本書在編寫過程中,以培養(yǎng)高等技能型人才為主線,結(jié)合作者長期教學與工程實踐經(jīng)驗,其中弱化結(jié)構(gòu)計算理論內(nèi)容,達到基本應用即可;重點突出實踐應用內(nèi)容,并涵蓋了目前應用較多的幾種鋼結(jié)構(gòu)形式,使本書具有較好的實際應用性。
全書分為上篇與下篇兩部分,共11章,上篇鋼結(jié)構(gòu)基礎知識,主要側(cè)重鋼結(jié)構(gòu)的設計原理的講解、構(gòu)件的設計,包括緒論、建筑鋼材、鋼結(jié)構(gòu)連接、軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件6章;下篇是房屋結(jié)構(gòu)設計與識圖,包括鋼屋蓋結(jié)構(gòu)、門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)、平臺結(jié)構(gòu)、鋼框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)5章。
書中提供了3套完整設計案例、兩套施工圖案例,可以用于學生學習和教師課堂講解。在表現(xiàn)形式上使用了大量的便于學生理解的圖表,每章的任務內(nèi)容均具有可操作性。
本書可作為高等職業(yè)學校、高等?茖W校、應用型本科學校各相關(guān)專業(yè)的教材,也可作為函授、自學、崗位培訓教材及現(xiàn)場施工人員的指導書。
本書通過引導案例、基本知識、案例分析、課程實訓等模塊,使學生通過“學、做”合一來學習基本知識,循序漸進地提高學生的職業(yè)技能,以達到勝任工作崗位的目的。在引導案例部分,給出具體任務;在相關(guān)知識部分給出完成該項目必需的知識與技能;在案例分析部分,介紹完整案例設計過程;在課程實訓部分,圍繞項目需要掌握的重點知識,精心篩選了適量的習題,供讀者檢測學習效果。
目錄
上篇 鋼結(jié)構(gòu)基礎知識
第1章 緒論.... 1
1.1 鋼結(jié)構(gòu)的類型、組成... 1
1.1.1 鋼結(jié)構(gòu)的類型... 2
1.1.2 鋼結(jié)構(gòu)的特點... 3
1.2 鋼結(jié)構(gòu)的應用與發(fā)展... 4
1.2.1 鋼結(jié)構(gòu)的應用... 4
1.2.2 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展... 8
1.3 鋼結(jié)構(gòu)的設計方法... 9
1.3.1 鋼結(jié)構(gòu)設計的目的... 9
1.3.2 概率極限狀態(tài)設計方法... 9
1.3.3 設計表達式... 11
1.4 鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程及標準... 12
本章小結(jié)... 13
習題... 13
第2章 建筑鋼材.... 15
2.1 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的分類... 15
2.2 鋼結(jié)構(gòu)材料的選用... 16
2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求... 16
2.2.2 鋼材的破壞形式... 16
2.3 建筑鋼材的性能... 17
2.3.1 強度和塑性... 17
2.3.2 沖擊韌性... 19
2.3.3 冷彎性能... 20
2.3.4 可焊性... 20
2.4 影響鋼材性能的主要因素... 21
2.4.1 化學成分的影響... 21
2.4.2 生產(chǎn)過程的影響... 22
2.4.3 冷作硬化與時效硬化... 23
2.4.4 應力集中... 23
2.4.5 溫度的影響... 24
2.4.6 鋼材的疲勞... 25
2.5 建筑鋼材的種類、規(guī)格及選擇... 25
2.5.1 建筑鋼材的種類... 25
2.5.2 建筑鋼材的規(guī)格... 26
2.5.3 建筑鋼材的選擇... 28
本章小結(jié)... 30
習題... 30
第3章 鋼結(jié)構(gòu)的連接.... 32
3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法及其應用... 32
3.1.1 焊縫連接... 33
3.1.2 螺栓連接... 33
3.1.3 鉚釘連接... 33
3.2 焊接方法、焊縫形式及符號標注... 33
3.2.1 焊接方法... 33
3.2.2 焊縫連接的形式... 36
3.2.3 焊縫連接的缺陷、質(zhì)量檢驗和焊縫質(zhì)量等級 36
3.2.4 焊縫符號及標注方法... 39
3.3 對接焊縫連接... 42
3.3.1 對接焊縫的形式和構(gòu)造... 42
3.3.2 對接焊縫連接的計算... 44
3.4 角焊縫連接... 47
3.4.1 角焊縫的形式... 47
3.4.2 角焊縫的構(gòu)造要求... 49
3.4.3 角焊縫連接的計算... 51
3.5 焊接殘余應力和殘余變形... 57
3.5.1 焊接應力的分類和產(chǎn)生的原因... 57
3.5.2 焊接應力對結(jié)構(gòu)性能的影響... 58
3.5.3 焊接變形... 59
3.5.4 減小焊接應力和焊接變形的
措施... 60
3.6 普通螺栓連接... 61
3.6.1 螺栓連接的特點、類型... 61
3.6.2 普通螺栓連接的構(gòu)造... 62
3.6.3 普通螺栓連接的計算... 64
3.7 高強度螺栓連接的構(gòu)造與計算... 71
