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钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的？钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。
我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。
为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用，确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要的地位。
建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能做出优化的方案选择。
结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。
4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。
现象：塑性破坏加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。
脆性破坏加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。
后果：脆性破坏危险性大。
塑性破坏可以及时采取措施予以补救，危险性相对于脆性破坏稍小。
7、钢材为什么会发生疲劳破坏？如何验算疲劳强度？钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。
第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法？各有什么特点？答：钢结构常用的连接方法有：焊缝连接、螺栓连接、铆接；焊缝连接：属刚接（可以承受弯矩），除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下，均可采用焊缝连接。
螺栓连接：属铰接（弯矩为零）一般情况下均可使用；特点是现场作业快，容易拆除，维修方便；铆接：当结构受力较小的情况下使用；2、焊缝的连接形式有哪些？简述各种连接形式的适用范围。
钢结构基本原理Primary of Steel Structures概论2钢结构材料6*受拉构件2*轴心受压构件8*受弯构件6*压弯、拉弯构件8*钢结构连接8**框架/桁架/拱与杆件242+习题课等课程学习要求听课考试资格必需学习环节/阅读：出勤、笔记、预复习答疑/质疑：周？19:30-21:00 / 土木楼A713？课堂练习讨论？书面作业：6~7次（自己做！）+习题课(晚上)30%实验：观察性实验、自设计实验(第5周起)10%考试：期末, 半开卷60%拓展性学习扩展阅读面：教材+参考资料、期刊论文、其他资讯各类实践结构赛参加科研（后半学期申请）思考题与自由报告：各类实践：结构赛、ISTP 、参加科研（后半学期申请）课件下载：/教学资料主教材辅助阅读沈祖炎陈扬骥陈以夏志斌姚谏沈祖炎，陈扬骥，陈以一钢结构基本原理(第二版)中国建筑工业出版社2005夏志斌，姚谏钢结构-原理与设计中国建筑工业出版社2011中国建筑工业出版社,2005中国建筑工业出版社,2011绪论课主要内容结构设计概念钢结构的初步印象钢结构的应用范围钢结构的主要结构形式钢结构特点钢结构发展现状和前景钢结构可能的破坏形式结构设计概念结构必须保证安全性结构设计概念冶金荷载作用材料制作(含连接)安装结构体系构件(含连接)反应工程力学结构力学钢结构基本原理内力变形振动S荷载效应抗力R强度稳定性变形能力弹性力学塑性力学内力、变形、振动强度、稳定性、变形能力结构设计性能要求S ≤R材料施工检测适用性、安全性、耐久性结构设计概念工程力学结构力学弹性力学塑性力学实际结构体系构件如何等效为力学单元连接如何近似为约束条件力学分析模型作用如何模拟为模型荷载？