(房屋钢结构设计课件)第一章—压型钢板设计
(房屋钢结构设计课件)第一章—刚架设计
Wefnx 、Wefny—对主轴x和y的有效净截面抵抗矩;
M x 、M y —对主轴x和y的弯矩。
▪ 工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M
共同作用下的强度应符合下列要求:
当 V 0.5Vd 时 M M e
当 0.5Vd V Vd 时
M
Mf
Me M f
1
V 0.5Vd
2
1
当截面为双轴对称时 M f Af hw t f
注意:考虑屈曲后强度的相关公式,当剪力V大于0.5Vd时,腹板
所能承担的弯矩应乘以一个折减系数
1
V 0.5Vd
2 1
▪ 工字形截面受弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N
共同作用下的强度应符合下列要求:
当 V 0.5Vd 时
M
M
N e
M
N e
Me
NWe
Ae
当 0.5Vd V Vd 时
1.3 刚架设计
❖ 1.3.1 荷载及荷载组合 ❖ 1.3.2 刚架的内力和侧移计算 ❖ 1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.1荷载及荷载组合
➢ 永久荷载:包括结构构件的自重和悬挂在结构上 的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、 吊顶、墙面构件和刚架自重等。
➢ 可变荷载:屋面活荷载 、屋面雪荷载和积灰荷载 吊车荷载 、地震作用 、风荷载。
宜取hw~2hw
当梁腹板在剪应力作用下发生屈曲后,将以拉力带的方式 承受继续增加的剪力,亦即起类似桁架斜腹杆的作用,而 横向加劲肋则相当于受压的桁架竖杆。因此,中间横向加 劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生的压力外,还要承受 拉力场产生的压力。
加劲肋的计算
▪ 加劲肋稳定性验算按规范规定进行,计算长度取腹板高度
钢结构设计原理讲义
钢结构设计原理第一章钢结构的大体性能建筑工程中,钢结构所用的钢材都是塑性比较好的材料,在拉力作用下,应力-应变曲线在超过弹性后有明显的屈服点和一段屈服平台,然后进入强化阶段。
传统的钢结构设计,以屈服点作为钢材强度的极限,并把局部屈服作为承载能力的准则。
目前利用塑性的设计方式已经提上了日程。
钢材和其他建筑结构材料相较,强度要高得多。
在一样的荷载条件下,钢结构构件截面小,截面组成部份的厚度也小。
因此,稳定问题在钢结构设计中是一个突出的问题。
建筑结构钢材有较好的韧性。
因此,钢结构是经受动荷载的重要结构。
钢材的韧性也不是一成不变的。
材质、板厚、受力状态、温度等都会对它产生影响。
【钢材的生产及其对材性的影响】建筑结构所用的钢材包括两大类:一类是热轧型钢和钢板;另一类是冷成型(冷弯、冷冲、冷轧)的薄壁型钢和压型钢板。
一、钢的熔炼冶炼按需要生产的钢号进行,它决定钢材的主要化学成份。
炼钢的原料为99%钢水+废钢+合金元素。
平炉炼钢的质量优于转炉炼钢的质量。
目前,我国采用转炉炼钢,转炉钢具有投资少、建厂快、生产效率高、原料适应性强等长处。
二、钢的脱氧脱氧的手腕是在钢液中加入和氧的亲和力比铁高的锰、硅和铝。
脱氧的程度对钢材的质量很有影响。
锰是弱脱氧剂。
硅是较强的脱氧剂。
铝是强脱氧剂。
钢液中含有较多的FeO,浇注时FeO和碳彼此作用,形成CO气体逸出,引发钢液的猛烈沸腾,这种钢称之为沸腾钢。
它夹杂较多FeO,冷却后有许多气泡。
硅在还原氧化铁的进程中放出热量,使钢液冷却缓慢,气体大多可以逸出,所得钢锭称之为镇定钢。
冷却后因体积收缩而在上部形成较大缩孔,缩孔的孔壁有些氧化,在辊轧时不能焊合,必需先把钢锭头部切去。
切头后实得钢材仅为钢锭的80%~85%。
对冲击韧性(尤其是低温冲击韧性)要求高的重要结构,如酷寒地域的露天结构,钢材宜用硅脱氧后再用铝补充脱氧的特殊镇定钢。
这种钢比一般镇定钢具有更高的室温冲击韧性和更低的冷脆偏向性和时效偏向性。
《房屋钢结构》作业参考答案
《房屋钢结构》作业参考答案作业一一、选择题:1.DC2.A3.A4.A5.D6.AB二、简答题:1.门式刚架结构如何分类?答:(1)按跨数分类:有单跨、双跨和多跨;(2)按坡度数分类:有单坡、双坡和多坡;(3)按构件体系分类:有实腹式与格构式;(4)按截面形式分:有等截面和变截面;(5)按结构选材分:有普通型钢、薄壁型钢和钢管。
2.门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式?如何确定端板厚度?答:门式刚架斜梁与柱的刚接连接,一般采用高强度螺栓-端板连接。
具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。
