第1章 绪论

1.1 钢结构的发展概况

1.1.1 概述

1.1.2 钢结构的发展趋势

1.2 钢结构的特点和应用范围

1.2.1 钢结构的特点

1.2.2 钢结构的应用范围

1.2.3 钢结构的基本要求

1.3 钢结构的设计方法

1.3.1 概述

1.3.2 设计表达式

本章小结

思考题与习题

第2章 钢结构的材料

2.1 钢材的主要性能

2.1.1 钢材在单轴应力作用下的性能

2.1.2 冷弯性能

2.1.3 冲击韧性

2.1.4 钢材在复杂应力作用下的性能

2.1.5 钢材的疲劳

2.2 影响钢材性能的主要因素

2.2.1 化学成分

2.2.2 冶金缺陷

2.2.3 热处理

2.2.4 钢材的硬化

2.2.5 温度的影响

2.2.6 应力集中的影响

2.3 钢材的种类、规格及选择

2.3.1 钢材的种类与牌号

2.3.2 钢材的规格

2.3.3 钢材的选择

本章小结

思考题与习题

第3章钢结构的连接

3.1 连接的种类和特点

3.1.1 焊接

3.1.2 铆接

3.1.3 螺栓连接

3.1.4 高强度螺栓

3.2 焊接连接

3.2.1 焊接方法

3.2.2 焊缝及其连接形式

3.2.3 焊缝符号

3.2.4 焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别

3.3 对接焊缝的构造和计算

3.3.1 对接焊缝的构造

3.3.2 对接焊缝的计算

3.4 角焊缝的构造和计算

3.4.1 焊缝的形式

3.4.2 焊缝的构造要求

3.4.3 角焊缝的计算

3.4.4 轴心力、弯矩和扭矩单独作用时的角焊缝计算

3.5 焊接残余应力和焊接变形

3.5.1 焊接残余应力产生的原因

3.5.2 焊接变形

3.5.3 减少焊接残余应力和变形的方法

3.6 普通螺栓连接

3.6.1 螺栓的排列和构造要求

3.6.2 普通螺栓连接的受力性能和计算

3.7 高强度螺栓连接

3.7.1 高强度螺栓的材料

……

第4章 梁

第5章 轴心受力构件

第6章 拉弯和坟弯构件

第7章 轻型门式刚架结构

第8章 网架结构

第9章 屋盖结构

第10章 钢结构的制作、防腐与防火

附录A 疲劳计算的构件和连接分类

附录B 轴心受压构件的截面分类

附录C 轴心受压构件的稳定系数

附录D 型钢表

附录E 螺栓和锚栓规格

附录F 框架柱的计算长度系数

参考书目 2100433B

本书是根据教育部高等职业技术教育土木工程类专业人才培养文案和“钢结构”课程教学大纲，结合高职高专的教学实际和教育目标编写的。本书概念准确、内容新颖、深入浅出、语言流畅、可读性强，即注重基本理论和基本概念的讲解，又突出工程上的实用性，尽可能做到理论和实践相结合；重点突出职业实践能力的培养和职业素质的提高，力求反映职业教育的特点。

本书可作为高等职业技术学院、高等专科学校、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院、继续教育学院和民办高校土木工程类专业学生的教学用书。

