性能的要求 14

2.2　钢结构的力学性能和破坏形式 14

2.2.1　钢结构在单向均匀拉力作用下的性能 14

2.2.2　钢材的强度 16

2.2.3　钢材的塑性 16

2.2.4　钢材的冷弯性能 17

2.2.5　钢材的冲击韧性 17

2.3.1　化学成分的影响 18

2.3　影响钢材性能的主要因素 18

2.2.7　钢材的破坏形式 18

2.2.6　钢材的焊接性能 18

2.3.2　成材过程中的影响 20

2.3.3　残余应力的影响 21

2.3.4　应力集中的影响 21

2.3.5　钢材的冷作硬化和时效 22

2.3.6　温度的影响 23

2.4　钢材的疲劳 24

2.4.1　疲劳强度 24

2.4.2　疲劳计算 25

2.5.1　建筑用钢结构的分类 26

2.5　钢结构用钢材的分类及钢材的选用 26

2.5.2　钢材的选择 27

2.5.3　型钢的规格 28

思考题 30

第3章　受拉构件及索 31

3.1　受拉构件的可能破坏形式和影响因素 31

3.2　轴心受拉构件的强度和长细比 31

3.2.1　轴心受拉构件的强度计算 31

3.2.2　轴心受拉构件的长细比 33

3.3　拉弯构件的强度和变形 34

3.3.1　拉弯构件的强度 34

3.3.2　拉弯构件的刚度 36

3.4.1 截面形式 37

3.4.2　单索的受力分析 37

3.4　索的力学性质和分析方法 37

3.4.3　单索的简化计算 42

思考题 43

习题 43

第4章　轴心受压构件 45

4.1　轴心受压构件的强度和长细比 46

4.1.1 强度计算 46

4.1.2　刚度计算 48

4.2.1　理想轴心受压构件的整体稳定性 52

4.2　轴心受压构件的整体稳定 52

4.2.2　影响轴心受压构件稳定承载力的主要因素 55

4.2.3　实际轴心受压构件的稳定曲线 58

4.2.4　轴心受压构件的整体稳定计算方法 61

4.3　轴心受压构件的局部稳定 66

4.3.1 薄板临界力 66

4.3.2　轴心受压构件局部稳定验算 69

4.4　轴心受压构件的截面设计 75

4.4.1 实腹式轴心受压构件的截面设计 75

4.4.2　格构式轴心受压构件的截面设计 80

思考题 88

习题 89

第5章　受弯构件 91

5.1　受弯构件的可能破坏形式和影响因素 91

5.1.1　截面强度破坏 92

5.1.2　整体失稳 93

5.1.3　局部失稳 94

5.1.4　变形破坏 95

5.2　受弯构件的强度和变形 95

5.2.1 梁的强度 95

5.2.2　梁的刚度 100

5.3　受弯构件的扭转 102

5.3.1 受弯构件截面的剪切中心 102

5.3.2　受弯构件的扭转 103

5.4　单向受弯梁的整体稳定 107

5.4.1　梁整体稳定的概念 107

5.4.2　双轴对称工字形截面简支梁纯弯作用下的整体稳定 107

5.4.3　单轴对称工字形截面梁的整体稳定 110

5.4.4　单向受弯梁的整体稳定实用算法 111

5.5　双向受弯构件 112

5.6　受弯构件的局部稳定 113

5.6.1 受弯构件中板件的局部失稳临界应力 113

5.6.2　保证构件局部稳定的设计准则及防止构件局部失稳的途径 118

5.6.3　受弯构件腹板的屈曲后强度 123

习题 128

思考题 128

第6章　压弯构件 130

6.1　压弯构件的可能破坏形式和影响因素 130

6.2　单向压弯构件的强度和刚度 131

6.2.1　单向压弯构件的强度 131

6.2.2　单向压弯构件的刚度 131

6.3　单向压弯构件的整体失稳 131

6.3.1　实腹式单向压弯构件的整体稳定 132

6.3.2　格构式压弯构件的稳定 138