端板的厚度t可根据支撑条件按公式计算,但不应小于16mm,和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。
3.檩条布置的拉条起什么作用?如何布置,为什么要设置檩条?答:拉条的作用:防止檩条侧向变形和扭转,并提供x方向的中间支点。
拉条的布置:当檩条跨度大雨4m时,应在檩条跨中位置设置拉条,当檩条跨度大雨6米时,应当在檩条跨度三分点处各设置一条拉条,需要在屋脊或者檐口处设置斜拉条和刚性撑杆,在风荷载较大的地区或在屋檐和屋脊处都设置斜拉条,或是把横拉条和斜拉条都做成既可以既承拉力又承压力的刚性杆。
圆钢拉条可以设在距檩条上翼缘1/3腹板高度范围内。
为了兼顾无风和有风两种情况,可以在上下翼缘附近交替布置或在两处都布置。
设置檩托的目的:阻止檩条端部截面的扭转,增强其整体稳定性。
4.厂房结构的荷载取用原则是什么?答:荷载取用原则:结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态,依照组合规则进行荷载效应的组合,并取最不利组合进行设计。
在钢结构设计中按承载能力极限状态进行计算时一般考虑荷载效应的基本组合,必要时考虑荷载效应的偶然组合。
5.简支屋架杆件截面的选择原则是什么?答:先确定截面形式,然后根据轴线受拉,轴线受压和压弯的不同受力情况,按轴心受力构件或压弯构件计算确定。
为了不使型钢规格过多,在选出截面后可作一次调整。
钢结构设计原理——第一章
1.2 钢结构的特点及应用
钢结构的特点:
强度高,结构重量轻 材质均匀,且塑性和韧性好(最符合一般工程力学假定) 良好的加工性能和焊接性能 密封性好 钢材的可重复使用性 耐热不耐火 >200℃兰脆,500~600 ℃强度几乎为零,防 火处理:防火涂料、蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等 耐腐蚀性差 低温冷脆 钢结构制造简便,施工周期短
产生的变形值(该值使计算结果为最大);
1.4 钢结构的新发展
1.4.1 结构用钢的新发展
(1)高性能钢材(高强度、塑性和韧性),低屈服点钢,耐 火和耐候等) (2)更合理的型钢截面有H型钢和T型钢,可直接用作梁、柱 或屋架杆件,使制造简便,工期缩短,已列入我国钢结构 构件设计规范。 压型钢板也是一种新材料,在组合楼板中可兼作施工模板 使用,大大缩短施工周期。
Z
Pf
μz
Z=R-S
Z 的概率密度曲线
1.3 钢结构的设计方法 因为R和S都是随机变量,且假定都服从正态分布,由 概率论原理知功能函数 Z=R-S 也服从正态分布,则:
Pf P ( Z 0)
0
f ( Z ) dZ
f(z)
Z
令:Z、R、S的平均值分别为
μz、μR、μs,标准差分
n
S
G
S
Gk
Q1
S
Q 1k
i2
S
Qi ci
Qik
2.由永久荷载效应控制的组合:
S
G
S
Gk
i 1
n
S
Qi ci
Qik
1.3 钢结构的设计方法 3.荷载分项系数取值如下: (1)永久荷载分项系数 当其效应对结构不利时 --对可变荷载效应控制的组合,应取1.2; --对永久荷载效应控制的组合,应取1.35; 当其效应对结构有利时 --一般情况下应取1.0; --对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取0.9。 (2)可变荷载的分项系数 --一般情况下应取1.4; --对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的 活荷载标准值应取1.3。
钢结构门式刚架结构设计
(2) 工字形截面压弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N共同作用下
当V≤0.5Vd 时
M
M
N e
Me
N
We
Ae
当0.5Vd <V≤Vd 时
M
M
N f
M
N e
M
N f
1
V 0.5Vd
2 1
当为双轴对称截面时
M
N f
Af (hw
t)( f
N
A)
1.3.3.3 梁腹板加劲肋的配置
梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷截作用处和翼缘 转折处设置横向加劲肋。其间距a取hw~2 hw 。中间加劲肋的 设置应满足屈曲后强度计算要求。中间加劲肋除承受集中荷 载和翼缘转折产生的压力外,还应承受拉力场产生的压力:
b1 15 235
t
对于梁柱的腹板:
hw 250 235
tw
fy
腹板应按规程要求计算有效宽度。
(3)
图1.6 截面尺寸
(2)腹板屈曲后强度利用
工字形截面构件腹板的受剪板幅,当腹板高度变化
不超过60mm/m时可考虑屈曲后强度(拉力场),其抗剪 承载力设计值应按下列公式计算:
Vd hwtw fv
柱距:6m,7.5m或9m 挑檐:0.5~1m 温度区段:纵向≤300m,横向≤150m。
