手册-无比钢结构设计pdf
钢结构设计书-12页精选文档
钢结构设计书一、框架选型二、屋架支撑系统布置三、荷载计算、组合及内力计算四、杆件截面设计与计算五、结点板设计六、施工图专业：建筑工程班级：99建筑工程学生：一、框架选型湖南省XX厂单层装配车间，平面尺寸：21mx120m；车间内设有中级工作制桥式吊车，故选用钢由于平面纵向长度超过55m，故应在正中设置施工缝，施工缝的处理采用双柱形式，具体平面布置及简图详见图一。
二、屋架支撑系统布置三、荷载计算1、设计资料湖南省XX厂装配车间，平面尺寸：21mx120m，柱距：7.2m。
由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，未考虑起拱时的上弦坡度I=1/10。
屋架跨度L=21m,每端支座中线缩进0.15m ，计算跨度L0=L-2x0.15=20.7；端部高度取H0=2.m；腹杆形式为人字形；钢材采用Q235-B钢，钢材强调设计值取f=215N/mm2；焊条为E43系列，手工焊。
2、荷载及杆件内力计算屋面活荷载取雪荷载的0.5kN/m2，由于本设计的坡度为1/10小于0.3，故可不考虑风荷载。
屋架沿水平方向投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P W=0.117+0.011x跨度）计算，跨度单位为m。
恒荷载：预应力混凝土大型屋面板： 1.5 kN/m2;三毡四油防水层：0.3 kN/m2100mm厚泡沫混凝土保温层：0.8 kN/m2屋架和支撑自重：0.117+0.011x21=0.348 kN/m2合计： 2.948 kN/m2活荷载：活载或雪载：0.5 kN/m2积灰荷载：0.3 kN/m2合计：0.8 kN/m23、荷载组合1)全跨永久荷载+全跨可变荷载按可变荷载效应控制的组合Fd=(1.2x2.948+1.4x0.5+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=41.56KN按永久荷载效应控制的组合Fd=(1.35x2.948+1.4x0.5x0.7+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=43.63KN取P= 44KN2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载P1=1.2x2.948 x1.5x7.2=31.84KNP2=(1.4x0.5+1.4x0.9x0.3 )x1.5x7.2=9.7KN3) 全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载P3=1.35x2.948 x1.5x7.2=35.82KNP4=(1.4x0.5x0.7+1.4x0.9x0.3) x1.5x7.2=7.81KN4、内力计算详见表一。
无比钢结构建筑计算机辅助设计之
无比钢结构建筑计算机辅助设计之研究摘要：由于无比钢结构引进我国时间较短，在我国的实验研究还不足，及该结构体系的特殊性，目前尚无可用于无比钢结构设计且绘制施工图的设计软件，影响了无比钢结构在我国的推广应用。
本文采用sap2000软件对无比钢结构建筑进行设计计算，设计完成后用本文制作的无比钢结构制图系统接sap2000模型文件绘制结构施工图，本文研究成果对无比钢结构的工程设计具有一定实用价值。
关键词：无比钢结构；建筑结构；计算；设计1 概述无比轻钢龙骨体系，简称无比钢(web steel)，即冷弯薄壁型钢小桁架建筑体系，是轻钢龙骨结构建筑系列技术中的一种。
其技术主要来源于加拿大的轻钢建筑体系，这种轻钢龙骨建筑体系是用镀锌冷弯薄壁型钢制作的型材作为结构承重部分，在加拿大及北美诸多国家已应用20年，是一种非常成熟的建筑结构体系。
无比钢结构体系主要采用冷弯薄壁型钢(q235)，结构以薄壁方钢管通过连接件和自攻螺钉组成的单片柱和四方柱以及楼面桁架梁为主要承重骨架，以浇筑在压型钢板上的轻质混凝土为楼板，以通过自攻螺钉连接在单片柱和四方柱上的osb板、胶竹板或石膏板组成的蒙皮为围护结构。
无比钢结构体系的结构特点是，轻钢密立柱，其传力机理是，立柱(即单片柱和四方柱)与上下导轨、支撑和蒙皮组成受力墙体，竖向荷载通过楼面桁架梁传递到墙体立柱，再传至基础；水平荷载通过楼面板传递到墙体，由立柱和蒙在立柱上的蒙皮共同抵御水平荷载。
2 autocad二次开发技术2．1 autocad二次开发形式所谓“二次开发”是指由熟悉产品设计同时又掌握计算机应用技术的人员开发出针对某一产品的cad应用软件。
基于autocad提供的开发手段，常见的二次开发的形式有：参数化cad、成组cad 等。
2.1.1 参数化cad参数化cad应用软件主要用于标准化、系列化和通用化程度比较高的定型产品。
如模具、刀具、量具、夹具、液压系统、组合机床等。
对于这类产品，一般设计都较为简单。
《钢结构设计书》word版
钢结构设计书一、框架选型二、屋架支撑系统布置三、荷载计算、组合及内力计算四、杆件截面设计与计算五、结点板设计六、施工图专业：建筑工程班级：99建筑工程学生：一、框架选型湖南省XX厂单层装配车间，平面尺寸：21mx120m；车间内设有中级工作制桥式吊车，故选用钢筋混凝土排架结构：柱底与基础的连接形式为刚结结点；柱顶与屋架的连接形式为铰结结点。
由于平面纵向长度超过55m，故应在正中设置施工缝，施工缝的处理采用双柱形式，具体平面布置及简图详见图一。
二、屋架支撑系统布置三、荷载计算1、设计资料湖南省XX厂装配车间，平面尺寸：21mx120m，柱距：7.2m。
由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，未考虑起拱时的上弦坡度I=1/10。
屋架跨度L=21m,每端支座中线缩进0.15m ，计算跨度L0=L-2x0.15=20.7；端部高度取H0=2.m；腹杆形式为人字形；钢材采用Q235-B钢，钢材强调设计值取f=215N/mm2；焊条为E43系列，手工焊。
