高職高專土木與建筑規(guī)劃教材

鋼 結(jié) 構(gòu)

黃 睿 主編

內(nèi) 容 簡 介

“鋼結(jié)構(gòu)”是土木工程學(xué)科中一門重要的專業(yè)課程，本書依據(jù)國家頒布的《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB

50661—2011)、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50205—2001)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50017—

2017)等一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)編寫而成。

“鋼結(jié)構(gòu)”是土建類專業(yè)的核心課程，是一門理論與實踐相結(jié)合，但更側(cè)重實踐的課程，本書力求

敘述簡明、通俗易懂、注重實用、圖文并茂，突出了課程的基礎(chǔ)性、實用性、技能性。本書內(nèi)容共九

章，包括：緒論，鋼結(jié)構(gòu)的材料，鋼結(jié)構(gòu)的連接，受彎構(gòu)件，軸心受力構(gòu)件，拉彎和壓彎構(gòu)件，輕型門

式剛架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)抗震，鋼結(jié)構(gòu)的制作、防腐與防火等內(nèi)容。

本書可作為普通高等院校、高職高專、各類職業(yè)技術(shù)學(xué)校、成人高校及本科院校舉辦的二級職業(yè)技

術(shù)學(xué)院、繼續(xù)教育學(xué)院和民辦高校土木工程類相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)用書，也可作為中專、函授及土建

類、道橋類、市政類等工程技術(shù)人員的參考用書。

本書封面貼有清華大學(xué)出版社防偽標(biāo)簽，無標(biāo)簽者不得銷售。

版權(quán)所有，侵權(quán)必究。舉報：010-62782989，beiqinquan@tup.tsinghua.edu.cn。

圖書在版編目(CIP)數(shù)據(jù)

鋼結(jié)構(gòu)/黃睿主編. —北京：清華大學(xué)出版社，2020.9

ISBN 978-7-302-55117-1

Ⅰ. ①鋼… Ⅱ. ①黃… Ⅲ. ①鋼結(jié)構(gòu)—高等職業(yè)教育—教材 Ⅳ. ①TU391

中國版本圖書館 CIP 數(shù)據(jù)核字(2020)第 048459 號

責(zé)任編輯：石 偉

裝幀設(shè)計：劉孝瓊

責(zé)任校對：周劍云

責(zé)任印制：李紅英

出版發(fā)行：清華大學(xué)出版社

網(wǎng) 址：http://www.tup.com.cn, http://www.wqbook.com

地 址：北京清華大學(xué)學(xué)研大廈 A 座 郵 編：100084

社 總 機：010-62770175 郵 購：010-62786544

投稿與讀者服務(wù)：010-62776969, c-service@tup.tsinghua.edu.cn

質(zhì)量反饋：010-62772015, zhiliang@tup.tsinghua.edu.cn

課件下載：http://www.tup.com.cn, 010-62791865

印 裝 者：北京嘉實印刷有限公司

經(jīng) 銷：全國新華書店

開 本：185mm×260mm 印 張：12.5 字 數(shù)：302 千字

版 次：2020 年 9 月第 1 版 印 次：2020 年 9 月第 1 次印刷

定 價：39.00 元

——————————————————————————————————————————————

產(chǎn)品編號：082656-01

前 言

“鋼結(jié)構(gòu)”作為一門實踐性極強的課程，在整個教學(xué)任務(wù)中比較重要，為必修課程，

但是以往的教材由于概念講述甚多，導(dǎo)致很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過基本知識之后得不到有效的實

踐。高等職業(yè)教育的快速發(fā)展要求加強以市場的實用內(nèi)容為主的教學(xué)，本書作為高等職業(yè)

教育的教材，根據(jù)建設(shè)類專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)要求及特點編寫，綜合考慮從市場實際

出發(fā)，堅持以全面素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，以就業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用技能型人才。

