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1　绪论1

1.1　钢结构的特点和应用1

1.1.1　钢结构的特点1

1.1.2　钢结构的应用2

1.2　钢结构的发展5

1.2.1　推广应用高效钢材5

1.2.2　改进设计方法7

1.2.3　采用新型结构7

1.2.4　应用优化原理9

1.2.5 构件的定型化、系列化、产品化9

1.3　钢结构课程的主要内容、特点和学习方法9

1.3.1　钢结构课程的主要内容9

1.3.2　钢结构课程的特点9

1.3.3　钢结构课程的学习方法10

习题11

思考题11

2　钢结构的材料12

2.1　钢结构对钢材性能的要求12

2.2　钢材的性能13

2.2.1　钢材的机械性能13

2.2.2　钢材的可焊性能16

2.2.3　钢材的特种性能17

2.4.1　化学成分的影响18

2.4　影响钢材性能和脆性破坏的因素18

2.3　钢材的破坏形式——塑性破坏和脆性破坏18

2.4.2 冶炼、浇铸、轧制和热处理的影响19

2.4.3　钢材的硬化20

2.4.4　温度的影响21

2.4.5 复杂应力作用的影响22

2.4.6 应力集中的影响23

2.5.2　钢结构用钢的牌号24

2.5　钢和钢材的种类及选用24

2.5.1 钢结构用钢的种类24

2.4.7　残余应力的影响24

2.4.8 重复荷载作用的影响（疲劳）24

2.5.3　钢材的选用27

2.5.4　钢材的品种和规格29

思考题32

3.1.1 钢结构设计的目的33

3.1.3 结构的可靠性和可靠度33

3.1.2 结构的功能要求33

3.1　概述33

3　钢结构的设计方法33

3.2　概率极限状态设计法34

3.2.1 结构的极限状态34

3.2.2 失效概率Pf和可靠指标β35

3.3　概率极限状态设计法的设计表达式37

3.3.1　分项系数γG、γQ、γR的取值37

3.3.2　分项系数概率极限状态设计表达式38

3.3.3　钢材的强度设计值41

3.4.1 影响疲劳强度的主要因素42

3.4　钢材的疲劳和疲劳计算42

3.4.2 疲劳曲线（△σ-n曲线）44

3.4.3 疲劳计算46

思考题48

4　钢结构的连接49

4.1　钢结构的连接方法及其应用49

4.1.1　焊接49

4.1.2　栓接50

4.1.3　铆接51

4.2　焊接方法、焊缝形式和质量等级51

4.2.1　焊接方法51

4.2.2　焊接接头及焊缝的形式53

4.2.3　焊缝符号及标注方法55

4.2.4　焊缝质量等级56

4.3　（全焊透）对接焊缝和对接与角接组合焊缝的构造和计算57

4.3.1 （全焊透）对接焊缝和对接与角接组合焊缝的构造57

4.3.2 （全焊透）对接焊缝和对接与角接组合焊缝的计算59

4.4.1 角焊缝的构造62

4.4　（直角）角焊缝的构造和计算62

4.4.2 角焊缝的计算64

4.5　部分焊透的对接焊缝和对接与角接组合焊缝的构造和计算75

4.5.1 部分焊透的对接焊缝和对接与角接组合焊缝的应用75

4.5.2　部分焊透的对接焊缝和对接与角接组合焊缝的截面形式76

4.5.3 部分焊透的对接焊缝和对接与角接组合焊缝的计算76

4.5.4　部分焊透的对接焊缝构造要求的最小厚度77

4.6　斜角角焊缝的构造和计算78

4.7　焊接残余应力和残余变形79

4.7.1 焊接残余应力和残余变形的成因79

4.7.2　焊接残余应力的种类80

4.7.3　焊接残余变形81

4.7.4　焊接残余应力和残余变形的影响81

4.7.5 减少焊接残余应力和残余变形的方法82

4.8　普通螺栓和高强度螺栓连接的构造及紧固83

4.8.1　螺栓的形式和规格83

4.8.3　螺栓的排列84

4.8.2 螺栓及孔的图例84

4.8.4 螺栓的紧固方法和预拉力的控制86

4.9　普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的计算87

4.9.1 受剪螺栓连接88

4.9.2　受拉螺栓连接95

4.9.3　拉剪螺栓连接99

4.10　高强度螺栓摩擦型连接的计算101

4.10.1　摩擦型连接受剪高强度螺栓的受力性能和计算101

4.10.2　摩擦型连接受拉高强度螺栓的受力性能和计算104

4.10.3　摩擦型连接拉剪高强度螺栓的受力性能和计算105

思考题107

习题108

5 受弯构件111

5.1　受弯构件的类型和应用111

5.1.1 受弯构件（梁）的种类111

5.1.2 梁的截面形式和应用111

5.2　梁的强度112

5.2.1　抗弯强度112

5.2.3　局部承压强度115

5.2.2　抗剪强度115

5.2.4　折算应力116

5.3　梁的刚度117

5.4　梁的整体稳定118

5.4.1 梁整体稳定的概念118

5.4.2 梁丧失整体稳定的临界弯矩119

5.4.3 梁整体稳定的计算公式121

5.4.4 梁的整体稳定性系数？b121

5.4.5 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数？b的近似计算（适用于λy≤120？）124

