鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言

　　本教材是教育科學(xué)“十五”國(guó)家規(guī)劃課題——“21世紀(jì)中國(guó)高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐”的研究成果。教材根據(jù)高等學(xué)校土木工程專業(yè)課程教學(xué)大綱，將鋼結(jié)構(gòu)課程分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分，原理部分作為專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)部分作為專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。本書為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，包括以下四部分內(nèi)容?！　?.單層廠房鋼結(jié)構(gòu)這是鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。該部分闡述的吊車梁與原理部分闡述的鋼屋蓋的設(shè)計(jì)原理與方法具有普遍性，吊車梁可用于其他結(jié)構(gòu)的廠房，鋼屋蓋也不限于單層廠房?！　?.空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是從20世紀(jì)80年代開始在我國(guó)廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)類型。本教材由于學(xué)時(shí)所限，主要介紹平板網(wǎng)架的設(shè)計(jì)方法與構(gòu)造，并簡(jiǎn)要介紹網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)原理。　　3.多、高層房屋鋼結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)是一種優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)形式。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑從20世紀(jì)80年代開始建造，近年來迅速發(fā)展，且向多層、高層延伸，特別是國(guó)家建設(shè)部門大力推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究與應(yīng)用，極大地促進(jìn)了多、高層鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。目前，全國(guó)已進(jìn)入多、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的大力發(fā)展階段?！　?.設(shè)計(jì)依據(jù)、成果及施工驗(yàn)收為方便于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，本教材專門介紹了有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的法規(guī)性文件、設(shè)計(jì)階段及其他各階段的成果文件等，同時(shí)還闡述了有關(guān)施工驗(yàn)收的內(nèi)容?！　”窘滩牡?章由河北建筑工程學(xué)院張煜編寫；第2章由中國(guó)石油大學(xué)高福聚編寫；第3章由常州工學(xué)院趙風(fēng)華編寫；第4章由天津大學(xué)王小盾編寫。趙風(fēng)華擔(dān)任主編并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，高福聚擔(dān)任副主編。天津大學(xué)陳志華教授審閱了全稿，并提出了許多寶貴的建議和意見，在此表示衷心的感謝?！　≡诒窘滩牡木帉戇^程中得到了天津大學(xué)劉錫良教授的指導(dǎo)和幫助，書中部分內(nèi)容引用了同行專家論著中的成果，柴昶教授為本書提供了算例，劉仲洋、閏翔宇、王冠明、張明、黃艷梅等參加了部分文字的整理工作，在此一并表示感謝?！　∠抻诰幷叩乃?，教材中難免存在不妥之處，懇請(qǐng)同行專家及廣大讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

本教材是“教育科學(xué)‘十五’國(guó)家規(guī)劃課題研究成果”之一，是依據(jù)高等學(xué)校土木工程專業(yè)的教學(xué)要求編寫的，是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（趙風(fēng)華主編，黃金林副主編）的后續(xù)內(nèi)容，講述常用建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。　　全書共分4章，具體內(nèi)容包括單層廠房鋼結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和多、高層房屋鋼結(jié)構(gòu)，還闡述了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)和成果、施工及驗(yàn)收等內(nèi)容?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校土木工程專業(yè)的教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考使用。