2、荷载及杆件内力计算屋面活荷载取雪荷载的0.5kN/m2，由于本设计的坡度为1/10小于0.3，故可不考虑风荷载。
屋架沿水平方向投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P W=0.117+0.011x跨度）计算，跨度单位为m。
恒荷载：预应力混凝土大型屋面板： 1.5 kN/m2;三毡四油防水层：0.3 kN/m2100mm厚泡沫混凝土保温层：0.8 kN/m2屋架和支撑自重：0.117+0.011x21=0.348 kN/m2合计： 2.948 kN/m2活荷载：活载或雪载：0.5 kN/m2积灰荷载：0.3 kN/m2合计：0.8 kN/m23、荷载组合1)全跨永久荷载+全跨可变荷载按可变荷载效应控制的组合Fd=(1.2x2.948+1.4x0.5+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=41.56KN按永久荷载效应控制的组合Fd=(1.35x2.948+1.4x0.5x0.7+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=43.63KN取P= 44KN2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载P1=1.2x2.948 x1.5x7.2=31.84KNP2=(1.4x0.5+1.4x0.9x0.3 )x1.5x7.2=9.7KN3) 全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载P3=1.35x2.948 x1.5x7.2=35.82KNP4=(1.4x0.5x0.7+1.4x0.9x0.3) x1.5x7.2=7.81KN4、内力计算详见表一。
新编钢结构设计手册
《新编钢结构设计手册》中国电力出版社中冶京诚工程技术一材料1 性能钢材性能指标分为化学成分和力学性能，各种钢号的化学成分和力学性能在有关标准中均有明确而严格的规定。
影响钢材性能因素有化学成分、冶炼、浇注、轧制以及热处理等。
碳（C）是形成钢材强度的主要成分，对于焊接结构，为了得到良好的可焊性，以含碳量不大于0.2%为宜，因此结构用钢大都是低碳钢。
含有较多合金元素的钢材，将有关元素折算成含碳量，以碳当量（Ceq）作为钢材化学成分的重要指标。
猛（Mn）能提高刚才强度且不过多降低塑性和冲击韧性。
硅（Si）是强脱氧剂，能使钢材粒度变细。
钒（V）铜（Cu）钛（Ti）硼（B）都是有益元素，钒能提高强度，铜能提高抗腐蚀能力，钛、硼能使钢晶粒细化，从提高强度、韧性与塑性。
稀土（Re）元素也能提高钢材性能，根据我果资源条件和冶金工业发展趋向，低合金高强度钢、微合金钢是主要发展钢中。
硫（S）磷（P）氧（O）氮（N）都属于有害杂质，硫能降低钢的冲击性能和疲劳性能，磷能降低塑性、增大脆性，氧能使钢热脆，氮能使钢冷脆。
实际上，多种元素的不同组合是影响钢材性能的主要因素，所谓“有害”元素，对某些钢种反而是“有利”元素。
建筑用钢主要由氧气转炉和电炉冶炼。
常用钢材的缺陷有偏析、废金属杂质、气孔、裂纹等。
钢材经过多次热轧，能使晶粒变细，气泡弥合，薄板因轧制道次多，轧制压力传布透，质量优于厚板。
一般钢材军医热轧状态交货。
优质钢经过热处理，提高使用性能，如控扎、正火、淬火、回火等。
因此冷加工硬化、低温、应力集中、重复荷载等都影响钢材性能。
钢材的力学性能主要有屈服点、伸长率、冷弯、和各种不同温度条件下的冲击韧性。
特厚钢板还有厚度方向性能要求。
此外还有可焊性、耐候性、屈强化、时效冲击、端口缺陷、冷热顶锻等集体要求。
2 钢材的规格建筑钢结构使用的钢材主要为型钢和钢板，目前国内生产的型钢有GB/T706-1988工字钢、GB/T707-1988槽钢、GB/T9787-1988等边角钢、GB/T9788-1988不等边角钢、GB/T11263-1998H型钢和部分T 型钢、GB/T702-2004圆钢、方钢以及钢管、钢轨、冷弯型钢等。
一种新型轻钢结构——无比轻钢龙骨体系
万 方数据 圈《ｓｔｅｅｌ ｃ仰ｓｔｒｕｃｔｉ蛐》Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ
ｓｐｅｃｉａｌ
２∞７（３）ｖ０１．２２
Ｎｏ．９８
连接件和螺栓。 １．４楼 板
节主要介绍武汉理工大学所做的试验和理论研究。
２．２ ２．２．１
试验研究 桁架梁试验［５’７’１２］
无比钢结构体系的楼板可选择湿楼板和干楼板两 种做法卧］。前者可采用压型钢板混凝土板，即首先在 桁架梁上弦铺设厚度薄、高度低的压型钢板，并通过自 攻螺丝使两者相连，然后在压型钢板上直接浇筑素混 凝土。为防止开裂，混凝土中可加入钢丝网。湿楼板 防水、隔音效果好，楼板整体刚度大，传递水平荷载的 能力强，但施工麻烦，操作时间长。 无比钢结构干楼板有两种做法：桁架梁上弦直接 铺设竹胶板或ＯＳＢ板，并通过自攻螺丝与梁上弦相 连；桁架梁上弦直接铺设轻质预制混凝土板（如蒸压预 制混凝土板等），并通过螺栓把两者连接起来。干楼板 施工简单、方便，工期短，但楼板隔音效果不好，整体刚 度小，不能很好地传递水平荷载。
ｘ
图２无比钢墙体
图３桁架梁与墙体连接
１．３桁架粱与墙体连接方法 桁架梁与墙体、上下层墙体之间的连接方法如图 ３所示。当下层墙体安装完成后，即可在其上端导轨 上铺设桁架梁。具体方法为：桁架梁上弦方（矩）形钢 管直接置于Ｃ型导轨上，位置尽量与下层墙中的片柱 对齐，并通过角钢１和自攻螺丝与导轨腹板相连。桁 架梁下弦的方（矩）形钢管则通过角钢２、自攻螺丝与 片（方）柱弦杆相连，此连接主要为了安装方便，计算时 可不考虑承受和传递支座反力。图３中，上层墙体直 接置于桁架梁上弦表面，并通过自攻螺丝、导轨与桁架 梁连接在一起。为承受水平荷载作用下上、下墙体之 间的拉力，在上下墙体两端上、下导轨之间设置了抗拔
ａｎｄ ｍａｉｎ
无比钢结构体系住宅组合墙体受剪性能分析
１ 分 析 模 型 与 计 算 方 法
１ １ 试 件献 ［ ］ 足 尺试 验 模 型 ， ２的