设置伸缩缝的方法:双柱;檩条和屋面板构造
有吊车时设置双柱,加插入距
图1.4 有吊车时的插入距
﹡檩条布置
❖ 一般等间距布置,间距由计算确定; ❖ 屋脊附近双檩(距屋脊≤200mm ); ❖ 天沟附近布置一根以固定天沟; ❖ 考虑天窗、采光带等的具体情况。
型钢板始见用于屋面和墙面; 20世纪90年代初外国轻钢企业进入中国大陆,带动了内资
钢结构压型楼板结构大样详细CAD图
钢结构设计PPT
PPT模板下载:/moban/ 节日PPT模板:/jieri/ PPT背景图片:/beijing/ 优秀PPT下载:/xiazai/ Word教程: /word/ 资料下载:/ziliao/ 范文下载:/fanwen/ 教案下载:/jiaoan/
装配式钢结构建筑是指:标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应 用,支持标准化部品部件的钢结构建筑。
2016年供给侧结构改革开官之年
钢结构1.0
2月1日国务院《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》其明确指出推广应用钢结构建筑,结
合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施,开展钢结构建筑推广应用试点,大幅提高钢结构应用比
薄涂型防火涂料涂装技术适用于工业、民用建筑楼盖与屋盖钢结构;厚涂型防火涂料涂装技术适用 于有装饰面层的民用建筑钢结构柱、梁。
钢结构设计ppt课件
1、适用高度
“高钢规定”对非抗震设防和设防烈度为6度至 9度的乙类和丙类高层建筑,按照所采用的结 构类型和结构体系,规定了下表适用高度。
精选课件
6
2、建筑高宽比限值
精选课件
7
1.2.2、“抗震规范”(GB 50011- 2001)的规定
1、适用高度
高层民用建筑钢结构各种类型的最大适用高度 应符合规范规定。对平面和竖向不规则或建造 于Ⅳ类场地的钢结构,其高度应适当降低。
6~8度时 120235fay
9度时
100235fay
精选课件
50
5.3.2、梁的板件宽厚比限制
➢ 不超过12层钢框架的梁板件的宽厚比限值
抗震设防烈度
7度
8度
9度
工字形截面和箱形
11
10
9
截面翼缘外伸部分
箱形截面翼缘在两
36
32
30
腹板间的部分
工字形截面和箱形 截面腹板
Nb Af0.3785~12N0b Af80~11N0b Af70~10N0b Af
对于多层框架结构可忽略柱轴向变形产生的层 间位移。对高层框架虽不能忽略此变形,但由 梁柱构件变形产生的层间位移是主要的,它构 成的水平变形曲线属剪切型。 由于柱脚处无水平位移,且底部作用剪力最大, 最大的层间位移常位于底层或下部几层,顶部 较小。
精选课件
25
精选课件
26
在水平荷载作用下,框架节点因腹板较薄,节点域将产生 较大的剪切变形(图1-17),从而使框架侧移增大10%至20% (“高钢规程”规定,应计入其影响);对内力的影响在10% 以内(可不计其影响)。
精选课件
4
【2019年整理】STS课件1
《门规》相应内容在“3.4变形规定” 和“3.5构造要求”中规定
只有选择计算规范为《门规》时适用,对于坡度大于1: 2.5的门式刚架斜梁构件,不能忽略构件轴力产生的应 力,所以除应按压弯构件计算其强度和平面外稳定性之 外,还应按压弯构件验算其平面内稳定性。
设计规范应根据各个规范不同的适用条件选择: 0. 《钢结构设计规范》,适用于工业与民用房屋和一般构筑物。 1. 《门式刚架轻型房屋钢结构规程》,适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架,具有轻型 屋盖和轻型外墙(低烈度地区也可采用砌体),无桥式吊车或有起重量不大于20T的A1~A5工作级桥式吊 车或3T悬挂式起重机的单层房屋钢结构。 2. 《轻型钢结构设计规程》(上海市标准DBJ-68-97) 3. 《冷弯薄壁型钢结构设计规范》(GB50018),适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构。
一般都应该考虑恒载作用下柱的轴向变形,尤其是对像桁架一 类对柱轴向变形比较敏感的结构。
《抗规》中规则结构不进行扭转耦联计算时, 平行于地震作用方向的边榀的地震作用效应 应乘以增大系数。
1、《技术措施》中18.8.1表示:单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等 于7度的地区可不进行抗震设计。18.8.7中表示:当设防烈度为7度及以上时,应采取相应抗 震构造措施。 2、《门刚规程》中3.2.4表示:地震作用应按现行国家《抗震规范》中规定计算。 3、《抗震规范》中9.2.1表示:不适用于单层轻型钢结构厂房。 4、《门刚规范》条文说明中3.1.4说法与《技术措施》中相似。
柱间支撑
谢
谢!
