高清OCR带书签 钢结构设计手册 下册（第四版） 建工版.pdf

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钢结构设计手册 第四版 (下册) 但泽义主编 柴昶李国强童根树副主编 中国建筑工业出版杜 目 录 上册 第1章总则 1 1.1我国建筑钢结构的应用与发展 .1 1.2钢结构的特点 ...11 1.3钢结构的应用范围13 1.4钢结构在不同使用条件下的工作特点14 1.5钢结构工程设计的基本要求 17 参考文献 20 第2章材料 21 2.1概述 21 2.2建筑用钢的类别 26 2.3钢的性能 31 2.3.1钢的力学性能 31 2.3.2钢的工艺性能 36 2.4各种因素对钢材性能的影响 37 2.4.1钢材中化学成分对钢材性能的影响 37 2.4.2环境温度对钢材性能的影响 39 2.4.3钢材冶炼、轧制与加工工艺对材质的影响41 2.4.4应力状态对钢材性能的影响 44 2.5常用结构用钢与钢材的标准 45 2.5.1钢与钢材产品标准的类别 45 2.5.2常用结构钢钢种的标准与性能指标 48 2.5.3常用钢板标准与性能及规格 60 2.5.4常用钢管的标准、性能及规格 .66 2.5.5常用型钢标准 .73 2.5.6棒材与线材标准75 2.6连接材料 77 2.6.1紧固件材料的标准、性能与规格 77 2.6.2焊接材料的分类、标准与性能 83 2.7国外结构用钢 87 2.7.1概述 87 2.7、2美国结构用钢88 目录3 2.7.3日本结构用钢 95 2.7.4欧洲结构用钢 107 参考文献 112 第3章设计基本规定 114 3.1钢结构工程设计一般规定 114 3.1.1工程结构设计的基本原则与基本要求114 3.1.2设计使用年限和耐久性 115 3.1.3结构的安全等级和可靠性116 3.2结构上的荷载与作用 118 3.2.1荷载与作用的分类 118 3.2.2荷载与作用的计算与取值 119 3.2.3荷载与作用的组合 122 3.2.4地震作用的计算124 3.3极限状态设计 125 3.3.1一般规定125 3.3.2承载能力极限状态设计 126 3.3.3正常使用极限状态设计 128 3.4材料选用与设计指标 128 3.4.1材料标准128 3.4.2材料选用129 3.4.3设计指标 132 3.5结构容许变形与舒适度限值 138 3.5.1一般规定 138 3.5.2结构的变形与位移容许限值 .139 3.6结构分析 144 3.6.1一般规定144 3.6.2结构模型与作用模型145 3.6.3结构抗震分析计算145 3.7结构检验与加固设计 148 3.7.1结构检验 148 3.7.2结构的加固补强设计 149 3.8结构防护设计 .150 3.8.1钢结构防腐涂装设计 .150 3.8.2钢结构的隔热防护 151 3.8.3钢结构的防火设计151 参考文献 152 第4章结构体系 153 4.1概述 153 4.2单层钢结构 ...

书名 1目录 2第12章 多层与高层钢结构 1912.1 结构体系1912.1.1 结构体系基本概念1912.1.2 各种结构体系的受力性能2012.1.3 结构布置的基本要求3012.1.4 主要结构构件形式3312.2 结构设计基本要求3512.2.1 结构承载力验算要求3512.2.2 结构变形验算要求3612.2.3 结构舒适度验算要求3712.3 结构计算的基本要求3912.3.1 一般规定3912.3.2 结构弹性分析计算4012.3.3 结构弹塑性分析计算4112.4 结构分析4212.4.1 结构分析方法4212.4.2 结构分析有限元方法4212.4.3 结构分析近似手算方法4612.4.4 结构弹塑性地震反应分析5412.5 抗震设计6412.5.1 抗震设计的设防与计算要求6412.5.2 抗震概念设计要求6812.5.3 抗震构造要求7512.5.4 隔震与减震设计8112.6 多高层钢结构抗震设计实例9312.6.1 概述9312.6.2 多层框架结构9412.6.3 高层框架-支撑筒结构9612.6.4 大悬挑钢结构桁架转换结构9712.6.5 多层钢结构隔震住宅9912.6.6 防屈曲支撑10112.6.7 钢管混凝土框架-钢支撑筒体结构102参考文献105第13章 节点连接 10913.1 节点的分类10913.1.1 按节点部位10913.1.2 按节点构造形式11313.1.3 按节点刚度11413.1.4 按材料材质11713.2 设计基本规定11813.2.1 节点设计的极限状态11813.2.2 