教材內(nèi)容的設(shè)計是根據(jù)職業(yè)能力要求及教學(xué)特點，與建筑行業(yè)的崗位相對應(yīng)，體現(xiàn)新

的國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范；注重實用為主，內(nèi)容精選翔實，文字?jǐn)⑹龊喚殻瑘D文并茂，充分

體現(xiàn)了項目教學(xué)與綜合訓(xùn)練相結(jié)合的主流思路。本書在編寫時盡量做到內(nèi)容通俗易懂、理

論概述簡潔明了、案例清晰實用，特別注重實用性。

為了能更好地豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，本書每章均添加了大量針

對不同知識點的案例，結(jié)合案例和上下文可以幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容，同時配有實

訓(xùn)工單，讓學(xué)生及時學(xué)以致用。

本書與同類書相比具有的顯著特點如下。

(1) 新。穿插案例，清晰明了，形式獨特。

(2) 全。知識點分門別類，包含全面，由淺入深，便于學(xué)習(xí)。

(3) 系統(tǒng)。知識講解前呼后應(yīng)，結(jié)構(gòu)清晰，層次分明。

(4) 實用。理論和實際相結(jié)合，舉一反三，學(xué)以致用。

(5) 贈送。除了必備的電子課件、教案、每章習(xí)題答案及模擬測試 AB 試卷外，還相應(yīng)

地配套有大量的講解音頻、動畫視頻、三維模型、擴展圖片等以掃描二維碼的形式再次拓

展鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識點，力求讓初學(xué)者最大化地接受新知識，最快、最高效地達到學(xué)習(xí)

目的。

本書由紹興文理學(xué)院土木工程學(xué)院黃睿任主編，參加編寫的還有黃河科技學(xué)院郭華偉，

鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院孫紅軍、侯佳音，中國電建市政建設(shè)集團有限公司賈任君，陜西渭

南軌道交通運輸學(xué)校李迪迪，石家莊鐵道大學(xué)郝麗青。其中黃睿負(fù)責(zé)編寫第 1、3 章，并負(fù)

責(zé)對全書進行統(tǒng)籌，郭華偉負(fù)責(zé)編寫第 2、4 章，孫紅軍負(fù)責(zé)編寫第 5 章，侯佳音負(fù)責(zé)編寫

第 6 章，賈任君負(fù)責(zé)編寫第 7 章，李迪迪負(fù)責(zé)編寫第 8 章，郝麗青負(fù)責(zé)編寫第 9 章。在此

對本書編寫過程中的全體合作者和幫助者表示衷心的感謝！

本書在編寫過程中，得到了許多同行的支持與幫助，在此一并表示感謝。由于編者水

平有限和時間緊迫，書中難免有錯誤和不妥之處，望廣大讀者批評指正。

編 者

目 錄

第 1 章 緒論 ....................................................... 1

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 ................................. 1

1.2 鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用范圍 ..................... 3

1.2.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點 ............................. 3

1.2.2 鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍 ..................... 4

1.2.3 鋼結(jié)構(gòu)的基本要求 ..................... 5

1.3 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定 ................................. 5

1.3.1 基本規(guī)定 ..................................... 5

1.3.2 結(jié)構(gòu)體系 ..................................... 7

本章小結(jié) .......................................................... 8

實訓(xùn)練習(xí) .......................................................... 8

第 2 章 鋼結(jié)構(gòu)的材料 .................................. 13

2.1 鋼材的牌號、規(guī)格及選用 ................... 14

2.1.1 鋼材的牌號和符號 ................... 14

2.1.2 鋼材的規(guī)格 ............................... 15

2.1.3 鋼材的選用 ............................... 17

2.2 鋼結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) ........................... 19