3.7.1 高強度螺栓連接的構(gòu)造... 71
3.7.2 高強度螺栓連接的計算... 73
本章小結(jié)... 76
習題... 76
第4章 軸心受力構(gòu)件.... 81
4.1 概述... 81
4.2 軸心受力桿件強度和剛度... 83
4.2.1 強度計算... 83
4.2.2 剛度計算... 85
4.3 實腹式軸心受壓桿件... 87
4.3.1 整體穩(wěn)定... 87
4.3.2 局部穩(wěn)定... 92
4.3.3 實腹式軸心受壓構(gòu)件設計... 96
4.4 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件... 100
4.4.1 格構(gòu)式軸心受壓柱整體
穩(wěn)定性... 100
4.4.2 格構(gòu)式軸心受壓柱分肢
穩(wěn)定性... 101
4.4.3 格構(gòu)式軸心受壓柱綴材
設計... 102
4.4.4 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的
橫隔... 106
4.4.5 構(gòu)件設計... 106
4.5 柱腳... 109
本章小結(jié)... 114
習題... 114
第5章 受彎構(gòu)件.... 116
5.1 概述... 116
5.1.1 實腹式受彎構(gòu)件——梁... 116
5.1.2 格構(gòu)式受彎構(gòu)件——桁架... 118
5.2 受彎構(gòu)件的強度和剛度... 119
5.3 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定... 123
5.3.1 梁的整體穩(wěn)定的概念... 123
5.3.2 梁整體穩(wěn)定的保證... 124
5.4 組合截面受彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定... 127
5.5 型鋼梁的設計... 129
5.5.1 單向彎曲型鋼梁... 129
5.5.2 雙向彎曲型鋼梁... 129
5.6 組合梁的設計... 130
5.6.1 試選截面... 130
5.6.2 截面驗算... 132
5.6.3 組合梁截面沿長度的改變... 132
5.6.4 焊接組合梁翼緣焊縫的
計算... 133
5.7 梁的拼接和連接... 137
5.7.1 梁的拼接... 137
5.7.2 次梁與主梁的連接... 139
本章小結(jié)... 140
習題... 141
第6章 拉彎和壓彎構(gòu)件.... 143
6.1 概述... 143
6.1.1 概念... 143
6.1.2 截面形式... 144
6.2 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的強度和剛度... 145
6.2.1 強度... 145
6.2.2 剛度... 147
6.3 壓彎構(gòu)件的計算長度... 147
6.3.1 壓彎構(gòu)件框架柱的計算
長度... 147
6.3.2 實腹式壓彎構(gòu)件的整體
穩(wěn)定性... 152
6.3.3 實腹式壓彎構(gòu)件的局部
穩(wěn)定... 156
6.3.4 實腹式壓彎構(gòu)件的截面
設計... 158
6.4 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件... 161
6.4.1 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎
構(gòu)件... 161
6.4.2 彎矩繞實軸作用的格構(gòu)式壓彎
構(gòu)件... 162
6.4.3 格構(gòu)柱的橫隔及分肢的局部
穩(wěn)定... 162
6.5 框架中梁與柱的連接... 162
6.5.1 鉸接連接... 163
6.5.2 剛接連接... 164
6.6 框架柱的柱腳... 165
6.6.1 鉸接柱腳... 165
6.6.2 剛接柱腳... 166
6.6.3 柱腳錨栓... 167
本章小結(jié)... 168
習題... 168
下篇 房屋結(jié)構(gòu)設計與識圖
第7章 鋼屋蓋結(jié)構(gòu).... 172
7.1 屋蓋結(jié)構(gòu)的布置... 172
7.2 屋蓋的支撐體系... 174
7.2.1 屋蓋支撐布置... 175
7.2.2 支撐的計算與構(gòu)造... 176
7.3 檁條設計... 178
7.3.1 檁條的形式... 178
7.3.2 檁條的計算... 178
7.4 屋架設計... 182
7.4.1 屋架外形與腹桿布置... 182
7.4.2 屋架的主要尺寸... 183
7.4.3 普通鋼屋架的設計與構(gòu)造... 184
7.4.4 屋架桿件的截面選擇... 186
7.4.5 桁架的節(jié)點設計... 189
7.5 鋼管屋架設計... 198
7.5.1 屋架形式... 198
7.5.2 桿件截面選擇... 198
7.5.3 構(gòu)造... 199
7.6 鋼屋架設計實訓... 205
7.6.1 設計題目... 205
7.6.2 設計資料... 205
7.6.3 選擇材料、確定屋架形式及幾何
尺寸... 206
7.6.4 布置屋架支撐... 206
7.6.5 荷載計算... 207
7.6.6 桿件內(nèi)力計算及內(nèi)力組合... 208
7.6.7 桿件截面設計... 209
7.6.8 屋架節(jié)點設計... 212
習題... 220
