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1 概念设计1

1.1 钢结构的适用范围1

1.1.1 钢结构的特点1

1.1.2 钢结构的适用性1

1.2 钢材的选用1

1.2.1 钢材强度的选择1

1.2.2 钢材冲击韧性指标的选择2

1.3 建筑钢结构荷载与作用的特点2

1.3.1 风荷载2

1.3.2 冰雪荷载3

1.3.3 温度作用3

1.3.4 地震作用4

1.3.5 荷载与结构的变异4

1.4 钢结构的计算4

1.5 结构体系6

1.5.1 结构体系与使用要求6

1.5.2 主体钢结构的优化设计方向7

1.5.3 辅助结构与主体结构的关系7

1.6 节点设计7

1.6.1 单元的划分与结合7

1.6.2 节点分类8

1.6.3 焊接和螺栓连接9

习题10

2 平台钢结构设计11

2.1 平台钢结构布置11

2.1.1 平台钢结构组成11

2.1.2 梁格布置形式11

2.2 平台铺板设计12

2.2.1 平台铺板构造12

2.2.2 平台铺板计算13

2.3 平台梁设计14

2.3.1 型钢梁设计14

2.3.2 组合梁设计16

2.3.3 梁的拼接26

2.3.4 次梁与主梁的连接27

2.3.5 梁的支座28

2.4 平台柱和柱间支撑设计37

2.4.1 平台柱的柱网布置37

2.4.2 平台柱的柱间支撑37

2.4.3 实腹柱设计38

2.4.4 格构柱设计40

2.4.5 柱头与柱脚45

2.4.6 楼梯与栏杆48

习题55

3 轻型门式刚架设计57

3.1 结构形式和布置57

3.1.1 门式刚架特点及适用范围57

3.1.2 结构形式与支撑体系58

3.2 檩条设计61

3.2.1 截面形式61

3.2.2 布置和连接62

3.2.3 拉条与撑杆63

3.2.4 荷载64

3.2.5 计算64

3.3 刚架设计66

3.3.1 荷载及荷载组合66

3.3.2 构件截面设计67

3.3.3 节点设计69

3.3.4 设计实例71

3.4 围护结构79

3.4.1 屋面和墙面板79

3.4.2 轻钢墙面布置和连接82

习题83

4 多层框架钢结构设计85

4.1 多层框架钢结构体系85

4.1.1 结构体系和选型85

4.1.2 建筑和结构布置87

4.1.3 钢框架的计算分析方法89

4.1.4 钢框架的设计内容和设计步骤91

4.2 多层框架钢结构上的荷载与作用92

4.2.1 荷载与作用92

4.2.2 荷载效应组合92

4.3 钢构件设计94

4.3.1 梁94

4.3.2 柱94

4.3.3 中心支撑99

4.4 楼盖设计100

4.4.1 楼盖的构成100

4.4.2 组合梁设计101

4.4.3 压型钢板混凝土组合楼板设计108

4.5 节点设计112

4.5.1 梁与梁的连接113

4.5.2 柱与柱的连接114

4.5.3 梁与柱的连接116

4.5.4 支撑与框架的连接118

4.5.5 柱脚119

4.6 抗震设计127

4.6.1 抗震设防要求127

4.6.2 抗震计算要求128

4.6.3 抗震概念设计129

4.6.4 抗震构造要求131

4.7 多层钢框架设计实例132

习题143

5 普通钢屋架单层厂房设计146

5.1 结构体系及其特点和应用范围146

5.1.1 结构形式的区分及适用范围146

5.1.2 普通钢屋架单层厂房钢结构体系146

5.2 柱网布置149

5.2.1 柱网布置的要求149

5.2.2 温度缝、沉降缝、抗震缝150

5.3 横向框架结构与钢柱设计151

5.3.1 框架的类型151

5.3.2 横向框架的主要尺寸151

5.3.3 桁架式横梁及其应用范围152

5.3.4 厂房横向框架柱的形式及其应用范围153

5.3.5 单层厂房横向框架柱的计算154

5.4 支撑体系155

5.4.1 支撑体系的作用155

5.4.2 屋盖支撑155

