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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 研制应用高强度钢材 5

1.2.2 改进设计方法 5

1.2.3 采用新型结构 5

1.2.4 应用优化原理 7

1.2.5 构件的定型化、系列化、产品化 7

1.3 钢结构课程的主要内容、特点和学习方法 7

1.3.1 钢结构课程的主要内容 7

1.3.2 钢结构课程的特点 7

1.3.3 钢结构课程的学习方法 8

思考题 9

习题 9

2钢结构的材料 10

2.1 钢结构对钢材性能的要求 10

2.2 钢材的性能 11

2.2.1 钢材的力学性能和工艺性能 11

2.2.2 钢材的可焊性能 15

2.2.3 钢材的抗火、耐候性能 16

2.3 钢材的破坏形式——塑性破坏和脆性破坏 17

2.4 影响钢材性能和产生脆性破坏的因素 17

2.4.1 化学成分的影响 17

2.4.2 冶炼、浇铸、轧制和热处理的影响 18

2.4.3 钢材的硬化 19

2.4.4 温度的影响 20

2.4.5 复杂应力作用的影响 21

2.4.6 应力集中的影响 22

2.4.7 残余应力的影响 23

2.4.8 动力荷载重复作用的影响（疲劳） 23

2.5 钢和钢材的种类及选用 23

2.5.1 钢结构用钢的种类 23

2.5.2 钢结构用钢的牌号 23

2.5.3 钢材的选用 28

2.5.4 钢材的品种和规格 30

思考题 34

3钢结构体系和设计方法 35

3.1 钢结构体系 35

3.1.1 单层钢结构体系分类 35

3.1.2 多、高层钢结构体系 36

3.1.3 大跨度钢结构体系 38

3.1.4 钢结构体系的选用原则 38

3.2 钢结构的设计方法 39

3.2.1 钢结构设计的目的 39

3.2.2 钢结构设计的内容 39

3.2.3 结构的功能要求 39

3.2.4 结构的可靠性和可靠度 39

3.2.5 概率极限状态设计法 40

3.2.6 概率极限状态设计法的设计表达式 43

3.3 钢材的疲劳和疲劳计算 48

3.3.1 影响疲劳强度的主要因素 48

3.3.2 疲劳强度S-n曲线 51

3.3.3 疲劳计算 53

3.3.4 吊车梁疲劳计算 56

思考题 57

4钢结构的连接 58

4.1 钢结构的连接方法及其应用 58

4.1.1 焊接 58

4.1.2 栓接 59

4.1.3 铆接 60

4.2 焊接方法、焊缝形式和质量等级 60

4.2.1 焊接方法 60

4.2.2 焊接接头及焊缝的形式 62

4.2.3 焊缝符号及标注方法 64

4.2.4 焊缝质量等级 65

4.3 （全熔透）对接焊缝和对接与角接组合焊缝的构造和计算 66

4.3.1 （全熔透）对接焊缝和对接与角接组合焊缝的构造 66

4.3.2 （全熔透）对接焊缝和对接与角接组合焊缝的强度计算 68

4.4 （直角）角焊缝的构造和计算 72

4.4.1 角焊缝的构造 72

4.4.2 角焊缝的计算 73

4.5 部分熔透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝的构造和计算 85

4.5.1 部分熔透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝的应用 85

4.5.2 部分熔透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝的截面形式 86

4.5.3 部分熔透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝的计算 86

4.6 T形连接的斜角角焊缝的构造和计算 88

4.7 焊接应力和焊接变形 89

4.7.1 焊接应力和焊接变形的成因 89

4.7.2 焊接应力的种类 90

4.7.3 焊接变形 91

4.7.4 焊接应力和焊接变形对结构的影响 91

4.7.5 减少焊接应力和焊接变形的方法 92

4.8 普通螺栓和高强度螺栓连接的构造及紧固 93

4.8.1 螺栓的形式和规格 93

4.8.2 螺栓及孔的图例 94

4.8.3 螺栓的排列 94

4.8.4 螺栓的紧固方法和预拉力的控制 96

4.9 普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的计算 98

4.9.1 受剪螺栓连接 98

4.9.2 受拉螺栓连接 106

4.9.3 拉剪螺栓连接 110

4.10 高强度螺栓摩擦型连接的计算 112

4.10.1 摩擦型连接受剪高强度螺栓的受力性能和计算 112

4.10.2 摩擦型连接受拉高强度螺栓的受力性能和计算 115