墙体 尺 寸为 ３ ６ｍ×３ ０ｍ（ ×宽 ） 方 钢 管 为冷 弯 ． ． 高 ，
薄壁 型 钢 管 ， 格 为 ３ 规 ８ ｍｍ ×３ ８ｍｍ× １ ２ ｍｍ × ． １ ２ｍｍ； 梁 和 底 梁 为 冷 弯 薄 壁 槽 钢 ， 格 为 ． 顶 规 ２ ０ｍｍ×３ ４ ８ｍｍ×Ｉ ５ ． ｍｍ， ３Ｉ ； 长 钢材 的屈 服强 度 ｎ 厂 一２ ９ ６Ｎ／ ｙ ９ ． ｍｍ 墙 面 板 采 用 １ ； ２ｍｍ 厚 的纸 面 石
维普资讯
［３ － 中单调 加载 作用 下 的试 件进 行 模 拟 分 析 ： 用 塑 ｅ 采
性 壳 单元 ｓ ｅ ｌ １模 拟 墙 面 板 ， ｅｍ１ ８模 拟 墙 架 ｈｌ ８ ｌ ｂａ ８ 柱， 构件 的材料 特性 见 表 １所 列 ； 接件 （ 连 自攻 螺 钉 ）
采用 耦合 的办 法处理 ， 考虑 墙 面板与 墙架 柱之 间 的 不
在钢 筋混凝 土 梁上 。 按上 述理 论模 型 ， 用 Ａｎ ｙ 通 用 程序 ， 文 献 采 ｓｓ 对
无 比钢 结构 住宅 组 合 墙 体 的受 剪 承 载力 与 墙 架 柱 和墙 面板 的材 料 以及 尺 寸 、 体 的高 宽 比、 架 柱 墙 墙
间距 等 诸多 因素有 关 ， 得 其 理 论 计 算 相 当 困难 ， 使 目
有 限 元 方 法 分 析 了不 同 墙 面 板 材 料 、 同墙 架 柱 间距 、 同墙 体 高 度 等参 数 对 组 合 墙 体 承 载 力 的 影 响 。分 析 结 果 表 明 ， 面 板 材 不 不 墙 料 特 性 对 组 合 墙 体 受 剪 承 载力 有 显著 影 响 。 关键词 ： 比钢轻钢龙骨； 无 组合 墙 体 ； 受剪 承 载力 ； 线 性 有 限 元 非
pdf钢结构设计手册
pdf钢结构设计手册目录
一、绪论
1.钢结构发展概况
2.钢结构分类及特点
二、材料及基本性能
1.钢材类型及选用
2.钢材的基本性能
三、结构构件设计
1.轴心受力构件
2.受弯构件
3.拉弯和压弯构件
四、连接与节点设计
1.焊接连接
2.螺栓连接
3.铆钉连接
五、稳定性设计
1.稳定性概念及分类
2.失稳类型及特点
六、防腐与防火设计
1.防腐设计
2.防火设计
七、参考文献
第一章绪论
钢结构，作为一种重要的建筑结构形式，在现代建筑中得到了广泛应用。
钢结构以其强度高、重量轻、结构稳定等优点，被广泛应用于大型工业厂房、高层建筑、大跨度桥梁等领域。
钢结构的出现和发展，极大地推动了建筑工业化和现代化进程。
本章将简要介绍钢结构的发展概况、分类及特点。
1.1钢结构发展概况
钢结构的发展历史可以追溯到19世纪中叶。
随着工业革命的兴起，钢铁工业得到了迅速发展，钢结构也逐渐应用于建筑领域。
20世纪以来，随着现代建筑和工程技术的不断发展，钢结构的应用范围越来越广泛。
目前，钢结构已经成为现代建筑中不可或缺的一种结构形式。
1.2钢结构分类及特点
钢结构的分类和特点可以根据不同的标准和需求进行分类。
一般来说，可以根据构件的类型、材料的特点、用途等方面进行分类。
钢结构的优点包括强度高、重量轻、结构稳定、施工速度快等。
同时，钢结构也存在一些缺点，如耐火性差、耐腐蚀性差等。
在选择和应用钢结构时，需要综合考虑各种因素，以便选择最合适的结构形式。
钢结构设计技术手册
钢结构设计技术手册一、简介钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构材料。
本技术手册将详细介绍钢结构设计的相关原理和方法，以帮助从事钢结构设计的专业人士更好地理解和应用钢结构设计技术。
二、钢结构的优势及应用范围1. 优势钢结构具有高强度、轻质、施工速度快、可重复使用等优势。
它可以在各种环境条件下使用，并且对抗地震和飓风等自然灾害的能力也很强。
2. 应用范围钢结构广泛应用于高层建筑、工业厂房、大跨度空间结构、桥梁和输电塔等领域。
钢结构的应用不仅能够满足建筑物自身的结构需求，还能在建筑设计中融入艺术和创新的元素。
三、钢结构设计的基本原则1. 荷载计算钢结构设计的第一步是确定所承受的荷载。
包括常规荷载、雪荷载、风荷载等。
根据荷载计算结果，确定构件强度和尺寸。
2. 构件设计根据结构的力学性能和建筑设计要求，设计出不同构件的类型、尺寸和连接方式。
常用的构件类型包括梁、柱、桁架等。
3. 构件连接合理的构件连接可以确保整个结构的稳定性和安全性。
常用的连接方式包括焊接、螺栓连接和轴向力连接等。
四、钢结构设计的具体步骤1. 建立模型使用专业的结构分析软件建立钢结构的三维模型，并进行荷载计算。
2. 分析结构对钢结构进行静力分析或动力分析，获取结构的内力分布和变形情况。
3. 设计构件根据结构的内力结果，设计并选择不同构件的尺寸和型号。
4. 进行连接设计根据构件设计的尺寸和类型，设计构件之间的连接方式。
5. 优化设计对整个结构进行综合考虑，优化钢材的使用和结构的效益。
六、常见的钢结构设计问题及解决方案1. 抗震设计钢结构的抗震性能是一个重要考虑因素。
采用适当的抗震设计方法和设计参数，可以提高结构的抗震能力。
2. 防腐蚀设计在设计钢结构时需要考虑腐蚀的问题。
选用适当的防腐涂层和材料，可以延长钢结构的使用寿命。
3. 火灾安全设计钢结构在火灾条件下的性能需要特别考虑。
通过采用防火涂层和合理的防火设计，可以增加钢结构的火灾安全性能。
钢结构设计说明
钢结构设计说明4基本设计参数： 4.1本工程设计年限为 50年，结构安全等级为二级。
5结构材料：(图中特殊注明者除外) 5.1主结构(框架梁柱、夹层柱)均采用现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GB\1591-2008 ) 中规定的Q345钢，对焊接用钢应具有含碳量的合格保证。
主结构构件采用的钢材应符合现行国家标准《热轧钢板和钢带的尺寸，重量，外形及公允偏差》选材料的实测厚度应在设计公称厚度所对应的公差范围内。
5.2次结构(墙梁、实腹檩条及面板等冷弯薄壁构件)均采用与有屈服点、抗拉强度及伸长率的合格保证。
