1 绪论 1
提要 1
1.1 钢结构的类型及组成 1
1.2 钢结构的特点及应用范围 4
1.3 钢结构的设计原理及方法 6
1.4 有关钢结构的规范、规程及标准简介 11
1.5 钢结构的发展 12
1.6 钢结构课程的任务、特点及学习方法 14
小结 15
思考题 15
习题 15
2 建筑钢材 16
提要 16
2.1 建筑钢材的基本要求 16
2.2 建筑钢材的主要机械性能 16
2.2.1 强度和塑性 16
2.2.2 冷弯试验 18
2.2.3 韧性 19
2.2.4 可焊性 19
2.3 建筑钢材的两种破坏形式 20
2.4 影响钢材性能的主要因素 20
2.4.1 化学成分的影响 21
2.4.2 冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响 21
2.4.3 钢材的冷作硬化与时效硬化 22
2.4.4 复杂应力和应力集中的影响 23
2.4.5 残余应力的影响 25
2.4.6 温度的影响 26
2.4.7 钢材的疲劳 27
2.5 建筑钢材的种类、规格及选择 31
2.5.1 建筑钢材的种类 31
2.5.2 建筑钢材的规格 34
2.5.3 建筑钢材的选择 36
小结 37
思考题 38
习题 38
3 钢结构的连接 39
提要 39
3.1 钢结构连接的种类及其特点 39
3.1.1 焊缝连接 39
3.1.2 螺栓连接 39
3.1.3 铆钉连接 40
3.2 焊缝连接 41
3.2.1 焊接方法 41
3.2.2 焊缝连接的形式 42
3.2.3 焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别 44
3.2.4 焊缝符号及标注方法 45
3.3 对接焊缝连接 48
3.3.1 对接焊缝的形式和构造 48
3.3.2 对接焊缝连接的计算 50
3.4 角焊缝连接 54
3.4.1 角焊缝的形式和构造 54
3.4.2 角焊缝连接的基本计算公式 56
3.4.3 角焊缝连接的计算 59
3.5 焊接残余变形和残余应力 67
3.5.1 焊接残余变形和残余应力及其产生的原因 67
3.5.2 焊接残余变形和残余应力的危害 69
3.5.3 消除和减少焊接残余变形及残余应力的措施 69
3.6 普通螺栓连接 70
3.6.1 普通螺栓连接的构造 70
3.6.2 普通螺栓连接的受力性能和计算 72
3.7 高强度螺栓连接 84
3.7.1 概述 84
3.7.2 高强度螺栓摩擦型连接的计算 86
3.7.3 高强度螺栓承压型连接的计算要点 91
3.7.4 高强度螺栓连接的质量控制要点 92
小结 92
思考题 93
习题 93
4 轴心受力构件 97
提要 97
4.1 概述 97
4.2 轴心受力构件的强度及刚度 98
4.2.1 轴心受力构件的强度 98
4.2.2 轴心受力构件的刚度 98
4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定 99
4.3.1 关于稳定问题的概述 99
4.3.2 理想轴心受压构件的受力性能 101
4.3.3 实际轴心受压构件的受力性能 108
4.3.4 实际轴心受压构件的实用计算方法 111
4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定 116
4.4.1 均匀受压板件的屈曲应力 117
4.4.2 板件宽厚比的限值 118
4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计 120
4.5.1 选择轴心受压构件的截面形式 120
4.5.2 选择截面尺寸 121
4.5.3 截面验算 121
4.5.4 构造规定 121
4.6 格构式轴心受压构件 123
4.6.1 格构式轴心受压构件的组成 123
4.6.2 格构式轴心受压构件的整体稳定性 124
4.6.3 单肢的稳定性 125
4.6.4 格构式轴心受压构件的缀材设计 125
4.6.5 格构式轴心受压柱的横隔 127
4.6.6 格构式轴心受压构件的设计 127
4.7 梁与柱的连接形式和构造 132
4.7.1 柱顶支承梁的构造 132
4.7.2 柱侧支承梁的构造 132
4.8 柱脚设计 133
4.8.1 柱脚的形式和构造 133
4.8.2 轴心受压柱脚的计算 135
小结 138
思考题 138
习题 139
5 梁 140
提要 140
5.1 概述 140
5.2 梁的强度和刚度 141
5.2.1 梁的强度 141
5.2.2 梁的刚度 146
5.3 梁的整体稳定 147
5.3.1 梁整体稳定的临界弯矩Mcr 147
5.3.2 梁整体稳定的验算及？b系数的计算 150
5.3.3 保证梁整体稳定性的措施 153
5.3.4 侧向支撑 154
5.4 型钢梁设计 154
5.4.1 单向受弯型钢梁 154
5.4.2 双向受弯型钢梁 157
5.5 钢板组合梁设计 157
5.5.1 截面设计 157
5.5.2 截面验算 159
5.5.3 梁截面沿长度的改变 159
5.5.4 翼缘焊缝的计算 161
5.6 组合梁的局部稳定和腹板加劲肋设计 166
5.6.1 概述 166
5.6.2 组合梁翼缘的局部稳定 167
5.6.3 组合梁腹板加劲肋布置 168
5.6.4 组合梁腹板局部稳定验算 170
5.6.5 加劲肋的截面选择及构造要求 172
5.6.6 支承加劲肋的构造和计算 174
5.7 组合梁腹板考虑屈曲后强度的设计 178
5.7.1 腹板屈曲后的性能 178
5.7.2 腹板屈曲后强度计算公式 179
5.7.3 考虑腹板屈曲后强度组合梁加劲肋设计特点 182
5.8 梁的拼接和连接 187
5.8.1 梁的拼接 187
5.8.2 次梁与主梁的连接 189