5.4.3 屋盖支撑的形式、计算和构造157

5.4.4 柱间支撑158

5.5 普通钢屋架设计160

5.5.1 屋架形式的选择160

5.5.2 腹杆体系161

5.5.3 屋架主要尺寸确定162

5.5.4 杆件计算长度与长细比162

5.5.5 杆件截面形式164

5.5.6 杆件截面选择165

5.5.7 屋架节点设计167

5.5.8 普通钢屋架设计实例174

5.6 吊车梁181

5.6.1 吊车梁的类型及其应用范围181

5.6.2 荷载计算和内力分析182

5.6.3 焊接实腹吊车梁的截面选择186

5.6.4 焊接实腹吊车梁的截面验算188

5.6.5 吊车梁的制动结构、支撑和梁柱连接190

习题192

6 钢结构施工及防腐蚀194

6.1 钢结构的制作194

6.1.1 钢结构制作的特点及流程194

6.1.2 钢材的准备195

6.1.3 钢结构的制作196

6.2 钢结构的防腐蚀199

6.2.1 长效防腐蚀方法199

6.2.2 涂层法200

6.3 钢结构的安装200

6.3.1 钢结构安装的准备200

6.3.2 钢结构安装中的稳定问题201

6.3.3 钢结构安装连接问题201

6.4 钢结构的验收202

6.4.1 钢结构验收的层次202

6.4.2 各验收层次的合格质量标准202

习题203

附录205

附录A 钢结构材料205

附A-1 钢材的强度设计值205

附A-2 钢铸件的强度设计值205

附A-3 焊缝的强度设计值206

附A-4 螺栓连接的强度设计值206

附A-5 铆钉连接的强度设计值207

附A-6 圆柱头焊钉规格及性能207

附A-7 疲劳计算的构件和连接分类209

附录B 钢结构连接计算212

附B-1 焊缝连接和螺栓连接计算212

附B-2 螺栓连接的构造要求220

附B-3 螺栓的有效面积221

附B-4 普通螺栓承载力设计值222

附B-5 摩擦型高强螺栓承载力设计值226

附B-6 承压型高强螺栓承载力设计值228

附B-7 Q235钢、Q345钢锚栓选用表230

附录C 钢结构基本构件计算233

附C-1 受弯构件计算233

附C-2 轴心受力构件计算235

附C-3 压弯构件计算236

附录D 板材、型钢、管材规格及截面特性240

附D-1 钢板的规格及尺寸240

附D-2 热轧扁钢的规格及重量241

附D-3 热轧圆钢、方钢的规格及截面特性243

附D-4 热轧无缝钢管的规格及截面特性245

附D-5 电焊钢管的规格及截面特性249

附D-6 热轧等边角钢的规格及截面特性252

附D-7 热轧不等边角钢的规格及截面特性255

附D-8 热轧普通工字钢的规格及截面特性258

附D-9 热轧轻型工字钢的规格及截面特性259

附D-10 热轧普通槽钢的规格及截面特性260

附D-11 热轧轻型槽钢的规格及截面特性262

附D-12 冷弯薄壁型钢的规格、尺寸及截面特性263

附D-13 建筑用压型钢板型号及截面特性280

附D-14 热轧H型钢的规格及截面特性286

附D-15 部分T型钢截面尺寸面积及截面特性289

附D-16 结构用普通高频焊接薄壁H型钢的规格及截面特性291

附D-17 热轧等边角钢的组合截面特性293

附D-18 热轧不等边角钢的组合截面特性296

附D-19 轻轨、重轨、起重机钢轨的规格及截面特性301

附录E 构件强度、刚度及稳定计算的相关参数或规范要求302

附E-1 截面塑性发展系数302

附E-2 梁的整体稳定系数303

附E-3 受拉构件的容许长细比306

附E-4 受压构件的容许长细比306

附E-5 柱的计算长度系数307

附E-6 单层厂房阶形柱计算长度系数及其折减系数309

附E-7 格构式压杆的换算长细比315

附E-8 轴心受压构件的截面分类316

附E-9 轴心受压构件的稳定系数317

附E-10 各种截面回转半径的近似值320

附录F 构件及结构变形323

附F-1 受弯构件的挠度容许值323

附F-2 框架结构的水平位移容许值323

参考文献325