5.3所有热轧型钢(角钢、方管和圆钢等)均采用现行国家标准中规定的Q235B 级钢(图中注明除外) 5.4所有圆钢拉杆均采用现行国家标准《优质碳素钢》 (GB/T699-1999 )中规定的35号钢。
5.5中轻级工作制吊车梁(起重量 <30t )采用现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-2008 )中规定的 Q235B 级钢(图中注明除外)螺栓：高强度螺栓(摩擦型)：应采用符合现行国家标准螺母、垫圈技术条件》(GB/T1228~1231)中规定的普通螺栓应符合现行国家标准《六角头一C 级》(GB709-2006)的规定，所Q345B 钢等强的材料，且具《碳素结构钢》(GB700-2006 ) 《钢结构用高强度大六角头螺栓大六角头 10.9S 螺栓。
(GB/T5780-2000 ) 7.3的规定，其机械性能GB30981的规定。
应符合现行国标《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》锚栓采用Q235钢制作5.7焊钉：圆柱头焊钉连接件应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》(GB/T10433-2002 )的规定。
5.8焊接材料：5.8.1手工电弧焊的焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》(GB/T5117 )或《低合金钢焊条》 (GB/T5118 )的规定，选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应5.8.2埋弧自动焊或半自动焊接用的焊丝，应符合现行国家标准《融化焊用钢丝》(GB/T14958-94 )的规定，选择的焊丝和焊剂型号应与主体金属力学性能相适应。
钢结构制作作业指导手册
钢结构制作 作 业 指 导 书1．适用范围适用于各类工业与民用钢结构建筑的钢构件加工与制作方法及工艺技术。
2．执行规范与标准(1) (2) (3) (4)(5) (6) 钢结构制作单位应在必要时对构造复杂的构件进行工艺性试验。
连接复杂的钢结构，应根据合同要求在制作单位进行预拼装。
(7) 钢结构的加工制作一般应遵循下述的工作顺序：4(1) 完成施工详图，并经原设计人员签字认可。
(2) 主要材料已经进场。
钢结构所用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等应具有质量证明书，工程承包详图设计编制材料计划 设计单位审图材料采购构件加工制作 成品运输出厂并必须符合设计要求和现行国家标准的规定。
(3) 施工组织设计、施工方案、作业指导书等各种技术准备工作已经准备就绪。
(4) 各种工艺评定试验及工艺性能试验完成。
各种机械设备调试验收合格。
(5) 所有生产工人都进行了施工前培训，取得相应资格的上岗证书。
5．制作工艺流程6．钢结构制作设备配置参考一览表7.1原材料订购与进厂检验(1) 原材料的订购首先由制作厂预算员根据图纸及工艺要求编制构件加工清单，以明确材料的数量、规格及技术要求，然后报送技术质量部进行工艺审核。
(2) 物资供应部门根据经审核的加工清单进行分类、汇总，编制订购计划，并选择材料供应商（应经过业主审核确认）签订订购合同。
(3) 所有进厂的材料均须附有质量合格证书。
材料进厂时，材料管理员根据购料清单对材质、规格、数量逐一核对与验收，登记入账，然后分类堆放保管。
(4) 材料如有代用，材料部门应会同技术部门提出书面要求，经设计部门审核同意后方可实施。
7.2材料存储1.0mm的缺棱，并应清除边缘上的熔瘤和飞溅物等。
(5) 切割截面与钢材表面垂直面的允许偏差不得大于钢材厚度的10%，且不得大于2.0mm。
(6) 精密切割的零件，其表面粗糙度不得大于0.03mm。
(7) 机械切割的零件，其剪切与号料线的允许偏差不得大于2.0mm，断口处的截面上不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱，并应清除毛剌。
无比钢轻钢结构体系及其应用
・ ３・ １
制成的轻型构件 ， 被称为冷弯薄壁型钢结构 ， 相对于 普 通钢结 构 而言 ， 又被 称 为 轻 型 钢结 构… 。通 常 它
所 指 的轻钢结 构包 括 ： 弯薄 壁型 钢结构 、 轧轻 型 冷 热
构 、 壁较薄 的 焊接 组 合 梁 及焊 接 组 合 柱 而 构成 的 板
结构。
分析 了无比钢 轻钢结构体 系的应用现状 ， 出了无 比钢轻 钢 提 结构 技术在发展 中存在 的问题 ， 展望 了发展前景。 关键词 ： 比钢 ； 无 轻钢 ； 结构体系； 应用现状
中 图分 类 号 ：Ｕ ３ ２５ Ｔ ９ ． 文献标识码 ： Ａ
无 比钢轻 钢结 构墙 体建筑 系统 在 国际上 已是 成熟技
术， 该种结 构 的市 场 必 定看 好 。据 中科 院 中 国现代 化研 究 中心 的报 告 ： 如果 未 来 ５～１ “ ０年 内 ， 国把 中
寸小 ， 既提高 了住 宅 的使 用 面积率 ， 大大 减小 了地 又 基 、 础 的受力 ， 一种 良好 的轻 质材料 。无 比钢 轻 基 是 钢结 构 可 以充 分发 挥钢 材 的强度 高 、 性好 、 延 塑性 变 形能 力强 等特 点 ， 有优 良的抗震 性能 ， 高 了建 筑 具 提
中有 １５的采 用 无 比钢 轻 钢 结 构 建筑 系统 ， 产 值 ／ 其 可达 １ ３ ０亿 元 。据 初 步 计 算 ， 比钢 轻 钢 结 构 建 ７ 无
筑系统 比混凝 土 框 架 结 构 成 本 低 约 １５ ３ ｍ， 则
２亿 ｍ 新住 宅可 节约 资金 ２ ０亿元 。 ７
新住 宅需要 投资 ３ Ｏ万亿 人 民币 。 如果按 照美 国 、 ” 加
美国钢结构设计手册第七章十三十四节
