本書共分九章,包括:鋼結構概念,鋼結構的材料,鋼結構的連接,軸心受力構件,受彎構件,拉彎和壓彎構件,鋼結構脆性斷裂與疲勞,制作、安裝與防護以及鋼結構的法規(guī)性文件等。
序言
教育可理解為教書與育人。所謂教書,不外乎是教給學生科學知識、技術方法和運作技能等,教學生以安身之本。所謂育人,則要教給學生做人的道理,提升學生的人文素質和科學精神,教學生以立命之本。我們教育工作者應該從中華民族振興的歷史使命出發(fā),來從事教書與育人工作。作為教育本源之一的教材,必然要承擔教書和育人的雙重責任,體現(xiàn)兩者的高度結合。
中國經(jīng)濟建設高速持續(xù)發(fā)展,國家對各類建筑人才需求日增,對高校土建類高素質人才培養(yǎng)提出了新的要求,從而對土建類教材建設也提出了新的要求。這套教材正是為了適應當今時代對高層次建設人才培養(yǎng)的需求而編寫的。
一部好的教材應該把人文素質和科學精神的培養(yǎng)放在重要位置。教材中不僅要從內(nèi)容上體現(xiàn)人文素質教育和科學精神教育,而且還要從科學嚴謹性、法規(guī)權威性、工程技術創(chuàng)新性來啟發(fā)和促進學生科學世界觀的形成。簡而言之,這套教材有以下特點。
第一,從指導思想來講,這套教材注意到“六個面向”,即面向社會需求、面向建筑實踐、面向人才市場、面向教學改革、面向學生現(xiàn)狀、面向新興技術。
第二,教材編寫體系有所創(chuàng)新。結合具有土建類學科特色的教學理論、教學方法和教學模式,這套教材進行了許多新的教學方式的探索,如引入案例式教學、研討式教學等。
第三,這套教材適應現(xiàn)在教學改革發(fā)展的要求,提倡所謂“寬口徑、少學時”的人才培養(yǎng)模式。在教學體系、教材編寫內(nèi)容和數(shù)量等方面也做了相應改變,而且教學起點也可隨著學生水平做相應調整。同時,在這套教材編寫中,特別重視人才的能力培養(yǎng)和基本技能培養(yǎng),適應土建專業(yè)特別強調實踐性的要求。
我們希望這套教材能有助于培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的、素質全面的新型工程建設人才,為教師和學生,以及專業(yè)人士所喜愛。我們也相信這套教材能達到這個目標!
第1章 鋼結構概論
1.1 鋼結構的定義和特點
1.2 鋼結構的分類和應用
1.3 鋼結構的設計思想、設計方法和發(fā)展方向
【本章要點】
【習題】
第2章 鋼結構的材料
2.1 鋼結構對材料的要求
2.2 鋼材的破壞形式
2.3 鋼材的主要性能
2.4 各種因素對鋼材主要性能的影響
2.5 復雜應力作用下鋼材的屈服條件
2.6 鋼材的種類和鋼材規(guī)格
2.7 鋼結構材料的要點
【本章要點】
【習題】
第3章 鋼結構的連接
3.1 鋼結構的連接方法
3.2 焊接方法和焊縫連接形式
3.3 角焊縫的構造與計算
3.4 對接焊縫的構造與計算
3.5 螺栓連接
3.6 普通螺栓連接的工作性能和計算
3.7 高強度螺栓連接的工作性能和計算
【本章要點】
【習題】
第4章 軸心受力構件
4.1 概述
4.2 軸心受力構件的強度和剛度
4.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定
4.4 實腹式軸心受壓構件的局部穩(wěn)定
4.5 實腹式軸心受壓構件的設計
4.6 格構式軸心受壓構件的截面設計
【本章要點】
【習題】
第5章 受彎構件
5.1 受彎構件的類型和應用