2.2.1 鋼材的設(shè)計強度指標(biāo) ............... 19

2.2.2 鋼板的設(shè)計強度指標(biāo) ............... 20

2.2.3 結(jié)構(gòu)用無縫鋼管的設(shè)計強度

指標(biāo) ........................................... 20

2.2.4 鑄鋼件的設(shè)計強度指標(biāo) ........... 21

本章小結(jié) ........................................................ 21

實訓(xùn)練習(xí) ........................................................ 22

第 3 章 鋼結(jié)構(gòu)的連接 .................................. 25

3.1 連接的種類和特點 ............................... 26

3.1.1 焊接 ........................................... 26

3.1.2 鉚接 ........................................... 26

3.1.3 螺栓連接 ................................... 27

3.1.4 高強度螺栓 ............................... 27

3.2 焊接連接 ............................................... 27

3.2.1 焊接方法 ................................... 27

3.2.2 連接的一般規(guī)定 ....................... 29

3.2.3 焊接連接計算 ........................... 31

3.3 連接強度設(shè)計值 ................................... 34

3.3.1 焊縫的強度指標(biāo) ....................... 34

3.3.2 螺栓連接的強度指標(biāo) ................ 36

3.3.3 鉚釘連接的強度設(shè)計值 ............ 37

3.4 焊接連接構(gòu)造要求 ............................... 38

3.4.1 焊接連接構(gòu)造基本規(guī)定 ............ 38

3.4.2 塞焊、槽焊、角焊、對接

連接規(guī)定 ................................... 38

3.4.3 角焊縫的尺寸規(guī)定.................... 39

3.4.4 搭接連接角焊縫的尺寸規(guī)定 .... 39

3.5 緊固件連接計算 ................................... 40

3.5.1 普通螺栓、錨栓或鉚釘連接

計算 ........................................... 40

3.5.2 高強度螺栓摩擦型連接計算 .... 42

3.5.3 高強度螺栓承壓型連接計算 .... 43

本章小結(jié) ........................................................ 43

實訓(xùn)練習(xí) ........................................................ 44

第 4 章 受彎構(gòu)件 ............................................ 47

4.1 受彎構(gòu)件的類型和應(yīng)用 ........................ 48

4.2 受彎構(gòu)件的強度和穩(wěn)定性 .................... 49

4.2.1 受彎構(gòu)件的強度計算 ................ 49

4.2.2 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性 ............ 51

4.2.3 受彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定性 ............ 53

4.2.4 組合梁的截面設(shè)計.................... 58

4.3 梁的拼接、連接和支座 ........................ 62

4.3.1 型鋼梁的拼接 ........................... 62

4.3.2 組合梁的拼接 ........................... 63

4.3.3 梁的支座 ................................... 65

4.3.4 次梁與主梁的連接.................... 66

本章小結(jié) ........................................................ 67

實訓(xùn)練習(xí) ........................................................ 68

教案及試卷答案獲

取方式.pdf

鋼結(jié)構(gòu)

IV

第 5 章 軸心受力構(gòu)件 .................................. 71

5.1 軸心受力構(gòu)件的截面形式 ................... 72

5.2 軸心受力構(gòu)件的強度和剛度 ............... 73

5.2.1 軸心受力構(gòu)件的強度 ............... 73

5.2.2 軸心受力構(gòu)件的剛度 ............... 75

5.2.3 軸心拉桿的設(shè)計 ....................... 76

5.3 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性 ....................... 76