美国钢结构设计⼿册第七章⼗三⼗四节7.13 LRFD FOR COMPOSITE BEAM WITH UNIFORM LOADSThe typical floor construction of a multistory building is to have composite framing. The floor consists of 31?4-in-thick lightweight concrete over a 2-in-deep steel deck. The concrete weighs 115 lb/ft3and has a compressive strength of 3.0 ksi. An additional 30% of the dead load is assumed for equipment load during construction. The deck is to be supported onsteel beams with stud shear connectors on the top flange for composite action (Art. 7.12).Unshored construction is assumed. Therefore, the beams must be capable of carrying their own weight, the weight of the concrete before it hardens, deck weight, and construction loads. Shear connectors will be3?4 in in diameter and 31?2 in long. The floor system should be investigated for vibration, assuming a damping ratio of 5%.FIGURE 7.6 Seven locations of the plastic neutral axis used for determining the strength of a composite beam.(a) For cases 6 and 7, the PNA lies in the web. (b) For cases 1 through 5, the PNA lies in the steel flange.A typical beam supporting the deck is 30 ft long. The distance to adjacent beams is 10 ft. Ribs of the deck are perpendicular to the beam. Uniform dead loads on the beam are construction, 0.50 kips per ft, plus 30% for equipment loads, and superimposed load, 0.25 kips per ft. Uniform live load is 0.50 kipsper ft.Q for Partial Composite Design(kips)TABLE 7.3nLocation of PNA n Q and concrete compression（1）y x F A （2）to （5）*2y f y s F A F A ?- （6） 0.5[C(5)+C(7)] ?（7）0.25y s F A* A ? area of the segment of the steel flange above the plastic neutral axis (PNA). ?C (n ) compressive force at location (n ). Beam Selection. Initially, a beam of A36 steel that can support the construction loads is selected. It is assumed to weigh 26 lb /ft. Thus the beam is to be designed for a service dead load of 0.5×1.3+0.026=0.676 kips per ft.Factored load=0.676*1.4=0.946 kips per ftFactored moment = u M =0.946×302/8=106.5 kip-ftThe plastic section modulus required therefore isZ=369.0125.106??=y u F M φ=39.43in Use a W16 ×26 (Z =44.2 3in and moment of inertia I =301 4in ).The beam should be cambered to offset the deflection due to a dead load of 0.50 ＋0.026 =0.526 kips per ft.Camber =1.1301000,293841230526.0534=in Camber can be specified on the drawings as 1 in.Strength of Fully Composite Section.Next, the composite steel section is designed to support the total loads. The live load may be reduced in accordance with area supported (Art. 7.9). The reduction factor is R = 0.0008(300－150) =0.12. Hence the reduced live load is 0.5(1 － 0.12) =0.44 kips per ft. The factored load is the larger of the following:1.2(0.50 + 0.25 + 0.026) × 1.6 ＋0.44= 1.635 kips per ft1.4(0.5 + 0.25 + 0.026) =1.086 kips per ftHence the factored moment is9.1838/30635.12=?