1 绪论 1
1.1 钢结构的特点及应用范围 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 钢结构的类型及组成 7
1.3 钢结构的设计原理及方法 10
1.4 有关钢结构的规范、规程及标准简介 15
1.5 钢结构的发展 16
1.6 钢结构课程的任务、特点及学习方法 18
2 建筑钢材 21
2.1 建筑钢材的基本要求 21
2.2 建筑钢材的主要机械性能 21
2.2.1 强度和塑性 21
2.2.2 冷弯试验 24
2.2.3 韧性 24
2.2.4 可焊性 25
2.3 建筑钢材的两种破坏形式 25
2.4 影响钢材性能的主要因素 26
2.4.1 化学成分的影响 26
2.4.2 冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响 27
2.4.3 钢材的冷作硬化与时效硬化 28
2.4.4 复杂应力和应力集中的影响 29
2.4.5 残余应力的影响 31
2.4.6 温度的影响 32
2.4.7 钢材的疲劳 32
2.5 建筑钢材的种类、规格及选择 32
2.5.1 建筑钢材的种类 32
2.5.2 建筑钢材的规格 37
2.5.3 建筑钢材的选择 39
3 钢结构的连接 42
3.1 钢结构连接的种类及其特点 42
3.2 焊缝连接 43
3.2.1 焊接方法 43
3.2.2 焊缝连接的形式 45
3.2.3 焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别 47
3.2.4 焊缝符号及标注方法 47
3.3 对接焊缝连接 50
3.3.1 对接焊缝的形式和构造 50
3.3.2 对接焊缝连接的计算 51
3.4 角焊缝连接 56
3.4.1 角焊缝的形式与构造 56
3.4.2 角焊缝的连接强度 59
3.4.3 角焊缝连接的计算 60
3.5 焊接残余变形和残余应力 71
3.5.1 焊接残余变形和残余应力及其产生的原因 71
3.5.2 焊接残余变形和残余应力的危害 72
3.5.3 消除和减少焊接残余变形及残余应力的措施 72
3.6 普通螺栓连接 73
3.6.1 普通螺栓连接的构造 73
3.6.2 普通螺栓连接的受力性能和计算 76
3.7 高强度螺栓连接 89
3.7.1 概述 89
3.7.2 高强度螺栓摩擦型连接的计算 92
3.7.3 高强度螺栓承压型连接的计算要点 98
4 轴心受力构件 102
4.1 概述 102
4.2 轴心受力构件的强度及刚度 103
4.2.1 轴心受力构件的强度 103
4.2.2 轴心受力构件的刚度 104
4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定 105
4.3.1 关于稳定问题的概述 105
4.3.2 失稳的类别 107
4.3.3 理想轴心受压构件的受力性能 107
4.3.4 实际轴心受压构件的计算方法 110
4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定 116
4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计 117
4.5.1 选择轴心受压构件的截面形式 117
4.5.2 选择截面尺寸 118
4.5.3 截面验算 118
4.5.4 构造规定 119
4.6 格构式轴心受压构件 121
4.6.1 格构式轴心受压构件的组成 121
4.6.2 格构式轴心受压构件的整体稳定 122
4.6.3 单肢的稳定性 123
4.6.4 格构式轴心受压构件的缀材设计 123
4.6.5 格构式轴心受压柱的横隔 124
4.6.6 格构式轴心受压构件的设计 125
4.7 梁与柱的铰接连接形式和构造 129
4.7.1 柱顶支承梁的构造 129
4.7.2 柱侧支承梁的构造 130
4.8 柱脚设计 131
4.8.1 柱脚的形式和构造 131
4.8.2 轴心受压柱脚的计算 131
5 受弯构件 138
5.1 概述 138
5.2 梁的强度和刚度 139
5.2.1 梁的强度 139
5.2.2 梁的刚度 144
5.3 梁的整体稳定 146
