鋼結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

詹姆斯·安布羅斯編著的《鋼結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計(jì)》是“簡化設(shè)計(jì)叢書”中的一本，內(nèi)容根據(jù)美國與鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)的相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊編寫，用淺顯易懂的方式解釋了鋼結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)方法及過程，反映了當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)以及建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新實(shí)踐和新經(jīng)驗(yàn)。書中主要是討論如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)性能數(shù)學(xué)分析之外的許多方面，而不是討論如何計(jì)算。
《鋼結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計(jì)》強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)，而不是分析方法，所以書中大部分設(shè)計(jì)工作采用的是更為簡單的容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法（ASD法），但由于荷載抗力系數(shù)法（LRFD法）正在成為設(shè)計(jì)工作的常用方法，所以也用LRFD
法解釋了很多設(shè)計(jì)過程。本書附有詳細(xì)的設(shè)計(jì)實(shí)例及分析，便于自學(xué)。 本書可供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員以及土木建筑相關(guān)專業(yè)的師生參考。

作者簡介

詹姆斯·安布羅斯，曾經(jīng)在加利福尼亞洲和伊利諾伊州做過建筑師，在伊利諾伊州還做過結(jié)構(gòu)工程師。最近以南加州大學(xué)建筑學(xué)教授的身份退休。

書籍目錄

原第7版前言
原第1版前言（摘錄）
緒論
　0.1　鋼材在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
　0.2　分析設(shè)計(jì)方法
　0.3　設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)
　0.4　計(jì)量單位
　0.5　計(jì)算的精確度
　0.6　符號
　0.7　術(shù)語
第1章　鋼材
　1.1　鋼材的結(jié)構(gòu)特性
　1.2　鋼材的加工過程
　1.3　軋制結(jié)構(gòu)型鋼
　1.4　冷成型鋼產(chǎn)品
　1.5　裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件
　1.6　結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展
　1.7　連接方法
　1.8　有關(guān)鋼產(chǎn)品的資料
第2章　鋼材的基本性能
　2.1　應(yīng)力和應(yīng)變
　2.2　穩(wěn)定性
　2.3　極限變形與控制
　2.4　鋼材的銹蝕
　2.5　鋼材的耐火性
　2.6　鋼構(gòu)件的裝配
　2.7　造價(jià)
第3章　結(jié)構(gòu)體系選擇
　3.1　粱板體系
　3.2　空間框架
　3.3　桁架體系
　3.4　剛性框架
　3.5　組合體系
第4章　結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
　4.1　結(jié)構(gòu)特性分析
　4.2　分析與設(shè)計(jì)方法
　4.3　粱和柱分析
　4.4　柱一粱框架體系分析
　4.5　超靜定結(jié)構(gòu)的近似分析
　4.6　正常使用狀態(tài)
　4.7　容許應(yīng)力設(shè)計(jì)
　4.8　正常使用狀態(tài)與極限狀態(tài)
　4.9　荷載抗力系數(shù)設(shè)計(jì)
　4.10　選擇設(shè)計(jì)方法
第5章　水平跨框架體系
　5.1　型鋼梁
　5.2　粱的彎曲
　5.3　梁中的剪力
　5.4　梁的撓度
　5.5　粱的屈曲
　5.6　安全荷載表
　5.7　等效荷載法
　5.8　扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
　5.9　作用在粱上的集中荷載效應(yīng)
　5.10　支承板
　5.11　預(yù)制桁架
　5.12　鋼承板
　5.13　其他可與鋼框架配套應(yīng)用的樓板
第6章　鋼柱
　6.1　緒論
　6.2　鋼柱的形狀
　6.3　柱的側(cè)向穩(wěn)定性
　6.4　柱的分析
　65安全和極限荷載表格的使用
　6.6　鋼柱的設(shè)計(jì)
　6.7　單肢型鋼柱
　6.8　圓鋼管柱
　6.9　結(jié)構(gòu)方管柱
　6.10　雙角鋼壓桿
　6.11　柱與彎曲
　6.12　柱框架體系與連接
　6.13　柱基礎(chǔ)
第7章　框架
　7.1　平面構(gòu)架的發(fā)展
　7.2　多榀剛性框架
　7.3　空間框架
　7.4　框架和墻組合體系
　7.5　剛性鋼框架的特殊問題
　7.6　桁架式構(gòu)架
第8章　多種鋼部件和體系
　8.1　預(yù)制化體系
　8.2　組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件
　8.3　受拉構(gòu)件及體系
第9章　鋼桁架
　9.1　概要
　9.2　桁架支撐
　9.3　桁架上的荷載
　9.4　平面桁架的內(nèi)力分析
　9.5　桁架桿件的設(shè)計(jì)力
　9.6　桁架桿件的組合效應(yīng)
　9.7　鋼桁架設(shè)計(jì)要點(diǎn)
　9.8　雙向桁架
第10章　鋼連接
　10.1　概要
　10.2　鋼螺栓連接
　10.3　螺栓節(jié)點(diǎn)考慮因素
　10.4　螺栓連接設(shè)計(jì)
　10.5　構(gòu)架螺栓連接
　10.6　焊接
　1O.7　焊縫連接設(shè)計(jì)
　10.8　焊接鋼框架
　10.9　控制節(jié)點(diǎn)：性能設(shè)計(jì)
第11章　建筑結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)實(shí)例
　11.1　建筑結(jié)構(gòu)總則
　11.2　設(shè)計(jì)荷載
　11.3　建筑設(shè)計(jì)實(shí)例一
　11.4　建筑設(shè)計(jì)實(shí)例二
　11.5　建筑設(shè)計(jì)實(shí)例三
　11.6　建筑設(shè)計(jì)實(shí)例四
　11.7　建筑設(shè)計(jì)實(shí)例五
　11.8　建筑設(shè)計(jì)實(shí)例六
附錄A　型材特性
　A.1　常用幾何形狀的特性
　A.2　軋制型鋼的特性
附錄B　梁設(shè)計(jì)參考資料
學(xué)習(xí)指南
術(shù)語
自我檢測題
習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)
譯后記
簡化設(shè)計(jì)叢書