4.10.3 摩擦型连接拉剪高强度螺栓的受力性能和计算 116

4.11 栓焊并用连接 118

4.11.1 栓焊并用连接的受力性能和应用 118

4.11.2 栓焊并用连接的计算 118

思考题 119

习题 120

5轴心受力构件 123

5.1 轴心受力构件的类型和应用 123

5.1.1 轴心受力构件的类型 123

5.1.2 轴心受力构件的截面形式和应用 124

5.2 轴心受力构件的强度 124

5.2.1 轴心受拉构件的强度 124

5.2.2 轴心受压构件的强度 125

5.3 轴心受力构件的刚度 126

5.4 轴心受压构件的整体稳定性 127

5.4.1 确定轴心受压构件整体稳定性的方法 127

5.4.2 轴心受压构件整体稳定性计算 136

5.5 实腹式轴心受压构件的局部稳定性 142

5.5.1 实腹式轴心压杆板件的宽厚比限值 142

5.5.2 实腹式轴心压杆板件宽厚比限值的放大 144

5.5.3 腹板的纵向加劲肋和腹板屈曲后按有效截面的计算 144

5.6 实腹式轴心受压构件的截面设计 146

5.6.1 设计原则 146

5.6.2 设计方法 146

5.6.3 构造规定 147

5.7 格构式轴心受压构件的设计 151

5.7.1 格构式轴心受压构件的组成形式 151

5.7.2 格构式轴心受压构件的整体稳定性 151

5.7.3 分肢的稳定性 153

5.7.4 缀件（缀条、缀板）的计算 153

5.7.5 连接节点和构造规定 156

5.7.6 格构式轴心受压构件的设计方法 156

5.8 铰接柱脚 160

5.8.1 形式和构造 160

5.8.2 计算方法 160

思考题 164

习题 165

6受弯构件 166

6.1 受弯构件（梁）的类型和应用 166

6.1.1 受弯构件（梁）的类型 166

6.1.2 梁的截面形式和应用 166

6.1.3 梁的截面板件宽厚比等级及限值 167

6.2 梁的强度 169

6.2.1 抗弯强度 169

6.2.2 抗剪强度 172

6.2.3 局部承压强度 172

6.2.4 折算应力 173

6.3 梁的刚度 174

6.4 梁的整体稳定性 176

6.4.1 梁的整体稳定性概念 176

6.4.2 梁丧失整体稳定的临界弯矩 176

6.4.3 梁的整体稳定性计算公式 180

6.4.4 梁的整体稳定性系数？b 180

6.4.5 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≤120εk） 183

6.4.6 保证梁整体稳定性的措施和不需计算整体稳定性的梁 183

6.5 型钢梁设计 186

6.5.1 单向弯曲型钢梁 186

6.5.2 双向弯曲型钢梁 190

6.6 焊接组合梁设计 192

6.6.1 截面选择 192

6.6.2 截面验算 195

6.6.3 梁截面沿长度的改变 195

6.6.4 翼缘焊缝的计算 196

6.7 梁的局部稳定性和腹板加劲肋设计 201

6.7.1 矩形薄板的屈曲 201

6.7.2 梁受压翼缘的宽厚比限值 203

6.7.3 梁腹板的屈曲 203

6.7.4 梁腹板加劲肋的配置规定 206

6.7.5 腹板局部稳定性的计算 207

6.7.6 加劲肋的截面选择和构造要求 212

6.7.7 支承加劲肋的计算 213

6.8 考虑腹板屈曲后强度时梁的设计 218

6.8.1 梁腹板屈曲后的工作性能 218

6.8.2 考虑腹板屈曲后强度时梁的计算 219

6.8.3 考虑腹板屈曲后强度时梁的加劲肋设计 223

6.9 梁的拼接 228

6.10 主次梁的连接 229

6.10.1 铰接连接 229

6.10.2 刚性连接 229

6.11 吊车梁 230

6.11.1 吊车梁的特点和构造 230

6.11.2 吊车梁的计算 232

思考题 245

习题 245

7拉弯构件和压弯构件 246

7.1 拉弯构件和压弯构件的类型和应用 246

7.1.1 拉弯构件和压弯构件的类型 246

7.1.2 拉弯构件和压弯构件的截面形式和应用 247

7.1.3 压弯构件截面板件宽厚比等级及限值 247

7.2 拉弯构件和压弯构件的强度 248

7.3 拉弯构件和压弯构件的刚度 251

7.4 实腹式压弯构件的整体稳定性 252

7.4.1 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定 252

7.4.2 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定 257

7.5 实腹式压弯构件的局部稳定性 258

7.6 考虑腹板屈曲后强度时压弯构件的设计 258

