鋼結構第2版

目 錄

第2版前言

第1版前言

第1章緒論1

[HT5”SS〗[HT5H〗1.1鋼結構的特點和應用

1

1.1.1鋼結構的特點1

1.1.2鋼結構的應用范圍1

1.2鋼結構的類型和組成2

1.2.1常用鋼結構的類型與組成

2

1.2.2鋼結構的構件與連接2

1.3鋼結構的設計原理與方法

2

1.3.1結構的功能要求2

1.3.2結構功能的極限狀態(tài)2

1.3.3結構的功能函數(shù)3

1.3.4結構極限狀態(tài)方程3

1.3.5建筑結構的可靠度3

1.3.6實用設計表達式4

1.3.7鋼結構設計的基本要求

5

1.4鋼結構的設計指標6

1.4.1鋼結構上的作用6

1.4.2鋼材強度標準值10

1.4.3鋼材強度設計值10

1.4.4鋼結構變形的規(guī)定11

1.5鋼結構建筑的現(xiàn)狀和發(fā)展13

1.5.1鋼結構的發(fā)展現(xiàn)狀13

1.5.2鋼結構的發(fā)展方向22

復習思考題22

第2章鋼結構的材料23

[HT5H〗

2.1鋼材的主要力學性能23

2.1.1鋼材在單向均勻拉力作

用下的性能

23

2.1.2鋼材的強度24

2.1.3鋼材的塑性24

2.1.4鋼材的冷彎性能25

2.1.5沖擊韌度25

2.1.6焊接性能26

2.2鋼材的疲勞26

2.2.1疲勞強度26

2.2.2疲勞計算26

2.3影響鋼材性能的主要因素

與鋼材防護

28

2.3.1化學成分的影響28

2.3.2冶煉、澆注和軋制過程的影響

29

2.3.3殘余應力的影響29

2.3.4應力集中的影響29

2.3.5溫度影響29

2.3.6鋼材的冷作硬化和時效硬化30

2.3.7鋼材的防護30

2.4鋼材的種類、規(guī)格與選用

30

2.4.1鋼材的種類30

2.4.2鋼材的規(guī)格31

2.4.3鋼材的選用和保證項目

32

復習思考題36

第3章鋼結構的連接37

[HT5H〗3.1鋼結構的連接方法

37

3.1.1焊接連接37

3.1.2鉚釘連接37

3.1.3螺栓連接38

3.2焊接連接38

3.2.1焊接方法和焊接形式38

3.2.2焊縫級別和焊縫強度40

3.2.3對接焊縫的構造和計算42

3.2.4角焊縫的構造和計算47

3.2.5焊接殘余應力和殘余變形

59

3.3普通螺栓連接61

3.3.1普通螺栓連接的構造61

3.3.2普通螺栓連接的計算66

3.4高強度螺栓連接74

3.4.1概述74

3.4.2摩擦型高強度螺栓連接的計算

76

3.4.3承壓型高強度螺栓的計算79

復習思考題81

第4章軸心受力構件85

[HT5H〗4.1軸心受力構件的強度

85

4.2軸心受力構件的剛度85

4.3實腹式軸心受壓構件的整體

穩(wěn)定性87

4.3.1軸心受壓構件穩(wěn)定的計算87

4.3.2軸心受壓構件穩(wěn)定系數(shù)φ88

4.4實腹式軸心受壓構件的局部

穩(wěn)定計算90

4.4.1板的臨界應力σcr的計算90

4.4.2板件寬厚比限值91

4.5實腹式軸心受壓構件的截面

設計92

4.5.1截面設計原則92

4.5.2截面選擇方法92

4.5.3構造規(guī)定93

4.6格構式軸心受壓構件96

4.6.1格構式軸心受壓構件的整體

穩(wěn)定承載能力96

4.6.2格構式軸心受壓構件的分肢

穩(wěn)定性驗算97

4.6.3格構式軸心受壓構件的綴材

設計97

4.6.4格構式軸心受壓構件的

設計步驟99

4.7柱頭和柱腳102

4.7.1梁與柱的連接102

4.7.2柱腳103

復習思考題108

第5章受彎構件110

