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1 绪论1

1.1 钢结构的特点1

1.2 钢结构的应用和发展2

1.2.1 钢结构的应用2

1.2.2 钢结构的发展7

2 钢结构的材料9

2.1 钢结构对钢材的要求9

2.2 钢材的主要性能9

2.2.1 钢材在单向均匀受拉时的工作性能9

2.2.2 钢材在复杂应力作用下的工作性能11

2.2.3 钢材在单轴反复应力作用下的工作性能12

2.2.4 钢材的冷弯性能12

2.2.5 钢材的冲击韧性13

2.3 各种因素对钢材主要性能的影响13

2.3.1 化学成分13

2.3.2 冶金缺陷14

2.3.3 钢材硬化14

2.3.4 温度影响15

2.3.5 应力集中16

2.4 钢结构用钢材的种类和钢材规格17

2.4.1 钢材的种类17

2.4.2 钢材的选择19

2.4.3 钢材的规格21

3 钢结构的失效形式及设计计算方法23

3.1 钢材的破坏形式23

3.1.1 塑性破坏23

3.1.2 脆断23

3.2 钢结构的失效方式24

3.2.1 强度不足24

3.2.2 失稳24

3.2.3 损伤累积及疲劳24

3.2.4 刚度不足25

3.3 概率极限状态设计法及设计表达式25

3.3.1 极限状态25

3.3.2 概率极限状态设计方法26

3.3.3 设计表达式29

3.4 容许应力法和疲劳计算31

3.4.1 容许应力法31

3.4.2 钢材疲劳的特点及其计算思路32

3.4.3 正应力常幅疲劳的计算35

3.4.4 剪应力常幅疲劳的计算37

3.4.5 变幅疲劳和吊车梁的欠载效应系数38

4 钢结构的连接41

4.1 焊缝连接的基本知识41

4.1.1 焊缝连接的特点41

4.1.2 焊缝连接的形式41

4.1.3 焊缝符号表示43

4.1.4 焊缝施焊的位置44

4.1.5 焊缝施焊的方法44

4.1.6 焊缝缺陷及检验45

4.2 角焊缝连接的设计46

4.2.1 角焊缝的工作性能46

4.2.2 直角角焊缝强度计算的基本公式47

4.2.3 斜角角焊缝的计算49

4.2.4 角焊缝的等级要求50

4.2.5 角焊缝的构造要求50

4.2.6 直角角焊缝连接计算的应用举例52

4.3 对接焊缝连接的设计61

4.3.1 焊透的对接焊缝连接设计61

4.3.2 焊透的对接焊缝连接应用举例62

4.3.3 部分焊透的对接焊缝连接设计64

4.4 焊接残余应力和焊接变形65

4.4.1 焊接残余应力的分类65

4.4.2 焊接残余应力的影响66

4.4.3 焊接变形的形式67

4.4.4 减少焊接应力和焊接变形的方法68

4.5 螺栓连接的基本知识69

4.5.1 螺栓连接的形式及特点69

4.5.2 螺栓的排列要求71

4.5.3 螺栓连接的构造要求73

4.5.4 螺栓的符号表示73

4.6 普通螺栓连接的设计73

4.6.1 螺栓抗剪的工作性能73

4.6.2 普通螺栓的抗剪连接74

4.6.3 普通螺栓的抗拉连接76

4.6.4 普通螺栓受拉剪共同作用77

4.6.5 普通螺栓连接计算的应用举例77

4.7 高强度螺栓连接的设计84

4.7.1 高强度螺栓的预拉力及抗滑移系数84

4.7.2 高强度螺栓的抗剪连接85

4.7.3 高强度螺栓的抗拉连接86

4.7.4 高强度螺栓受拉剪共同作用87

4.7.5 单个螺栓连接承载力设计值公式汇总88

4.7.6 高强度螺栓连接计算的应用举例89

习题93

5 钢结构的稳定96

5.1 受压构件的弯曲失稳96

5.1.1 理想轴心受压构件的弯曲屈曲96

5.1.2 初始缺陷对压杆稳定的影响100

5.1.3 轴心压杆的极限承载力107

5.1.4 压弯构件弯矩作用平面内的稳定109

5.1.5 杆端约束对压杆稳定的影响——计算长度113

5.2 构件的扭转应力114

5.2.1 概述114

5.2.2 等截面构件的自由扭转116

5.2.3 构件的约束扭转118

5.3 构件的弯扭屈曲123

5.3.1 受弯构件（梁）的侧向弯扭屈曲123

5.3.2 轴心压杆的扭转屈曲和弯扭屈曲127

5.3.3 双轴对称截面压弯构件弯矩作用平面外的稳定132

5.4 矩形薄板的屈曲134

5.4.1 薄板屈曲的平衡方程134

5.4.2 荷载作用于中面的薄板临界荷载134

5.4.3 各种边缘荷载共同作用下的薄板稳定139

5.4.4 薄板的屈曲后强度141

习题145

6 轴心受力构件147

6.1 轴心受力构件的特点和截面形式147