=u M kip-ftThe concrete-flange width is the smaller of b = 10 ×12 = 120 in or b = 2(30 ×12?8) =90 in (governs).The compressive force in the concrete C is the smaller of the values computed from Eqs. (7.24) and (7.25).===25.390385.085.0'c c c A f C 745.9kips==y s t F A C 7.68×36=276.5 kips (governs)The depth of the concrete compressive-stress block (Fig. 7.5) isa==??=900.385.02760585.0'b f C c 1.205in Since t c C C >,the plastic neutral axis will line in the concrete slab (case 3, Art.7.12). The distance between the compression and tension forces on the W16 ×26 (Fig.7.5d) ise =0.5d + 5.25 － 0.5a= 0.5 × 15.69 ＋ 5.25－ 0.5 ×1.205 =12.493 inThe design strength of the W16 × 26 is==e C M t n 85.0φ0.85×276.5×12.493/12=244.7 kip-ft >183.9 kip-ft —OKPartial Composite Design. Since the capacity of the full composite section is more than required, a partial composite section may be satisfactory. Seven values of the composite section (Fig. 7.6) are calculated as follows, with the flange area f A = 5.5×0.345 = 1.8982in .1.Full composite:y s n F A Q =∑= 276.5 kips=n M φ 276.5 kips2.Plastic neutral axis f f A A =?/4 = 0.4745 in below the top of the top flange. From Table7.3,y f y s n F A F A Q ?-=∑2∑n Q =276.5 －2 × 0.4745 ×36 = 242.3a =242.3/(0.85 × 3.0 × 90) = 1.0558 ine = 15.69/2 × 5.25 － 1.0558/2 = 12.567 inn M =242.3 × 12.567 ＋0.5(276.5－242.3)×(15.69 － 0.34536898.123.2425.276??-)= 3,312 kip-in =n M φ 0.85 × 3312/12 ? 234.6 kip-ft3.PNA 2/f A Af =?=0.949 in below the top of the top flange:=∑n Q 208.2 kips=n M φ 224.0 kip-ft4. PN f f A A 3=?/4 =1.4235 in below the top of the top flange:=∑n Q 174.0 kips=n M φ 212.8 kip-ft5. PNA at the bottom of the top flange (f f A A =?):=∑n Q 139.9 kips=n M φ201.0 kip-ft6. Plastic neutral axis within the web.∑n Q is the average of items 5 and 7. (See Table 7.3.) =∑n Q (139.9 ? 69.1)/2 ? 104.5 kips=n M φ186.4 kip-ft7. =∑n Q 0.25 ? 276.5 ? 69.1 kips=n M φ166.7 kip-ftFrom the partial composite values 2 to 7, value 6 is just greater than =u M 183.9 kip-ft. The AISC ‘‘Manual of Steel Construction ’’ includes design tables for composite beams that greatly simplify the calculations. For example, the table for the W16 × 26, grade 36, composite beam gives n M φfor the seven positions of the PNA and for several values of the distance 2Y (in) from the concrete compressive force C to the top of the steel beam. For the preceding example,con Y Y =2－a/2 (7.31)where con Y = total thickness of floor slab, ina=depth of the concrete compressive-stress block, inFrom the table for case 6,∑n Q =104 kips. a=900.385.0104??