[HT5H〗5.1梁的強度計算110

5.1.1梁的抗彎強度計算110

5.1.2梁的抗剪強度計算112

5.1.3梁的局部承壓強度計算112

5.1.4梁的折算應力計算113

5.2梁的剛度計算113

5.3梁的整體穩(wěn)定114

5.3.1梁的整體穩(wěn)定計算114

5.3.2梁的整體穩(wěn)定系數(shù)φb115

5.3.3保證梁整體穩(wěn)定性的構造

措施

116

5.4梁的局部穩(wěn)定116

5.4.1保證梁局部穩(wěn)定的措施117

5.4.2普通鋼板梁僅有橫向加勁肋

時間距a的簡化計算公式118

5.4.3縱向加勁肋至腹板計算高度受壓

邊緣的距離h1的

確定119

5.4.4支承加勁肋的計算119

5.4.5當設有加勁肋時腹板局部穩(wěn)定

計算120

5.4.6組合梁腹板考慮屈曲后強度

計算121

5.5梁的拼接與連接121

5.5.1梁的拼接121

5.5.2主次梁的連接122

5.5.3梁的支座123

5.6型鋼梁的設計124

5.6.1單向彎曲型鋼梁124

5.6.2雙向彎曲型鋼梁124

5.7組合鋼梁的設計125

5.7.1工字形組合梁的截面選擇

125

5.7.2組合梁的截面驗算127

5.7.3組合梁截面沿長度的改變128

5.8鋼與混凝土組合梁134

5.8.1組合梁的類型與構造134

5.8.2組合梁的特點135

5.8.3組合梁的設計方法136

復習思考題137

第6章拉彎和壓彎構件139

[HT5H〗6.1拉彎和壓彎構件的類型與

應用

139

6.1.1拉彎構件139

6.1.2壓彎構件139

6.2拉彎和壓彎構件的強度與

剛度140

6.2.1拉彎和壓彎構件的強度140

6.2.2拉彎和壓彎構件的剛度141

6.3實腹式壓彎構件的整體

穩(wěn)定142

6.3.1彎矩作用平面內的穩(wěn)定性142

6.3.2彎矩作用平面外的穩(wěn)定性146

6.4實腹式壓彎構件的局部

穩(wěn)定149

6.4.1受壓翼緣板的局部穩(wěn)定149

6.4.2腹板的局部穩(wěn)定149

6.5壓彎構件的計算長度151

6.5.1在框架平面內柱的計算長度151

6.5.2在框架平面外柱的計算長度154

6.6實腹式壓彎構件的截面

設計154

6.6.1截面設計原則154

6.6.2實腹式壓彎構件截面設計步驟155

6.7格構式壓彎構件157

6.7.1格構式壓彎構件的整體

穩(wěn)定性

158

6.7.2格構式壓彎構件單肢的

穩(wěn)定性

158

6.7.3綴材的計算和構造要求159

6.8壓彎構件的柱頭和柱腳161

6.8.1壓彎構件的柱頭161

6.8.2壓彎構件的柱腳161

復習思考題163

第7章鋼屋蓋結構設計165

[HT5H〗7.1鋼屋架的形式和尺寸165

7.1.1屋架的形式166

7.1.2屋架的主要尺寸166

7.2屋架桿件的內力計算167

7.2.1計算假定167

7.2.2節(jié)點荷載計算167

7.2.3屋架桿件內力計算方法168

7.3屋架桿件的截面設計169

7.3.1屋架桿件的計算長度169

7.3.2屋架桿件的截面形式169

7.3.3節(jié)點板和墊板170

7.3.4屋架桿件的截面選擇171

7.3.5屋架的節(jié)點設計171

7.3.6鋼屋架的施工圖176

7.4鋼屋架的支撐177

7.4.1屋蓋支撐的類型和布置178

7.4.2支撐的截面選擇和連接

構造179

7.4.3檁條、拉條和撐桿180

7.5普通鋼屋架設計例題181

7.5.1設計資料181

7.5.2支撐布置182

7.5.3檁條設計182

