刚性钢框架异型节点的研究现状
钢结构框架节点域设计
钢结构框架节点域设计【摘要】在钢结构设计中,无论是钢框架还是门式钢架,节点设计都是其中的重要环节,“强节点,弱构件”更是抗震规范中所强调的。
工程实例中,发生地震后,钢结构框架的破坏有相当一部分出现在连接节点处。
虽然钢结构的震害相对于其它结构较少,但为避免地震发生时,连接节点先于框架梁破坏而导致结构变形、倒塌,设计人员应该对钢框架节点的计算及设计高度重视。
节点域的计算是节点设计的其中一个方面,如果节点域不满足要求,该节点将在梁端弯矩及剪力作用下,产生剪切变形继而先于构件屈曲破坏。
因此,节点域的设计在钢结构框架的设计中占有重要地位。
本文着重通过对节点域的概念、计算、调整、设计原则及注意事项的论述,说明了节点域的设计在钢结构框架设计中的重要性。
【关键词】钢结构框架;节点域;设计;在强震作用下,钢框架的梁柱刚接节点易发生破坏,尤其是在弹塑性阶段,节点域剪切变形明显增大,为满足强节点弱构件的设计原则,应对节点域进行处理。
一般情况下,采用在节点域腹板两面或单面贴钢板的方法补强节点域厚度,同时,节点域上下的加劲肋和侧向支承也必须设置。
焊缝的施工质量非常重要。
一、节点域的概念及计算1.节点域的概念。
节点域是指当梁与柱翼缘( 强轴) 刚性连接时,由柱翼缘与水平加劲板所包围的柱腹板范围。
当梁与柱铰接或梁与柱腹板(弱轴)刚性连接时,可不考虑节点域内容。
当梁与柱翼缘(强轴)刚性连接时,梁端弯矩通过梁翼缘对柱腹板产生剪应力,剪应力过大将导致柱腹板屈服,节点破坏; 当梁与柱铰接,弯矩无法传递至柱腹板或翼缘,也就不存在节点域超限问题; 当梁与柱腹板(弱轴)刚性连接时,只要按构造要求在柱子另一侧设置水平加劲板,剪应力将传递至加劲板及其焊缝上,不会对柱腹板产生破坏。
因此,只有当梁与柱翼缘(强轴)刚性连接时,才需考虑节点域是否超限。
2.节点域的计算。
节点域的计算分两种情况: 抗震和非抗震情况下的验算。
以工字形截面柱为例。
(1)非抗震时: 钢结构规范公式为 7.4.2-1,7.4.2-2: 一是需要满足抗剪强度要求;二是需要满足柱腹板厚度要求: , tw—柱在节点域的腹板厚度;hb—与柱相连的梁翼缘板厚中心的距离; hc—柱翼缘板厚中心的距离。
异形钢管混凝土柱-钢梁节点研究
Ab ta t Thsp prdsr e he y e ftejitad ma eacmp rt eaayi a o ttec retjit sr c  ̄ i a e eci stretp so h n n k o aai nlss b u h urn on, b o v
c r yi tegh n ek ess l i s rn tsadw a n se.Asars l o it cnn t eue ,ads mejit u e a o — a f ts eut me ons a o sdi i n o ns sdcnn t ,s j b nt o a
点 , 由于耐 火能力 较差 , 能很 好 的发挥 钢结 构 的性 能 。钢 管混 凝 土 异形 柱 很 好 的解 决 了这 一 问题 , 得 但 不 值
进行 深入 的研 究 。
1 异 形 钢 管 混 凝 土 柱一 梁 节 点 连 接 形 式 分 类 钢
早期节点的连接形式较为单一 , 其主要原因还是在于对其构件的受力特性不太清楚 , 随着各 国学者不断
关 键词 : 异形钢管混凝土柱; 钢梁; 节点
Re e r h fCo ne to t e S ca— h p d Co c e e s a c o n c insBewe n pe i ls a e n r t Fild Ste beCo u n a d S e lBe m le e lTu l m n t e a
从 以往 的试 验结 果来 看 , 种节 点都 具有较 高 的承载 能力 和耗 能能力 。对 于异 形钢 管 混凝 土 柱一 梁 的 各 钢 连接 形式 , 考虑 到异 形柱 的截 面尺寸 及施 工方便 , 首先 就 可 以排 除 内部 加劲 式连 接 。 内部 加劲适 用 于尺 寸较 大 的柱截 面 , 截面尺 寸太 小会 给施工 带来 不便 , 而且 内隔板 与柱 壁板 焊 接 困难 , 易保 证 焊 缝 质量 。外部 加 不 劲式 节点 有利 于管 内混凝 土 的浇筑 , 施工 也相对 容 易 , 节点用 钢量 较大 , 内柱子 角部 有 凸出 , 响室 内美 但 室 影 观, 这就违 背 了异形 柱 的最初 目的 。穿 芯式节 点没 有现场 焊接 , 且钢 管 内仅 有 螺栓杆 、 铰线 或钢筋 , 工方 钢 施
钢结构框架梁柱节点性能分析
钢结构框架梁柱节点性能分析摘要:钢结构框架梁柱节点施工是提升建筑抗震性的主要工序,因此应优化梁柱节点的质量。
本文通过概述钢结构框架梁柱节点内容,围绕有限元模型、载荷等方面研究钢结构框架梁柱节点性能,分析多种要素对于节点性能的影响,为优化节点质量提供参考意见,提升建筑工程整体质量,突出项目结构的抗震性能。
关键词:建筑工程;钢结构框架;梁柱节点前言:钢结构具有韧性塑性强、重量轻、制造简便的优势,该模式在建筑工程中的应用可以缩短施工周期、提升抗震性能。
其中梁、柱节点是框架关键连接位置,其性能会决定框架结构在载荷基础下的整体性。
因此,有必要深入分析钢结构框架梁柱节点的实际性能,实现构件和节点的标准化设计,优化节点性能。
1钢结构框架梁柱节点概述1.1刚性连接模式其一,全焊连接。
借助融透的方式焊接梁上下翼,通过双面胶焊接腹板。
上述连接模式对于焊接技术要求较高,若操作失误会导致应力集中,对施工结构受到影响。
其二,全栓焊接。
借助T型钢,使用高强螺栓连接梁翼和柱翼,不会产生三向应力和残余应力。
其三,混合连接。
