钢结构 设计 包头钢铁设计研究院 中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会 编著 计算 机械工业出版社 China Machine Press
钢结构设计与计算 中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会 主编宋曼华 副主编柴昶 主审武人岱 机械工业出版社
本书依据现行设计规范,以实例形式介绍钢结构各种基本构件、构件 连接,以及框排架、变截面门式刚架、多层框架、屋盖、吊车梁、柱及支 撑体系的设计计算方法.
除传统内容外,还列入压型钢板、蜂窝梁、圆方 管薄壁屋架、钢-混凝土组合楼盖、钢管混凝土柱等新结构,以及一些规 范未列人的矮肩梁、插人式柱脚、托板与法兰连接、突变截面梁的主拉应 力疲劳等项计算.
书中对各类结构先介绍其设计构造要点、内力分析、计算模型及假 定,然后详细介绍其设计计算的步骤和内容,并引人重要的节点及连接拼 接设计,同时列出部分计算图表.
本书内容均来自实际工程,也是作者的 经验总结,大部分例题都通过实践的检验.
本书可供钢结构专业设计人员参考,也可供土建专业大专院校师生学 习使用.
图书在版编目(CIP)数据 钢结构设计与计算/包头钢铁设计研究院,中国钢结构协会房屋建筑钢 结构协会编著.-北京:机械工业出版社,2000.3 ISBN 7-111-07664-8 1.钢.Ⅱ.①包.②房.Ⅲ.①钢结构-结构设计② 钢结构-结构计算-计算方法IV.TU391 中国版本图书馆CIP数据核字(1999)第66934号 机械工业出版社(北京市百万庄大街22号邮政编码100037) 责任编辑:李正民、邝鹏版式设计:冉晓华责任校对:申春香 封面设计:姚毅责任印制:何全君 煤炭工业出版社印刷厂印刷新华书店北京发行所发行 2000年5月第1版第1次印刷 787mm× 1092mm 1/16*35.75 印张1223 千字 0 001 - 3 000册 定价:56.00元 凡购本书,如有缺页、倒页、脱页,由本社发行部调换 本社购书热线电话(010)68993821、68326677-2527
前言 近20年来,我国建筑钢结构技术及其应用有了迅速的发展.
在技术上CBJ17一74《钢结构 设计规范》的颁布施行,标志着我国建立自己钢结构技术体系的开始;继而修订颁布的GBJ17一 88《钢结构设计规范》的实施,则体现了我国钢结构技术领域的重大进展.
后者无论在设计理论 的先进性以及内容体系的完整性上,都达到了与国际先进水平接轨的程度.
在应用上,近10 年迅速发展的轻型金属板材及其配套的门式刚架等系列轻型钢结构开始较广泛应用:大跨度管 结构,特别是网架结构的应用达到了新的广度与深度,钢-混凝土组合结构体系及构件的应用范 围正在扩大;而集中代表钢结构综合技术水平的高层钢结构在我国建设中的应用也初具规模, 到1998年为止,我国已建或在建的高层钢结构已超过30栋,《民用建筑高层钢结构设计与施工 技术规程》已于1998年10月颁布执行;与此同时,相应的建筑钢材、连接技术及加工、安装技 术也都进一步达到系列配套的要求.
上述情况表明,正在发展中的钢结构已经成为建筑技术专 业中一个重要的并富有活力的分支.
建设部在调整修订我国建筑技术改革中,赤明确提出推广 应用钢结构.
本书编者系50~60年代即从事钢结构设计的专业人员,曾先后参加了我国钢结构设计规范 的编制工作,也亲身经历了几十年来我国钢结构应用技术的发展与变化,在为此感到欣慰的同 时,也为当今钢结构专业设计队伍日益不能适应新的发展而感到担忧.
50~60年代建立起来的 为数不多的钢结构专业设计队伍已趋老化,而绝大多数大型设计院未配置或不再配置专门钢结 构设计队伍,多数结构工程师尚不熟悉现行《钢结构设计规范》,以致在一些工程设计中出现严 重的技术经济不合理现象,甚至造成工程质量事故.
加强培养并保持一支较高素质的钢结构设 计专业队伍,已成为钢结构行业一项紧迫的工作.
正是出于这种思考,决定编写本书,以期望 对改善这一状况有所帮助.
但由于经验与水平有限,不妥之处仍恩请同行及读者们指正.
