钢结构第一章绪论
109页1、钢结构课程的主要内容:钢材材质、稳定和构造(包括连接)问题 钢材材质和使用 钢材性能虽然比较稳定,但化学成分、冶金缺陷和加工制作工作环境会对钢材性能产生影响。应合理使用。 稳定问题 由于钢材高强,构件的截面面积一般较小,必然产生稳定问题。既要考虑其整体稳定性,又要考虑其局部稳定性。影响稳定性的因素也比较多,理论也比较复杂。所以,稳定是钢结构设计中的突出问题。 构造(包括连接)问题 构造问题指构件截面的组成和连接方法,以及构件与构件的节点形式。 课程安排:两门课共64课时 一周课程设计 成绩平定:考试70,平时30上课、作业和课堂问答。, 本章学习目标 通过本章的学习,要求学生对钢结构的特点和设计方法有所了解;了解该课程的基本框架。 本章教学内容 本章的主要知识点是钢结构的特点,钢结构设计方法以及钢结构应用和发展。 教学要求 了解钢结构的发展概况及其在我国现代化建设中的作用和地位;掌握钢结构的特点及其合理应用范围;了解结构按极限状态的设计方法;了解钢结构设计中的主要问题及发展方向。,钢结构 第一章 绪论, 本章重点 本章节有两个重点 第一: 钢结构的特点。钢结构既有强度高,塑、韧性好等优
2、点,也存在易腐蚀、耐火性能差等缺点。必须在设计中合理使用钢材,注意提高钢材的耐久性。 第二: 钢结构的设计方法,这是一个影响钢结构设计安全与经济的全局问题。设计方法确定后,材料的强度设计值,荷载的取值及其有关分项系数等才能确定。 本章难点 钢结构的设计方法。,第一章 绪论 1、钢结构发展简史、 2、钢结构的特点及应用 3、钢结构设计方法 4、钢结构的发展方向 1-1 钢结构发展简史 钢是铁碳合金,人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。早在公元前2000年左右,在人类古代文明的发祥地之一的美索不达米亚平原(位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间)就出现了早期的炼铁术。我国也是较早发明炼铁技术的国家之一,在河南辉县等地出土的大批战国时代(公元前475前221年)的铁制生产工具说明,早在战国时期,我国的炼铁技术已很盛行了。公元65年(汉明帝时代),已成功地用锻铁为环,相扣成链,建成了世界上最早的铁链悬桥兰津桥。,此后,为了便利交通,跨越深谷,曾陆续建造了数十座铁链桥。其中跨度最大的为1705年(清康熙四十四年)建成的四川泸定大渡河桥,桥宽2.8m,跨长100m,由9
3、根桥面铁链和4根桥栏铁链构成,两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚桩上。该桥比美洲1801年才建造的跨长23m的铁索桥早近百年,比号称世界最早的英格兰30m跨铸铁拱桥也早74年。,泸定铁索桥,除铁链悬桥外,我国古代还建有许多铁建筑物,如公元694年(周武氏十一年)在洛阳建成的“天枢”,高35m,直径4m,顶有直径为11.3m的“腾云承露盘”,底部有直径约16.7m用来保持天枢稳定的“铁山”,相当符合力学原理。又如公元1061年(宋代)在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔,目前依然存在。所有这些都表明,我们中华民族对铁结构的应用,曾经居于世界领先地位。,湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔,欧美等国家中最早将铁做为建筑材料的当属英国,但直到1840年以前,还只采用铸铁来建造拱桥。1840年以后,随着铆钉连接和锻铁技术的发展,铸铁结构逐渐被锻铁结构取代,1846-1850年间在英国威尔士修建的布里塔尼亚桥是这方面的典型代表。该桥共有4跨,跨长分别为70-140-140-70m,每跨均为箱型梁式桥,由锻铁型板和角铁经铆钉连接而成。,随着1855年英国人发明贝氏转炉炼钢法和1865年法国人发明平炉
4、炼钢法,以及1870年成功轧制出工字钢之后,形成了工业化大批量生产钢材的能力,强度高且韧性好的钢材才开始在建筑领域逐渐取代锻铁材料,自1890年以后成为金属结构的主要材料。20世纪初焊接技术的出现,以及1934年高强度螺栓连接的出现,极大地促进了钢结构的发展。除西欧、北美之外,钢结构在前苏联和日本等国家也获得了广泛的应用,逐渐发展成为全世界所接受的重要结构体系。,由于我国长期处于封建主义统治之下,束缚了生产力的发展,1840年鸦片战争以后,更沦为半封建半殖民地国家,经济凋敝,工业落后,古代在铁结构方面的技术优势早已丧失殆尽。我国在1907年才建成了汉阳钢铁厂,年产钢只有0.85万吨。1943年是我国历史上钢铁产量最高的一年,生产生铁180万吨,钢90万吨,绝大部分是在东北生产的。这些钢铁很少用于建设,大部分被日本帝国主义用于反动的侵略战争。新中国成立后,随着经济建设的发展,钢结构曾起过重要作用,如第一个五年计划期间,建设了一大批钢结构厂房、桥梁。但由于受到钢产量的制约,在其后的很长一段时间内,钢结构被限制使用在其他结构不能代替的重大工程项目中,在一定程度上,影响了钢结构的发展。,自19
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