该模式包含两方面内容:一方面是利用融透焊接梁上下翼,并通过大刚度角钢连接高强螺栓,借助剪力板连接柱翼和高强螺栓。
多层钢结构中主要利用刚性连接梁柱,通过柱贯通方式连接框架柱和梁。
针对抗震部分,应确保梁翼缘厚度和加劲肋相同。
若属于非抗震区域,加劲肋的厚度应≥梁翼缘厚度的1/2,满足板件的实际宽厚比值,防止连接节点受到破坏。
1.2柔性连接模式柔性连接又称为铰接连接,在梁侧无线位移,不过可以进行自由的转动。
该模式包含承托、端板以及角钢三方面。
其中,角钢主要连接柱和梁腹板,可以借助连接板替代角钢。
端板连接模式和角钢相同,但不可替代。
利用承托连接模式连接柱的腹板时,主要将厚板当作承托构件,防止柱腹板弯矩较大,确保偏心力矩传输至柱翼位置。
2钢结构框架梁柱节点性能研究2.1构建有限元模型本课题主要借助有限元软件,依据相关学者关于连接节点的研究内容,构建建筑工程中钢框架梁的非线性节点有限元模型,分析其中力学性能的差异性,为后续工程梁柱节点连接模式提供新思路[1]。
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展
高强度钢材钢结构的工程应用及研究进展一、本文概述随着现代工业与建筑技术的飞速发展,高强度钢材钢结构在各类工程项目中的应用越来越广泛。
本文旨在全面综述高强度钢材钢结构的工程应用现状及其研究进展,为相关领域的理论研究和实践应用提供参考。
文章首先简要介绍了高强度钢材的基本特性,包括其高强度、高韧性、良好焊接性和优良的耐腐蚀性等特点。
随后,文章重点分析了高强度钢材在桥梁、高层建筑、海洋工程、石油化工、能源电力等关键工程领域的应用实例,展示了其在提高工程结构性能、节约材料成本、缩短建设周期等方面的显著优势。
本文还综述了高强度钢材钢结构在材料制备、结构设计、施工工艺、耐久性评估等方面的最新研究进展,包括新型高强度钢材的研发、高性能焊接技术的创新、复杂结构体系的分析与设计方法的发展等。
文章最后展望了高强度钢材钢结构未来的发展趋势,包括环保型材料的研发、智能化设计与施工技术的应用、结构健康监测与维护技术的提升等,以期为相关领域的持续发展和创新提供借鉴和指导。
二、高强度钢材钢结构的工程应用随着材料科学技术的不断进步,高强度钢材以其出色的力学性能和优越的经济性,在各类工程结构中得到了广泛的应用。
高强度钢材钢结构的工程应用主要集中在大型桥梁、高层建筑、工业厂房、海洋工程以及能源交通等领域。
在桥梁工程中,高强度钢材因其轻质高强、耐疲劳、耐腐蚀等特点,被广泛应用于大型悬索桥、斜拉桥和拱桥等关键受力部位。
其应用不仅减轻了结构自重,提高了桥梁的跨越能力,而且有效延长了桥梁的使用寿命。
在高层建筑领域,高强度钢材钢结构的应用同样显著。
由于其良好的可塑性和焊接性,可以实现建筑结构的快速安装和灵活设计。
同时,高强度钢材钢结构还具有优良的抗震性能,能够有效抵抗地震等自然灾害的影响,保障建筑的安全性。
在工业厂房的建设中,高强度钢材钢结构以其高效、经济、环保的优势,成为首选的结构形式。
其快速的施工速度和灵活的空间布局,为工业生产的快速部署提供了有力支撑。
钢结构框架的刚度设计与变形控制
钢结构框架的刚度设计与变形控制钢结构框架在现代建筑中被广泛应用,其强度高、稳定性好的特点使其成为许多大跨度建筑物的首选结构形式。
然而,在实际应用过程中,钢结构框架的刚度和变形控制是需要重点考虑的问题。
本文将探讨钢结构框架的刚度设计与变形控制的相关技术和方法。
1. 刚度设计的基本原理刚度是指物体抵抗外力产生形变的能力。
钢结构框架的刚度设计需要满足建筑物使用要求和安全标准。
一般来说,刚度设计主要考虑以下几个方面:1.1 材料选择钢结构框架的刚度主要受材料的弹性模量和截面尺寸的影响。
在刚度设计中,一般选择高强度的钢材料,并通过合理的截面设计来增加刚度。
1.2 结构整体刚度结构整体刚度与构件连接方式、构件形状和布置方式等有关。
设计时需根据结构特点选择合适的连接方式,并合理设计构件形状和布置方式,以提高整体刚度。
1.3 支撑设计支撑是钢结构框架保持刚度和稳定的重要因素。
在设计过程中,需要合理设置支撑点,以增加框架的整体稳定性和刚度。
2. 变形控制的方法钢结构框架的变形控制是实现安全和舒适使用的关键。
变形控制一般从以下几个方面考虑:2.1 设计刚度与变形限值的匹配在设计过程中,需要根据建筑物的使用要求和安全标准,合理确定刚度和变形限值的匹配关系。
通过合理的刚度设计,控制结构变形在允许范围内。
2.2 弹性阶段预设变形在建筑物使用过程中,往往会受到气温、荷载变化等因素的影响而引起结构变形。
通过在设计过程中预设一定的弹性变形,使结构在变形后能够恢复到设计的位置,避免过大变形引起的安全隐患。
2.3 非弹性阶段变形控制由于一些特殊荷载作用或材料本身的不均匀性,钢结构框架很容易在非弹性阶段产生较大的变形。
通过合理的剪切墙设置、加强抗剪和抗扭刚度等措施,可以有效控制结构在非弹性阶段的变形。
3. 钢结构框架的刚度设计与变形控制案例分析以下通过一个具体案例来进一步说明钢结构框架的刚度设计与变形控制。
案例:某体育馆在某体育馆的钢结构设计中,设计师考虑到场馆的使用要求和安全标准,采取了以下刚度设计与变形控制措施:3.1 材料选择选用高强度的钢材料,以提高结构的整体刚度。
高强度钢材钢结构研究进展综述
4、工业厂房:大型石油化工、电力能源等工业厂房采用了高强度钢材钢结 构设计,满足了高大空间、重荷载和高耐久性的要求,提高了工业生产的安全和 效益。
五、研究进展
近年来,高强度钢材钢结构的研究取得了诸多进展,主要包括以下几个方面:
1、高强度钢材的研发:随着钢铁材料的不断发展,高强度钢材的屈服强度 和抗拉强度得到了显著提高,为钢结构的设计和制造提供了更好的选择。
高强度钢材钢结构研究进展综述
目录
01 摘要
03