第8章 門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu).... 221
8.1 剛架特點及適用范圍... 221
8.1.1 單層門式剛架結(jié)構(gòu)的組成... 221
8.1.2 單層門式剛架結(jié)構(gòu)的特點... 222
8.1.3 門式剛架結(jié)構(gòu)的適用范圍... 223
8.2 剛架的結(jié)構(gòu)形式... 223
8.2.1 門式剛架的結(jié)構(gòu)形式... 223
8.2.2 結(jié)構(gòu)布置... 224
8.3 剛架的截面尺寸... 225
8.4 剛架的荷載和內(nèi)力... 226
8.4.1 荷載取值與組合... 226
8.4.2 內(nèi)力計算... 227
8.5 剛架梁、柱... 228
8.5.1 梁、柱板件的寬厚比限值... 228
8.5.2 腹板屈曲后強度利用... 229
8.5.3 腹板的有效高度... 229
8.5.4 剛架梁、柱構(gòu)件的強度
計算... 231
8.5.5 梁腹板加勁肋的配置... 231
8.5.6 平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算... 232
8.5.7 平面外的整體穩(wěn)定計算... 234
8.6 剛架的節(jié)點... 235
8.6.1 斜梁與柱的連接及斜梁
拼接... 236
8.6.2 柱腳... 238
8.6.3 隅撐... 239
8.6.4 牛腿... 239
8.7 剛架設計實例... 240
8.7.1 基本資料... 240
8.7.2 結(jié)構(gòu)平面柱網(wǎng)及支撐布置... 240
8.7.3 荷載的計算... 241
8.7.4 內(nèi)力的計算... 243
8.7.5 截面的驗算... 247
8.7.6 位移的驗算... 250
8.7.7 節(jié)點的設計... 251
本章小結(jié)... 254
習題... 254
第9章 平臺結(jié)構(gòu).... 256
9.1 平臺結(jié)構(gòu)布置... 256
9.1.1 平臺鋼結(jié)構(gòu)形式... 256
9.1.2 梁格布置形式... 257
9.2 平臺鋪板設計... 258
9.3 平臺結(jié)構(gòu)設計實例... 260
9.3.1 平臺梁設計實例... 260
9.3.2 平臺柱設計實例... 270
9.3.3 柱間支撐設計... 271
本章小結(jié)... 273
習題... 273
第10章 鋼框架結(jié)構(gòu).... 274
10.1
鋼框架結(jié)構(gòu)的基本概念... 275
10.1.1 鋼框架結(jié)構(gòu)的定義... 275
10.1.2 鋼框架結(jié)構(gòu)的特點... 275
10.1.3 鋼框架結(jié)構(gòu)體系的適用高度及
建筑高寬比... 275
10.2
鋼框架結(jié)構(gòu)的布置... 276
10.3
鋼框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件... 279
10.3.1 構(gòu)件截面... 279
10.3.2 構(gòu)件設計... 279
10.4
鋼框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點... 287
10.4.1 梁與柱的剛性連接... 287
10.4.2 梁與柱的鉸接連接... 290
10.4.3 柱的拼接節(jié)點... 291
10.4.4 梁的拼接節(jié)點... 293
10.5
鋼框架結(jié)構(gòu)的樓蓋... 295
10.5.1 概述... 295
10.5.2 組合樓板的設計... 296
10.5.3 構(gòu)造要求... 301
10.6
鋼框架結(jié)構(gòu)施工圖識讀... 302
本章小結(jié)... 311
習題... 311
第11章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu).... 312
11.1
網(wǎng)架的特點與應用... 312
11.1.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點... 312
11.1.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應用... 313
11.2
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組成及形式... 313
11.2.1 平面桁架系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)... 313
11.2.2 四角錐體系網(wǎng)架... 315
11.2.3 三角錐體系網(wǎng)架... 317
11.2.4 網(wǎng)殼... 318
11.3
網(wǎng)架的桿件與節(jié)點... 319
11.3.1 網(wǎng)架的桿件... 319
11.3.2 網(wǎng)架的節(jié)點... 319
11.4
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工圖識讀... 322
11.4.1 工程概況... 322
11.4.2 網(wǎng)架施工圖識讀... 323
本章小結(jié)... 323
習題... 323
附錄.... 331
參考答案.... 359
參考文獻.... 379