第1章 钢结构概述

1.1 钢结构的特点和类型

1.1.1 钢结构的特点

1.1.2 钢结构的类型

1.2 钢结构的发展与应用

1.2.1 钢结构的发展

1.2.2 钢结构的应用

1.3 钢结构的材料

1.3.1 钢结构对材料的要求

1.3.2 钢结构的破坏形式

1.3.3 钢结构材料的力学性能

1.3.4 影响钢材主要性能的因素

1.3.5 钢结构用钢材的分类

1.3.6 选择钢材的原则

第2章 焊接应力与钢结构的变形

第3章 焊接接头形式及静载强度的计算

第4章 钢结构焊接生产工艺

第5章 钢结构零件备料加工工艺

第6章 钢结构的装配

第7章 钢结构装配-焊接用机械装备

第8章 典型钢结构生产工艺

第9章 钢结构的焊接生产安全

……

第1章 概述

1.1 钢结构的特点和应用

1.2 钢结构的建造过程和内在缺陷

1.3 钢结构的组成原理

1.4 钢结构的极限状态和概率极限状态法

1.5 钢结构的发展第2章钢结构的材料

2.1 对钢结构用材的要求

2.2 钢材的主要性能及其鉴定

2.3 影响钢材性能的因素

2.4 钢材的延性破坏和非延性破坏、循环加载和快速加载的效应

2.5 建筑钢材的类别及钢材的选用 习题

第3章 构件的截面承载能力——强度

3.1 轴心受力构件的强度及截面选择

3.2 梁的类型和强度

3.3 梁的局部压应力和组合应力

3.4 按强度条件选择梁截面

3.5 梁的内力重分布和塑性设计

3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 习题

第4章 单个构件的承载能力——稳定性

4.1 稳定问题的一般特点

4.2 轴心受压构件的整体稳定性

4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算

4.4 受弯构件的弯扭失稳

4.5 压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算

4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用 习题

第5章 整体结构中的压杆和压弯构件

5.1 桁架中压杆的计算长度

5.2 框架稳定和框架柱计算长度 习题

第6章 钢结构的正常使用极限状态

6.1 正常使用极限状态的特点

6.2 拉杆、压杆的刚度要求

6.3 梁和桁架的变形限制

6.4 钢框架的变形限制

6.5 振动的限制 习题

第7章钢结构的连接和节点构造

7.1 钢结构对连接的要求及连接方法

7.2 焊接连接的特性

7.3 对接焊缝的构造和计算

7.4 角焊缝的构造和计算

7.5 焊接热效应

7.6 普通螺栓连接的构造和计算

7.7 高强度螺栓连接的性能和计算

7.8 焊接梁翼缘焊缝的计算

7.9 构件的拼接

7.10 梁与梁的连接

7.11 梁与柱的连接

7.12 柱脚设计

7.13 桁架节点设计

7.14 节点构造对构件承载力的影响 习题

第8章 钢结构的脆性断裂和疲劳

8.1 钢结构脆性断裂及其防止

8.2 钢结构抗疲劳设计 习题附录

附录1 型钢规格表

附录2 螺栓和锚栓规格

附录3 钢材的化学成分和力学性能

附录4 钢材、焊缝和螺栓连接的强度设计值

附录5 各种截面回转半径的近似值

附录6 工字形截面简支梁等效临界弯矩系数和轧制工字钢梁的稳定系数

附录7 轴心受压构件的稳定系数

附录8 框架柱计算长度系数参考文献

上篇钢结构基础知识

第1章绪论

1.1钢结构的类型、组成

1.1.1钢结构的类型

1.1.2钢结构的特点

1.2钢结构的应用与发展

1.2.1钢结构的应用

1.2.2钢结构的发展

1.3钢结构的设计方法 9

1.3.1钢结构设计的目的 9

1.3.2概率极限状态设计方法 9

1.3.3设计表达式 11

1.4钢结构相关规范、规程及标准 12

本章小结 13

习题 13

第2章建筑钢材 15

2.1钢结构用钢材的分类 15

2.2钢结构材料的选用 16

2.2.1钢结构对材料的要求 16

2.2.2钢材的破坏形式 16

2.3建筑钢材的性能 17

2.3.1强度和塑性 17

2.3.2冲击韧性 19

2.3.3冷弯性能 20

2.3.4可焊性 20

2.4影响钢材性能的主要因素 21

2.4.1化学成分的影响 21

