本次培訓針對對象：剛接觸鋼結構以及準備進入鋼結構設計領域的同

仁。

一、從技術角度看鋼結構的一些特點：

1、材料均勻，接近理想彈塑性。

常溫靜載作用下拉昇曲線

總結：力學計算和實際結構比較接近

2、高強輕質

A:鋼材強度遠高於混凝土、磚石和木材。建築大跨度

和超高度以及荷載很大的結構時，目前是唯一選擇。

在多層房屋中用鋼結構，由於強度大而柱截面小，也

能帶來很好的經濟效果。引入輕質指標：

c=ρ/R

字母含義：c-----輕質指標；ρ-----材料密度；R 材料

抗力。通過計算可以發現，Ｑ235 的輕質指標為

3.6x10 -4 /m, C30 混凝土為 1.85x10 -3 /m,前者僅為後者的

1/5;

B:鋼結構輕質的特點決定了其地震作用小。

什麼是重力荷載代表值？水平地震作用怎麼算？

重力荷載代表值，是建築抗震設計用的重力性質的荷

載，為結構構件的永久荷載(包括自重)標準值和各可

變荷載組合值之和。

具體計算方法:

根據《抗規》(GB50011-2010)5.1.3 計算地震作用時，建築的

重力荷載代表值應取結構和構配件自重標準值和各可變荷

載組合值之和。 。 各可變荷載的組合值係數， ， 應按表5.1.3 採用 。

水平地震作用計算：抗規5.2.1條標準值 Fek=α1×Geq

總結：鋼結構強度大，自重卻輕，產生地震作用小，抗震性能優於混凝土，高效材料。

3、塑性、延性和韌性好，耗能強

什麼塑性？

什麼是延性？什麼是衝擊韌性？

什麼是滯回曲線？

注意包興格效應，塑性設計中注意。

包興格效應是某些塑性材料的一種力學性質，表現為當材料受到某一

方向的載荷作用（如拉伸）進入塑性變形階段後，若接著施加相反方

向的載荷（如壓縮），將會發現此時材料的屈服應力會比直接施加後

一種載荷時降低。

總結：延性好，從而保證結構不致坍塌。衝擊韌性好，

對動力荷載適應性強。設計合理的鋼結構地震作用下

能充分吸收能量而安然無恙。

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二、鋼結構的常見體系

桁架結構

支架

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工業鋼框架

民用多層框架

高層鋼結構

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門式剛架

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屋蓋結構：

管桁架

網架網殼結構

預應力鋼結構

張弦梁

索桿體系

索承網格

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總結：結構結構形式豐富，對邊界適應性很強，可以

製造出各種受力合理、體型優美的結構。

三、鋼結構常見的截面類型

工字鋼 焊接 H 型鋼

箱型截面 圓形截面

蜂窩梁 格構式截面

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四、鋼結構及其構件設計指標

承載能力極限狀態

強度：表現為材料在荷載效應下屈服、斷裂等。

穩定性：表現為結構或構件平衡狀態的突然轉變，發生屈曲破壞。

疲勞：疲勞破壞三階段 裂紋形成、擴展、脆斷。注意細部設計正常使用極限狀態

變形：表現為結構或構件產生過大的變形。

1、鋼材的選取和強度取值。

一般結構主要用到非合金鋼Q235以及低合金高強度鋼Q345、Q390、Q420 等，怎麼選？

☆抗震規範 GB50018-2010 條文 3.9.2 條第三款對鋼材的三個要求：

什麼是屈服點、抗拉強度、伸長率？

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工作中常見的問題？國內專家意見？

鋼結構規範相關規定：

什麼是沸騰鋼？鎮靜鋼又是什麼？怎麼區分？