节点连接的承载力11813.2.3 节点的构造原则11913.3 拼接节点11913.3.1 型材拼接的类别与构造配置要求11913.3.2 拼接节点设计一般规定12013.3.3 H型钢栓-焊拼接的计算与构造12213.3.4 H型钢栓-焊拼接计算示例12513.4 框架梁柱刚性节点12613.4.1 栓焊连接刚性节点12713.4.2 全焊接连接刚性节点13913.4.3 全栓连接刚性节点14213.4.4 抗震改进节点14913.5 框架梁柱铰接节点16513.6 组合梁与柱连接半刚性节点16713.6.1 半刚性连接节点的形式与应用条件16713.6.2 半刚性连接框架设计要求17313.6.3 端板式半刚性连接节点受力性能参量17813.6.4 端板式半刚性连接节点构造要求20113.7 连接板节点20313.7.1 连接板节点的形式和构造要求20313.7.2 连接板节点的计算方法20613.7.3 连接板节点的计算实例21813.8 柱脚节点22913.8.1 柱脚类型与适用范围及基本构造要求22913.8.2 外露式柱脚的计算与构造及计算实例23013.8.3 外包式柱脚的计算与构造及计算实例25213.8.4 埋入式柱脚的计算与构造及计算实例25913.8.5 插入式柱脚的计算与构造及计算实例26513.9 铸钢节点与支座节点27113.9.1 铸钢节点设计27113.9.2 球较支座节点的计算与构造30213.9.3 销轴支座节点的计算与构造30813.10 单向螺栓连接节点30813.10.1 单向螺栓30813.10.2 H形梁与矩形钢管柱外伸端板连接节点31113.10.3 H形梁与矩形钢管柱平齐端板连接节点322附录A 单向螺栓及参数要求323参考文献324第14章 塑性设计 32814.1 塑性设计的基本概念32814.1.1 钢材的弹塑性32814.1.2 截面的受弯和压弯承载力计算32814.1.3 受弯构件的抗剪强度计算33114.1.4 压弯截面形成塑性较后的塑性流动33114.1.5 在轴力和弯矩作用下的弹塑性性能33114.1.6 框架在塑性转动过程中的内力重分布33214.1.7 塑性极限分析的上下限定理33314.1.8 塑性较附近的局部失稳33314.1.9 弯矩调幅法代替塑性分析，调幅幅度的确定33414.1.10 连续梁的弹塑性畸变失稳33414.1.11 塑性设计的钢梁的侧向长细比限值33514.1.12 塑性设计构件的平面内稳定计算33614.1.13 弯矩作用平面外的稳定性33614.1.14 门式刚架梁的撑33614.1.15 塑性设计的抗弯极限承载力设计值的说明33714.1.16 塑性设计连续梁的变形验算33814.1.17 双重抗侧力结构中框架部分的塑性设计33914.2 连续梁的塑性内力分析及设计34014.2.1 塑性分析方法的优点和条件34014.2.2 超静定连续梁的塑性分析方法34114.2.3 计算实例34214.3 门式刚架的塑性内力分析和设计34414.3.1 静力平衡法34414.3.2 单层单跨门式刚架静力法分析34414.3.3 单层门式刚架塑性设计35014.3.4 刚架内力塑性分析的机构控制法35214.3.5 刚架内力塑性分析的机构控制法算例35314.4 多层规则框架的塑性破坏机构控制和塑性设计35614.4.1 多层框架的塑性分析35614.4.2 多层框架的弯矩调幅法35814.5 高层结构中框架部分的塑性设计360参考文献365第15章 钢管结构 36615.1 概述36615.1.1 钢管结构的种类、特点及技术标准36615.1.2 钢管结构对材料的性能要求36715.2 结构选型及构件设计37015.2.1 构件及结构选型37015.2.2 设计的一般规定37215.2.3 钢管构件设计37415.2.4 钢管格构柱设计37515.2.5 钢管架的设计步骤37715.3 钢管结构节点承载力计算37715.3.1 一般规定37715.3.2 圆钢管直接焊接节点和局部加劲节点的计算37815.3.3 矩形钢管直接焊接节点和局部加劲节点的计算39015.3.4 支管端部压扁节点的计算39715.3.5 节点板与圆管连接节点计算39915.4 钢管结构节点构造要求40115.4.1 一般构造要求40115.4.2 多个支管搭接节点的构造要求40215.4.3 支管端部压扁节点的构造要求40315.4.4 加劲钢管节点的构造要求40315.4.5 钢管拼接的构造40615.4.6 柱脚和支座的构造40615.4.7 管桁架上弦与屋面构件的连接构造40715.5 无加劲直接焊接钢管节点的刚度40815.5.1 圆管节点刚度40815.5.2 