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内容大纲
本书是华中科技大学高飞教授团队在积累科研与教学经验基础上,结合《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)、《钢结构焊接规范》(GB 50661—2011)、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ 82—2011)等国家和行业标准规范编写的。
本书主要内容包括钢结构材料、钢结构连接、受弯构件设计、轴心受力构件设计、拉弯压弯构件设计、节点设计、疲劳计算和防脆断设计等,涵盖了钢结构领域最新的知识点,以便于土木工程专业本科生学习。本书包含华中科技大学钢结构教研室的最新研究成果,根据目前钢结构的发展现状,在传统钢结构基础上补充介绍了高强度钢材、不锈钢、耐候钢等高性能钢材,描述了新型的环槽铆钉连接等。
本书可作为大学本科土木工程专业的专业基础课教材,也可作为从事钢结构设计、制作和施工工程技术人员的参考书籍。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 钢结构的特点及应用
1.1.1 钢结构的特点
1.1.2 钢结构的应用
1.2 钢结构主要结构形式及组成部件
1.2.1 工业建筑结构
1.2.2 桥梁结构
1.2.3 大跨度空间钢结构
1.2.4 高层及超高层结构
1.2.5 高耸结构
1.3 钢结构部件受力特性
1.3.1 受弯构件
1.3.2 轴心受力构件
1.3.3 压弯构件和拉弯构件
1.3.4 复杂受力状态构件
1.4 常见破坏形式
1.4.1 强度破坏
1.4.2 过度塑性变形破坏
1.4.3 失稳破坏
1.4.4 疲劳破坏
1.4.5 脆性断裂破坏
1.5 钢结构的设计方法
1.5.1 概率极限状态设计法
1.5.2 容许应力设计法
1.6 钢结构课程规划和学习建议
1.6.1 钢结构课程规划
1.6.2 学习建议
第2章 钢结构的材料
2.1 钢材的冶炼与加工
2.1.1 钢材的冶炼
2.1.2 钢材的加工
2.2 钢结构用钢材的一般要求
2.3 钢材的主要性能
2.3.1 钢材的破坏
2.3.2 钢材的主要机械性能
2.3.3 钢材的焊接性与耐腐蚀性
2.4 钢材性能的影响因素
2.4.1 化学元素
2.4.2 常见的钢材缺陷
2.4.3 应力集中
2.4.4 钢材的硬化
2.4.5 荷载的影响
2.4.6 温度的影响
2.5 建筑用钢材的种类、规格和选用
2.5.1 建筑用钢材的种类
2.5.2 钢材的规格
2.5.3 钢材的选择
习题
第3章 钢结构的连接
3.1 钢结构连接的类型
3.1.1 焊接连接
3.1.2 螺栓连接
3.1.3 铆钉连接
3.2 焊接连接的特点
3.2.1 常用焊接方法
3.2.2 焊接的优缺点
3.2.3 焊缝的连接形式及焊缝形式
3.2.4 焊缝缺陷及质量检验
3.2.5 焊缝符号
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 角焊缝的构造及特点
3.4.2 角焊缝的基本计算公式
3.4.3 角焊缝的计算
3.4.4 部分焊透对接焊缝
3.5 焊接残余应力和焊接变形
3.5.1 焊接残余应力的分类和成因
3.5.2 焊接残余应力的影响
3.5.3 焊接残余变形
3.5.4 减少焊接应力和变形的措施
3.6 普通螺栓连接的构造和计算
3.6.1 螺栓连接的构造要求
3.6.2 螺栓连接的工作性能
3.6.3 螺栓群的计算
3.7 高强度螺栓连接的性能和计算
3.7.1 高强度螺栓连接的工作性能
3.7.2 高强度螺栓摩擦型连接计算
3.7.3 高强度螺栓承压型连接计算
3.7.4 高强度螺栓群的计算
习题
第4章 受弯构件
4.1 受弯构件类型及其截面形式
4.1.1 受弯构件类型
4.1.2 梁格布置及计算内容
4.1.3 截面板件宽厚比等级
4.2 受弯构件的强度与刚度计算
4.2.1 弯曲强度
4.2.2 抗剪强度
4.2.3 局部承压强度
4.2.4 折算应力
4.2.5 梁的刚度
4.3 梁的扭转
4.3.1 自由扭转
4.3.2 开口截面构件的约束扭转
4.4 梁的整体稳定
4.4.1 梁的整体稳定的概念
4.4.2 双轴对称工字形截面简支梁纯弯作用下的整体稳定
4.4.3 单轴对称工字形截面承受横向荷载时的临界弯矩
4.4.4 受弯构件整体稳定验算
4.4.5 钢梁整体稳定性的主要影响因素和梁整体稳定的保证措施
4.5 受弯构件的局部稳定和加劲肋设计
4.5.1 板件的局部稳定