2.4.2生产过程的影响 22

2.4.3冷作硬化与时效硬化 23

2.4.4应力集中 23

2.4.5温度的影响 24

2.4.6钢材的疲劳 25

2.5建筑钢材的种类、规格及选择 25

2.5.1建筑钢材的种类 25

2.5.2建筑钢材的规格 26

2.5.3建筑钢材的选择 28

本章小结 30

习题 30

第3章钢结构的连接 32

3.1钢结构的连接方法及其应用 32

3.1.1焊缝连接 33

3.1.2螺栓连接 33

3.1.3铆钉连接 33

3.2焊接方法、焊缝形式及符号标注 33

3.2.1焊接方法 33

3.2.2焊缝连接的形式 36

3.2.3焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量等级 36

3.2.4焊缝符号及标注方法 39

3.3对接焊缝连接 42

3.3.1对接焊缝的形式和构造 42

3.3.2对接焊缝连接的计算 44

3.4角焊缝连接 47

3.4.1角焊缝的形式 47

3.4.2角焊缝的构造要求 49

3.4.3角焊缝连接的计算 51

3.5焊接残余应力和残余变形 57

3.5.1焊接应力的分类和产生的原因 57

3.5.2焊接应力对结构性能的影响 58

3.5.3焊接变形 59

3.5.4减小焊接应力和焊接变形的

措施 60

3.6普通螺栓连接 61

3.6.1螺栓连接的特点、类型 61

3.6.2普通螺栓连接的构造 62

3.6.3普通螺栓连接的计算 64

3.7高强度螺栓连接的构造与计算 71

3.7.1高强度螺栓连接的构造 71

3.7.2高强度螺栓连接的计算 73

本章小结 76

习题 76

第4章轴心受力构件 81

4.1概述 81

4.2轴心受力杆件强度和刚度 83

4.2.1强度计算 83

4.2.2刚度计算 85

4.3实腹式轴心受压杆件 87

4.3.1整体稳定 87

4.3.2局部稳定 92

4.3.3实腹式轴心受压构件设计 96

4.4格构式轴心受压构件 100

4.4.1格构式轴心受压柱整体

稳定性 100

4.4.2格构式轴心受压柱分肢

稳定性 101

4.4.3格构式轴心受压柱缀材

设计 102

4.4.4格构式轴心受压构件的

横隔 106

4.4.5构件设计 106

4.5柱脚 109

本章小结 114

习题 114

第5章受弯构件 116

5.1概述 116

5.1.1实腹式受弯构件——梁 116

5.1.2格构式受弯构件——桁架 118

5.2受弯构件的强度和刚度 119

5.3受弯构件的整体稳定 123

5.3.1梁的整体稳定的概念 123

5.3.2梁整体稳定的保证 124

5.4组合截面受弯构件的局部稳定 127

5.5型钢梁的设计 129

5.5.1单向弯曲型钢梁 129

5.5.2双向弯曲型钢梁 129

5.6组合梁的设计 130

5.6.1试选截面 130

5.6.2截面验算 132

5.6.3组合梁截面沿长度的改变 132

5.6.4焊接组合梁翼缘焊缝的

计算 133

5.7梁的拼接和连接 137

5.7.1梁的拼接 137

5.7.2次梁与主梁的连接 139

本章小结 140

习题 141

第6章拉弯和压弯构件 143

6.1概述 143

6.1.1概念 143

6.1.2截面形式 144

6.2拉弯构件和压弯构件的强度和刚度 145

6.2.1强度 145

6.2.2刚度 147

6.3压弯构件的计算长度 147

6.3.1压弯构件框架柱的计算

长度 147

6.3.2实腹式压弯构件的整体

稳定性 152

6.3.3实腹式压弯构件的局部

稳定 156

6.3.4实腹式压弯构件的截面

设计 158

6.4格构式压弯构件 161

6.4.1弯矩绕虚轴作用的格构式压弯

构件 161

6.4.2弯矩绕实轴作用的格构式压弯

构件 162

6.4.3格构柱的横隔及分肢的局部

稳定 162

6.5框架中梁与柱的连接 162

6.5.1铰接连接 163

6.5.2刚接连接 164

6.6框架柱的柱脚 165

6.6.1铰接柱脚 165

6.6.2刚接柱脚 166

6.6.3柱脚锚栓 167

本章小结 168

习题 168

下篇房屋结构设计与识图

第7章钢屋盖结构 172