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2、一些基本力學參數的回憶

毛截面面積：毛截面，用在 整體穩定驗算裏。整體穩定驗算是相對於

整個構件來講的，與構件的截面、邊界條件等等都有關。只是某個局

部的截面的削弱對整體穩定影響不大。所以這裡採用毛截面，即忽略

某些截面中孔洞的削弱。

凈截面面積：指有效截面減去有效截面範圍內的孔洞的截面，是用在

薄壁的受壓的 強度驗算裏的，受拉時沒有局部屈曲問題，所以仍用凈

截面。（以簡支梁 M V 介紹）

有效截面：是相對於（寬厚比或高厚比較大的板件）而言的。板太薄，

受壓時會發生局部屈曲，從而不能全截面都用來承載。故規範裏對這

種薄壁構件，作了相應的簡化，認為其中的 一部分截面（有效截面 ）

可像普通板那樣來受力，而其他的部分不考慮他的作用。

鋼結構設計規範軸心受力構件計算：

截面慣性矩：截面慣性矩是衡量截面抗彎能力的一個幾何參數。截面

各微元面積與各微元至截面上某一指定軸線距離二次方乘積的積分。

常見截面的慣性矩公式

矩形 b*h^3/12 其中：b — 寬；h — 高

三角形 b*h^3/36 其中：b—底長；h—高

圓形 π*d^4/64 其中：d—直徑

圓環形 π*D^4*(1-α^4)/64; α=d/D 其中：d— 內環直徑；D—

外環直徑

截面模量 ：又叫截面抵抗矩（W）就是截面對其形心軸慣性矩與截面

上最遠點至形心軸距離的比值。其中 W=I/y

由於橫力彎曲時，梁的彎矩隨截面位置變化，Mmax 所在截面稱為危

險截面，最大彎曲正應力發生在彎矩最大的截面上，且離中心軸最遠

處，該處為危險點。（強調下)

常見截面的截面模量

矩形截面抵抗矩：W=bh^2/6 。

圓形截面的抵抗矩：W=πd^3/32。

圓環截面抵抗矩：抗彎時 W= π(D^4-d^4)/(32D) ，抗扭時 W= π

(D^4-d^4)/(16D) 。

最大彎曲應力σ=M/W,

移軸公式： ： 截面對任一軸的慣性矩， ， 等於對平行軸的慣性矩加上截面

面積與兩軸之間距離的平方的乘積。

組合截面截面特性計算舉例：

鋼結構規範受彎構件計算公式：

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鋼結構課程

截面的分類考慮了 殘餘應力、初彎曲、初偏心等因素影響。

鋼結構系列課程包括：門剛（四種類別）、框架（簡單複雜均有）、網架、平面

桁架、立體桁架、網殼，3d3s+sap2000+midas gen 等講解，包括 20 多個案例。

北京峯源，現在有公建框架班、註冊結構考試專業和基礎培訓班、初中級高層實戰班、

中高級高層班（框支、大底盤多塔、連體結構、錯層、筒中筒、框架核心筒等等）、

地基基礎班、地下室設計班、鋼結構設計初中級、高級班（3d3s+sap2000+midas gen ）、

超限結構分析班、工程造價培訓班，人防專訓班、隔震減震專訓班、裝配式培訓班。

課程目標：學成之後能夠獨立完成鋼結構的設計工作，能夠掌握的內容如下：

1 、鋼結構設計入門（如設計一般規定、材質選取、連接材料選取、焊縫表達等）

2 、鋼構件設計（如簡支梁、平面鋼桁架等）

3 、門式剛架設計（概念+ 規範+ 軟體+ 施工圖+ 手算）門剛用最新規範講解包括輕型門式剛架、帶吊車門式

剛架、抽柱門式剛架、帶夾層門式剛架。

4 、鋼框架的設計（概念+ 規範+STS 軟體+ 施工圖+ 手算）

5 、平面+ 立體桁架設計（概念+ 規範+3d3s 軟體+ 施工圖+ 節點手算）

6 、網架設計（概念+ 規範+3d3s 軟體+ 施工圖+ 節點手算）

7 、midas gen 管桁架結構計算分析及設計驗算；

8示 、某綜合體底部混合結構與頂部鋼屋蓋整體拼模技巧及演示 、 、 計算結果分析及設計驗算；

9 、某單層網殼幾何非線性分析。

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