6.2 轴心受力构件的强度和刚度计算148

6.2.1 强度计算148

6.2.2 刚度计算152

6.2.3 轴心拉杆的计算153

6.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定155

6.3.1 轴心受压构件的多柱子曲线155

6.3.2 实腹式轴心受压构件整体稳定的计算158

6.4 格构式轴心受压构件的整体稳定163

6.4.1 格构式轴心受压构件的组成及应用163

6.4.2 格构式轴心受压构件的整体稳定性163

6.4.3 格构柱分肢的稳定性166

6.4.4 缀材及其连接的计算166

6.5 轴心受压构件的局部稳定172

6.5.1 板件的局部稳定性172

6.5.2 轴心受压构件组成板件的容许宽厚比172

6.5.3 腹板屈曲后强度的利用174

习题176

7 受弯构件178

7.1 受弯构件的类型和应用178

7.1.1 实腹式受弯构件——梁178

7.1.2 格构式受弯构件——桁架180

7.2 梁的强度和刚度181

7.2.1 梁的抗弯强度181

7.2.2 梁的抗剪强度186

7.2.3 梁的局部承压强度187

7.2.4 梁在复杂应力条件下的折算应力188

7.2.5 梁的刚度190

7.3 梁的整体稳定191

7.3.1 梁整体稳定的概念191

7.3.2 梁整体稳定的保证192

7.3.3 梁整体稳定的计算方法193

7.4 梁的局部稳定196

7.4.1 受压翼缘的局部稳定197

7.4.2 腹板的局部稳定198

7.4.3 加劲肋的构造和截面尺寸204

7.4.4 支承加劲肋的计算205

7.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计206

7.5.1 腹板屈曲后的抗剪承载力Vu206

7.5.2 腹板屈曲后的抗弯承载力Meu206

7.5.3 考虑腹板屈曲后强度梁的承载力207

7.5.4 考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计208

习题213

8 拉弯和压弯构件215

8.1 拉弯和压弯构件简介215

8.2 拉弯和压弯构件的强度和刚度216

8.2.1 强度计算216

8.2.2 刚度计算219

8.3 实腹式压弯构件的整体稳定220

8.3.1 单向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定220

8.3.2 双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定224

8.4 格构式压弯构件的整体稳定226

8.4.1 单向弯曲格构式压弯构件的整体稳定226

8.4.2 双向弯曲格构式压弯构件的整体稳定227

8.4.3 缀材的计算228

8.5 压弯构件的局部稳定和屈曲后强度233

8.5.1 翼缘和腹板的宽厚比233

8.5.2 考虑腹板屈曲后强度的构件设计233

习题235

附录1 钢材和连接的强度设计值236

附录2 受弯构件的挠度容许值239

附录3 梁的整体稳定系数240

附3.1 等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁240

附3.2 轧制普通工字钢简支梁242

附3.3 轧制槽钢简支梁242

附3.4 双轴对称工字形等截面悬臂梁242

附3.5 受弯构件整体稳定系数的近似计算243

附录4 轴心受压构件的稳定系数244

附4.1 a类截面轴心受压构件的稳定系数244

附4.2 b类截面轴心受压构件的稳定系数245

附4.3 c类截面轴心受压构件的稳定系数246

附4.4 d类截面轴心受压构件的稳定系数247

附4.5 轴心受压构件稳定系数的计算公式247

附录5 疲劳计算的构件和连接分类249

附5.1 非焊接的构件和连接分类249

附5.2 纵向传力焊缝的构件和连接分类250

附5.3 横向传力焊缝的构件和连接分类251

附5.4 非传力焊缝的构件和连接分类253

附5.5 钢管截面的构件和连接分类254

附5.6 剪应力作用下的构件和连接分类256

附录6 型钢表257

附6.1 普通工字钢257

附6.2 热轧H型钢258

附6.3 部分T型钢261

附6.4 普通槽钢263

附6.5 等边角钢264

附6.6 不等边角钢266

附6.7 热轧无缝钢管268

附6.8 电焊钢管271

附录7 螺栓和锚栓规格273

参考文献274