本教材全面參照全新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）對舊版的《鋼結(jié)構(gòu)》內(nèi)容進(jìn)行了梳理和豐富完善，教材內(nèi)容實(shí)用新穎。全書主要分為8章，第1-6章主要對鋼結(jié)構(gòu)鋼材、連接及基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理和計(jì)算內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)介紹，第7章新增了鋼屋架設(shè)計(jì)，主要介紹了桁架在屋架中的應(yīng)用，第8章增加了多、高層鋼框架結(jié)構(gòu)和高框架-支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理及案例，可作為本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)的參考。
本書參照全新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》就行編寫，內(nèi)容實(shí)用新穎，增加多、高層鋼框架結(jié)構(gòu)和鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理及案例。
本教材主要參考2017年新版的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 500172017)，對2014年5月出版的《鋼結(jié)構(gòu)》教材進(jìn)行梳理和豐富完善。教材內(nèi)容主要分為兩大部分，第一部分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，編排6章； 第二部分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編排3章。本次修訂內(nèi)容概括如下：
(1) 更新了原教材中涉及的國家標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)內(nèi)容。
(2) 在第1章概述部分對國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行了更為全面翔實(shí)的介紹。
(3) 修改了原教材中的文字、計(jì)算和圖表中的錯(cuò)誤，對原來論述中不夠準(zhǔn)確和較難理解的部分進(jìn)行了重新闡述。
(4) 本教材注重理論性與實(shí)踐性相結(jié)合，增加了理論推導(dǎo)的內(nèi)容，向讀者清楚地展示了公式的來龍去脈； 此外，根據(jù)規(guī)范以及工程實(shí)際對例題進(jìn)行了重新修訂，體現(xiàn)導(dǎo)向性； 同時(shí)例題和習(xí)題數(shù)量有所增加，方便讀者進(jìn)行自學(xué)，加深對知識的理解程度。
(5) 增加了第7~9章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容。這3章內(nèi)容均選取自實(shí)際工程項(xiàng)目，并結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)流程，讀者可通過學(xué)習(xí)快速掌握結(jié)構(gòu)建模及分析的操作。
本書可用作大學(xué)本科土木工程專業(yè)《鋼結(jié)構(gòu)》教材，也可供建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員參考。
第2版修改較多，內(nèi)容取舍、論述和前后銜接難免存在不足之處，敬請同行專家及讀者批評指正！
張艷霞
于北京建筑大學(xué)
2023年11月
1.簡介：張艷霞，北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院結(jié)構(gòu)教研室主任，教授；
2.學(xué)術(shù)水平和影響：近年來主要從事裝配式鋼結(jié)構(gòu)、高性能鋼結(jié)構(gòu)體系研發(fā)及應(yīng)用工作，目前在研項(xiàng)目有十三五國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題鋼結(jié)構(gòu)建筑高效裝配化連接技術(shù)與示范和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目基于高效裝配技術(shù)的自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)體系研發(fā)與動(dòng)力性能研究等，主持國家自然科學(xué)基金等國家及省部級項(xiàng)目十余項(xiàng)。校外擔(dān)任中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會理事、中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會房屋鋼結(jié)構(gòu)分會常務(wù)理事、全國高層建筑抗震專業(yè)委員會委員、中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分會理事、中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分會、穩(wěn)定與疲勞分會理事；
3.教育背景：1988-1992年在大連理工大學(xué)完成本科學(xué)習(xí)，1994-1997年在大連理工大學(xué)完成碩士階段學(xué)習(xí)，1998年至今在北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院先后任講師、副教授、教授，并于2010-2015年在北京工業(yè)大學(xué)獲得博士學(xué)位；
4.業(yè)務(wù)成果：出版教材1部、專著1部，國家發(fā)明專利授權(quán)9項(xiàng)，發(fā)表高水平論文70余篇，獲得校級教學(xué)名師榮譽(yù)稱號，先后入選北京市中青年骨干教師和北京市優(yōu)秀人才，并于2013年獲得華夏建設(shè)科技三等獎(jiǎng)；
第1章概述
1.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
1.2鋼結(jié)構(gòu)的組成和類型
1.3鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍
1.4鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