钢结构设计软件STS应用
——门式刚架部分
门式刚架的建筑特点
(1)轻型化,适用于单层房屋钢结构,且屋面为压型钢板,以减轻建筑 自重,墙面为压型钢板或是砖墙围护结构。 (2)吊车吨位: A1-A5工作级别的桥式吊车≤20t 悬挂式起重机≤3t 特别适用于无吊车的单跨或多跨房屋,轻型房屋的刚度相对差,吊 车吨位大则刹车力大、荷载大、对结构受力的影响就大。若悬挂吊车 吨位大,可能刚架挠度难于满足要求或设计效果不经济。 (3)常用的跨度:18-30m,规程跨度可做到36m。 (4)常用的高度:一般是4.5-9m,有桥式吊车不超过12m。
钢框架售楼部结构施工图(压型钢板组合楼盖)
钢结构设计压型钢板图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
➢ 压型钢板通常不适用于受有强烈侵蚀作用的场 合。对处于有较强侵蚀作用环境的压型钢板, 应进行有针对性的特殊防腐处理。
压型钢板的类型及应用:
按表面处 理方法分
镀锌钢板 彩色镀锌钢板 彩色镀铝锌钢板
仅适用于 组合楼板
适用于屋 面和墙面
(a) (c)
1.4.4 薄壁构件的板件有效宽度
允许板件受压屈曲:
➢ 压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和Z形钢都
属于冷弯薄壁构件,这类构件允许板件受压屈曲 并利用其屈曲后强度。
➢在其强度和稳定性比较大的压型钢板,设置尺
寸适当的中间纵向加劲肋,就可以保证翼缘受压 时全部有效。
➢ (e)、(f)是近年来用在屋面上的板型,板和板、板与檩条的连接通过 支架咬合在一起,无需开孔,屋面上没有明钉,有效地解决了防水、 渗漏问题。
压型钢板的表示方法:
压型钢板板型的表示方法 为:YX波高-波距-有效 覆盖宽度。
如YX15-380-760即表示:
波高为15mm、波距为380mm、 板的有效覆盖宽度为760mm 的板型;
加劲肋尺寸包括两方面要求:
(1)两纵边均与腹板相连,或一纵边与腹板相连、另一
纵边与符合下式的中间加劲肋相连的受压翼缘,可按加
劲板计算其有效宽厚比:
Iis 3.66t 4
bs 2 27100
t
fy
Iis 18t 4
bs 36 t
205 /1
I is
b
(2)有一纵边与符合下式的边加劲肋相连的受压翼缘,可 按部分加劲板计算其有效宽厚比;
压型钢板的应用:
广泛用于工业建筑、公共建筑物的屋面、墙面等 围护结构及建筑物内部的隔断;
还大量用作组合楼板或混凝土楼板,并作为承载 构件或永久性模板使用;
在大中型工业厂房、仓库以及体育馆、影剧院、 展览馆、住宅、别墅、高层建筑、活动房屋等工 业与民用建筑中,压型钢板的使用正日趋广泛。
彩色压型钢板的构成: 由基材、镀层和涂层三部分组成 基材:由板厚度为0.5mm~2.0mm的薄钢板经冷 轧或冲压成型。 镀层:热镀锌、热镀锌铝合金、热镀铝和热镀 锌等。 涂层:聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。
➢ 可变荷载—雪荷载、屋面均布活荷载、屋面检修 集中荷载、积灰荷载、风荷载等;
➢ 偶然荷载—地震作用、爆炸或其他意外荷载。
➢ 当按单槽口截面受 弯构件设计屋面板
时,需要将作用在
一个波距上的集中
荷载折算成板宽度
方向上的线荷载:
qre
F bpi
η-折算系数取0.5
进行上述换算,主要是考虑到相邻槽口的共同工作作用提 高了板承受集中荷载的能力。折算系数取η=0.5,相当 于在单槽口的连续梁上,作用了一个0.5F的集中荷载。