矩形管节点刚度40915.5.3 空腹架无加劲钢管焊接节点的刚度判别条件40915.6 设计实例41015.6.1 圆管三角立体椅架及节点设计实例41015.6.2 圆管空腹桁架及节点设计实例41315.6.3 矩形管节点设计实例416参考文献417第16章 预应力钢结构 41816.1 概述41816.1.1 预应力钢结构应用发展概况41816.1.2 预应力钢结构的分类、特点及适用范围41916.2 材料42216.2.1 拉索的类别与构造要求42216.2.2 钢丝绳拉索42416.2.3 钢丝束拉索42616.2.4 钢拉杆43016.2.5 高钒拉索（锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢绞线拉索）43616.2.6 锚固体系及配件44316.3 结构体系与选型44616.3.1 常用预应力钢结构体系及分类44616.3.2 张弦结构体系44616.3.3 弦支穹顶结构体系45116.3.4 索穹顶结构体系45216.3.5 斜拉结构体系45716.3.6 悬索结构体系45916.3.7 预应力衔架结构体系46216.3.8 结构选型46416.4 结构分析与设计46516.4.1 一般规定46516.4.2 初始预应力状态确定46616.4.3 静力分析46716.4.4 风效应分析46716.4.5 地震效应分析46816.4.6 结构设计流程46916.4.7 概念设计要点47016.5 节点设计与构造47216.5.1 一般规定47216.5.2 节点设计原则47316.5.3 节点设计流程47316.5.4 节点与连接的计算47416.5.5 节点设计构造示例47516.6 设计实例48816.6.1 单向张弦梁-北京北站雨棚钢结构设计48816.6.2 双向张弦梁-国家体育馆屋盖钢结构设计49616.6.3 弦支穹顶结构-北京工业大学体育馆屋盖钢结构设计50116.6.4 索穹顶结构-鄂尔多斯伊旗索穹顶结构设计50916.6.5 悬索结构-良乡污水处理厂屋盖结构设计51916.6.6 架预应力-天津水运厅屋盖钢结构设计525参考文献531第17章 钢-混凝土组合结构 53517.1 概述53517.1.1 钢-混凝土组合结构的特点53517.1.2 组合结构构件53917.1.3 组合结构体系54217.2 组合结构设计的一般规定54417.3 钢-混凝土组合梁设计54717.3.1 组合梁选型及设计要求54717.3.2 简支组合梁弹性承载力计算55217.3.3 简支组合梁塑性承载力计算55617.3.4 连续组合梁承载力计算55917.3.5 组合梁正常使用极限状态验算56617.3.6 抗剪连接件设计57417.3.7 组合梁纵向抗剪验算58317.3.8 组合梁的疲劳验算58617.3.9 组合桁架梁的计算和构造58717.3.10 简支组合蜂窝梁的计算和构造59117.3.11 组合梁的设计实例59317.4 钢-混凝土组合板设计60217.4.1 组合板主要形式和概念设计60217.4.2 组合板设计的一般规定60417.4.3 压型钢板的截面特征和受力性能60417.4.4 施工阶段压型钢板的验算61017.4.5 组合板承载力验算61217.4.6 组合板正常使用极限状态的验算61617.4.7 组合板的构造要求61717.4.8 组合板设计实例62217.5 圆形钢管混凝土柱及节点设计62617.5.1 圆钢管混凝土基本原理62617.5.2 圆钢管混凝土的设计要求62717.5.3 圆钢管混凝土单肢柱设计62817.5.4 圆钢管混凝土格构柱设计63217.5.5 圆钢管混凝土节点设计64017.5.6 圆钢管混凝土柱设计实例64617.6 矩形钢管混凝土柱及节点设计65217.6.1 矩形钢管混凝土基本原理65217.6.2 矩形钢管混凝土的设计要求65217.6.3 矩形钢管混凝土柱设计65617.6.4 矩形钢管混凝土柱节点设计66017.6.5 矩形钢管混凝土柱及节点设计实例669参考文献672第18章 钢结构防护 67718.1 钢结构防火67718.1.1 钢结构防火设计的一般规定67718.1.2 结构构件耐火极限要求67818.1.3 钢结构防火保护措施68318.1.4 火灾高温下结构材料特性69418.1.5 火灾下钢构件的升温69718.1.6 钢结构构件抗火计算70518.1.7 钢-混凝土组合结构耐火计算71218.1.8 钢结构防火保护工程施工质量控制与验收73418.2 钢结构防腐与涂装74118.2.1 概述74118.2.2 