水工钢结构 主讲:朱召泉教授
水工钢结构 主讲：朱召泉教授
课程概况及基本要求 课程概况 ●钢结构是土木工程专业的主要专业课之一,也 是水工、港航、海工、农水等水利类专业的技 术基础课。钢结构是当前我国重点推广和发展 的结构形式。 ●钢结构是采用钢材制作而成的结构,是建筑工 程的主要结构形式之一。课程的主要内容包括 材料、连接、基本构件三大部分。不同结构形 式都是由基本构件联结而成,基本构件的核心 问题是稳定问题。 ●本课程为2学分,计划授课32学时。本课程课堂 授课结束后集中安排一周的课程设计
一、课程概况 ⚫ 钢结构是土木工程专业的主要专业课之一，也 是水工、港航、海工、农水等水利类专业的技 术基础课。钢结构是当前我国重点推广和发展 的结构形式。 ⚫ 钢结构是采用钢材制作而成的结构，是建筑工 程的主要结构 形式之一。课程的主要内容包括 材料、连接、基本构件三大部分。不同结构形 式都是由基本构件联结而成，基本构件的核心 问题是稳定问题。 ⚫ 本课程为2学分,计划授课32学时。本课程课堂 授课结束后集中安排一周的课程设计。 课程概况及基本要求
基本要求 课程成绩由考试+平时成绩给出。平时成 绩包括作业、课堂提问等。抄作业者和被 抄作业者作业成绩为零分。 ●不得迟到、旷课。为了不影响他人,迟到 者须到课间休息时方可进入教室。旷课达 1/3,取消考试资格。缺课累计达5节及以 上,成绩由口试+笔试+平时成绩给出 且口试及格后方可参加笔试
二、基本要求 ⚫ 课程成绩由考试 + 平时成绩给出。平时成 绩包括作业、课堂提问等。抄作业者和被 抄作业者作业成绩为零分。 ⚫ 不得迟到、旷课。为了不影响他人，迟到 者须到课间休息时方可进入教室。旷课达 1/3，取消考试资格。缺课累计达5节及以 上， 成绩由口试+笔试 + 平时成绩给出， 且口试及格后方可参加笔试
学习建议与希望 ●学习时应重点搞清基本概念与性能,掌 握设计原理,熟悉构造要求。 ●讲课主要讲述重点和难点,为了便于大 家学习和复习,建议作好笔记。 我们采用的是最新版本(以新规范标准 编写)的教材,该教材反映了目前钢结 构领域的最新成果和动向。欢迎同学们 对教材的不足之处提出宝贵意见,以便 进一步改进
三、学习建议与希望 ⚫学习时应重点搞清基本概念与性能，掌 握设计原理，熟悉构造要求。 ⚫讲课主要讲述重点和难点，为了便于大 家学习和复习，建议作好笔记。 ⚫我们采用的是最新版本（以新规范标准 编写）的教材，该教材反映了目前钢结 构领域的最新成果和动向。欢迎同学们 对教材的不足之处提出宝贵意见，以便 进一步改进
第一章概论 第一节钢结构的特点和应用 钢结构的特点 钢结构是用钢材制造而成的工程结构。 通常它采用钢板、型钢(有些结构也可能 采用钢索)加工制造而成。钢结构与钢筋 混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划 分的工程结构的不同分支。钢结构与其它 结构相比,具有下列特点:
第一章 概 论 第一节 钢结构的特点和应用 一. 钢结构的特点 : 钢结构是用钢材制造而成的工程结构。 通常它采用钢板、型钢（有些结构也可能 采用钢索）加工制造而成。钢结构与钢筋 混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划 分的工程结构的不同分支。钢结构与其它 结构相比，具有下列特点：
1可靠性高 ●钢材在钢厂生产时,整个过程可严格控 制,质量比较稳定; ●钢材组织均匀,接近于各向同性匀质体; 钢材的物理力学特性与工程力学对材料 性能所作的基本假定符合较好; ●钢结构的实际工作性能比较符合目前采 用的理论计算结果。所以说钢结构的可 靠性高
1.可靠性高 ⚫钢材在钢厂生产时，整个过程可严格控 制，质量比较稳定; ⚫钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体； 钢材的物理力学特性与工程力学对材料 性能所作的基本假定符合较好； ⚫钢结构的实际工作性能比较符合目前采 用的理论计算结果。所以说钢结构的可 靠性高