1.4.1結(jié)構(gòu)可靠度
1.4.2極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則
1.4.3分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法
習(xí)題
第2章鋼結(jié)構(gòu)的材料
2.1鋼材的力學(xué)性能
2.1.1單向拉伸時(shí)的性能
2.1.2冷彎性能
2.1.3沖擊韌性
2.2鋼材的兩種破壞形式
2.3影響鋼材性能的因素
2.3.1化學(xué)成分的影響
2.3.2成材過程的影響
2.3.3影響鋼材性能的其他因素
2.3.4鋼材的脆性斷裂
2.4鋼結(jié)構(gòu)用材的要求
2.5鋼材的類別及選用
2.5.1建筑鋼材分類
2.5.2型鋼規(guī)格
2.5.3鋼材的選擇
習(xí)題
第3章軸心受力構(gòu)件
3.1概述
3.1.1軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式
3.1.2設(shè)計(jì)要求
3.2軸心受拉構(gòu)件
3.2.1軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度
3.2.2軸心受拉構(gòu)件的剛度
3.2.3軸心受拉構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)
3.3軸心受壓構(gòu)件
3.3.1軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度
3.3.2軸心受壓構(gòu)件的剛度
3.4軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定
3.4.1失穩(wěn)的類型
3.4.2理想軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算
3.4.3初始缺陷對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響
3.4.4實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力計(jì)算方法
3.4.5單軸對稱截面軸心受壓構(gòu)件的彎扭失穩(wěn)
3.4.6軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定
3.4.7實(shí)腹式軸心受壓柱算例
3.5格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件
3.5.1格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的組成
3.5.2格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸方向的整體穩(wěn)定
3.6柱頭和柱腳
3.6.1柱頭的構(gòu)造和計(jì)算
3.6.2柱腳的構(gòu)造和計(jì)算
習(xí)題
第4章受彎構(gòu)件
4.1概述
4.1.1梁的應(yīng)用和截面形式
4.1.2梁的設(shè)計(jì)要求
4.2受彎構(gòu)件的強(qiáng)度
4.2.1受彎構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度
4.2.2受彎構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度
4.2.3受彎構(gòu)件的局部抗壓強(qiáng)度
4.2.4受彎構(gòu)件在復(fù)雜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度計(jì)算
4.3受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定
4.3.1受彎構(gòu)件整體失穩(wěn)的現(xiàn)象
4.3.2受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性的保證
4.3.3受彎構(gòu)件的臨界荷載
4.3.4受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)
4.3.5梁的整體穩(wěn)定算例
4.4受彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定
4.4.1翼緣板的容許寬厚比
4.4.2腹板加勁肋的配置
4.4.3梁的局部穩(wěn)定算例
4.5焊接梁翼緣焊縫的計(jì)算
4.6受彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)
4.6.1型鋼梁的截面設(shè)計(jì)
4.6.2組合梁的截面設(shè)計(jì)
習(xí)題
第5章拉彎和壓彎構(gòu)件
5.1概述
5.1.1拉彎和壓彎構(gòu)件應(yīng)用及截面形式
5.1.2設(shè)計(jì)要求
5.2拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算
5.3實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定
5.3.1彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定
5.3.2彎矩作用平面外的穩(wěn)定
5.3.3例題
5.4實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定
5.4.1壓彎構(gòu)件腹板內(nèi)的受力狀態(tài)
5.4.2壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定
5.4.3算例
5.5壓彎構(gòu)件與框架柱的計(jì)算長度
5.5.1等截面框架柱在平面內(nèi)的計(jì)算長度
5.5.2單層廠房框架柱下端剛性固定時(shí)平面內(nèi)的計(jì)算長度
5.5.3框架柱在平面外的計(jì)算長度
5.6剛接柱腳設(shè)計(jì)
習(xí)題
第6章鋼結(jié)構(gòu)的連接
6.1概述
6.2焊縫連接
6.2.1焊縫連接形式
6.2.2焊縫種類
6.2.3常用的焊接方法
6.2.4焊縫的缺陷和級別
6.2.5焊縫的標(biāo)注與符號
6.3對接焊縫
6.3.1全熔透對接焊縫的構(gòu)造要求
6.3.2全熔透對接焊縫的計(jì)算
6.3.3部分熔透對接焊縫的計(jì)算
6.4角焊縫
6.4.1角焊縫的形式和受力情況
6.4.2角焊縫的構(gòu)造要求