结构设计概念荷载作用工程力学结构体系反应S 荷载效应结构力学弹性力学内力、变形、振动塑性力学结构体系原型系原力学分析模型刚架还是桁架？依据是什么？力学分析结果有何不同？对设计和安全有何影响？结构设计概念冶金荷载作用材料制作(含连接)安装结构体系构件(含连接)反应工程力学结构力学钢结构基本原理内力变形振动S荷载效应抗力R强度稳定性变形能力弹性力学塑性力学内力、变形、振动强度、稳定性、变形能力性能要求S ≤R适用性、安全性、耐久性结构设计概念S ≤Rf Rf sRR aR nSS a S n客观的S n ≤R n主观的S n R nS nR nS d ≤R d可接受的f R-S安全性的可接受度经济性的可接受度R d -S d结构设计概念结构设计方法R aS a S n R n——容许应力法（ASD）∑ψS n ≤R n /K ——分项系数法（LRFD）f d∑γS ψS n ≤R n /γR设计一个可接受的安全的结构与设计一个在给定条件下最合理的结构设计个在给定条件下最合理的结构结构设计概念结构设计与建造材料标准设计规范基本理论制作标准验收标准结构设计概念冶金荷载作用材料制作(含连接)安装结构体系构件(含连接)反应工程力学结构力学钢结构基本原理内力变形振动S荷载效应抗力R强度稳定性变形能力弹性力学塑性力学内力、变形、振动强度、稳定性、变形能力性能要求S ≤R适用性、安全性、耐久性、可恢复性、可拆移性钢结构的初步印象以结构钢作为要承体系构件的程结构称以结构钢作为主要承重体系构件的工程结构称为钢结构本课程中特指建筑、桥梁及各类构筑物中的钢本课程中特指建筑桥梁及各类构筑物中的钢结构主要承重体系工程结构中子结构或局部构件也可采用钢结构构件：承重体系中有着独立的力学功能的基本单元，可以是杆件、板件、索等单元或这些单元的组合钢结构的应用范围各类建筑物（楼房、公共建筑、工厂等）桥梁（公路桥、铁路桥）构筑物（塔、罐、管道）水工结构（水闸）轻型农业结构可拆移、开合的结构推而广之的“结构物”：工程支护、机械（车辆）、船舶… …钢结构的主要结构形式桁架结构（杆系）框架结构（杆系）网架与网壳结构（杆系）拱与拱架结构（曲杆）板式结构（板）预应力结构（柔性构件与刚性构件的组合）钢结构特点强度高、塑性好（相对混凝土、砌块、木材）材性均匀稳定（相对其它材料）易于产业化、产品化；施工便捷稳定性问突出（构件细柔）有一定耐热性但耐火性较差（材料薄、热耗少）稳定性问题突出（构件细柔）有定耐热性但耐火性较差（材料薄、热耗少）易腐蚀（构件材料较薄使腐蚀危害加大）钢结构发展前景综合效益技术：制造和安装精度（mm）经济：减轻结构重量、可预制、可装配，工期短、加快资金周转环境：水环境、大气环境（CO2）资源：结构可拆、可移；材料再生发展预测国家战略、钢材市场和技术水平材料、结构体系、制作和施工技术、设计理论钢结构发展前景市场建筑：多高层办公建筑、体育建筑和各类场馆建筑、建筑多高层办公建筑体育建筑和各类场馆建筑工业建筑→高度、跨度、轻型、可重复利用桥梁：跨海桥、跨山桥、普通江河桥→梁式桥、桥梁跨海桥跨山桥普通江河桥梁式桥桁架桥、拱桥、索桥其他业和公共构筑物交通设施地下设施水其他：工业和公共构筑物、交通设施、地下设施、水工水利设施、农业设施更广阔的发展领域广义的金属结构：不锈钢、铝合金等组合或混合结构：S-RC组合结构，S-W组合结构组合或混合结构组合结构组合结构由土木和社会基础设施转向其他领域钢结构可能的破坏形式材料或构件（节点断裂）脆性断裂和塑性断裂整体失稳（杆件、结构整体）局部失稳塑性过度发展结构变成机构，失去静定的性质疲劳破坏课后阅读钢结构基本原理：p2~13，§1.2，§1.3考察土木新楼钢结构：该楼的钢构件有哪几类截面形式1.该楼的钢构件有哪几类截面形式？2.找出受拉、受压和受弯构件，指出它们的位置。
第一章中外建筑学科与建筑技术发展概况1.建筑包括建筑物和构筑物2.建筑物是为人们生产、生活或其他活动提供场所的建筑。
如住宅、医院、学校、办公楼、厂房等。
