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1 绪论1

提要1

1.1 钢结构的类型及组成1

1.2 钢结构的特点及应用范围4

1.3 钢结构的设计原理及方法6

1.4 有关钢结构的规范、规程及标准简介11

1.5 钢结构的发展12

1.6 钢结构课程的任务、特点及学习方法14

小结15

思考题15

习题15

2 建筑钢材16

提要16

2.1 建筑钢材的基本要求16

2.2 建筑钢材的主要机械性能16

2.2.1 强度和塑性16

2.2.2 冷弯试验18

2.2.3 韧性19

2.2.4 可焊性19

2.3 建筑钢材的两种破坏形式20

2.4 影响钢材性能的主要因素20

2.4.1 化学成分的影响21

2.4.2 冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响21

2.4.3 钢材的冷作硬化与时效硬化22

2.4.4 复杂应力和应力集中的影响23

2.4.5 残余应力的影响25

2.4.6 温度的影响26

2.4.7 钢材的疲劳27

2.5 建筑钢材的种类、规格及选择31

2.5.1 建筑钢材的种类31

2.5.2 建筑钢材的规格34

2.5.3 建筑钢材的选择36

小结37

思考题38

习题38

3 钢结构的连接39

提要39

3.1 钢结构连接的种类及其特点39

3.1.1 焊缝连接39

3.1.2 螺栓连接39

3.1.3 铆钉连接40

3.2 焊缝连接41

3.2.1 焊接方法41

3.2.2 焊缝连接的形式42

3.2.3 焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别44

3.2.4 焊缝符号及标注方法45

3.3 对接焊缝连接48

3.3.1 对接焊缝的形式和构造48

3.3.2 对接焊缝连接的计算50

3.4 角焊缝连接54

3.4.1 角焊缝的形式和构造54

3.4.2 角焊缝连接的基本计算公式56

3.4.3 角焊缝连接的计算59

3.5 焊接残余变形和残余应力67

3.5.1 焊接残余变形和残余应力及其产生的原因67

3.5.2 焊接残余变形和残余应力的危害69

3.5.3 消除和减少焊接残余变形及残余应力的措施69

3.6 普通螺栓连接70

3.6.1 普通螺栓连接的构造70

3.6.2 普通螺栓连接的受力性能和计算72

3.7 高强度螺栓连接84

3.7.1 概述84

3.7.2 高强度螺栓摩擦型连接的计算86

3.7.3 高强度螺栓承压型连接的计算要点91

3.7.4 高强度螺栓连接的质量控制要点92

小结92

思考题93

习题93

4 轴心受力构件97

提要97

4.1 概述97

4.2 轴心受力构件的强度及刚度98

4.2.1 轴心受力构件的强度98

4.2.2 轴心受力构件的刚度98

4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定99

4.3.1 关于稳定问题的概述99

4.3.2 理想轴心受压构件的受力性能101

4.3.3 实际轴心受压构件的受力性能108

4.3.4 实际轴心受压构件的实用计算方法111

4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定116

4.4.1 均匀受压板件的屈曲应力117

4.4.2 板件宽厚比的限值118

4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计120

4.5.1 选择轴心受压构件的截面形式120

4.5.2 选择截面尺寸121

4.5.3 截面验算121

4.5.4 构造规定121

4.6 格构式轴心受压构件123

4.6.1 格构式轴心受压构件的组成123

4.6.2 格构式轴心受压构件的整体稳定性124

4.6.3 单肢的稳定性125

4.6.4 格构式轴心受压构件的缀材设计125

4.6.5 格构式轴心受压柱的横隔127

4.6.6 格构式轴心受压构件的设计127

4.7 梁与柱的连接形式和构造132

4.7.1 柱顶支承梁的构造132

4.7.2 柱侧支承梁的构造132

4.8 柱脚设计133

4.8.1 柱脚的形式和构造133

4.8.2 轴心受压柱脚的计算135

小结138

思考题138

习题139

5 梁140

提要140

5.1 概述140

5.2 梁的强度和刚度141

5.2.1 梁的强度141

5.2.2 梁的刚度146

5.3 梁的整体稳定147

5.3.1 梁整体稳定的临界弯矩Mcr147

5.3.2 梁整体稳定的验算及？b系数的计算150

5.3.3 保证梁整体稳定性的措施153

5.3.4 侧向支撑154

5.4 型钢梁设计154

5.4.1 单向受弯型钢梁154

5.4.2 双向受弯型钢梁157

5.5 钢板组合梁设计157

5.5.1 截面设计157

5.5.2 截面验算159

5.5.3 梁截面沿长度的改变159

5.5.4 翼缘焊缝的计算161

5.6 组合梁的局部稳定和腹板加劲肋设计166

5.6.1 概述166

5.6.2 组合梁翼缘的局部稳定167

5.6.3 组合梁腹板加劲肋布置168

5.6.4 组合梁腹板局部稳定验算170

5.6.5 加劲肋的截面选择及构造要求172

5.6.6 支承加劲肋的构造和计算174

5.7 组合梁腹板考虑屈曲后强度的设计178

5.7.1 腹板屈曲后的性能178

5.7.2 腹板屈曲后强度计算公式179

5.7.3 考虑腹板屈曲后强度组合梁加劲肋设计特点182

5.8 梁的拼接和连接187

5.8.1 梁的拼接187

