第1章 绪论 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 1
1.2 钢结构的类型和组成 2
1.2.1 常用钢结构的类型与组成 2
1.2.2 钢结构的构件与连接 2
1.3 钢结构的设计原理与方法 2
1.3.1 结构的功能要求 2
1.3.2 结构功能的极限状态 2
1.3.3 结构的功能函数 3
1.3.4 结构极限状态方程 3
1.3.5 建筑结构的可靠度 3
1.3.6 实用设计表达式 4
1.3.7 钢结构设计的基本要求 5
1.4 钢结构的设计指标 6
1.4.1 钢结构上的作用 6
1.4.2 钢材强度标准值 10
1.4.3 钢材强度设计值 10
1.4.4 钢结构变形的规定 11
1.5 钢结构建筑的现状和发展 13
1.5.1 钢结构的发展现状 13
1.5.2 钢结构的发展方向 22
复习思考题 22
第2章 钢结构的材料 23
2.1 钢材的主要力学性能 23
2.1.1 钢材在单向均匀拉力作用下的性能 23
2.1.2 钢材的强度 24
2.1.3 钢材的塑性 24
2.1.4 钢材的冷弯性能 25
2.1.5 冲击韧度 25
2.1.6 焊接性能 26
2.2 钢材的疲劳 26
2.2.1 疲劳强度 26
2.2.2 疲劳计算 26
2.3 影响钢材性能的主要因素与钢材防护 28
2.3.1 化学成分的影响 28
2 3.2 冶炼、浇注和轧制过程的影响 29
2.3.3 残余应力的影响 29
2.3.4 应力集中的影响 29
2.3.5 温度影响 29
2.3.6 钢材的冷作硬化和时效硬化 30
2.3.7 钢材的防护 30
2.4 钢材的种类、规格与选用 30
2.4.1 钢材的种类 30
2.4.2 钢材的规格 31
2.4.3 钢材的选用和保证项目 32
复习思考题 36
第3章 钢结构的连接 37
3.1 钢结构的连接方法 37
3.1.1 焊接连接 37
3.1.2 铆钉连接 37
3.1.3 螺栓连接 38
3.2 焊接连接 38
3.2.1 焊接方法和焊接形式 38
3.2.2 焊缝级别和焊缝强度 40
3.2.3 对接焊缝的构造和计算 42
3.2.4 角焊缝的构造和计算 47
3.2.5 焊接残余应力和残余变形 59
3.3 普通螺栓连接 61
3.3.1 普通螺栓连接的构造 61
3.3.2 普通螺栓连接的计算 66
3.4 高强度螺栓连接 74
3.4.1 概述 74
3.4.2 摩擦型高强度螺栓连接的计算 76
3.4.3 承压型高强度螺栓的计算 79
复习思考题 81
第4章 轴心受力构件 85
4.1 轴心受力构件的强度 85
4.2 轴心受力构件的刚度 85
4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定性 87
4.3.1 轴心受压构件稳定的计算 87
4.3.2 轴心受压构件稳定系数φ 88
4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定计算 90
4.4.1 板的临界应力σcr的计算 90
4.4.2 板件宽厚比限值 91
4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计 92
4.5.1 截面设计原则 92
4.5.2 截面选择方法 92
4.5.3 构造规定 93
4.6 格构式轴心受压构件 96
4.6.1 格构式轴心受压构件的整体稳定承载能力 96
4.6.2 格构式轴心受压构件的分肢稳定性验算 97
4.6.3 格构式轴心受压构件的缀材设计 97
4.6.4 格构式轴心受压构件的设计步骤 99
4.7 柱头和柱脚 102
4.7.1 梁与柱的连接 102
4.7.2 柱脚 103
复习思考题 108
第5章 受弯构件 110
5.1 梁的强度计算 110
5.1.1 梁的抗弯强度计算 110
5.1.2 梁的抗剪强度计算 112
5.1.3 梁的局部承压强度计算 112
5.1.4 梁的折算应力计算 113
5.2 梁的刚度计算 113
5.3 梁的整体稳定 114
5.3.1 梁的整体稳定计算 114
5.3.2 梁的整体稳定系数φb 115
5.3.3 保证梁整体稳定性的构造措施 116
5.4 梁的局部稳定 116
5.4.1 保证梁局部稳定的措施 117
5.4.2 普通钢板梁仅有横向加劲肋时间距a的简化计算公式 118
5.4.3 纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离h1的确定 119
5.4.4 支承加劲肋的计算 119
5.4.5 当设有加劲肋时腹板局部稳定计算 120
5.4.6 组合梁腹板考虑屈曲后强度计算 121
5.5 梁的拼接与连接 121
5.5.1 梁的拼接 121
5.5.2 主次梁的连接 122
5.5.3 梁的支座 123
5.6 型钢梁的设计 124
5.6.1 单向弯曲型钢梁 124
5.6.2 双向弯曲型钢梁 124
5.7 组合钢梁的设计 125
5.7.1 工字形组合梁的截面选择 125
5.7.2 组合梁的截面验算 127
5.7.3 组合梁截面沿长度的改变 128