5.4.6 保证梁整体稳定性的措施和不需计算整体稳定的梁125

5.5　型钢梁设计128

5.5.1 单向弯曲型钢梁128

5.5.2 双向弯曲型钢梁131

5.6　焊接组合梁设计134

5.6.1　截面选择134

5.6.2　截面验算136

5.6.3 梁截面沿长度的改变136

5.6.4　翼缘焊缝的计算137

5.7.1 矩形薄板的屈曲143

5.7　梁的局部稳定和腹板加劲肋设计143

5.7.2 梁受压翼缘的宽厚比限值144

5.7.3 梁腹板的屈曲145

5.7.4 梁腹板加劲肋的配置规定148

5.7.5　腹板局部稳定的计算149

5.7.6　加劲肋的截面选择和构造要求154

5.7.7 支承加劲肋的计算155

5.8.1 梁腹板屈曲后的工作性能160

5.8　考虑腹板屈曲后强度时梁的设计160

5.8.2 考虑腹板屈曲后强度时梁的计算161

5.8.3 考虑腹板屈曲后强度时梁的加劲肋设计165

5.9　梁的拼接170

5.10　主次梁的连接171

5.10.1　铰接连接171

5.10.2　刚性连接171

5.11.1 吊车梁的特点和构造172

5.11 吊车梁172

5.11.2 吊车梁的计算174

思考题187

习题187

6　轴心受力构件和拉弯、压弯构件189

6.1　轴心受力构件和拉弯、压弯构件的类型189

6.1.1 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的种类189

6.1.2　轴心受力构件和拉弯、压弯构件的截面形式189

6.2　轴心受力构件的强度和刚度191

6.2.1　轴心受力构件的强度191

6.2.2　轴心受拉构件和轴心受压构件的刚度192

6.3　轴心受压构件的整体稳定193

6.3.1　确定轴心受压构件整体稳定承载力的方法193

6.3.2　轴心受压构件稳定性的计算公式203

6.4　实腹式轴心受压构件的局部稳定208

6.4.1 翼缘自由外伸宽厚比的限值208

6.4.2　腹板高厚比的限值209

6.4.3 圆管径厚比的限值210

6.5　实腹式轴心受压构件的截面设计211

6.5.1　设计原则211

6.5.2　设计方法211

6.5.3　构造规定212

6.6　格构式轴心受压构件的设计216

6.6.1　格构式轴心受压构件的组成形式216

6.6.2　格构式轴心受压构件的整体稳定承载力216

6.6.3　分肢的稳定性218

6.6.4　缀件（缀条、缀板）的计算218

6.6.5　连接节点和构造规定221

6.6.6　格构式轴心受压构件的设计方法221

6.7　拉弯、压弯构件的强度和刚度225

6.7.1 拉弯、压弯构件的强度225

6.7.2　拉弯、压弯构件的刚度227

6.8　实腹式压弯构件的整体稳定228

6.8.1 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定229

6.8.2 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定233

6.9.1 受压翼缘宽厚比的限值234

6.9　实腹式压弯构件的局部稳定234

6.9.2　腹板宽厚比的限值235

6.9.3 圆管径厚比的限值238

6.10　压弯构件的计算长度238

6.10.1 单根压弯构件的计算长度238

6.10.2　框架柱的计算长度238

6.11　实腹式压弯构件的截面设计244

6.11.1　设计原则244

6.11.2　设计方法244

6.11.3　构造规定245

6.12　格构式压弯构件的设计251

6.12.1 格构式压弯构件的组成形式251

6.12.2　格构式压弯构件的稳定251