5.2 鋼梁的強度和剛度
5.3 梁的扭轉
5.4 梁的整體穩(wěn)定
5.5 梁的局部穩(wěn)定和加勁肋的設計
5.6 考慮腹板屈曲后強度的設計
5.7 型鋼梁截面設計
5.8 組合梁截面設計
5.9 梁的拼接連接
【本章要點】
【習題】
第6章 拉彎和壓彎構件
6.1 拉彎和壓彎構件的特點
6.2 拉彎和壓彎構件的強度
6.3 壓彎構件的穩(wěn)定
6.4 壓彎構件(框架柱)的設計
6.5 框架柱的柱頭和柱腳
【本章要點】
【習題】
第7章 鋼結構脆性斷裂及疲勞
7.1 鋼結構脆性斷裂及防止
7.2 鋼結構的疲勞破壞
7.3 鋼結構抗疲勞設計
【本章要點】
【習題】
第8章 制作、安裝與防護
8.1 鋼結構制作
8.2 鋼結構安裝
8.3 鋼結構防火
8.4 鋼結構防腐
【本章要點】
【習題】
第9章 鋼結構的法規(guī)性文件
9.1 鋼結構規(guī)范體系
9.2 鋼結構主要規(guī)范、規(guī)程簡介
【本章要點】
【習題】
附錄A 有關設計值
A1 結構或構件的變形容許值
A2 梁的整體穩(wěn)定系數(shù)
A3 鋼材和連接強度設計值
A4 軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)
A5 型鋼表
A6 柱的計算長度系數(shù)
A7 螺栓和錨栓規(guī)格
A8 截面塑性發(fā)展系數(shù)
附錄B 圖表索引
附錄C 部分習題答案
參考文獻
2)鋼材的塑性好、韌度高
鋼材質地均勻,有良好的塑性和較好的韌度。由于鋼材的塑性好,鋼結構在一般情況下不會因偶然超載或局部超載而突然斷裂;鋼材的韌度高,則使鋼結構對動荷載的適應性較強。鋼材的這些性能為鋼結構的安全性和可靠性提供了充分的保證。
3)鋼材更接近于勻質等向體,計算可靠
鋼材的內(nèi)部組織比較均勻,非常接近勻質體。其各個方向的物理力學性能基本相同,接近各向同性體。在使用應力階段,鋼材處于理想彈性工作狀態(tài),彈性模量高達206 GPa,因而變形很小。這項性能和力學計算中的假定前提符合程度很高,所以鋼結構的實際受力情況和力學計算結果最相符合。因此,鋼結構設計計算準確、可靠性較高,適用于有特殊重要意義的建筑物。
4)建筑用鋼材焊接性良好
由于建筑用鋼材的焊接性好,使鋼結構的連接大為簡化,可滿足制造各種復雜結構形狀的需要,但鋼材焊接時產(chǎn)生很高的溫度,且溫度分布很不均勻,結構各部位的冷卻速度也不同。因此,不但在高溫區(qū)(焊縫附近)材料性質有變壞的可能,而且還產(chǎn)生較高的焊接殘余應力,使結構巾的應力狀態(tài)復雜化。
5)鋼結構制造簡便、施工方便,具有良好的裝配性
鋼結構由各種型材組成,都采用機械加工,在專業(yè)化的金屬結構廠制造,制作簡便,成品的精確度高。制成的構件可運到現(xiàn)場拼裝,采用螺栓連接。因結構較輕,故施工方便,建成的鋼結構也易于拆卸、加固或改建。
鋼結構的制造雖需較復雜的機械設備和嚴格的工藝要求,但與其他建筑結構比較,鋼結構工業(yè)化生產(chǎn)程度最高,能批量生產(chǎn),制造精確度高。采用工廠制造、工地安裝的施丁方法,可縮短周期、降低造價、提高經(jīng)濟效益。
6)鋼材的不滲漏性適用于密閉結構
鋼材本身L大J組織非常致密,當采用焊接連接,甚至鉚釘或螺栓連接時,都易做到緊密不滲漏。因此鋼材是制造容器。特別是高壓容器、大型油庫、氣柜、輸油管道的良好材料。
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