高强度钢材钢结构的 研究现状
02 引言
04
高强度钢材钢结构的 研究问题与挑战
目录
05 高强度钢材钢结构的 未来研究方向
07 参考内容
06 结论
摘要
高强度钢材钢结构是指采用高强度钢材作为主要构成材料,通过合理的结构 设计、制造和安装,使其具有承载力高、抗震性能好、施工速度快等特点的钢结 构形式。随着高层建筑、桥梁、港口等工程领域的快速发展,高强度钢材钢结构 的应用越来越广泛。本次演示旨在综述高强度钢材钢结构领域的研究现状、问题 以及发展趋势,提出未来的研究方向和建议。
在基础抗震设计方面,研究人员提出了基于性能的抗震设计方法,为高强度 钢材钢结构的地震安全性能提供了理论支持和实践指导。
高强度钢材钢结构抗震研究不足:尽管高强度钢材钢结构抗震研究取得了一 定的进展,但仍存在以下不足之处:
பைடு நூலகம்
1、研究深度不够:目前的研究主要集中在基本构件和简单结构上,对复杂 结构和精细的细节构造的研究尚不充分;
高强度钢材钢结构的研究现状
近年来,国内外学者针对高强度钢材钢结构的研究主要集中在轧制工艺、热 处理工艺、材料选择等方面。在轧制工艺方面,研究者们通过对轧制过程中温度、 轧制速度、变形量等参数的控制,制备出具有优良性能的高强度钢材。在热处理 工艺方面,通过适当的加热和冷却条件,可以获得具有较高强度和良好塑性的高 强度钢材。在材料选择方面,研究者们针对不同的应用场景,选用不同成分的高 强度钢材进行钢结构制造。
浅谈钢管结构的发展现状
浅谈钢管结构的发展现状【摘要】本文旨在探讨钢管结构的发展现状。
在将介绍钢管结构的定义和特点,并论述本文的研究目的。
在正文部分中,将以历史发展为切入点,探讨钢管结构在建筑领域、桥梁工程、海洋工程以及机械工程中的应用情况。
结合各个领域的案例,分析钢管结构的优势和潜力。
结论部分将总结钢管结构的发展趋势并展望其未来发展前景,同时提出相关研究建议。
通过本文的分析,读者将了解钢管结构在不同领域的应用现状,以及其在未来的发展方向和潜力。
【关键词】钢管结构,发展现状,历史,应用情况,桥梁工程,海洋工程,机械工程,发展趋势,未来前景,建议1. 引言1.1 钢管结构的定义钢管结构是一种利用钢管作为主要承重构件的结构形式。
通常情况下,钢管结构采用焊接、螺栓连接等方式将钢管组成框架结构。
钢管结构的设计具有灵活性和适应性强的特点,能够满足各种不同形式和功能的建筑需求。
钢管结构的定义中,钢管是指具有一定强度和稳定性的圆形或方形的金属管材,常见材质有碳钢、合金钢等。
通过连接方式将不同形状和尺寸的钢管组合成各种结构形式,如框架、梁柱、桥梁等。
钢管结构的特点包括重量轻、强度高、耐腐蚀、易于加工和施工等优点,因此在建筑、桥梁、海洋和机械工程等领域得到广泛应用。
本文旨在探讨钢管结构的发展现状及未来趋势,为钢管结构的研究和应用提供参考和展望。
1.2 钢管结构的特点钢管结构的特点在于其具有高强度、轻量化、耐腐蚀、易加工等特点。
钢管结构的材料是优质的钢材,具有很高的强度和硬度,能够承受较大的荷载,具有较好的耐久性。
由于钢管结构的重量相对较轻,可以减轻建筑物的自重,从而减小了地基承载压力,降低了建筑物的成本。
钢管结构对于外界环境的腐蚀也具有较好的抵抗能力,可以在恶劣环境下长时间维持良好的使用状态。
钢管结构的加工和施工比较方便快捷,可以根据设计要求进行弯曲、切割、焊接等处理,适用于各种复杂的建筑形式。
钢管结构以其优良的性能特点在建筑领域得到广泛应用,成为现代建筑材料中不可或缺的一部分。
钢框架梁柱半刚性连接性能研究(土木结构工程专业优秀论文)
出于半剐性连接的初始剐度主要与连接件的抗弯刚度、板厚以及螺栓的分稀位置有关,本文以有柱加劲肋,端扳厚度为20mm,排列四排螺栓,并且第l排螺栓与第2{{|=螺栓、第3排螺栓‘i第4排螺栓I’HJ距为120mm分和的外伸端板螺栓连接为基本模型,然后分别去掉托加劲肋、增加端极厚度以及改变螺栓分布进行计算。
为了区别这些模型,简单称为:a无加劲肋:b有加劲肋、端板厚度20mm;c端板厚度25mm:d四排螺栓、问距100mm;e五排螺栓:f三排螺栓。
部分有限元模型如图3-6。
(a)无加劲肋(b)有加劲肋(c)螺栓详图图3-6部分有限元模型3.32有限元模型计算分析3.3.2.1有无柱加劲肋的外伸端板连接的分析对有柱加劲肋和无柱加劲肋的外伸端板连接分别进行有限元计算。
首先,分析连接节点各个组件的应力变化。
全部荷载分两个荷载步分别施加,第一步施加约束荷载和螺栓预紧力,第二步施扭l竖向位移荷载。
第一个荷载步施加完成后,部分汁算模型的应力分缔如图3-7所示。
l枣l(a)O所示为柱右侧翼缘相对应端板部分,阁(b)为端板,两者的应力分布大致相同,都是螺栓孔周围2~3mm直径范围内有应力,且越靠近孔应力越大,越远离孔应力越小。
图(c)为螺栓的应力分靠。
螺栓杆的应力分确j是Ih杆的中问l≈两端逐渐增大,螺栓杆与螺栓帽连接处最大。
螺栓帽的分却~方面是出圆心处逐渐向外递减,另一方面是由靠29——(a)柱右冀缘(b)端板(c)螺栓(d)柱腹板和粱腹板(e)梁上下翼缘图3-7第l荷载步作用下的应力分布云图(a)无加劲肋(b)有加劲肋图3-8螺栓的应力分布云图30——加劲肋柱翼缘的应力增加快慢不同,程度不同,图3-9为柱右侧翼缘的最后应力分布云图。
有无加劲肋粱端板的应力变化过程大致栩同,应力从第1排、第2排螺栓孔附近丌始增长,逐渐扩张到第l排、第2排螺栓的中州部位,随后第3排、第4排巾l-白J丌始出现应力增长,范cl;l逐渐扩人。
火电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构抗震设计分析