(b) (d)
(e)
(f)
压型钢板的截面形式
➢ (a)、(b)是早期的压型钢板板型,截面形式简单,板和檩条、 墙梁的固定采用钩头螺栓和自攻螺钉、拉铆钉。作屋面板时,需开 孔,防水问题难以解决,目前已不在屋面上采用。
➢ (c)、(d)是属于带加劲的板型,增加了压型钢板的截面刚度, 作墙板时加劲产生的竖向线条还可增加墙板的立面效果。
压型钢板的使用寿命:
➢ 压型钢板的使用寿命涉及钢板质量、成品保护、 建筑物使用环境等多种因素。
➢ 一般压型钢板使用期限在15-20年左右。当采 用无紧固件或咬合接缝构造压型钢板时,使用 寿命可达30年以上。
镀锌层
初涂层
精涂层
钢板基材
压型钢板截面及涂层示意图
压型钢板的选用原则:
➢ 优先选用带有彩色涂层和镀锌、铝的钢卷板。 ➢ 优先采用压型钢板定型产品。 ➢ 应在满足建筑功能、承载要求和方便施工的前
Iis 1.83t 4
bs t
2
27100 fy
b 18 t
1.4 — 压型钢板设计
❖1.4.1 压型钢板的材料和截面形式 ❖1.4.2 压型钢板的截面几何特性 ❖1.4.3 压型钢板荷载和荷载组合 ❖1.4.4 薄壁构件的板件有效宽度 ❖1.4.5 压型钢板强度和挠度计算 ❖1.4.5 压型钢板的构造规定
1.4.1 压型钢板的材料和截面形式
压型钢板的定义:
➢ 压型钢板是以冷轧钢板为基板,经镀锌或镀锌 后覆以彩色涂层再经过辊弯成型的波纹板材, 用于建筑屋面、墙面和楼板的建筑材料。
➢ 压型钢板按波高分高波板、中波板和低波板三 种板型。屋面宜采用波高和波距较大的压型钢 板,墙板宜选用波高和波距较小的压型钢板。
彩钢板外墙面
应用在组合楼板的 镀锌压型钢板
1.4.2压型钢板截面几何特性
➢ 计算单元:采用单槽口作为计算单元
➢ 线性元件算法: 压型钢板的厚度较薄且各板段厚度相等,因此可用其 板厚的中线来计算截面特性。这种计算法称为线性元 件算法
➢ 用∑b代表单槽口中线总长则: ∑b=b1+b2+2b3
➢ 这样,形心轴x与受压翼缘b1中线之间的距离是:
c hb2 b3
b
➢ 单槽口对于上翼缘边和下翼缘边的截面模量 抵抗矩分别为:
上翼缘:
Wxs
Ix c
th
b1b2
2 3
b3
b2 b3
b
b32
下翼缘:
Wxx
Ix h
c
th
b1b2
2 3
b3
b1 b3
b
b32
1.4.3 压型钢板的荷载和荷载组合
压型钢板用作屋面板的荷载:
➢ 永久荷载—压型钢板自重,采用保温板尚需考虑 保温层和防水层等自重;
压型钢板的荷载组合:
计算内力时,应主要考虑以下两种荷载组合:
➢ 1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载,雪
荷载};
➢ 1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时, 还应进行下式的荷载组合:
➢ 1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。
屋面板、墙板的风荷载体型系数有专门规定
压型钢板的厚度需另外注 明。
YX15-380-760X型
➢ 压型钢板根据波高的不同,一般分为低波板 (波高<30mm)、中波板(波高为30—70mm)和高 波板(波高>70mm)。波高越高,截面的抗弯刚 度就越大,承受的荷载也就越大。
➢ 屋面板一般选用中波板和高波板,中波板在实 际采用的最多。墙板常采用低波板,因高波板、 中波板的装饰效果较差,一般不在墙板中采用。