5.8 钢与混凝土组合梁 134
5.8.1 组合梁的类型与构造 134
5.8.2 组合梁的特点 135
5.8.3 组合梁的设计方法 136
复习思考题 137
第6章 拉弯和压弯构件 139
6.1 拉弯和压弯构件的类型与应用 139
6.1.1 拉弯构件 139
6.1.2 压弯构件 139
6.2 拉弯和压弯构件的强度与刚度 140
6.2.1 拉弯和压弯构件的强度 140
6.2.2 拉弯和压弯构件的刚度 141
6.3 实腹式压弯构件的整体稳定 142
6.3.1 弯矩作用平面内的稳定性 142
6.3.2 弯矩作用平面外的稳定性 146
6.4 实腹式压弯构件的局部稳定 149
6.4.1 受压翼缘板的局部稳定 149
6.4.2 腹板的局部稳定 149
6.5 压弯构件的计算长度 151
6.5.1 在框架平面内柱的计算长度 151
6.5.2 在框架平面外柱的计算长度 154
6.6 实腹式压弯构件的截面设计 154
6.6.1 截面设计原则 154
6.6.2 实腹式压弯构件截面设计步骤 155
6.7 格构式压弯构件 157
6.7.1 格构式压弯构件的整体稳定性 158
6.7.2 格构式压弯构件单肢的稳定性 158
6.7.3 缀材的计算和构造要求 159
6.8 压弯构件的柱头和柱脚 161
6.8.1 压弯构件的柱头 161
6.8.2 压弯构件的柱脚 161
复习思考题 163
第7章 钢屋盖结构设计 165
7.1 钢屋架的形式和尺寸 165
7.1.1 屋架的形式 166
7.1.2 屋架的主要尺寸 166
7.2 屋架杆件的内力计算 167
7.2.1 计算假定 167
7.2.2 节点荷载计算 167
7.2.3 屋架杆件内力计算方法 168
7.3 屋架杆件的截面设计 169
7.3.1 屋架杆件的计算长度 169
7.3.2 屋架杆件的截面形式 169
7.3.3 节点板和垫板 170
7.3.4 屋架杆件的截面选择 171
7.3.5 屋架的节点设计 171
7.3.6 钢屋架的施工图 176
7.4 钢屋架的支撑 177
7.4.1 屋盖支撑的类型和布置 178
7.4.2 支撑的截面选择和连接构造 179
7.4.3 檩条、拉条和撑杆 180
7.5 普通钢屋架设计例题 181
7.5.1 设计资料 181
7.5.2 支撑布置 182
7.5.3 檩条设计 182
7.5.4 屋架设计 183
复习思考题 192
第8章 钢平台结构设计 194
8.1 概述 194
8.2 平台铺板设计 196
8.3 平台梁设计 198
8.4 平台柱和柱间支撑设计 199
8.5 楼梯与栏杆设计 200
复习思考题 201
第9章 多层与高层建筑钢结构设计 203
9.1 概述 203
9.1.1 多、高层建筑钢结构的特点 203
9.1.2 高层建筑钢结构的结构体系 203
9.1.3 多、高层建筑钢结构的布置 205
9.2 多、高层建筑钢结构的设计方法 208
9.2.1 结构设计的原则规定 208
9.2.2 多、高层钢结构分析方法 209
9.2.3 多、高层钢框架结构的设计内容和步骤 210
9.3 构件长细比和板件宽厚比限值 211
9.3.1 构件长细比限值 211
9.3.2 板件宽厚比限值 212
9.4 构件连接 212
9.4.1 连接方式与连接设计的原则 212
9.4.2 梁柱连接与梁、柱拼接 213
9.4.3 中心支撑与梁柱连接 215
9.4.4 偏心支撑与梁、柱连接 215
9.4.5 侧向支撑 217
9.4.6 刚接柱脚 217
复习思考题 218
第10章 大跨空间钢结构设计 219
10.1 网架结构设计 219
10.1.1 网架结构的类型和特点 219
10.1.2 平板网架 220
10.1.3 壳形网架 226
10.1.4 网架形式和主要尺寸 228
10.1.5 网架的杆件与节点 229
10.1.6 网架的支承方式与支座节点 231
10.1.7 网架结构的内力分析 233
10.2 悬索结构设计 235
10.2.1 悬索结构的分类 235
10.2.2 悬索结构的受力分析 235
10.2.3 钢索的构造 236
复习思考题 238
第11章 门式刚架设计 240
11.1 概述 240
11.1.1 平面框架的形式 240
11.1.2 门式刚架的常用形式 241
11.2 单层门式刚架设计 241
11.2.1 特点及适用范围 241
11.2.2 刚架类型及截面形式 241
11.2.3 刚架的布置 242
11.2.4 刚架的荷载及荷载组合 244
11.2.5 刚架的内力组合和内力计算 245
11.2.6 单层刚架变形计算 245
11.2.7 刚架梁、柱的截面验算 247
11.3 刚架主要节点的构造 248
11.3.1 梁、柱加腋节点构造 248
11.3.2 直线加腋节点 248
11.3.3 柱脚节点 250
11.4 单层刚架设计例题 250
复习思考题 253
附录 255
附录A 轴心受压稳定系数 255
附录B 柱的计算长度系数 257
附录C 各种截面回转半径的近似值 260
附录D 型钢表 261
附录E 钢锚栓规格与螺栓有效面积 273
附录F 术语和符号 276
参考文献 282