火电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构抗震设计分析摘要:本文分析了主厂房钢筋混凝土框排架结构抗震性能的不足之处,在总结过去工程设计经验的基础上,提出了提高钢筋混凝土单跨框架结构安全度的可靠措施。
关键词:火电厂主厂房;框排架结构;抗震设计Abstract: This paper analyzes the main building of reinforced concrete frame deficiencies bent frame structure seismic performance, based on summarizing the past experience in engineering design, provides reliable measures of improving single span reinforced concrete frame structure safety degree.Key words: thermal power plant; frame structure; seismic design0前言火力发电厂主厂房是火电工程的核心部分,各种重要的设备、管道、电缆和仪表控制系统布置十分复杂密集,楼层多、柱距大,是技术难度较高的工业厂房。
多年来,主厂房的布置方式已形成较为固定的框排架结构,主厂房横向是以汽机房排架、除氧间和煤仓间双框架结构组成,锅炉房自成独立体系。
电力系统的安全性直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序,历次大震,造成极大损失的一个主要原因是火电厂供电系统破坏严重,影响了救灾工作的顺利进行,对火电厂主厂房结构进行抗震设计分析,具有重要的实用价值和社会意义。
火电厂主厂房布置特点火力发电厂主厂房工艺布置要求尽量紧凑,厂房结构选型和结构体系首先要根据工程工艺布置特点,结合工程地质和抗震设防等要求综合考虑,以保证实现工程项目“安全经济、技术进步、控制工程造价、提高经济效益”的最终目标。
我国轻钢建筑及其发展问题探讨3篇
我国轻钢建筑及其发展问题探讨3篇我国轻钢建筑及其发展问题探讨1我国轻钢建筑及其发展问题探讨随着城市化进程的加速,人们对于住房的需求也日益增加。
轻钢建筑作为一种节能环保、质量可靠、施工便捷的建筑新技术,被越来越多的人所关注和采用。
那么,我国的轻钢建筑发展现状如何?其面临的问题有哪些呢?本文将从多个角度进行探讨。
一、轻钢建筑技术现状轻钢别墅、轻钢结构工业厂房、轻钢结构楼房等轻钢建筑现已广泛运用于国内城市、农村及旅游胜地等多种场所。
其主要的构件有轻钢龙骨、轻钢薄壁方管、轻钢拉杆、轻钢格栅、轻钢梁等。
这些构件能够大幅度减少建筑物的自重,提高建筑时效,降低建设成本,受到了众多人士的青睐。
二、我国轻钢建筑的发展优势(一) 节能环保:轻钢建筑不仅可以减少能源的消耗,而且施工过程中也不会排放大量的二氧化碳、硫化氢等有害物质,是一种绿色环保的建筑技术。
(二) 建设成本低:相较于传统建筑,轻钢建筑不仅材料成本低,而且施工快速,能够节省大量的人力、物力和财力。
(三) 防火、抗震:轻钢建筑在防火、抗震等方面表现也更加优越。
其材料为冷拔薄壁钢板和轻型钢木骨架,它本身就有较高的抗强度和抗震性能。
(四) 便于拆迁:由于轻钢建筑的构件和尺寸都有一定的标准化,因此具有便于拆迁和改造的特征,能够适应城市化进程的需要。
三、我国轻钢建筑所面临的问题(一) 材料不稳定:目前轻钢建筑可选用的材料种类较少,并且其中大多数是进口材料,因此其价格也较为昂贵。
国内轻钢建筑材料产业仍不健全,因此,在轻钢建筑施工领域仍存在材料质量不稳定等问题。
(二) 技术标准不明确:由于行业的发展较为迅速,针对轻钢建筑的国家标准、行业标准和技术规范还需要进一步完善,以规范和标准化轻钢建筑市场行为。
(三) 施工难度较大:相对于传统建筑,轻钢建筑在施工时需要更高的精度和技能水平,而目前国内的施工工人普遍缺乏相关技能培训。
四、针对问题的解决办法(一) 加快轻钢材料产业的发展:国家应大力扶持轻钢材料产业,提高国内产业的竞争力和实现产业化的水平。
T形钢管混凝土异形柱——钢梁框架节点性能研究
0 引 言
异形柱应用于高层住宅建筑能使结 构避免肥梁胖 柱 , 避 免 房 间 出现 棱 角 , 合 建筑 布 局 , 高 使 用 面 积 ; 约 大 量 钢 适 提 节 支 撑 , 大 缩 短 了工期 . 高 了工 程 质 量 。近 年来 钢 管 混凝 土 大 提 异 形 拄 已经 成 功 地 运 用 在 实 际 工 程 中 , : 州 名 励 大 厦 、 如 广 江
s e i l s a e o u n a d s e I e m r m e s a e o e p ca — h p d c l m n t e a fa b h p dn d s
Ab t c :I hs p p r en o c d c n r t l d se lt b lrs e i l s a e ou i h w - h p d si e s r t n t i a e ,r i fr e o c ee f l te u a p c a- h p d c l mn w t te t o T s a e t n a i e u h f i g rb n e w c c i la ig tssa d se l e m a h p d n d sw r td e . s , e h g i fdf r n n is u d rl y l o d n t n t e a f me s a e o e e e su i d Alo t ih l o c e b r h mb o i e e t f ti k e s r t y tr t h r ce si s sr n t a d d ci t f i r h rc e it s a d oh r c a a t r t s w r h c n s a o h se ei c a a tr t ,t gh n u t i a l e c a a trs c n t e h r ce si e e i e i c e l y, u i i c