5.8.2 次梁与主梁的连接189

5.9 钢-混凝土组合梁简介190

小结192

思考题193

习题194

6 拉弯构件和压弯构件196

提要196

6.1 概述196

6.2 拉弯构件和压弯构件的强度和刚度197

6.2.1 拉弯构件和压弯构件的强度197

6.2.2 拉弯构件和压弯构件的刚度199

6.3 实腹式压弯构件的整体稳定200

6.3.1 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性200

6.3.2 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性205

6.4 实腹式压弯构件的局部稳定206

6.4.1 腹板的局部稳定206

6.4.2 翼缘的局部稳定208

6.5 压弯构件及框架柱的计算长度208

6.5.1 框架柱在框架平面内的计算长度209

6.5.2 框架柱在框架平面外的计算长度211

6.6 实腹式压弯构件的截面设计213

6.7 格构式压弯构件215

6.7.1 格构式压弯构件的整体稳定215

6.7.2 分肢的稳定性216

6.7.3 缀材计算216

6.7.4 格构式压弯构件的强度计算217

6.8 框架中梁与柱的连接218

6.9 框架柱的柱脚220

小结222

思考题222

习题224

7 钢屋盖结构225

提要225

7.1 钢屋盖结构的形式、组成及布置225

7.2 钢屋盖支撑227

7.3 钢檩条设计230

7.3.1 檩条的形式230

7.3.2 檩条的计算230

7.3.3 檩条的连接与构造232

7.4 钢屋架（桁架）设计235

7.4.1 屋架的形式和主要尺寸235

7.4.2 屋架的荷载和内力计算238

7.4.3 屋架杆件的计算长度和容许长细比240

7.4.4 屋架杆件的截面选择和计算243

7.4.5 屋架的节点设计246

7.4.6 屋架施工图255

普通钢屋架设计例题256

1 设计资料256

2 结构形式与布置256

3 荷载计算257

4 内力计算259

5 杆件设计260

6 节点设计263

7 屋架施工图269

小结269

思考题272

习题273

8 门式刚架轻型钢结构274

提要274

8.1 门式刚架轻型钢结构的组成及布置274

8.1.1 结构组成274

8.1.2 结构布置275

8.2 门式刚架的计算简图277

8.3 门式刚架的荷载计算277

8.3.1 永久荷载277

8.3.2 可变荷载278

8.3.3 地震作用284

8.4 门式刚架的内力计算及荷载组合284

8.4.1 刚架的内力计算284

8.4.2 控制截面及最不利内力组合284

8.4.3 刚架的荷载组合285

8.5 门式刚架梁、柱截面验算288

8.5.1 有效截面288

8.5.2 门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度290

8.5.3 抗剪强度计算292

8.5.4 抗弯强度计算292

8.5.5 加劲肋设置293

8.5.6 刚架梁的验算293

8.5.7 刚架柱的验算293

8.6 门式刚架的变形计算295

8.7 连接和节点设计298

8.7.1 焊缝连接298

8.7.2 端板节点设计299

8.7.3 柱脚节点设计302

变截面单跨门式刚架设计例题303

1 设计资料303

2 结构平面及支撑布置303

3 荷载计算307

4 内力计算及组合308

5 刚架梁、柱截面验算314

6 位移验算319

7 节点设计320

8 刚架施工图323

小结325

思考题327

习题327

9 钢结构制造工艺328

提要328

9.1 概述328

9.2 图纸深化——详图绘制328

9.3 材料采购和管理329

9.4 技术准备工作329

9.5 加工工序330

9.5.1 放样330

9.5.2 矫正330

9.5.3 切割330

9.5.4 制孔331

9.5.5 弯形332

9.5.6 端面加工333

9.5.7 坡口加工333

9.5.8 装配334

9.5.9 焊接334

9.5.10 表面处理和涂装335

9.5.11 标志336

9.5.12 包装和运输336

9.6 钢结构安装中应注意的问题337

9.6.1 保证端部的承压传力337

9.6.2 重视高强度螺栓施工质量337

9.6.3 改善工地焊接条件338

9.7 钢结构设计中应注意的问题338

习题339

附录340

附表1 钢材和连接的强度设计值340

附表1.1 钢材的强度设计值340

附表1.2 焊缝的强度设计值340

附表1.3 螺栓连接的强度设计值341

附表1.4 结构构件和连接设计强度的折减系数342

附表2 轴心受压构件的稳定系数343

附表2.1 a类截面轴心受压构件的稳定系数？343

附表2.2 b类截面轴心受压构件的稳定系数？343

附表2.3 c类截面轴心受压构件的稳定系数？344

附表2.4 d类截面轴心受压构件的稳定系数？344

附表3 柱的计算长度系数345

附表3.1 有侧移框架柱的计算长度系数μ345

附表3.2 无侧移框架柱的计算长度系数μ345

附表4 各种截面回转半径的近似值346

附表5 热轧等边角钢的规格及截面特性347

附表6 热轧不等边角钢351

附表6.1 热轧不等边角钢的规格及截面特性351

附表6.2 两个热轧不等边角钢的组合截面特性354

附表7 热轧普通工字钢的规格及截面特性358

附表8 热轧普通槽钢的规格及截面特性360

附表9 热轧H型钢和剖分T型钢的规格及截面特性362

附表10 锚栓规格364

附表11 螺栓的有效面积365

参考文献366