5.9 钢-混凝土组合梁简介 190
小结 192
思考题 193
习题 194
6 拉弯构件和压弯构件 196
提要 196
6.1 概述 196
6.2 拉弯构件和压弯构件的强度和刚度 197
6.2.1 拉弯构件和压弯构件的强度 197
6.2.2 拉弯构件和压弯构件的刚度 199
6.3 实腹式压弯构件的整体稳定 200
6.3.1 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性 200
6.3.2 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性 205
6.4 实腹式压弯构件的局部稳定 206
6.4.1 腹板的局部稳定 206
6.4.2 翼缘的局部稳定 208
6.5 压弯构件及框架柱的计算长度 208
6.5.1 框架柱在框架平面内的计算长度 209
6.5.2 框架柱在框架平面外的计算长度 211
6.6 实腹式压弯构件的截面设计 213
6.7 格构式压弯构件 215
6.7.1 格构式压弯构件的整体稳定 215
6.7.2 分肢的稳定性 216
6.7.3 缀材计算 216
6.7.4 格构式压弯构件的强度计算 217
6.8 框架中梁与柱的连接 218
6.9 框架柱的柱脚 220
小结 222
思考题 222
习题 224
7 钢屋盖结构 225
提要 225
7.1 钢屋盖结构的形式、组成及布置 225
7.2 钢屋盖支撑 227
7.3 钢檩条设计 230
7.3.1 檩条的形式 230
7.3.2 檩条的计算 230
7.3.3 檩条的连接与构造 232
7.4 钢屋架（桁架）设计 235
7.4.1 屋架的形式和主要尺寸 235
7.4.2 屋架的荷载和内力计算 238
7.4.3 屋架杆件的计算长度和容许长细比 240
7.4.4 屋架杆件的截面选择和计算 243
7.4.5 屋架的节点设计 246
7.4.6 屋架施工图 255
普通钢屋架设计例题 256
1 设计资料 256
2 结构形式与布置 256
3 荷载计算 257
4 内力计算 259
5 杆件设计 260
6 节点设计 263
7 屋架施工图 269
小结 269
思考题 272
习题 273
8 门式刚架轻型钢结构 274
提要 274
8.1 门式刚架轻型钢结构的组成及布置 274
8.1.1 结构组成 274
8.1.2 结构布置 275
8.2 门式刚架的计算简图 277
8.3 门式刚架的荷载计算 277
8.3.1 永久荷载 277
8.3.2 可变荷载 278
8.3.3 地震作用 284
8.4 门式刚架的内力计算及荷载组合 284
8.4.1 刚架的内力计算 284
8.4.2 控制截面及最不利内力组合 284
8.4.3 刚架的荷载组合 285
8.5 门式刚架梁、柱截面验算 288
8.5.1 有效截面 288
8.5.2 门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度 290
8.5.3 抗剪强度计算 292
8.5.4 抗弯强度计算 292
8.5.5 加劲肋设置 293
8.5.6 刚架梁的验算 293
8.5.7 刚架柱的验算 293
8.6 门式刚架的变形计算 295
8.7 连接和节点设计 298
8.7.1 焊缝连接 298
8.7.2 端板节点设计 299
8.7.3 柱脚节点设计 302
变截面单跨门式刚架设计例题 303
1 设计资料 303
2 结构平面及支撑布置 303
3 荷载计算 307
4 内力计算及组合 308
5 刚架梁、柱截面验算 314
6 位移验算 319
7 节点设计 320
8 刚架施工图 323
小结 325
思考题 327
习题 327
9 钢结构制造工艺 328
提要 328
9.1 概述 328
9.2 图纸深化——详图绘制 328
9.3 材料采购和管理 329
9.4 技术准备工作 329
9.5 加工工序 330
9.5.1 放样 330
9.5.2 矫正 330
9.5.3 切割 330
9.5.4 制孔 331
9.5.5 弯形 332
9.5.6 端面加工 333
9.5.7 坡口加工 333
9.5.8 装配 334
9.5.9 焊接 334
9.5.10 表面处理和涂装 335
9.5.11 标志 336
9.5.12 包装和运输 336
9.6 钢结构安装中应注意的问题 337
9.6.1 保证端部的承压传力 337
9.6.2 重视高强度螺栓施工质量 337
9.6.3 改善工地焊接条件 338
9.7 钢结构设计中应注意的问题 338
习题 339
附录 340
附表1 钢材和连接的强度设计值 340
附表1.1 钢材的强度设计值 340
附表1.2 焊缝的强度设计值 340
附表1.3 螺栓连接的强度设计值 341
附表1.4 结构构件和连接设计强度的折减系数 342
附表2 轴心受压构件的稳定系数 343
附表2.1 a类截面轴心受压构件的稳定系数？ 343
附表2.2 b类截面轴心受压构件的稳定系数？ 343
附表2.3 c类截面轴心受压构件的稳定系数？ 344
附表2.4 d类截面轴心受压构件的稳定系数？ 344
附表3 柱的计算长度系数 345
附表3.1 有侧移框架柱的计算长度系数μ 345
附表3.2 无侧移框架柱的计算长度系数μ 345
附表4 各种截面回转半径的近似值 346
附表5 热轧等边角钢的规格及截面特性 347
附表6 热轧不等边角钢 351
附表6.1 热轧不等边角钢的规格及截面特性 351
附表6.2 两个热轧不等边角钢的组合截面特性 354
附表7 热轧普通工字钢的规格及截面特性 358
附表8 热轧普通槽钢的规格及截面特性 360
附表9 热轧H型钢和剖分T型钢的规格及截面特性 362
附表10 锚栓规格 364
附表11 螺栓的有效面积 365
参考文献 366