2材料的强度高,钢结构自重轻。 ●钢材与其它材料相比,它的强度与重力密 度之比要高得多。在同样的受力条件下 钢结构用材料少,自重轻。以24m跨度厂房 屋架为例,当承受相同的荷载时,每榀钢 屋架的重量为21~27吨,而预应力钢筋混 凝土屋架的重量为64~11.3吨,后者为前者 的3~4倍。若采用冷弯薄壁型钢屋架,其自 重接近钢筋混凝土屋架的1/10。 钢结构自重轻,便于运输和安装,基础费 用低
2. 材料的强度高，钢结构自重轻。 ⚫ 钢材与其它材料相比，它的强度与重力密 度之比要高得多。在同样的受力条件下， 钢结构用材料少，自重轻。以24m跨度厂房 屋架为例，当承受相同的荷载时，每榀钢 屋架的重量为2.1～2.7吨，而预应力钢筋混 凝土屋架的重量为6.4～11.3吨，后者为前者 的3～4倍。若采用冷弯薄壁型钢屋架，其自 重接近钢筋混凝土屋架的1/10 。 ⚫ 钢结构自重轻，便于运输和安装，基础费 用低
3.钢材的塑性和韧性好 钢材的塑性好,钢结构破坏前一般都会产生显 著的变形,易于被发现,可及时采取补救措施, 避免重大事故发生。钢材的韧性好,钢结构 对动力荷载的适应性强,具有良好的吸能能力, 抗震性能优越。 4.钢结构制造筒便,施工工期短 钢结构一般在专业工厂制造,易实现机械化,是工程结 构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后,运 至施工现场拼装成结构。施工工期短,可尽快发挥投资 的经济效益。我国已建成的某240m×315m全钢结构厂房, 建筑面积达7.6万m2,其结构安装仅用了98天。钢结构由 于连接的特性,易于加固、改建和拆迁
3. 钢材的塑性和韧性好 ⚫ 钢材的塑性好，钢结构破坏前一般都会产生显 著的变形，易于被发现，可及时采取补救措施， 避免重大事故发生。 钢材的韧性好，钢结构 对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能力， 抗震性能优越。 4. 钢结构制造简便，施工工期短 钢结构一般在专业工厂制造，易实现机械化，是工程结 构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后，运 至施工现场拼装成结构。施工工期短，可尽快发挥投资 的经济效益。我国已建成的某240m315m全钢结构厂房， 建筑面积达7.6万m2，其结构安装仅用了98天。钢结构由 于连接的特性，易于加固、改建和拆迁
5.钢结构密闭性好 钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密 性较好的常压和高压容器结构和管道。 6.钢材的耐锈蚀性差 在没有腐蚀性介质的一般环境中,钢结构 经除锈后再凃涂上合格的防锈涂料后,锈蚀问题 并不严重。但在潮湿和有腐蚀性介质的环境中 钢结构容易锈蚀,需定期维护,增加了维护费 用。我国已研究生产出抗锈蚀性能良好的耐大 气腐蚀钢,并用于工程结构
5. 钢结构密闭性好 钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密 性较好的常压和高压容器结构和管道。 6. 钢材的耐锈蚀性差 在没有腐蚀性介质的一般环境中，钢结构 经除锈后再涂上合格的防锈涂料后，锈蚀问题 并不严重。但在潮湿和有腐蚀性介质的环境中， 钢结构容易锈蚀，需定期维护，增加了维护费 用。我国已研究生产出抗锈蚀性能良好的耐大 气腐蚀钢，并用于工程结构
7.钢结构耐热但不耐火 ●当钢材受热温度在200C以内时,钢材 的主要性能变化很小,具有较好的耐热 性能。当温度达600C以上时,钢材的 承载力几乎完全丧失,所以说钢材不耐 火。当温度在250C左右时,钢材的塑 性和韧性降低,破坏时常呈脆性断裂。 ●考虑一定的安全储备,当结构表面长期 受辐射热温度不小于150℃C时,需加以 隔热防护。当有防火要求时,要采取防 火措施
7. 钢结构耐热但不耐火 ⚫当钢材受热温度在200 oC以内时，钢材 的主要性能变化很小，具有较好的耐热 性能。当温度达600 oC以上时，钢材的 承载力几乎完全丧失，所以说钢材不耐 火。当温度在250o C左右时，钢材的塑 性和韧性降低，破坏时常呈脆性断裂。 ⚫考虑一定的安全储备，当结构表面长期 受辐射热温度不小于150 oC时，需加以 隔热防护。当有防火要求时，要采取防 火措施