=0.453 in Substitution of a and =con Y 5.25 in in Eq. (7.31) gives=2Y 5.25－0.453/2 =5.02 inThe manual table gives the corresponding moment capacity for case 6 and =2Y 5.02 in as =n M φ186 kip-ft > 183.9 kip-ft —OKThe number of shear studs is based on C=104.5 kips. The nominal strength n Q of one stud is given by Eq. (7.28). For a 3?4-in stud, with shearing area sc A = 0.442 2in and tensile strength u F =60 ksi, the limiting strength is u sc F A = 0.442× 60 = 26.5 kips. With concrete unit weight w=115 lb/3ft and compressive strength 'c f =3.0 ksi, and modulus of elasticity c E = 2136 ksi, the nominal strength given by Eq. (7.28) isn Q =0.5 ×0.442 21360.3?= 17.7 kips < 26.5 kipsThe number of shear studs required is 2 × 104.5/17.7 =11.8. Use 12. The total number of metal deck ribs supported on the steel beam is 30. Therefore, only one row of shear studs is required, and no reduction factor is needed.Deflection Calculations. Deflections are calculated based on the partial composite properties of the beam. First, the properties of the transformed full composite section (Fig. 7.7) are determined. The modular ratio n s E E is n = 29,000/2136 = 13.6. This is used to determine the transformed concrete area 1A = 3.25 × 90/13.6 = 21.52 in2. The area of the W16 × 26 is 7.68 2in , and its moment of inertia s I = 301 4in . The location of the elastic neutral axis is determined by taking moments of the transformed concrete area and the steel area about the top of the concrete slab: X=68.752.21)25.569.155.0(68.72/25.352.21++?+?=4.64 in The elastic transformed moment of inertia for full composite action is 1065301)64.425.5269.15(68.7)225.364.4(52.21126.1325.390223=+-++-+??=tr I 4in Since partial composite construction is used, the effective moment of inertia is determined from 47.7705.276/5.104)3011065(301in I eff =-+=eff I is used to calculate the immediate deflection under service loads (without long-term effects). For long-term effect on deflections due to creep of the concrete, the moment of inertia is reduced to correspond to a 50% reduction in c E . Accordingly, the transformed moment of inertia with full composite action and 50% reduction in c E is tr I = 900.34in and is based on a modular ratio 2n =27.2. The corresponding transformed concrete area is 1A =10.76 2in .FIGURE 7.7 Transformed section of a composite beam.The reduced effective moment of inertia for partial composite construction with long- term effect is determined from Eq. (7.32):。
无比钢结构设计