5.3.1 理想軸心受壓構(gòu)件的臨界力 ... 77

5.3.2 缺陷對理想軸心壓桿

臨界力的影響 ........................... 79

5.3.3 設(shè)計規(guī)范對軸心受壓構(gòu)件

穩(wěn)定計算的規(guī)定 ....................... 80

5.4 實腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定 ....... 82

5.5 實腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計 ....... 85

5.6 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計 ............... 86

5.6.1 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的

組成形式 ................................... 86

5.6.2 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的

穩(wěn)定性 ....................................... 87

5.6.3 連接節(jié)點和構(gòu)造規(guī)定 ............... 88

5.7 變截面軸心受壓構(gòu)件 ........................... 90

5.8 柱頭和柱腳 ........................................... 92

5.8.1 柱頭 ........................................... 93

5.8.2 柱腳 ........................................... 95

本章小結(jié) ........................................................ 99

實訓(xùn)練習(xí) ...................................................... 100

第 6 章 拉彎和壓彎構(gòu)件 ............................ 105

6.1 拉彎和壓彎構(gòu)件的特點 ..................... 106

6.2 拉彎和壓彎構(gòu)件截面強度計算 ......... 108

6.3 穩(wěn)定計算 ............................................. 109

6.3.1 實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用

平面內(nèi)的穩(wěn)定性 ..................... 110

6.3.2 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式

壓彎構(gòu)件 ................................. 112

6.3.3 彎矩繞實軸作用的格構(gòu)式

壓彎構(gòu)件 ................................. 113

6.3.4 雙向壓彎圓管的整體穩(wěn)定 ..... 113

6.3.5 雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 ............. 115

6.4 壓彎構(gòu)件的柱頭和柱腳設(shè)計 .............. 115

6.4.1 梁與柱的連接 ......................... 116

6.4.2 柱腳的設(shè)計計算 ..................... 117

本章小結(jié) ...................................................... 120

實訓(xùn)練習(xí) ...................................................... 120

第 7 章 輕型門式剛架結(jié)構(gòu) ........................ 125

7.1 結(jié)構(gòu)選擇與布置 ................................. 126

7.1.1 結(jié)構(gòu)形式 ................................. 126

7.1.2 建筑尺寸 ................................. 127

7.1.3 結(jié)構(gòu)平面布置 ......................... 128

7.1.4 檁條和墻梁布置 ..................... 129

7.1.5 支撐布置 ................................. 129

7.2 荷載計算和內(nèi)力組合.......................... 130

7.2.1 荷載計算 ................................. 130

7.2.2 荷載組合效應(yīng) ......................... 132

7.2.3 內(nèi)力計算 ................................. 132

7.2.4 變形計算 ................................. 132

7.3 剛架柱和梁設(shè)計 ................................. 133

7.3.1 變截面剛架柱和梁的設(shè)計 ...... 133

7.3.2 等截面剛架柱和梁的設(shè)計 ...... 137

7.4 檁條和墻梁設(shè)計 ................................. 137

7.4.1 檁條設(shè)計 ................................. 137

7.4.2 墻梁設(shè)計 ................................. 138

7.4.3 支撐構(gòu)件設(shè)計 ......................... 138

7.5 焊接和節(jié)點設(shè)計 ................................. 139

7.5.1 焊接 ......................................... 139

7.5.2 節(jié)點設(shè)計 ................................. 140

本章小結(jié) ...................................................... 143

實訓(xùn)練習(xí) ...................................................... 143

第 8 章 鋼結(jié)構(gòu)抗震 ...................................... 147

8.1 鋼結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計 ...................... 147

8.1.1 一般規(guī)定 ................................. 147

8.1.2 計算要點 ................................. 150

8.2 基本抗震措施 ..................................... 159

8.2.1 一般規(guī)定 ................................. 159

8.2.2 框架結(jié)構(gòu) ................................. 160

8.2.3 支撐結(jié)構(gòu)及框架——

支撐結(jié)構(gòu) ................................. 161

V

目錄

V

本章小結(jié) ...................................................... 163

實訓(xùn)練習(xí) ...................................................... 164

第 9 章 鋼結(jié)構(gòu)的制作、防腐與防火 ..... 167

9.1 鋼結(jié)構(gòu)的制作 ..................................... 167

9.2 鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕與防腐 ................. 174

9.2.1 鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕 ................. 174

9.2.2 鋼結(jié)構(gòu)的防腐 ......................... 178

9.3 鋼結(jié)構(gòu)的防火 ..................................... 184

9.3.1 截流法 ..................................... 185

9.3.2 疏導(dǎo)法 ..................................... 186

9.3.3 防火涂料的防火作用 .............. 187

本章小結(jié) ...................................................... 188

實訓(xùn)練習(xí) ...................................................... 188

參考文獻 ............................................................. 191

鋼結(jié)構(gòu) A 卷.docx 鋼結(jié)構(gòu) B 卷.docx