我国钢结构建筑的现状及发展趋势3篇
我国钢结构建筑的现状及发展趋势3篇我国钢结构建筑的现状及发展趋势1我国钢结构建筑的现状及发展趋势随着科技的不断发展和经济的快速增长,钢结构建筑在我国的建筑业中扮演着越来越重要的角色。
钢结构具有优异的强度和稳定性,耐用性和经济性,同时也具备易于施工的特点,因此被越来越多的建筑行业所青睐。
本文就我国钢结构建筑的现状及发展趋势进行探讨。
一、我国钢结构建筑的现状钢结构建筑目前在我国已经成为一种先进、高效、环保、节能的建筑形式。
随着钢结构技术的不断提高,钢结构轻型化、高强化、智能化、系统化的应用也越来越广泛。
据统计,截至2019年底,我国钢结构建筑面积已经达到2.53亿平方米,其中工业和民用建筑分别占比76.8%和23.2%。
而在国际市场上,我国钢结构建筑已经逐渐获得了较高的认可度和竞争力。
目前,我国钢结构建筑所涉及的领域以工业建筑和高层建筑为主,比如钢结构制造厂、车间、仓库、体育场馆等,此外,钢结构还广泛应用于异形建筑、桥梁及隧道、矮墙结构、装配式建筑等领域。
尤其是近年来到来的新冠疫情,进一步加速了钢结构建筑的应用发展。
比如一些康复医院和方舱医院等,都是由钢结构制成。
二、我国钢结构建筑发展趋势1. 环保节能随着我国对环保节能的重视,未来,钢结构建筑也将更加注重环保节能方面的满足。
目前,一些已成熟的绿色、智能技术正在逐渐应用于钢结构建筑,如建筑物的通风、采光、节能等,这有利于促进钢结构建筑的节能效应和环保效果。
2. 防火性能近年来,我国针对钢结构建筑在防火性能方面逐步加强。
未来,我国钢结构建筑在防火性方面的要求将会更加严格,建筑部门也将会采取更加严格的标准来保证钢结构建筑的防火性能。
此外,一些新型材料和技术已经应用于钢结构建筑中,如防火涂层、钢构件覆盖材料等,有助于提升钢结构建筑的防火性能。
3. 结构系统化未来,钢结构建筑将更加注重结构系统化方面的改善。
随着信息化和数字技术的发展,钢结构建筑的结构系统、设计和制造将会更加智能化、精细化、模块化,减少了建造周期和成本。
浅谈钢管结构的发展现状
浅谈钢管结构的发展现状钢管结构是一种轻量化、高效、绿色环保的建筑结构,其优点被广泛应用于现代建筑、工业建筑及公共建筑等领域。
下面本文将围绕钢管结构的发展现状进行浅谈。
一、钢管结构概述钢管结构是指利用钢管或钢管和钢板组合形成的稳定框架结构。
钢管结构具有自重轻、强度高、抗震性好、耐久性强、施工方便等优点。
目前,钢管结构主要应用于大型工业厂房和多层公寓建筑等领域。
早在20世纪30年代,美国公共工程理事会就开始尝试采用钢管结构进行高层建筑的建造。
在1950年代,钢管结构已经成为高层建筑的主流结构形式。
随着现代钢结构技术的不断发展和改良,钢管结构也不断得到改进和完善,如新型螺旋焊接钢管的使用、钢管混凝土构造体系的发展等。
三、钢管结构的应用领域1.工业建筑工业建筑中,钢管结构的应用主要是在加工制造、物流仓储、钢结构框架厂房等领域。
钢管结构具有自重轻、强度高、灵活度好等优点,可有效提高工业建筑的生产效率,降低建筑物的建造成本。
2.公共建筑在公共建筑中,钢管结构广泛应用于体育馆、展览馆、机场候机楼、车站等建筑。
由于钢管结构具有自重轻、稳定性好、施工方便等优点,相较于传统钢结构,钢管结构在公共建筑中应用更为广泛。
3.住宅建筑近年来,随着城市化进程的推进和人们生活水平的提高,高层住宅建筑成为人们追求的一种居住形态。
而钢管结构在高层住宅建筑中的应用也越来越广泛。
其灵活性和高度可定制化的特点,可以满足业主的个性化需求。
而钢管结构在住宅建筑中还具有节能、环保等优点。
四、发展趋势随着绿色低碳理念在建筑行业中的不断推广,钢管结构建筑也逐渐走向绿色、环保和可持续发展。
例如,针对工业建筑方面,钢管结构在节能、环保等方面的应用也越来越普遍。
而在高层住宅建筑方面,则逐渐朝着轻量化、高强度、超高层等方向发展。
同时,随着新材料、新技术、新方式的应用,钢管结构将在更广泛的领域中得到更为广泛的应用。
五、结论目前,钢管结构在工业建筑、公共建筑及住宅建筑等领域中已具有深厚的应用基础和广泛的市场前景。
钢结构的材料研究与发展趋势
钢结构的材料研究与发展趋势导言钢结构作为一种重要的建筑结构形式,具有高强度、高刚度、易于加工等诸多优点,已经被广泛应用于各个领域。
随着科技的不断发展和人们对建筑质量和环境友好性要求的提高,钢结构材料的研究与发展也日趋重要。
本文将探讨钢结构材料未来的研究和发展趋势。
1. 高强度钢材在钢结构领域,高强度钢材的应用已经成为一个热门的研究方向。
高强度钢材可以提高结构的整体强度和承载能力,并且减少结构的自重,从而节省材料成本。
未来的研究重点将放在寻找更高强度的钢材,并且研制出相应的制造工艺,以保证材料的可靠性和可加工性。
2. 高耐久性表面涂层钢结构在各种环境中都存在着腐蚀和氧化的问题,而这些问题会严重影响结构的使用寿命。
因此,研究和开发高耐久性的表面涂层成为一项重要任务。
未来可投入更多的研究力量,开发出耐腐蚀、耐氧化和耐撞击的新型表面涂层,以保护钢结构材料的完好性。
3. 绿色环保材料随着人们对环境保护意识的不断增强,绿色环保材料在钢结构领域的应用也越来越受到关注。
传统的钢结构材料中常含有大量的有害物质,对环境造成不良影响。
因此,研发绿色环保材料是未来的发展方向之一。
例如,利用再生钢材、复合材料等新型材料来替代传统的钢材,降低对环境的影响。