3.人们不在其中活动的建筑称为构筑物，如水塔、烟囱、堤坝、井架等。
4.按建筑使用性质分类：a)民用建筑包括居住建筑，如住宅、宿舍、公寓；公共建筑，如学校、办公楼、医院、影剧院等。
b)工业建筑包含各种生产和生产辅助用房，如生产车间、更衣室、仓库、动力设施等。
c)农业建筑用于农业的用房，包括饲养牲畜、贮存农具和农产品的用房，以及农业机械用房等。
5.按建筑物层数分类a)低层建筑1~3层b)多层建筑4~6层c)中高层建筑7~9层d)高层建筑10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物。
e)超高层建筑建筑高度超过100m的建筑物。
6.按照承重结构材料分类a)木结构主要承重结构所使用的材料为木材，多用于单层建筑或低层建筑。
b)砖混结构以砖墙（柱）、钢筋混凝土楼板及屋面板作为主要承重构件，属于墙承重结构体系，在我国居住建筑和一般公共建筑中大量采用。
c)钢筋混凝土结构以钢筋混凝土构件作为建筑的主要承重构件，多属于骨架承重体系。
通常大型公共建筑、大跨度建筑、高层建筑及超高层建筑多采用这种结构形式。
d)钢与混凝土组合结构主要承重材料由型钢和混凝土组成，多用于超高层建筑。
e)钢结构建筑的主要承重结构全部采用钢材，多用于某些工业建筑和高层、大空间、大跨度的民用建筑中，如重型厂房、受动力作用的厂房、可移动或可拆迁的建筑、超高层建筑或高耸建筑等。
7.7按建筑结构形式分类a)墙承重体系由墙体承受建筑的全部荷载，并把荷载传递给基础的承重体系。
适用于内部空间较小，建筑高度较小的建筑，b)骨架承重体系由钢筋混凝土或型钢组成的梁柱体系承受建筑的全部荷载，墙体只起维护和分隔作用的承重体系。
适用于跨度大、荷载大、高度大的建筑。
c)内骨架承重体系建筑内部由梁柱体系承重，四周用外墙承重。
适用于局部设有较大空间的建筑。
高层建筑结构概论【摘要】本文主要论述了高层建筑上部结构形式，接受了包括框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等常见结构形式的特点，简要说明了其优缺点，布置要求以及适用范围。
【关键词】高层建筑；上部结构形式文章编号:issn1006—656x(2013)06-0179-01一、高层建筑发展现状随着人口的日益增加，城市商业以及住宅用地日趋紧张，传统建筑形式已经无法满足社会发展的需求，在这种情况下高层建筑应运而生。
19世纪末，随着科学技术快速发展，混凝土以及钢结构逐渐取代砖、石、木等传统的建筑材料，使房屋建筑高度的增加、层数的增多、跨度的增大成为可能，此时在1931年美国建成纽约帝国大厦，其成为现代意义上的高层建筑的里程碑。
1985年以来，中国、日本、韩国、马来西亚等国迅速发展了高层以及超高层建筑，其中不乏位于世界高层建筑排行前列的超高层建筑。
自上世纪90年代开始，亚洲高层建筑迅猛发展，其高层建筑在世界前100高层建筑所占数量已经接近三分之一。
目前，中国正在建设的摩天大楼总数量已经超过200座，相当于美国现有同类摩天大楼的总数。
未来3年，平均每5天将有一座摩天大楼在中国封顶。
5年后，中国的摩天大楼总数将超过800座，达到现今美国总数的4倍。
因此可以推断21世纪,亚洲将成为高层建筑发展的中心地区而中国将成为高层建筑发展的核心地带。
二、高层建筑结构主要形式及适用范围（一）框架结构框架结构，是由纵梁、横梁和柱组成的结构，这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
框架结构只能承受自身平面内的水平力，因此采用框架结构时在建筑的两个主轴方向都要设置框架结构，在水平荷载作用下，框架结构水平变形为剪切变形。
由于框架结构整体刚度偏柔，其具有良好的延性和耗能能力，有较好的抗震性能。
其主要缺点是对于较高的建筑，框架结构顶层水平偏大，梁柱截面尺寸偏大，减小了有效建筑面积。
因此，目前框架结构主要用于隔间较多的饭店、办公楼、住宅、医院病房楼等10层以下的小高层建筑中。