7.5.4屋架設計183

復習思考題192

第8章鋼平臺結構設計194

多、高層建筑鋼結構的設計

方法

208

9.2.1結構設計的原則規(guī)定208

9.2.2多、高層鋼結構分析方法209

9.2.3多、高層鋼框架結構的設計內容

和步驟210

11.2.2剛架類型及截面形式241

11.2.3剛架的布置242

11.2.4剛架的荷載及荷載組合244

11.2.5剛架的內力組合和內力計算245

11.2.6單層剛架變形計算245

11.2.7剛架梁、柱的截面驗算247

[HT5H〗附錄F術語和符號

276

參考文獻2822100433B

本書是根據(jù)高等職業(yè)技術教育建筑工程專業(yè)及相關專業(yè)《鋼結構》課程教學要求和新頒布的 《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017—2003)及相關的標準、規(guī)范編寫的。全 書共10章及附錄，內容包括緒論，鋼結構的材料，鋼結構的連接，軸心受力構件，受彎構件 ，拉彎和壓彎構件，鋼屋蓋結構設計，鋼平臺結構設計，多、高層建筑鋼結構設計、大跨空 間鋼結 構設計，門式剛架設計等內容，并簡要介紹了鋼與混凝土組合梁等新結構。本書內容簡明扼 要 、淺顯 實用，便于自學，并附有大量例題、實例和有關圖表可供參考使用；每章均附有復習思考題 ，方便教學。

本書可作為高等職業(yè)技術院校、高等學校應用本科與?？?、職工大學、業(yè)余大學、夜大學、 函授大學、成人教育學院等大專層次的土建類專業(yè)《鋼結構》課程的教材，也可作為廣大自 學者及工程技術與管理人員自學參考用書。

第1章概述

1.1鋼結構的特點和應用

1.1.1鋼結構的特點

1.1.2鋼結構的應用

1.2鋼結構的組成

1.2.1鋼結構所受荷載

1.2.2鋼結構的組成

1.3鋼結構的設計方法

1.3.1承重結構的兩種極限狀態(tài)

1.3.2結構可靠度設計

1.3.3分項系數(shù)設計表達式

1.4鋼結構的發(fā)展

習題

第2章鋼結構的材料

2.1鋼結構用材的要求

2.2鋼材的力學性能

2.2.1單向拉伸時的性能

2.2.2冷彎性能

2.2.3沖擊韌性

2.3影響鋼材性能的因素

2.3.1化學成分的影響

2.3.2成材過程的影響

2.3.3結構鋼材的脆性破壞

2.4鋼材的類別及選用

2.4.1建筑鋼材分類

2.4.2型鋼規(guī)格

2.4.3鋼材的選擇

習題

第3章鋼結構的連接

3.1概述

3.2焊縫連接

3.2.1焊縫的缺陷和級別

3.2.2焊縫的代號

3.3對接焊縫的構造和計算

3.3.1對接焊縫的構造要求

3.3.2對接焊縫的計算

3.4角焊縫的構造和計算

3.4.1角焊縫計算的基本假設和基本公式

3.4.2角焊縫的尺寸限制和構造要求

3.4.3常用連接方式的角焊縫計算

3.5普通螺栓連接的構造和計算

3.5.1普通螺栓的排列和構造要求

3.5.2普通螺栓連接的性能

3.5.3普通螺栓群連接的計算

3.6高強度螺栓連接的構造和計算

3.6.1高強度螺栓連接的性能和構造

3.6.2高強度螺栓連接的計算

習題

第4章軸心受力構件

4.1概述

4.1.1應用和截面形式

4.1.2設計要求

4.2軸心受拉和軸心受壓構件的強度和剛度

4.2.1軸心受拉（壓）構件的強度

4.2.2軸心受拉（壓）構件的剛度

4.3實腹式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定

4.3.1軸心受壓構件整體穩(wěn)定的概念

4.3.2實際軸心受壓構件的整體穩(wěn)定

4.3.3單軸對稱截面軸心受壓柱的彎扭失穩(wěn)