4.5.2 受弯构件的局部稳定
4.5.3 腹板加劲肋的设计
4.6 梁腹板屈曲后的工作性能及设计
4.6.1 梁腹板屈曲后的性能
4.6.2 梁考虑腹板屈曲后强度的设计
4.6.3 考虑腹板屈曲后梁的加劲肋设计
习题
第5章 轴心受力构件
5.1 轴心受力构件概述
5.2 轴心受力构件的强度和刚度
5.2.1 轴心受力构件的强度
5.2.2 轴心受力构件的刚度
5.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定理论
5.3.1 轴心压杆的整体失稳屈曲模态
5.3.2 无缺陷理想轴心压杆的弯曲屈曲
5.3.3 力学和几何缺陷对轴心压杆弯曲屈曲的影响
5.4 轴心受压构件整体稳定的计算
5.4.1 实际轴心压杆整体稳定承载力的确定方法
5.4.2 实际轴心压杆的整体稳定计算
5.4.3 轴压构件整体稳定计算的长细比
5.5 实腹式轴心受压柱的局部稳定
5.5.1 均匀受压板件的屈曲
5.5.2 轴压构件板件宽(高厚比限值
5.5.3 加强局部稳定的措施
5.5.4 腹板的有效面积
5.6 实腹式轴心压杆的截面设计
5.6.1 截面设计原则
5.6.2 截面设计方法
5.6.3 构造要求
5.7 格构式轴心受压构件
5.7.1 格构式轴压构件的整体稳定
5.7.2 格构式轴心受压构件分肢稳定
5.7.3 格构式轴心受压构件的缀件设计
5.7.4 连接节点和构造规定
5.7.5 格构式轴心受压构件的截面设计
习题
第6章 拉弯构件和压弯构件
6.1 拉弯、压弯构件的应用和截面形式
6.2 拉弯构件和压弯构件的截面强度和刚度
6.2.1 拉弯构件和压弯构件的强度计算
6.2.2 拉弯构件和压弯构件的刚度计算
6.3 实腹式压弯构件的稳定计算
6.3.1 压弯构件整体失稳形式
6.3.2 单向压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算
6.3.3 实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算
6.3.4 双向压弯构件的稳定承载力计算
6.3.5 实腹式压弯构件的局部稳定计算
6.4 格构式压弯构件的稳定计算
6.4.1 弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件
6.4.2 弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件
6.4.3 双向受弯的格构式压弯构件
习题
第7章 节点设计
7.1 节点设计的一般原则
7.2 拼接连接
7.2.1 梁的拼接
7.2.2 柱的拼接
7.3 主次梁的连接
7.3.1 主次梁的铰接
7.3.2 主次梁的刚接
7.4 梁与柱的连接
7.4.1 梁与柱的铰接
7.4.2 梁与柱的刚接
7.5 桁架节点
7.5.1 双角钢截面杆件的节点
7.5.2 钢管桁架直接焊接节点
7.6 支座设计
7.6.1 支座节点的形式
7.6.2 支座节点的设计
7.7 柱脚设计
7.7.1 轴心受压柱的柱脚设计
7.7.2 压弯柱的柱脚
习题
第8章 疲劳计算与防脆断设计
8.1 疲劳破坏概述
8.1.1 疲劳破坏的分类与特征
8.1.2 与疲劳破坏相关的几个概念
8.2 常幅疲劳
8.2.1 非焊接结构和焊接结构的疲劳
8.2.2 疲劳曲线(S-N曲线)
8.2.3 常幅疲劳验算
8.3 变幅疲劳
8.3.1 计算原则
8.3.2 吊车梁的疲劳验算
8.3.3 疲劳验算中值得注意的问题
8.4 防止疲劳破坏的措施
8.5 钢结构的防脆断设计
8.5.1 结构的脆性断裂破坏特征
8.5.2 断裂力学的应用简介
8.5.3 防止脆性断裂的方法
习题
附录
附录A 钢材和连接的强度指标
附录B 结构或构件的变形容许值
B.1 受弯构件的挠度容许值
B.2 结构的位移容许值
附录C 梁的整体稳定系数
C.1 等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁
C.2 轧制普通工字钢简支梁
C.3 轧制槽钢简支梁
C.4 双轴对称工字形等截面悬臂梁
C.5 受弯构件整体稳定系数的近似计算
附录D 轴心受压构件的稳定系数
D.1 轴心受压构件的稳定系数
D.2 轴心受压构件稳定系数的计算公式
附录E 各类截面回转半径近似值
附录F 柱的计算长度系数
附录G 疲劳计算的构件和连接分类
附录H 常用型钢规格及截面特征
附录I 锚栓和螺栓规格
参考文献
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