《钢结构原理》为应用型本科院校土木工程专业的专业课教材。全书共分7章,包括:绪论、钢结构的材料、轴心受力构件、受弯构件(梁)、拉弯构件和压弯构件、钢结构的焊缝连接、钢结构的紧固件连接。书中列举了较完整的计算例题,每章附有学习要点、思考题和习题,书末附有必要的表格和计算公式。《钢结构原理》按《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)编写,除用作应用型本科土木工程专业教材外,也可作为高职院校相关专业的指定教材,还可供相关工程技术人员参考。
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1.2.1钢结构的特点
与应用最为广泛的混凝土结构相比,钢结构具有如下一些主要特点:
(1)强度高,重量轻。由于钢材的强密比(强度与质量密度之比值)较钢筋混凝土大7倍左右,因此在相同承载力条件下,以钢构件的截面为小,重量为轻。例如,在跨度和荷载相同的条件下,钢屋架的重量约为钢筋混凝土屋架的1/3~1/4。由此带来的优点是:便于构件的运输和吊装,基础和地基处理的费用与工程量可大大减少。
(2)良好的力学性能。钢材质地均匀、各向同性的性质符合结构计算时通常所作的假定,因而钢结构的计算结果与其实际情况最为相符,计算可靠;钢材的弹性模量较大,结构在荷载作用下的变形就较小;钢材有良好的塑性性能,可调节构件中可能出现的局部应力高峰,且结构在破坏前一般都会产生显著的变形,事故有预告,可及时防患;钢材还具有良好的韧性,对承受动力荷载适应性强,故抗震性能好。
(3)施工质量好,且工期短。钢结构一般都在专业工厂由机械化生产制造,而后运至工地现场安装,工业化生产程度高,质量容易监控和保证。工地占地面积少,环境污染也少,适用于都市市区建造。构件制造好后安装速度快,工期短,效益好。
(4)用螺栓连接的钢结构,可装拆,适用于移动性结构。
(5)钢材具可重复使用性。钢结构加工制造过程中产生的余料、碎屑,以及废弃和败坏了的钢结构构件,均可回炉重新冶炼成钢材重复使用。
(6)密闭性能好。做成容器不透气、不渗漏,可用于储油罐、有毒气体密闭罐等。
(7)钢材耐腐蚀性差,因而需采取防腐措施。
(8)钢结构有一定的耐热性,但不耐火。对有防火要求者,需按相应规定采取隔热保护措施。
(9)钢结构在低温、二向或三向受拉应力作用以及较大应力集中等条件下,可能发生脆性断裂,此时表现出钢结构材料没有塑性。
(10)由于钢材强度大、构件截面小、厚度薄,因而在压力和弯矩等作用下带来了构件甚至整个结构的稳定问题。在设计中考虑如何防止结构或构件失稳,是钢结构设计的一个重要特点。