钢结构防腐蚀涂装工程设计74618.3 钢结构隔热75318.3.1 一般规定75318.3.2 隔热材料及选择75318.3.3 隔热结构构造及防护措施756参考文献760第19章 钢结构检测、鉴定与加固 76219.1 钢结构检测、鉴定与加固设计的基本要求76219.1.1 钢结构检测的基本要求76219.1.2 钢结构鉴定的基本要求76219.1.3 钢结构加固设计的基本要求76319.2 钢结构的检测76419.2.1 一般规定76419.2.2 检测的依据与标准76419.2.3 检测的内容与方法76519.2.4 检测报告的确认与验收76919.3 钢结构的鉴定76919.3.1 一般规定76919.3.2 钢结构可靠性评定的内容77119.3.3 钢结构可靠性评定的级别77219.3.4 吊车梁系统结构的鉴定评级77319.3.5 有缺损的钢构件承载力的评估77519.3.6 结构试验77619.3.7 鉴定与评估报告的确认与验收77819.4 钢结构的加固设计78019.4.1 一般规定78019.4.2 受弯构件的加固计算78519.4.3 轴心受力构件的加固计算78819.4.4 拉弯、压弯构件的加固计算78919.4.5 加固后构件挠度的计算79419.4.6 节点与连接的加固计算79419.4.7 结构加固实例80019.5 FRP加固钢结构技术81119.5.1 FRP材料简介81119.5.2 FRP加固钢结构技术的特点81319.5.3 FRP加固钢结构的设计方法81319.6 钢结构加固施工的技术要求81919.6.1 吊车梁结构构件的加固81919.6.2 荷载作用下结构构件的加固81919.6.3 结构的卸荷加固824参考文献826第20章 钢结构制作与安装的技术要求 82820.1 概述82820.2 钢材的订购与验收83020.2.1 钢材订购83020.2.2 钢材验收83120.3 制作详图设计83220.3.1 设计概述83220.3.2 常用软件介绍83420.3.3 设计流程83420.4 钢结构加工制作83920.4.1 制作工艺流程83920.4.2 零部件加工84020.4.3 钢结构焊接84420.4.4 典型构件制作86220.4.5 构件的预拼装86820.4.6 除锈与涂装87020.4.7 构件标识、包装和发运87120.5 现场安装施工87220.5.1 钢构件吊装87220.5.2 典型结构的安装方法87820.5.3 安装精度控制88420.6 屋面、墙面压型钢板的制作与安装89120.6.1 压型钢板的材料及板型89120.6.2 压型钢板的连接构造及节点90120.6.3 压型钢板的制作与安装90420.7 钢结构工程验收91620.7.1 验收依据91620.7.2 验收程序91620.7.3 验收单位及职责91720.7.4 验收内容91720.7.5 不合格项的处理918参考文献919第21章 设计参考资料 92021.1 基本参考资料92021.1.1 普钢结构、轻钢结构、预应力钢结构、钢-混组合结构相关现行技术标准92021.1.2 钢结构工程设计文件的深度规定92721.2 钢材规格与截面特性93021.2.1 热轧型钢（GB/T 706-2016）93021.2.2 热轧H型钢和剖分T型钢（GB/T 11263-2017）94121.2.3 结构用高频焊接薄壁H型钢（JG/T 137-2007）94921.2.4 冷弯方形和矩形钢管95421.2.5 建筑结构用冷成型焊接圆钢管规格及截面特性（JG/T 381-2012）96821.2.6 结构用无缝钢管规格及截面特性（GB/T 8162-2008）97821.2.7 建筑结构用冷弯薄壁型钢规格及截面特性（JG/T 380-2012）98421.2.8 焊接H形钢（GB/T 33814-2017）99821.2.9 钢轨101321.3 型钢组合截面的截面特性101421.3.1 等边双角钢组合T形截面101421.3.2 等边双角钢组合十字形截面102221.3.3 不等边双角钢长边相连组合T形截面102621.3.4 不等边双角钢短边相连组合T形截面103021.3.5 双槽钢组合截面（] [和[ ]形截面）103421.3.6 常用组合截面回转半径的近似值103621.3.7 两个等边角钢组合时连接垫板的最大间距103721.3.8 两个不等边角钢组合时连接垫板的最大间距103821.3.9 两个槽钢组合时连接垫板的最大间距103921.4 连接与节点计算104021.4.1 紧固件承载力104021.4.2 焊接连接承载力104621.4.3 组合结构用抗剪连接件承载力1049