書籍目錄

第1章 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)　1.1 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的形式和布置　　1.1.1 結(jié)構(gòu)體系　　1.1.2 主要尺寸　　1.1.3 柱網(wǎng)布置　　1.1.4 溫度伸縮縫　1.2 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　1.2.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖　　1.2.2 橫向框架荷載　　1.2.3 內(nèi)力分析和內(nèi)力組合　　1.2.4 框架柱的類型及其截面選擇　　1.2.5 框架柱設(shè)計(jì)特點(diǎn)　　1.2.6 柱的截面驗(yàn)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)　1.3 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)　　1.3.1 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的形式　　1.3.2 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的組成　　1.3.3 鋼屋蓋支撐　1.4 吊車梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)　　1.4.1 吊車的工作級(jí)別　　1.4.2 吊車梁的受力分析　　1.4.3 吊車梁的截面組成　　1.4.4 吊車梁的連接　　1.4.5 吊車梁的截面驗(yàn)算　　思考題第2章 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)　2.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式及種類　　2.1.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本單元及幾何不變性　　2.1.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式　　2.1.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型　2.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)　　2.2.1 網(wǎng)格尺寸　　2.2.2 網(wǎng)架高度　　2.2.3 屋面材料及屋面構(gòu)造　　2.2.4 網(wǎng)架的起拱和屋面排水　　2.2.5 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的容許撓度　2.3 荷載及效應(yīng)組合　　2.3.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的荷載和作用　　2.3.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的荷載組合　2.4 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的靜力計(jì)算方法　　2.4.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型和計(jì)算方法　　2.4.2 空間桁架位移法　2.5 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在溫度及地震作用下的內(nèi)力計(jì)算　　2.5.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在溫度作用下的內(nèi)力計(jì)算　　2.5.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力計(jì)算　2.6 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)　　2.6.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件設(shè)計(jì)　　2.6.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與設(shè)計(jì)　　2.6.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點(diǎn)　2.7 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作與安裝方法　　2.7.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作　　2.7.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝　　2.7.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝　2.8 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介　　2.8.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的常用形式　　2.8.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的選型　2.9 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力分析　　2.9.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力分析的一般原理和方法　　2.9.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法計(jì)算　　2.9.3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力計(jì)算　2.10 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析　　2.10.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)現(xiàn)象　　2.10.2 臨界荷載及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　2.11 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震分析　　2.11.1 地震作用　　2.11.2 網(wǎng)殼的振動(dòng)方程　　2.11.3 抗震分析　2.12 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造　　2.12.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的桿件設(shè)計(jì)　　2.12.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)　思考題第3章 多、高層房屋鋼結(jié)構(gòu)第4章 設(shè)計(jì)依據(jù)、成果及施工驗(yàn)收參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.10網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析　　2.10.1網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)現(xiàn)象　　網(wǎng)殼失穩(wěn)現(xiàn)象的分類方法很多，比較廣泛采用的方法分為整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)?！　≌w失穩(wěn)是幾乎整個(gè)結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)偏離平衡位置而發(fā)生很大幾何變位的一種失穩(wěn)現(xiàn)象。局部失穩(wěn)則指只有局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏離平衡位置發(fā)生很大幾何變位的失穩(wěn)現(xiàn)象。單根桿件失穩(wěn)是網(wǎng)殼中經(jīng)常發(fā)生的局部失穩(wěn)現(xiàn)象，點(diǎn)失穩(wěn)則是另一種局部失穩(wěn)現(xiàn)象。網(wǎng)殼的整體失穩(wěn)往往是從局部失穩(wěn)開始并逐漸形成的?！　∮绊懢W(wǎng)殼穩(wěn)定性的因素極其復(fù)雜，除所用材料的物理特性，如彈性模量、強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)的幾何形體、組成，桿件的截面尺寸、支承條件以及荷載類型外，還與結(jié)構(gòu)的初始缺陷和對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性進(jìn)行分析所采用的方法有關(guān)?！　〗Y(jié)構(gòu)的初始缺陷包括：結(jié)構(gòu)外形的幾何偏差、桿件的初彎曲、節(jié)點(diǎn)的初偏心、桿件的材料缺陷以及桿件和節(jié)點(diǎn)中的殘余應(yīng)力等。由于網(wǎng)殼是一種缺陷敏感性結(jié)構(gòu)，初始缺陷的存在將會(huì)明顯地降低網(wǎng)殼的穩(wěn)定性?！　∑鸪跞藗儾捎镁€性理論分析網(wǎng)殼的穩(wěn)定性，但是用線性理論求得的臨界荷載都得不到試驗(yàn)的證實(shí)，大大高于試驗(yàn)所得到的臨界荷載。隨著非線性理論的發(fā)展，目前非線性理論在網(wǎng)殼穩(wěn)定性分析中得到了廣泛的采用。它不但可以考慮材料非線性而且能夠考慮結(jié)構(gòu)變形的影響，在不斷修正的新的幾何位置上建立平衡方程式，還可以考慮應(yīng)變中高階量的影響和初應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響，另外在分析中也便于把結(jié)構(gòu)的初始缺陷計(jì)人。因此所得到的臨界荷載和失穩(wěn)現(xiàn)象都比較接近試驗(yàn)結(jié)果。

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