4. 新型钢结构形式除了材料的研究与发展,钢结构形式的创新也具有巨大潜力。
传统的钢结构形式通常是梁柱体系,但未来的研究方向将更加注重全新的结构形式设计。
例如,网壳结构、空心板结构等具有更好的刚性和稳定性的结构形式将得到广泛应用。
5. 先进制造技术钢结构的制造技术也是影响其研究与发展的重要因素。
随着先进制造技术的快速发展,例如3D打印技术、激光切割技术等,钢结构制造的效率和精度将得到提高,为材料的研究和发展提供更多的可能性。
结论综上所述,钢结构材料的研究与发展正朝着高强度、高耐久性、绿色环保和创新结构形式的方向发展。
通过持续的技术创新和制造工艺改进,未来的钢结构材料将具备更大的潜力和更广泛的应用前景。
我国钢结构建筑的现状及发展趋势
1 钢 结构 建筑概 述
钢结 构建 筑 是指 由钢板 、 型钢 、 钢管 、 钢绳 、 钢束 等钢 材 , 用 焊、 、 铆 螺栓或胶等 方式 连接 而成 的建 筑。钢结 构建 筑 具有 自重 轻、 强度高 、 载重大 、 跨度大 、 展性好 、 震性 能好 、 设 ( 延 抗 架 安装 ) 便捷 、 便于工业化 生产等特点 , 是一种节 能环保 型 , 能循 环使 用 的 建筑 , 符合经济持 续健 康发 展 的要求 , 高层 建筑 、 在 大型 厂房 、 大 跨度 空间结构 、 轻钢 结 构 、 宅建 筑 中更 能 发挥 其 优势 , 住 应用 广
2 我 国钢 结构 建筑 现状 2 1 我 国钢 结构 建筑 规 范 、 配件 标 准概 况 . 构
发了诸 如压型钢板 、 彩涂板 及成 型机械 、 强螺栓 、 接 H型钢 、 高 焊
焊接箱形梁柱 、 轧 H型钢 、 热 大型方矩 管等钢铁 产 品, 促进 了新 兴 带动并推进 了钢结 构事业 的发展 。钢 结 近几 年来 , 国家技术监督局 、 设部 等有关部 门和协 会 , 建 组织 钢结构制造产业 的形成 , 构随着新材料和设 计理 念变 化 , 的结 构体 系 和创新 不断 涌现 。 新 高校 、 科研 、 计 、 工及 企业 , 设 施 编制和 修订 钢结 构 设计 、 工 、 施 验 比较突出的是我 国钢一混凝 土混合 结构发 展及应用 在 国际领先 , 收规 范和规程 6 0多 本 , 编制 了相应 的构 件和 配套 材料 的通 用 并
桥 地 图集 , 为钢结构行 业 的发展 奠定 了 良好 的基础 。在 国家标 准 、 行 广泛应用于超高 层建筑 、 梁到 厂房 、 铁等 建筑 。还 有 门式 钢 架结构成为 目前钢结构厂 房 、 仓库 、 超市等常见的建筑 。 业标 准和协会标准 的基 础上 , 确保 工程质 量 , 为 国家 又 制定 了强
住宅建筑异形柱的框架结构设计之我见
振型参与质量达到总质量的 9 %所需的振型数。S T 0 A WE等 电算程序 已有 这种功能, 以很方便地输出这种参与质量的 比值 。有些设计人员不大重 可 视 电算程序使用手册 的应用, 选取振型数 时比较随意 , 这是应 当改进的。 此 外, 由耦联计算 的地震剪力通 常小于非耦联计算得来 的数值 , 仅当结构存 在明显扭转时才采用耦联计算 , 但在必要 时应补充非耦联计算 。 133 结 构 周 期 折 减 系数 .- 框架 结构及框 架一 抗震墙等结 构中, 由于填充墙 的存在 , 结构 的实 使 际刚度大于计算刚度 , 计算周期大于 实际周期, 因此 , 出的地震剪力偏 算 小, 结构显得不安全。因而对结构的计算周期进行折减是必要的, 但若折 减 系数取得过大 也是不妥 当的。对于框架结构来说, 采用砌 体填 充墙 时, 周期折减系数可取 06 07 . .;砌体填充墙较 少或采用轻质 砌块时 ,可取 07 08 完全采用轻质墙体板材时, .— .; 可取 09 .。只有 无墙 的纯框架 , 计算周 期才 可以不折减 。 13 框 架 梁 、 箍 筋 间距 _. 4 柱 《 震规 范》 633条及 638条对不同抗震等级 的框架梁 、 抗 第 ._ -. 柱箍筋 加 密区的最 小箍 筋直径和最 大箍筋 间距都 作了明确规 定 。根据 这些规 定, 工程 习惯上常取 的梁、 柱箍筋加密区最大 间距 为 10 0 mm, 非加密区箍 筋最大 间距为 2 0 m。电算程序 总信息 中通常也 内定梁、 0m 柱箍筋加密区 间距 为 10 0 mm, 以此 为依据计算 出加 密区箍筋面积 , 并 由设计人 员根据 规范确定箍筋直径和肢数 。
钢框架半刚性节点发展综述杨子仪
钢框架半刚性节点发展综述杨子仪发布时间:2021-07-28T11:56:23.137Z 来源:《基层建设》2021年第14期作者:杨子仪[导读] 钢框架梁柱节点受力复杂、变形严重和传力路径不明确等问题。
据震害结果表明,钢框架梁柱节点处是建筑结构的薄弱之处广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要:钢框架梁柱节点受力复杂、变形严重和传力路径不明确等问题。
据震害结果表明,钢框架梁柱节点处是建筑结构的薄弱之处,在地震作用下发生重大的破坏。
结合近年来有关钢框架梁柱半刚性节点的研究资料,对钢框架半刚性节点进行总结分析。
关键词:钢框架;半刚性节点;地震作用一、引言地震作为人类面临的最大自然灾害之一,地震灾害具有坏灭性、随机性和不可预测等特点,对人类的生存和经济社会的发展都造成了重大威胁。
在地震作用下,对钢结构而言,梁柱连接节点是结构的易损区域。
钢框架结构梁与柱的节点连接形式通常由栓接连接焊接的形式,曾经被人们一致认为焊接梁柱节点具有良好抗震性能。
然而,在1994年美国的Northridge地震[1-3]与1995年的日本阪神地震中[4],在震后调查中,发现许多受害严重的建筑结构梁柱节点上存在脆弱性破坏。