7.1屋盖结构的布置 172

7.2屋盖的支撑体系 174

7.2.1屋盖支撑布置 175

7.2.2支撑的计算与构造 176

7.3檩条设计 178

7.3.1檩条的形式 178

7.3.2檩条的计算 178

7.4屋架设计 182

7.4.1屋架外形与腹杆布置 182

7.4.2屋架的主要尺寸 183

7.4.3普通钢屋架的设计与构造 184

7.4.4屋架杆件的截面选择 186

7.4.5桁架的节点设计 189

7.5钢管屋架设计 198

7.5.1屋架形式 198

7.5.2杆件截面选择 198

7.5.3构造 199

7.6钢屋架设计实训 205

7.6.1设计题目 205

7.6.2设计资料 205

7.6.3选择材料、确定屋架形式及几何

尺寸 206

7.6.4布置屋架支撑 206

7.6.5荷载计算 207

7.6.6杆件内力计算及内力组合 208

7.6.7杆件截面设计 209

7.6.8屋架节点设计 212

习题 220

第8章门式刚架轻型钢结构 221

8.1刚架特点及适用范围 221

8.1.1单层门式刚架结构的组成 221

8.1.2单层门式刚架结构的特点 222

8.1.3门式刚架结构的适用范围 223

8.2刚架的结构形式 223

8.2.1门式刚架的结构形式 223

8.2.2结构布置 224

8.3刚架的截面尺寸 225

8.4刚架的荷载和内力 226

8.4.1荷载取值与组合 226

8.4.2内力计算 227

8.5刚架梁、柱 228

8.5.1梁、柱板件的宽厚比限值 228

8.5.2腹板屈曲后强度利用 229

8.5.3腹板的有效高度 229

8.5.4刚架梁、柱构件的强度

计算 231

8.5.5梁腹板加劲肋的配置 231

8.5.6平面内的整体稳定计算 232

8.5.7平面外的整体稳定计算 234

8.6刚架的节点 235

8.6.1斜梁与柱的连接及斜梁

拼接 236

8.6.2柱脚 238

8.6.3隅撑 239

8.6.4牛腿 239

8.7刚架设计实例 240

8.7.1基本资料 240

8.7.2结构平面柱网及支撑布置 240

8.7.3荷载的计算 241

8.7.4内力的计算 243

8.7.5截面的验算 247

8.7.6位移的验算 250

8.7.7节点的设计 251

本章小结 254

习题 254

第9章平台结构 256

9.1平台结构布置 256

9.1.1平台钢结构形式 256

9.1.2梁格布置形式 257

9.2平台铺板设计 258

9.3平台结构设计实例 260

9.3.1平台梁设计实例 260

9.3.2平台柱设计实例 270

9.3.3柱间支撑设计 271

本章小结 273

习题 273

第10章钢框架结构 274

10.1钢框架结构的基本概念 275

10.1.1钢框架结构的定义 275

10.1.2钢框架结构的特点 275

10.1.3钢框架结构体系的适用高度及

建筑高宽比 275

10.2钢框架结构的布置 276

10.3钢框架结构的构件 279

10.3.1构件截面 279

10.3.2构件设计 279

10.4钢框架结构的节点 287

10.4.1梁与柱的刚性连接 287

10.4.2梁与柱的铰接连接 290

10.4.3柱的拼接节点 291

10.4.4梁的拼接节点 293

10.5钢框架结构的楼盖 295

10.5.1概述 295

10.5.2组合楼板的设计 296

10.5.3构造要求 301

10.6钢框架结构施工图识读 302

本章小结 311

习题 311

第11章网架结构 312

11.1网架的特点与应用 312

11.1.1网架结构的特点 312

11.1.2网架结构的应用 313

11.2网架结构的组成及形式 313

11.2.1平面桁架系网架结构 313

11.2.2四角锥体系网架 315

11.2.3三角锥体系网架 317

11.2.4网壳 318

11.3网架的杆件与节点 319

11.3.1网架的杆件 319

11.3.2网架的节点 319

11.4网架结构施工图识读 322

11.4.1工程概况 322

11.4.2网架施工图识读 323

本章小结 323

习题 323

附录 331

参考答案 359

参考文献 379 2100433B