7.6.1 腹板有效宽度he的计算 258

7.6.2 腹板有效宽度he的分布 259

7.6.3 按有效截面承载力的计算 259

7.7 压弯构件的计算长度 260

7.7.1 单根压弯构件的计算长度 260

7.7.2 框架柱的计算长度 260

7.8 实腹式压弯构件的截面设计 267

7.8.1 设计原则 267

7.8.2 设计方法 267

7.8.3 构造规定 268

7.9 格构式压弯构件的设计 274

7.9.1 格构式压弯构件的组成形式 274

7.9.2 格构式压弯构件的稳定性 274

7.9.3 格构式压弯构件的缀件计算 275

7.9.4 格构式压弯构件的连接节点和构造规定 275

7.9.5 格构式压弯构件的截面设计 276

7.10 梁与柱的连接 278

7.10.1 梁与柱连接的分类 278

7.10.2 铰接连接 279

7.10.3 刚性连接 280

7.10.4 半刚性连接 284

7.11 刚接柱脚 284

7.11.1 形式和构造 284

7.11.2 计算方法 285

思考题 288

习题 288

8屋盖结构 290

8.1 屋盖结构的组成和形式 290

8.2 屋面材料 291

8.2.1 有檩体系屋面材料 291

8.2.2 无檩体系屋面材料 293

8.3 檩条、拉条和撑杆 294

8.4 屋盖支撑 296

8.4.1 屋盖支撑的作用 296

8.4.2 屋盖支撑的布置 297

8.4.3 支撑的形式、计算和连接构造 299

8.5 屋架 300

8.5.1 屋架的形式和选型原则 301

8.5.2 各型屋架的特性和适用范围 301

8.5.3 屋架的主要尺寸 303

8.5.4 屋架的荷载和荷载组合 304

8.5.5 屋架杆件的内力计算 305

8.5.6 屋（桁）架杆件的计算长度 305

8.5.7 屋架杆件的截面形式 308

8.5.8 节点板厚度 309

8.5.9 屋架杆件的截面选择 310

8.5.10 屋架的节点设计 311

8.5.11 屋架施工图 318

8.6 普通钢屋架设计实例 319

思考题 333

9平板网架 334

9.1 平板网架的特点和形式 334

9.1.1 平板网架的特点和适用范围 334

9.1.2 常用平板网架的形式 335

9.2 平板网架设计 338

9.2.1 网架的选型 338

9.2.2 网架的屋面材料 339

9.2.3 网格尺寸和网架高度 339

9.2.4 网架的支承 339

9.2.5 网架的计算 341

9.2.6 网架杆件截面选择 342

9.2.7 网架节点设计 343

9.2.8 网架支座 346

9.3 平板网架设计实例 348

思考题 352

习题 352

10（轻钢）门式刚架 353

10.1 概述 353

10.1.1 轻（型）钢结构系统 353

10.1.2 （轻钢）门式刚架的特点和适用范围 354

10.2 （轻钢）门式刚架设计 354

10.2.1 结构形式和布置 354

10.2.2 支撑的布置 355

10.2.3 墙架的布置 356

10.2.4 荷载计算 356

10.2.5 内力计算 357

10.2.6 控制截面 357

10.2.7 内力组合 358

10.2.8 荷载效应组合 358

10.2.9 截面选择 358

10.2.10 截面计算 359

10.2.11 横向加劲肋的设置和计算 364

10.2.12 变截面门式刚架侧移计算 365

10.2.13 节点设计 367

10.2.14 柱脚 371

10.3 门式刚架设计实例 372

思考题 381

习题 381

附录 382

附表1轴心受压构件的稳定系数 382

附表2柱的计算长度系数 385

附表3疲劳计算的构件和连接分类 387

附表4H型钢规格及截面特性（按GB/T 11263—2010） 391

附表5工字钢与H型钢型号及截面特性参数对比 395

附表6剖分T型钢规格及截面特性（按GB/T 11263—2010） 396

附表7工字钢规格及截面特性（按GB/T 706—2008） 399

附表8槽钢规格及截面特性（按GB/T 706—2008） 401

附表9等边角钢规格及截面特性（按GB/T 706—2008） 402

附表10不等边角钢规格及截面特性（按GB/T 706—2008） 406

附表11焊接钢管规格及截面特性（节选自GB/T 21835—2008） 409

附表12无缝钢管规格及截面特性（节选自GB/T 17395—2008） 411

附表13各种截面回转半径的近似值 415

附表14锚栓规格 416

附表15螺栓的有效截面面积 416

参考文献 417

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