6.4.3角焊縫的計(jì)算
6.4.4塞焊和槽焊的構(gòu)造與計(jì)算
6.4.5常用連接方式的角焊縫計(jì)算
6.5焊接應(yīng)力和焊接變形
6.5.1焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生原因
6.5.2焊接殘余變形
6.5.3焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的影響
6.5.4減少焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的措施
6.6螺栓連接的構(gòu)造
6.6.1螺栓孔的孔徑與孔型
6.6.2螺栓的排列和構(gòu)造要求
6.7普通螺栓連接的計(jì)算
6.7.1普通螺栓抗剪連接的計(jì)算
6.7.2普通螺栓抗拉連接的計(jì)算
6.7.3普通螺栓承受剪力和拉力的聯(lián)合作用計(jì)算
6.7.4普通螺栓群連接的計(jì)算
6.8高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造與計(jì)算
6.8.1高強(qiáng)度螺栓連接的性能
6.8.2高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算
6.8.3高強(qiáng)度螺栓群連接的計(jì)算
習(xí)題
第7章多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1多高層鋼結(jié)構(gòu)材料選擇
7.1.1鋼材
7.1.2焊接材料
7.1.3螺栓緊固件材料
7.2多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定
7.2.1一般規(guī)定
7.2.2結(jié)構(gòu)體系和選型
7.2.3建筑形體及結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性
7.2.4水平位移限值和舒適度要求
7.3荷載與地震作用
7.3.1豎向荷載與風(fēng)荷載
7.3.2地震作用
7.4結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
7.4.1一般規(guī)定
7.4.2彈性分析
7.4.3彈塑性分析
7.5構(gòu)件設(shè)計(jì)與驗(yàn)算
7.5.1構(gòu)件尺寸初估
7.5.2梁、柱構(gòu)件驗(yàn)算
7.5.3強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算
7.5.4節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算
7.5.5支撐構(gòu)件驗(yàn)算
7.6節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
7.6.1節(jié)點(diǎn)分類與構(gòu)造
7.6.2梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
7.6.3梁梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
7.6.4支撐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
第8章鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例
8.1項(xiàng)目概況
8.2結(jié)構(gòu)布置
8.3預(yù)估截面尺寸及模型建模
8.3.1鋼梁與鋼柱截面尺寸預(yù)估
8.3.2模型建模
8.4結(jié)構(gòu)參數(shù)定義
8.4.1結(jié)構(gòu)總信息
8.4.2風(fēng)荷載信息
8.4.3地震信息
8.4.4設(shè)計(jì)信息
8.4.5荷載組合
8.5結(jié)構(gòu)模型分析
8.5.1結(jié)構(gòu)模型基本參數(shù)
8.5.2結(jié)構(gòu)指標(biāo)匯總
8.6構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
8.6.1強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算
8.6.2節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算
8.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
8.6.4主次梁節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)
8.7施工圖繪制
第9章鋼框架-偏心支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例
9.1項(xiàng)目概況
9.2結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
9.3結(jié)構(gòu)基本信息
9.3.1鋼梁與鋼柱截面尺寸初估
9.3.2模型建模
9.3.3主要結(jié)構(gòu)參數(shù)
9.4結(jié)構(gòu)模型分析
9.4.1結(jié)構(gòu)模型基本參數(shù)
9.4.2結(jié)構(gòu)指標(biāo)匯總
9.5構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
9.5.1強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算
9.5.2節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算
9.5.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
9.5.4偏心支撐與框架連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
9.6施工圖繪制
參考文獻(xiàn)
附錄A常用型鋼規(guī)格表
附錄B螺栓和錨栓規(guī)格
附錄C鋼材、焊縫和螺栓連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
附錄D工字形截面簡支梁等效彎矩系數(shù)和軋制工字鋼梁的穩(wěn)定系數(shù)
附錄E軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)
附錄F各種截面回轉(zhuǎn)半徑的近似值
附錄G框架柱計(jì)算長度系數(shù)
書單推薦