4.3.4軸心受壓構件的局部穩(wěn)定

4.3.5實腹式軸心受壓柱算例

4.4格構式軸心受壓構件

4.4.1格構式軸心受壓構件的組成

4.4.2格構式軸心受壓構件繞虛軸方向的整體穩(wěn)定

4.5柱頭和柱腳

4.5.1柱頭的構造和計算

4.5.2柱腳的構造和計算

習題

第5章梁

5.1概述

5.1.1梁的應用和截面形式

5.1.2梁格

5.1.3梁的設計要求

5.2梁的強度

5.2.1梁的抗彎強度

5.2.2抗剪強度

5.2.3局部抗壓強度

5.2.4折算應力強度

5.3梁的整體穩(wěn)定

5.3.1梁整體失穩(wěn)的現(xiàn)象

5.3.2梁整體穩(wěn)定性的保證

5.3.3簡支梁的臨界荷載

5.3.4梁的整體穩(wěn)定計算公式

5.3.5梁的整體穩(wěn)定算例

5.4梁的局部穩(wěn)定

5.4.1翼緣板的容許寬厚比

5.4.2腹板加勁肋的設置

5.4.3梁的局部穩(wěn)定算例

5.5焊接梁翼緣焊縫的計算

5.6梁的截面設計

5.6.1型鋼梁的設計

5.6.2組合梁截面設計

習題

第6章拉彎和壓彎構件

6.1概述

6.1.1應用和截面形式

6.1.2拉彎、壓彎構件的設計要求

6.2拉彎和壓彎構件的強度計算

6.3實腹式壓彎構件的整體穩(wěn)定

6.3.1彎矩作用平面內的穩(wěn)定

6.3.2彎矩作用平面外的穩(wěn)定

6.3.3例題

6.4實腹式壓彎構件的局部穩(wěn)定

6.4.1壓彎構件腹板內的受力狀態(tài)

6.4.2規(guī)范規(guī)定的壓彎構件腹板高厚比的限值公式

6.4.3算例

6.5柱腳

習題

第7章課程實訓

7.1屋蓋和柱間支撐體系

7.1.1支撐體系的作用

7.1.2支撐體系的布置

7.1.3支撐和屋架連接構造及識圖

7.2鋼屋架節(jié)點設計和識圖

7.2.1識圖和構造要求

7.2.2節(jié)點的構造和計算

7.2.3節(jié)點的設計示例

7.3梁與梁的連接

7.3.1主次梁的連接

7.3.2梁的拼接

7.4多層框架梁柱的連接

7.4.1梁柱的連接

7.4.2梁柱節(jié)點的受力

7.5實腹式檁條、拉條的設計

7.5.1實腹式檁條的截面形式和放置

7.5.2實腹式檁條和拉條的設計

7.6平臺設計

7.6.1次梁熱軋工字鋼型號的選擇

7.6.2設計焊接工字形主梁截面

7.6.3設計柱子

第8章本門課程求職面試可能遇到的典型問題應對

8.1常識性問題

8.2概念性問題

8.3識圖

附錄

附錄A型鋼規(guī)格表

附錄B螺栓和錨栓規(guī)格

附錄C鋼材、焊縫和螺栓連接的強度設計值

附錄D工字形截面簡支梁等效彎矩系數(shù)和軋制工字鋼梁的穩(wěn)定系數(shù)

附錄E軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)

附錄F各種截面回轉半徑的近似值

參考文獻

本書是由中國土木工程學會教育委員會推薦的21世紀職業(yè)院校土木建筑工程專業(yè)系列教材之一，是根據(jù)職業(yè)院校土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學大綱編寫的。

全書從鋼結構的特點和設計方法入手，對鋼結構的材料，鋼結構的連接，軸心受力構件，受彎構件，拉彎、壓彎構件等的破壞形式及一般計算方法進行了說明，并根據(jù)職業(yè)院校學生的特點，增加了課程實訓、求職面試可能遇到的典型問題應對兩章。

本書可作為職業(yè)及高等?？圃盒：推胀ù髮W?？仆聊竟こ虒I(yè)的鋼結構教材，也可作為高等教育自學考試房屋建筑工程的鋼結構輔導教材，亦可作為在土木工程專業(yè)中從事鋼結構設計、施工的技術人員的參考用書。

《水工鋼結構（第3版）》根據(jù)高等職業(yè)技術教育水利水電類“水工鋼結構”課程教學大綱，主要依據(jù)《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）和《水利水電工程鋼閘門設計規(guī)范》（SL74-2013）編寫。《水工鋼結構（第3版）》共分五個項目，主要內容包括基礎知識、鋼結構的連接、鋼梁、其他受力構件、平面鋼閘門等。為便于教學和強化基本技能的訓練，書中增加了有關案例、簡答題、選擇題和計算題，書后附有相關附錄。

《水工鋼結構（第3版）》適用于高職高專院校水利水電類專業(yè)教學，也適用于電大、職大同類專業(yè)的教學，同時可供相關專業(yè)技術人員閱讀參考。