6.12.4　格构式压弯构件的连接节点和构造规定253

6.12.5　格构件压弯构件的截面设计253

6.12.3　格构式压弯构件的缀件计算253

6.13　梁与柱的连接255

6.13.1　铰接连接255

6.13.2　刚接连接257

6.14　柱脚258

6.14.1　铰接柱脚258

6.14.2 刚接柱脚262

习题266

思考题266

7　屋盖结构269

7.1　屋盖结构的组成和形式269

7.2　屋面材料270

7.2.1　有檩体系屋面材料270

7.2.2　无檩体系屋面材料272

7.3　檩条、拉条和撑杆273

7.4　屋盖支撑275

7.4.1　屋盖支撑的作用275

7.4.2　屋盖支撑的布置276

7.4.3　支撑的形式、计算和连接构造278

7.5　屋架279

7.5.1 屋架的形式和选型原则280

7.5.2　各型屋架的特性和适用范围280

7.5.3　屋架的主要尺寸282

7.5.4　屋架的荷载和荷载组合283

7.5.5　屋架杆件的内力计算283

7.5.6　屋（桁）架杆件的计算长度284

7.5.7　屋架杆件的截面形式287

7.5.8　节点板厚度288

7.5.9　屋架杆件的截面选择289

7.5.10　屋架的节点设计290

7.5.11　屋架施工图297

7.6　普通钢屋架设计实例298

思考题312

8　平板网架314

8.1　平板网架的特点和形式314

8.1.1 平板网架的特点和适用范围314

8.1.2 常用平板网架的形式315

8.2　平板网架设计318

8.2.1 网架的选型318

8.2.2 网架的屋面材料318

8.2.3 网格尺寸和网架高度319

8.2.4 网架的支承319

8.2.5 网架的荷载和荷载组合320

8.2.6 网架的计算方法321

8.2.8 网架节点设计322

8.2.7 网架杆件截面选择322

8.2.9 网架支座326

8.3　平板网架设计实例328

思考题331

习题331

9　（轻钢）门式刚架332

9.1　概述332

9.1.1 轻（型）钢结构系统332

9.2.1 结构形式和布置333

9.1.2 （轻钢）门式刚架的特点和适用范围333

9.2　（轻钢）门式刚架设计333

9.2.2　支撑的布置334

9.2.3　墙架的布置335

9.2.4　荷载计算335

9.2.5 内力计算336

9.2.6　控制截面336

9.2.7　内力组合337

9.2.8　荷载效应组合337

9.2.9　截面选择337

9.2.10 截面计算338

9.2.11　横向加劲肋的设置和计算343

9.2.12 变截面门式刚架侧移计算344

9.2.13　节点设计346

9.2.14　柱脚348

9.3　门式刚架设计实例349

思考题357

习题358

附录359

附表1　轴心受压构件的稳定系数359

附表2　柱的计算长度系数361

附表3　疲劳计算的构件和连接分类362

附表4 热轧H型钢规格及截面特性（按GB/T 11263—1998）365

附表5　剖分T型钢规格及截面特性368

附表6 热轧普通工字钢截面特性（按GB/T 706—1988）370

附表7　热轧普通槽钢截面特性（按GB/T 707—1988）371

附表8　热轧等边角钢截面特性（按GB/T 9787—1988）372

附表9　热轧不等边角钢截面特性（按GB/T 9788—1988）374

附表10　直缝电焊钢管截面特性（按GB/T 13793—1992）377

附表11 热轧无缝钢管截面特性（按GB/T 8162—1999）379

附表12　各种截面回转半径的近似值383

附表13　锚栓规格384

附表14　螺栓的有效截面面积384

参考文献385