特别是梁与柱翼缘连接处的焊缝区,大多节点在很低的塑性水平下出现了脆性断裂,从而揭示了节点的脆性破坏是焊接连接存在的缺陷。
为避免钢框架节点处发生脆性破坏,国内外专家学者提出将梁柱节点的塑性铰移至远离近柱端的粱截面上的设计方法,并设计出一系列的钢框架半刚性连接节点。
此类节点既可以传递弯矩,又能在梁柱之间产生一定的转角,正是处于传统铰接节点与完全刚接节点之间。
通过大量的理论、实验研究,以及相关的实际工程在地震中的效果。
结果表明,此法有效的转移塑性铰的位置,从而保护结构。
近年来,考虑结构的震后可修复性、破坏部件的可更换性,传统的钢框架半刚性节点存在不易更换和修复的问题,新型钢框架梁柱连接节点成为了研究的热点,新型半刚性节点既可以实现转移塑性铰位置,又有利于震后修复和更换的目标。
异形柱框架结构设计中的几个问题
异形柱框架结构设计中的几个问题【摘要】:主要介绍异形柱框架结构设计中,异形柱框架结构受力钢筋的保护层、一字形异形柱及框架结构布置等问题。
【关键词】:异形柱;框架结构[ Abstract ] : This paper mainly introduced the design of special-shaped column frame structure, frame structure with special-shaped columns bearing steel bar protection layer, a font of special-shaped column frame structure and layout problems.[ Key words ]: special-shaped column; frame structure近年来工程设计中采用了大量的异形柱结构,异形柱结构本身截面形状(特性)、内力、变形及抗震性能与矩形截面柱比有较大差别。
砼和钢筋用量比矩形柱结构大4~9%,但异形柱结构房屋的有效使用面积比矩形柱结构净增约0.60~1.20%,且房间内无柱角,更能被用户接受。
然而在以往的设计中,有些设计者不能很好理解《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006有关内容,不了解异形柱结构受力特点,仍然按一般钢筋砼框架结构设计,以致于留下很多安全隐患。
一、关于“一”字形柱《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006第6.1.4条规定,肢高不应小于500㎜,柱两肢的肢高比不宜超过1.6,且肢厚相差不大于50㎜。
工程设计中,由于使用功能要求,在门窗处布置异形柱,异形柱肢高在200㎜~500㎜之间,最不利时仅剩“一”字形柱,为了承重墙,布置受力框架梁垂直于“一”字形柱,我们知道“一”字形柱平面外刚度及承载力很小。
当“一”字形柱与平面外方向梁连接时,会造成柱平面外弯矩。
钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究
钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究周楚兵【摘要】介绍了钢筋混凝土框架节点的优势,对钢筋混凝土框架节点抗震性能的部分影响因素进行了分析,并提出了几种常见的设计方法,实现了为实际工程中的抗震设计提供一些参考依据的效果.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(040)030【总页数】2页(P53-54)【关键词】钢筋混凝土;框架节点;抗震性能【作者】周楚兵【作者单位】武汉科技大学城市学院,湖北武汉430083【正文语种】中文【中图分类】TU375.4回顾历史,国内多个地区曾经遭遇到严重的地震灾害,迄今为止,国内外对地震的预报技术和水平有待提高,因此直接导致了房屋、建筑设施很容易受到破坏。
对于钢筋混凝土框架自身的结构来说,它的水平抗侧移的刚性程度比较而言,是较差的,当地震来临的时候,往往会发生水平方向的位移,而且幅度一般都是较大的,如果位移的发生幅度,远远超过了规定的极限,那么一定会出现结构性的破坏。
节点,通常指的是框架梁和柱的传力枢纽部分,同时也作为框架的最薄弱部位。
国内外历年来那些大地震的发生可以看出,多数钢筋混凝土框架的节点,当地震发生时,将会出现一定程度的损毁,所以节点的抗震性能研究方面,早就引起了相关工作人员的重视,特别是随着科学技术的发展,相关工作人员都意识到钢筋混凝土,其在建筑领域应用所带来的实用性,但仍务必完善它的配筋,以便于能够合理提高钢筋混凝土在地震中表现出的抗震性能。
钢筋混凝土框架节点具有显著的优势,其在结构已经达到规定的,且是最不利非弹性反应出现之前,将不会产生常见的剪切失效现象,同时也带有相当程度的耗能作用。
钢筋混凝土框架结构所具有的延性,重点是体现结构在荷载起到作用的情况下,当进入到非线性状态过程后,假设承载力并未大幅度降低时的变形能力,相对延性较大的结构来说,它产生的塑性变形也将会较大,但永久的变形如果过于大,结构方面,将会在重力的强大作用下发生坍塌事故,也容易使结构的受损部分以后无法完成修复,所以说,在钢筋混凝土框架结构考虑到设计工作时,一定要考虑到承载能力以及相应范围的延性作用。
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2 异 型节点 的破 坏状 况
文献 [ ] [] 3 一 5 研究结 果表 明上 核心 区和下核 心区将 共同承
受荷 载 , 在加载过程中 , 核心 区斜方 向受力最大 , 上核 心 区腹 板 中 心将 发生屈服 , 时下核 心区还 没有屈 服 , 此 两者不 是作 为一 个整
