中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
第一章 绪论
❖ 钢结构的特点 ❖ 钢结构应用情况 ❖ 钢结构的设计方法
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1.1 钢结构的特点
（1）强度高，重量轻。
（2）材质均匀，塑性与韧性良好。
优பைடு நூலகம்
（3）施工质量好，工期短。
点
（4）密闭性好。
（5）耐热性能好。
（6）可拆卸，适用于移动性结构
第一章 绪论
6、可拆卸，适用于移动性结构
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
8、易腐蚀，维护费用大。 热浸锌（25年） 酸洗、清洗、干燥、热浸锌、后处理 质量稳定、工业化程度高，但构件尺寸受锌槽尺寸控制 热喷铝复合涂层（25年） 喷砂 、喷锌（铝）、喷铝、喷复合涂层 不受体型大小限制、无热影响，构件形状复杂时操作困难 普通防腐蚀方法（3～5年） 除锈、底漆、面漆 操作方便，防腐有效年限短
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（1）强度高，重量轻。
（2）材质均匀，塑性与韧性良好。
优
（3）施工质量好，工期短。
点
（4）密闭性好。
（5）耐热性能好。
（6）可拆卸，适用于移动性结构
（7）不耐火。
缺 点
（8）易腐蚀，维护费用大。 （9）造价相对较高。
（10）噪音大。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1.2 钢结构的应用范围
中国钢材增长曲线
60000 50000 40000 30000 20000 10000
万吨
中国1990-2007年钢产量增长情况
48924 41878 34940
6535
7100
8093
8954
9261
9536
10124 10891 11459 12395 12849 15163 18225 22010 27280
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
2、材质均匀，塑性与韧性良好。 3、施工质量好，工期短。
埋弧自动焊 自动钢板切割
作业面多
现场基础施工
工厂钢构制作
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
4、密封性好
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
5、耐热性好；7、但不耐火
需采取防火对策
温度对钢材力学性能的影响
中南大学桥梁工程系
课程导言
一、钢结构在课程体系中的位置
❖ 数学 力学 钢结构 桥梁工程（房建）
❖ 钢结构与材料力学的关系
❖ 钢结构与桥梁工程（房建）的关系
中南大学桥梁工程系
课程导言
二、钢结构课程的主要内容
基（ 本理 原论 理）
（1）概述：发展、应用、设计方法等。 （2）钢材：力学性能、工艺性能、选用等。 （3）连接：焊接、铆钉连接、螺栓连接。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
湖南国际会展中心 浦东国际机场
长沙火车南站
国家大剧院
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论 （3）高层房屋结构
•上海环球金融中 心：设计高度492 米，楼层为地下3 层、地上101层， 结构形式为内砼外 框，预计钢结构量 约65000吨。
•金茂大厦：1998 年建成，88层， 420m，混凝土核心 筒，钢巨型外伸桁 架,钢骨混凝土巨 型柱
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论 （4）高耸结构（电视塔、输电塔）
•广州电视塔：总投资 约22.15 亿人民币 ， 塔高达610米 ，用钢量 约10000吨
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
输电塔
通讯塔
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论 （5）桥梁结构（主要用于大跨度桥梁）
“化整为零；删繁就简；解剖综合” 例如：三类基本杆件与五个问题。
❖ 加强自学能力培养
中南大学桥梁工程系
课程导言
❖ 教材特点
夏志斌，姚谏.钢结构-原理与设计.中国建筑工业出版 社.
行业不同，规范不同，教材有所不同
❖ 主要参考资料
1.王国周.钢结构设计原理.清华大学出版社. 2.钢结构设计规范及条文解释（建筑、公路、铁路） 3.铁摩辛柯.弹性稳定理论.科学出版社. 4.薄壁杆件弯曲、扭转及稳定性分析 5.沈祖炎.钢结构学.中国建筑工业出版社.
❖ 钢结构设计就是这样一个过程：板材——构件——结构。
❖ 《钢结构设计原理》是一门专业基础课，是搞钢结构设计的 工具，通过本课程的学习，要求培养以下能力：
1、选用合理的结构钢材； 2、设计钢结构基本构件； 3、设计构件间的连接； 4、为今后钢结构设计和研究打下必要的基础。
中南大学桥梁工程系
课程导言
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论 （1）重型工业厂房、轻型钢结构
钢屋架结构
门式刚架
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
大连北良国储粮库 净跨60m
嘉兴电厂干煤棚
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
（2）大跨度房屋结构（体育场、飞机库、会展中心）
•鸟巢是一个大跨 度的曲线结构， 有大量的曲线箱 形结构,钢结构总 用钢量为4.2万吨。
（7）不耐火。
缺 点
（8）易腐蚀，维护费用大。 （9）造价相对较高。
（10）噪音大。
中南大学桥梁工程系
第一章 绪论
1、强度高，重量轻 钢材 比重：7850Kg/m3, 抗拉设计强度（200～ ）N/mm2 重量/强度＝40 混凝土 比重：2500Kg/m3, 抗拉设计强度（1～ ）N/mm2 重量/强度＝2500 木材 比重：500Kg/m3, 顺纹抗拉强度（10～ ）N/mm2 重量/强度＝50
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
2009年，中国产钢5.68亿吨；2010年，6.3亿吨； 2011年，6.83亿吨； 2012年，7.17亿吨； 2013年，7.86亿吨；首次超过全世界产量的一半。
课程导言
课程导言
❖ 《钢结构设计原理》是土木工程专业的一门主要专业课程， 是研究钢结构工作性能和合理设计的一门工程技术型课程。
❖ 主要包括两大部分：钢结构设计原理和钢结构设计。前者研 究钢结构材料、基本构件以及基本构件的连接，为钢结构设 计打下理论基础；后者设计结构，包括结构形式、结构体系 、分析计算及相关构造。
（4）杆件：轴心受力杆件、受弯杆件、拉(压） 弯杆件。重点在五个基本问题：强度、刚度、 整体稳定、局部稳定、疲劳及构造要求。
课（ 程实 设践 计）
（1）钢屋架设计 （2）吊车梁设计
中南大学桥梁工程系
课程导言
三、钢结构学习要求
❖ 理解基本概念 “基本概念与计算方法并重”
❖ 掌握课程的主线，条理要清晰