采暖房屋和非采
220
暖地区的房屋
180
120
150
100
125
热车间和采暖地
区的非采暖房屋
120
--
--
露天结构计规范》GB50011-2010采用。
➢尽可能减小配套结构的重量（采用轻质维护材料的板材） ➢提高钢结构的延性变形能力 ➢利用一切附加因素提高阻尼比 五、荷载及结构的变异 ➢在钢结构的建造及使用过程中，结构本身以及荷载 的状态都在不断变化。
钢结构 的适用 范围
轻质高强；材质均匀、稳定；生产工业化程度高，
施工周期短；塑性韧性好；密封性好；耐腐蚀性
差；耐火性差；单价较高（？）。
•大跨度钢结构
高
•重型厂房钢结构 大
•受动力荷载影响的结构
•可拆卸的结构
重
•高耸结构和高层建筑
动
•容器和其他构筑物
•轻型钢结构
轻
1.2 钢材选用
结构或构件的重要性
概念设计、结构计算、构造措施关系 概念设计是在总体上把握抗震设计的主要原则，弥补由于地
震作用及结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不正确的不足； 抗震计算为建筑抗震设计提供定量保证；构造措施则为保证抗 震概念与抗震计算的有效性提供保障。它们是一个不可割裂的 整体。
1.1 钢结构的适用范围
钢结构 特点
结构布置 结 构 荷载及计算 设 计
内力计算及组合
构件、节点设计
施工图设计
对象
概念 设计 特点
具体的结构
承载力、刚度、延性 整体 局部 整体
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原理是从具体结构中抽象出来的，是基础
联
具体结构设计是设计原理的应用和扩展
系
二者是设计中不可分割两个方面。
0 课程介绍
本
概念设计
课
平台钢结构设计
程
学
轻型门式刚架设计
24学时
习
多高层钢结构设计
内
普通钢屋架单层厂房设计 32学时
容 钢结构施工及防腐蚀
课程设计一周
建筑钢结构设计
第一章 概念设计
➢ 1.1 钢结构的适用范围 ➢ 1.2 钢材的选用 ➢ 1.3 建筑钢结构荷载与作用的特点 ➢ 1.4 钢结构的计算 ➢ 1.5 结构体系 ➢ 1.6 节点设计
建筑钢结构设计
华中科技大学土木工程与力学学院 钢结构教研室 2015年4月
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一、结构：由基本构件组成（连接）的受力体系
二、钢结构设计原理与建筑钢结构设计课程区别和联系
• 区别：
材料性能
对象
共性的节点和基本构件
f
设
计
连接
原
应力
f
设计
理
基本构件
特点
局部、单个、零散
构造要求
0 课程介绍
结构体系、 特点、组成
概念设计
概念设计：在结构选型与布置阶段，可依据从整 体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、 震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想， 从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造 措施。（主要针对水平荷载）
概念设计:是保证结构具有优良抗震性能的一种方 法。选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减 少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和 构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施， 避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效 应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等。
工作制等级 轻级
中级
重级 特重级
工作级别 A1～A3 A4,A5 A6,A7
A8
1.3 钢结构荷载
三、温度作用
➢ 建筑结构的绝对温度作用
（即时温度与合龙温度之最大差值）
例：一天24小时，温度不断变化。气温每上升或下降1摄氏
度，受热胀冷缩影响，钢结构桁梁就会伸长或缩短一些。
合龙段长度随温度的变化而变化，需要通过测量距离及
1.4 钢结构的计算
钢结构计算的两种方法
1、极限状态设计法：强度、刚度、稳定 2、许用应力法：疲劳、对变形敏感结构的稳定
➢结构极限状态验算
➢ 屋面外形设计的原则：快速排水，排向强处 ➢ 覆冰荷载 ➢ 覆冰荷载危害的产生过程 雪荷载与屋面活荷载不同时考虑，取两者中较大者。积 灰荷载与屋面活荷载或雪荷载两者中较大者同时考虑。
1.3 钢结构荷载
吊车荷载 竖向荷载应乘以动力系数1.05(吊车工作制A1~A5)或
1.1(A6~A8)。水平荷载见规范。
表1-1选择钢材冲击韧性指标的影响因数选择因子
影响
结构
荷载状况
因数 重要性
1
2
三级
静力
连接状况
3
全螺栓、无焊接
使用温度
4
不低于 0°C
选择因 子值
1
二级
一般动力 大部分工厂焊、工地 不低于-
2
类别
螺栓
20°C
一级
疲劳动力 大部分现场、高空焊 不低于-
3
40°C
表1-2选择因子之积u与质量等级关系
选择因子 2
温度来确定。 ➢ 建筑结构的相对温度作用
（同一结构不同温度下的温差）
相对不敏感， 大跨和超长 结构考虑
1.3钢结构荷载
三、温度作用
（1）温差大时，钢结构安装要考虑施工时段； （2）超出下表中数值时,应考虑温度应力和温度变形的影响
结构情况
纵向温度区段 横向温度区段(屋架或构 (垂直屋架或构 架跨度方向) 架跨度方向) 柱顶为刚接 柱顶为铰接
选用 原则
荷载性质（静载或动载） 连接方法（焊接、铆接或螺栓连接） 工作条件（温度及腐蚀介质）
钢板的厚度
注意
对于重要结构、直接承受动载的结构、处于低温条件 下的结构及焊接结构，应选用质量较高的钢材。
焊接结构选用B级以上的钢材（如Q235B)
钢材强度 选择
刚度控制时，选低等级 强度控制时，选高等级
杆系（如支撑）稳定控制时（如长细比控制）， 选低等级。
概念设计
力学关系
结构选型 概 与布置 念 设 计 地震、风
破坏机理 震害
试验现象
工程经验
设
全局的角度来确定
计
控制结构的布置及
思
细部构造措施
想
概念设计
减少扭转、增加抗扭刚度 延性结构和构件 避免薄弱层
多道设防、刚柔结合
承载力、刚度、延性为主导
概念设计
1、 概念设计不仅用于一些大的原则 ,如确定结构方案 ,结 构布置等，而是贯穿整个设计过程中。 2、结构设计不是“规范+计算”更不是“规范+一体化计算机 结构设计程序”。
2~18 18~24 24~54
>54
之积u
质量等级 A
B
C
D
E
µ=µ1×µ2×µ3×µ4
1.3 钢结构荷载
➢ 风荷载 ➢ 冰雪荷载 ➢ 温度作用 ➢ 地震作用及抗震 ➢ 荷载与结构的变异
1.3 钢结构荷载
一、风荷载 一般指标准值，由基本风压，风振系数（或阵风系
数），体型系数，及风压高度变化系数组成。钢结构对 风敏感、往往成为控制荷载。注意风吸力和风压力。 二、冰、雪、积灰的自重荷载