本文根据 目前 的研 究成 果从 受力 性 能 、 坏状 况 及影 响 因 2 1 节点域 的 受力特 点 破 . 素、 抗剪承载力和节点域的设计方法介 绍了钢框架梁 柱异 型节 点 的研究现状 , 同时指 出当前研究 中的不足之处 , 以供参考 。
・
4 . 4
第3 8卷 第 3 O期 2012年 10月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
V0 . 8 No 3 13 . 0 0c. 2 2 t 01
文章编号 :0 9 6 2 (0 2 3 —0 4 0 10 — 8 5 2 1 )0 0 4 —2
. 板分为两个核心区 , 即上核心 区( 1区) 和下核 心区( 2区) 异型 节 2 2 异型节点与常规节点破坏模 式的对比分析 , 钢框架梁柱常规节 点 的破 坏基 本都是 从大 梁下翼 缘 连接 焊 点域节点 的受力分析如 图 1 所示 。
缝开始 , 其主要破坏模 式为大梁翼缘 与柱翼缘 交界面连 接处 出现 部分或全部开裂 , 心区发 生剪切 屈 曲。由此可 见 , 核 虽然 异 型节 点 和常规节点破坏开始 的部位是 相同的 , 是两者破 坏 的发展趋 但
1 异型 节点 的受 力性 能
下核心 区将 对上 核心 区起到一 定 的约 束作 用 ; 随着 荷载 根据已有的试验 资料表 明[s, 3] 钢框架 梁柱异 型节 点在 低周 体工作 , - 屈服 区将 向节点域 四周 缓慢发 展 , 当上 核心 区全部 屈 服 反复荷载作用下有较 好 的刚度 、 延性 和抗剪 承载力 , 节点 的剪 的增大 , 但 下核 心区才开始屈服 , 最终达到节点域的全部屈服。 切变形 比一般常规 节点 要大 。异 型节点 域被 与梁翼 缘对应 的隔 后 ,
最大时达到 0 0 d . 4r 。通过 比较发 现 , a 上核心 区的剪切 变 电钢框排架主厂房 , 国内外学 者对此 问题 的研究 尚属起 步 阶段 , 速增大, 形在整个加载过程 中都要 比下核心区的剪切变形大 , 且在塑性 阶段 21 0 0年薛 建阳和彭修宁等 为研究大型火电厂 中钢框架梁柱 异
梁柱异型节点 的研究现状 , 进而指出了 目前研 究中的不足 , 以供参考。 关键词 : 刚性钢框 架 , 异型节点 , 抗剪承载 力 , 设计方法
中图分类号 : U 9 T 31 文献标识码 : A
0 引言
小、 承载力 高 ; 无论是延性还是耗能能力 , 钢结构 异型节 点和其 他
型节点的受力性能 , 强构件 弱节点 的要求设 计 了 6个 不 同轴 压 按
试验 。
更加的明显 , 此时上核心 区的剪切角 比下核心 区大约高 0 05 同 .0 ,
钢框架异 型节点 的剪切变形要 大很 多。 比和梁高 比的十字形 框架 节点试 件并 对其进 行 了低周反 复加 载 时与常规节点相 比,
其 中都是针对常规框 架节点或半刚性节点的。
3 核心 区的剪 切变 形及 刚 度退 化 : 型节点 核 心 区 的剪 力 ) 异
) r滞 当处 于弹性 阶段时 , 节点域 的剪 近年来随着工业建筑生产工艺布置需要 , 大多数工 程 中出 ( 一剪应变 () 回曲线表 明 , 在 但当节点域进入塑性 阶段后 , 节点域的剪切变形将迅 现了因柱左右两侧 梁截 面的差 异形成 的异 型节 点域 。如大 型火 切变形很小 ,
l区
2区
H
势和程度都不相 同。 破坏模式 差异分析 :) 点形式 : 1节 由于 柱两侧 的梁 的截面高
度和刚度都不同 , 这就造成 了异型节 点与常规节 点受力 和传力形 式的不 同, 且大梁 的刚度 远大 于小梁 , 在受 力分 配时 大梁所 承受 的力要远大于小梁 。2 其他 因素的影响 : ) 如焊缝质 量和应力集 中
具有很好 的抗震性 能。上核心 区和下核 心 随着人类文 明的进 步 , 的材料 、 术、 新 技 工艺 不断 涌现 , 为 常规钢结构节点一样 , 这 区不 是作 为一 个整 体工作 , 它们 是通 过各 自的变形分 别 消耗 能 现代建筑 的发 展开 辟 了广 阔的 道路 。在 19 94年美 国 Nr r g  ̄ hde ti 上核心 区和下 地震 和 19 95年 日本 K b 地震 中, oe 大量刚性 钢框架 梁柱节点 出现 量 。核 心区的延性主要 由核心 区的剪切变形提 供 , .3td 都具有较强的耗能能力 。 了破坏 现象 , 因此 国内外对此问题进行 了较 多 的研究工 作” J这 核心区的剪切角都可 以超过 0 0 a , 0,
影响 的程度不 同。
图 1 异型节点受力图
3 钢 框架 梁柱异 型 节点研 究 中存 在 的 问题
1 异型节点 的试 验 研究 目前 还很 少 , 片 面 , ) 较 缺乏 完 整 性。
1 抗剪承载力 : ) 上核 心区承受 的剪力 比下 核心区承受 的剪力
要大很多 , 故上 核心 区将 先 于下核 心 区屈 服 , 且发现 当轴 压 比在 目前 仅对箱 形柱和梁 变截 面所 形成 的十字形 异型节 点做 了相关 而对其他截面类 型和节点形式 的研 究还 没有 , 如边节 点 、 02 04变化时 , 点抗剪承 载力变 化不 明显 ; .~ . 节 同时梁 截面 高度 的研究 , 变截 面柱 和变截 面梁形 成的异 型节点等 。 比对异型节点 的极 限 承载力 有一定 的影 响 , 影 响不大 ; 大小 但 其 主要与钢材 和节点域 的强度 有关 。
刚 性 钢 框 架 异 型 节 点 的 研 究 现 状
何
摘
川 叶银 平
郭 文 达
( 广西大学土木建筑 工程学院 , 广西 南宁 50 0 ) 30 4
要: 根据已有 的异型节点研究 资料 , 从受力性能、 破坏状况及影 响因素 、 抗剪承 载力和 节点域的设计 方法介绍和分 析 了钢框架