章節(jié)摘錄

　　第2章 鋼材的基本性能　　鋼材是一種相對昂貴的材料，因此在選擇鋼材用于建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)考慮鋼材的局限性。此外，由于鋼材是一種工業(yè)化產(chǎn)品，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其實(shí)用性，也就是說，在生產(chǎn)和施工時(shí)應(yīng)了解鋼材固有的復(fù)雜因素。本章詳細(xì)介紹了鋼材在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中必須考慮的幾個(gè)因素。　　2.1 應(yīng)力和應(yīng)變　　鋼材是用于建筑結(jié)構(gòu)中最堅(jiān)固的建筑材料之一，但是它仍然有應(yīng)力限制。例如，不像木材，鋼材的應(yīng)力反應(yīng)是無方向性的。而且也不像混凝土或砌體，鋼材對基本應(yīng)力（拉力、壓力和剪力）均有很強(qiáng)的抵抗能力。具體的鋼材應(yīng)力限制條件如下：　?。?）超過屈服點(diǎn)應(yīng)力的鋼材會(huì)產(chǎn)生永久變形。雖然這樣的變形對單個(gè)的節(jié)點(diǎn)來說是允許的，但是就結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體而言，此類變形會(huì)產(chǎn)生很大的問題。因此，雖然鋼的極限強(qiáng)度很高，但是在大多數(shù)情況下，應(yīng)把較低的屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)的允許極限值。　?。?）普通鋼材是通過熔融鋼水鑄造而成的，這樣就產(chǎn)生了晶狀結(jié)構(gòu)。沿著晶狀體的瑕疵產(chǎn)生的裂縫會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力破壞，特別是承受動(dòng)力和反復(fù)力作用時(shí)。加工時(shí)這些問題影響不大，但是承受動(dòng)力荷載的建筑結(jié)構(gòu)必須考慮這方面的影響?！　。?）諸如冷成型、機(jī)械加工或焊接等許多作用可以改變鋼材的特性，導(dǎo)致鋼材硬化、延性降低或產(chǎn)生殘余應(yīng)力。在使用鋼材前，應(yīng)確保加工過程不會(huì)削弱使用荷載下鋼材的強(qiáng)度。　　在有些情況下，預(yù)期應(yīng)力——應(yīng)變響應(yīng)，可能會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)總抗力的計(jì)算。例如，當(dāng)剛性框架或帶有偏心支撐的框架出現(xiàn)塑性鉸屈服時(shí)，必須考慮在荷載作用下的結(jié)構(gòu)特性的改變。在第6、12章將討論這一情況?！　‘?dāng)和其他材料一起承受荷載時(shí)，鋼材由于剛度較大而承擔(dān)較大的荷載。在組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)中，該特性是主要的因素，諸如鋼和木材組合的梁板體系或鋼和混凝土的組合體系（見第8.2 節(jié)）。在鋼筋混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，鋼材的這一特性也起到一定的作用。　　雖然抵抗應(yīng)力發(fā)生變化，但是抗應(yīng)變的能力（即最初的彈性模量）是恒定的。因此，即使高強(qiáng)度鋼板提高了抵抗荷載的能力（由應(yīng)力量來度量），但是并不能承受更大的變形。因此，對于較高強(qiáng)度等級鋼材制成的結(jié)構(gòu)而言，受材料剛度影響的變形和屈曲變得更為重要?！　?.2 穩(wěn)定性　　根據(jù)強(qiáng)度確定的荷載抗力是結(jié)構(gòu)最關(guān)鍵的限制條件。但是在應(yīng)力達(dá)到極限值之前，結(jié)構(gòu)會(huì)由于喪失穩(wěn)定性而失去承載能力。為了確保結(jié)構(gòu)安全可靠，設(shè)計(jì)人員必須考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。由于鋼構(gòu)件常常由很薄的板件組成，不像木材和混凝土是實(shí)心的，因此必須考慮鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性。此外，裝配式框架常常由很細(xì)的桿件構(gòu)成，而這樣的桿件常常發(fā)生屈曲破壞，而不是壓碎或受拉破壞。因此，設(shè)計(jì)人員必須特別注意各種屈曲破壞的可能。因?yàn)樘囟ǖ慕Y(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系具有各自的屈曲破壞形式，所以在本書的其他章節(jié)論述了這些失穩(wěn)形式。　　另一種穩(wěn)定問題：大多數(shù)裝配件的穩(wěn)定性不是白其連接得到的，因?yàn)檫B接幾乎無抗彎能力，因而經(jīng)常作為鉸接連接，而不是固接連接（實(shí)際上典型的連接是具有傳遞一定彎矩能力的部分固接）?！　　?/pre>








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