6.5　双向压弯构件的整体稳定 141

6.4.2　双向压弯构件的刚度 141

6.4.1　双向压弯构件的强度 141

6.4　双向压弯构件的强度和刚度 141

6.6　压弯构件的局部稳定 142

6.6.1　受压翼缘宽厚比限值 142

6.6.2　腹板的高厚比限值 143

思考题 145

习题 145

第7章　钢结构的连接 147

7.1　钢结构连接方法 147

7.2　焊接连接的特性 148

7.2.1　钢结构焊接方法 148

7.2.2　焊缝连接形式及焊缝形式 150

7.3　对接焊缝的构造和计算 151

7.4　角焊缝的构造和计算 157

7.4.1 角焊缝的形式和构造要求 157

7.4.2　角焊缝的受力特点及强度 160

7.4.3　不焊透对接焊缝的计算 175

7.5　焊接应力和焊接变形 176

7.5.1　焊接应力的分类和产生原因 176

7.5.2　焊接应力对结构性能的影响 177

7.5.3　焊接变形 178

7.5.4　减少焊接应力和焊接变形的措施 179

7.6.1　螺栓的排列和构造要求 180

7.6　普通螺栓连接的构造和计算 180

7.6.2　普通螺栓的工作性能和计算 182

7.6.3　高强度螺栓连接的工作性能和计算 196

思考题 204

习题 204

第8章　单层厂房钢结构 208

8.1 单层钢结构厂房的组成和特点 208

8.1.1　单层钢结构厂房的组成 208

8.1.2　单层钢结构厂房的分类与形式 210

8.1.3　单层钢结构厂房的结构布置 211

8.2.1 单层钢结构厂房的计算简图 215

8.2　单层钢结构厂房的受力特点与柱的计算长度 215

8.1.5　单层钢结构厂房的设计步骤 215

8.1.4　单层钢结构厂房的特点 215

8.2.2　单层钢结构厂房的荷载及其荷载组合 216

8.2.3　单层钢结构厂房的内力和侧移计算 218

8.2.4　单层钢结构厂房柱的计算长度 219

8.3　单层钢结构厂房的主要构件及节点设计 222

8.3.1　单层钢结构厂房框架梁、柱设计 222

8.3.2　屋檩、墙梁及支撑设计 225

8.3.3　单层钢结构厂房吊车梁及牛腿设计 226

8.3.4　单层钢结构厂房节点设计 232

习题 238

思考题 238

第9章　钢桁架及屋盖结构 240

9.1　桁架及屋盖结构的组成及应用 240

9.2　桁架及屋盖结构的结构分析 243

9.2.1　计算假定 243

9.2.2　节点荷载计算 243

9.2.3　屋架杆件内力计算方法 244

9.3　屋架杆件的截面设计 245

9.3.1　屋架杆件的计算长度 245

9.3.2　屋架杆件的截面形式 246

9.3.3　垫板和节点板 247

9.3.5　屋架的节点设计 248

9.3.4　屋架杆件的截面选择 248

9.4　钢屋架的支撑 255

9.4.1　屋盖支撑的类型和布置 255

9.4.2　支撑的截面选择和连接构造 257

9.4.3　檩条、拉条和撑杆 257

9.5　普通钢屋架设计实例 259

9.5.1　设计资料 259

9.5.2　支撑布置 259

9.5.3　檩条布置 260

9.5.4　屋架设计 261

思考题 274

附录1　平面图形的几何性质 275

附录2　钢结构用钢化学成分和机械性能 278

附录3　常用钢材及型钢截面特性表 282

附录4　轴心受压构件的稳定系数 308

附录5　柱的计算长度系数 314

附录6　计算图表 316

附录7　梁的整体稳定系数 320

附录8　受弯构件的容许挠度 324

附录9　钢材和连接的强度设计值 325

附录10　疲劳计算的构件和连接分类 328

参考文献 331