5.3.1 梁整体稳定的临界弯矩Mcr 146
5.3.2 受弯构件整体稳定计算 148
5.3.3 保证梁整体稳定性的措施 150
5.3.4 侧向支撑 151
5.4 型钢梁设计 151
5.5 钢板组合梁设计 154
5.5.1 截面设计 154
5.5.2 截面规格 156
5.5.3 梁截面沿长度的变化 156
5.5.4 翼缘焊缝计算 157
5.6 组合梁的局部稳定和腹板加劲肋设计 160
5.6.1 梁翼缘宽厚比的限值及腹板加劲肋的布置 160
5.6.2 组合梁腹板局部稳定验算 163
5.6.3 加劲肋截面选择及构造要求 166
5.6.4 支承加劲肋的构造和计算 167
5.7 组合梁的屈曲后强度 171
5.8 梁的拼接和连接 172
5.8.1 梁的拼接 172
5.8.2 次梁与主梁连接 174
6 拉弯构件和压弯构件 180
6.1 概述 180
6.2 拉弯构件和压弯构件的强度和刚度 181
6.2.1 拉弯构件和压弯构件的强度 181
6.2.2 拉弯构件和压弯构件的刚度 184
6.3 实腹式压弯构件的整体稳定 185
6.3.1 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性 185
6.3.2 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性 190
6.4 实腹式压弯构件的局部稳定 191
6.4.1 腹板的局部稳定 191
6.4.2 翼缘的局部稳定 192
6.5 压弯构件及框架柱的计算长度 193
6.5.1 框架柱在框架平面内的计算长度 194
6.5.2 框架柱在框架平面外的计算长度 196
6.6 实腹式压弯构件的截面设计 198
6.7 格构式压弯构件 200
6.7.1 格构式压弯构件的整体稳定 200
6.7.2 分肢的稳定性 201
6.7.3 缀材计算 201
6.7.4 格构式压弯构件的强度计算 201
6.8 框架中梁与柱的连接 203
6.9 框架柱的柱脚 204
7 门式刚架轻型钢结构 209
7.1 概述 209
7.1.1 单层门式刚架结构的组成 209
7.1.2 单层门式刚架结构的特点 210
7.1.3 门式刚架结构的应用情况 211
7.2 结构形式和布置 211
7.2.1 结构形式 211
7.2.2 建筑尺寸 212
7.2.3 结构平面布置 213
7.2.4 支撑布置 213
7.3 作用效应计算 214
7.3.1 门式刚架荷载 214
7.3.2 荷载组合 215
7.3.3 分析方法 216
7.4 刚架柱和梁的设计 217
7.4.1 梁柱板件的宽厚比限值和腹板屈曲后强度利用 217
7.4.2 刚架梁、柱构件的强度计算 218
7.4.3 梁腹板加劲肋的配置 220
7.4.4 变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算 220
7.4.5 变截面柱在刚架平面内的计算长度 221
7.4.6 变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算 228
7.4.7 斜梁的设计 228
7.4.8 隅撑设计 230
7.5 变形规定 234
7.6 节点设计 235
7.6.1 门式刚架斜梁与柱的连接 235
7.6.2 门式刚架柱脚 238
7.6.3 牛腿 239
7.6.4 摇摆柱与斜梁的连接构造 239
7.7 檩条设计 240
7.7.1 檩条的截面形式 240
7.7.2 檩条的荷载和荷载组合 240
7.7.3 檩条的内力分析 241
7.7.4 檩条的截面选择 242
7.7.5 构造要求 245
附录 251
附录1 钢材和连接的强度设计值 251
附录2 轴心受压构件的稳定系数 254
附录3 柱的计算长度系数 258
附录4 各种截面回转半径的近似值 270
附录5 热轧等边角钢 271
附录6 热轧不等边角钢 278
附录7 热轧普通工字钢 287
附录8 热轧普通槽钢 290
附录9 热轧H型钢和部分T型钢 293
附录10 锚栓规格 306
附录11 螺栓的有效直径和有效截面面积 306
附录12 梁的整体稳定系数 307
参考文献 311