本书以现行《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构设计规范》等相应系列新版规范及技术 标准为指导,并考虑设计人员更愿意从计算实例及实际参考内容入手阅读学习的特点,在叙述 方式上,以各类常用构件的设计、构造要点与计算实例为主,简明要、深入浅出,进行介 绍;在构件类别上,结合近年来的发展与实际应用情况,除有选择地列入各类传统常用构件 外,也较多列入了压型板材、冷弯型钢德条、变截面门式刚架、多层刚架、薄壁管截面屋架、 蜂窝梁、钢-混凝土组合梁及钢管混凝土柱等较新构件;在计算内容上,除内力、计算模型及假 定外,还尽量列入了重要节点以及连接和拼接计算,对规范未提及而实际计算又需包括的内 容,如矮肩梁计算、插入式柱脚计算、托板及法兰连接计算以及突变截面梁主拉应力疲劳计算 等,也都尽量按设计经验予以补充列入,同时还列入一部分设计常用图表,以便更直接参考.
本书由宋曼华任主编,柴昶任副主编,武人岱任主审.
各章编写人员分别为:第一章宋曼 华;第二章第一节武人岱、韩菊白、胡仰天,第二节业昶、武人岱、吴明超,第三节武人岱、 柴昶、吴明超;第三章第一节柴昶,第二节宋曼华,第三节王清;第四~七章宋曼华,其中第 五章第四节武人岱、宋曼华、谭京平;第八章第一~三节宋曼华,第四节王清,第五节韩菊 白;第九章第一节柴昶、文双玲,第二节王清;附录王清、宋曼华.
在本书的编写和出版过程中,得到黎钟同志的热心支持和帮助,谨在此深表感谢.
目 录 前言 第三节多层框架的设计与计算 第一章 钢结构设计与计算的基本规定1 一、多层框架的结构体系 ... 113 第一节 设计依据 1 二、多层框架的布置 114 第二节 设计原则 三、多层框架的截面形式 ........ .... 114 第三节 设计计算中的各项系数 四、多层框架的荷载和荷载效应组合 114 第四节 按正常极限状态验算结构变形时的 五、多层框架的内力计算 116 各项限值 3 六、多层框架的节点构造与计算 .19 第五节 材料与连接设计指标 4 七、多层框架计算实例 121 第六节 地展作用的计算 第三章屋面构件 .... 138 第七节 疲劳计算 第一节压型钢板 第八节 设计一般规定 13 一、压型钢板的类型及适用条件 ......... 138 一、构件的计算长度 二、压型钢板的计算 . 139 二、构件的容许长细比 17 三、压型钢板的主要构造要求 142 三、温度区段长度值 四、屋面高波压型钢板计算实例 144 第九节基本构件的计算 19 第二节条 148 一、普通钢结构受弯构件的计算 一、条截面形式 148 二、普通钢结构轴心受力构件的计算 二、栋条荷载 150 三、普通钢结构拉弯和压弯构件的计算28 三、实腹式模条计算 四、冷弯薄壁型钢结构构件的计算32 四、桁架式条计算 ..... 150 第十节连接计算 41 五、標条的连接和构造要求 152 一、焊接连接 六、条计算实例 二、普通螺栓连接 45 第三节蜂窝梁 168 三、高强度螺栓连接 45 一、蜂窝梁设计计算的一般规定 168 四、普通螺栓或高强度螺栓群连接的计算 二、蜂窝梁榛条计算实例 五、螺栓连接的主要构造要求 第四章天窗架 175 第二章钢结构框架设计计算 第一节天窗架的设计与计算 1.75 第一节单层框架设计计算 一、天窗类型及天窗架的结构形式 175 一、框架计算内容及说明 52 二、天窗架设计计算要点 二、横向框架静力计算 52 第二节天窗架计算实例 .178 三、横向框架抗震计算 56 一、多竖杆式天窗架计算 178 四、纵向结构的抗震计算 ........ ....... 58 二、三铰拱式天窗架计算 五、单层框架计算实例 ..... 62 第五章 钢屋架 第二节单层门式刚架设计与计算 第一节屋架结构类型及特点 一、特点及适用范围 83 第二节 普通钢屋架的设计与构造 19 二、刚架类型及截面形式83 一、屋架的内力计算 三、刚架的布置 83 二、屋架杆件的计算长度和容许长细比 .192 四、刚架的荷载及荷载组合 8 三、屋架杆件的截面形式 ... .... 192 五、刚架的内力及截面计算 四、屋架杆件的截面选择 193 六、刚架主要节点的构造与计算 五、屋架构造的一般要求 194 七、门式刚架计算实例 91 六、普通钢屋架的节点设计 195