STRAT轻型薄壁钢住宅钢结构设计(无比钢结构设计)钢结构住宅是近年来的热门课题，也是我国在大力推动的产业政策。
但是钢结构住宅的问题不在钢结构本身，而在于隔墙等围护辅助结构，在于隔音、隔热等建筑功能，一直未能有经济、有效的技术手段。
轻型薄壁钢住宅钢结构体系(无比钢)，将受力结构与维护结构合为一体，提供了一种经济高效的解决方案。
随着中国社会发展、劳动力成本的增加，这种建造快捷、环保节能的结构体系，必然会得到普遍地使用。
STRAT软件再次把握技术发展的趋势，开发出针对这一新技术的计算、设计功能。
这种结构体系，大量采用桁架作为柱、梁结构，结合蒙皮木板，组成复合墙板。
这种特殊的受力体系，将复合墙板作为基本受力单元进行计算、设计，则计算模型太过粗略，导致浪费的同时，也会存在不安全因素。
STRAT针对这种结构体系的开展研究，推导特有的偏撑桁架的刚度、强度、稳定计算的公式。
在此基础上，利用STRAT已有的强大的三维图形功能，和强大的综合计算功能，建立包含桁架梁、桁架柱、木墙板、屋面三角桁架的三维空间模型。
每个单榀桁架、每片木墙板均参与结构计算，计算其精确受力。
STRAT对这种结构体系进行全面细致的构件验算，包括偏心桁架的立柱、剪撑的强度稳定验算，连接剪撑、立柱的销钉的抗剪验算、得到需要销钉的面积，木墙板的强度和固定墙板所需要的销钉面积。
确保各个环节、各个部位均满足受力要求，使这种新型结构体系的设计更安全、合理，并在此基础上实现结构设计的优化。
STRAT开发了这种结构体系特有的一些格构构件类型，单柱单撑、单柱双撑、双柱单撑、双柱双撑、三柱多撑等各种截面类型，具有双向受力的双偏撑柱类型，基本满足轻型薄壁钢住宅结构的各类构件的计算要求。
在后续开发中，STRAT将推出该结构体系的施工图功能。
STRAT软件的本项功能开发，得到了无比钢专利持有人，加拿大英特兰公司的资助。
使用方法简介1、前处理Prep的“组合截面”，在原有“包含式”、“拼接式”基础上，增加了“格构式”类型，用于无比钢偏撑桁架的计算。
建筑钢结构工程设计构造要点与技术规范实用手册第一篇文件2
二、一个承压型高强度螺栓的承载力设计值表!"#"!$螺栓的性能等级螺栓直径%（&&）螺栓毛截面面积’（(&$）螺栓有效截面面积’)（(&$）构件钢材的钢号承压的承载力设计值*+(（,*）当承压板厚度-（&&）为./0!1!$!2!.!0$1受拉的承载力设计值*+-（,*）受剪的承载力设计值*+3（,*）承剪面在螺杆处承剪面在螺纹处单剪双剪单剪双剪040级!.$41!!!4#./5号钢!.67钢、!.678钢!#679钢、!.6798钢224..!42.540#$4!/!4//24##:4#0!4:0#4!/242!1$42!1.420:45!$$4:!$/4/!124$!2542!2:41!!:41!.540!/14$!554:!//4!!0245!2040!:.40$1240#.41#145!114.5:4$/042 $154!2$$42205号钢!.678钢、!#678钢!#679钢、!.6798钢##40/.40/:40.#4!0:4.:54!/242!1$42!1.42:541!$041!5541!!!4.!#54.!#:4.!514$!/:4$!0.4$!2040$1240$!$40!./42$$!42$5142!0.41$2.41$#.410041/04#!#/41.!4$!$$42 $$5401!541525号钢!.67钢、!.678钢!#679钢、!#6798钢.!42024#0/40/!4.:04.!1$420!40!!$4.!!/41!1$45!2140!2.45!$$40!.:41!/#4.!254$!:/4!$1240!.54/$$#45$524!!024!$254#$#542$124.$/14.$0!4.!10:#41!:14!/#4:!#!4/ $224#$254#$#5号钢!.67钢、!.678钢!#679钢、!#6798钢./41:$4$:#40/04!!1/4#!!!4/0:45!$$4:!$/4/!!!4.!#54.!#:4.!554:!0245!:!4#!#.4$$!#41$$542!/04.$2#40$##42$114:$.#4/$/.4#$$54$$:#4$51/4$!$2!!54!$$.4$004!!/.45 $/#4/$.24#:25号钢!.67钢、!.678钢!#679钢、!#6798钢/#45!154/!1/4/0/4:!$!41!$#4/!1142!504$!254.!$#4.!/$40!/:4.!#14/$1/42$!#4#!/#40$2!4:$#!42$114:$/.4#$0/45$$.41$:04:5!!41$#!4!55$4!52#4.!.2!254$$.45!!24:$$:4/ 51/41.:#4.1.5号钢!.67钢、!.678钢!#679钢、!.6798钢054/!!#4$!!:4/:/4/!5242!5:4/!!!4.!#54.!#:4.!5:4#!:$41!::4#!./42$1542$5:42!:#45$.040$/:45$$54$51/4$5!:4$$#!4!55$4!52#4.$/:415.:4150241$11!/.4/5#54#!214$$0145螺栓的性能等级螺栓直径!（""）螺栓毛截面面积#（$"%）螺栓有效截面面积#&（$"%）构件钢材的钢号承压的承载力设计值’($（)’）当承压板厚度*（""）为+,-./.%.0.+.-%/受拉的承载力设计值’(*（)’）受剪的承载力设计值’(1（)’）承剪面在螺杆处承剪面在螺纹处单剪双剪单剪双剪./23级.+%2/...24+,5号钢.+67钢、.+678钢.4679钢、.46798钢002++.20+52-4%2.,.2,,0244324-.23-42.,020./%20./+20-325.%%23.%,2,./02%.0520.032/..32/.+52-.,/2%.5523.,,2..-025.0-2-.3+2-%/02--/2/+%25.%02,0-2+3,2% %/52.0%%200-5号钢.+67钢、.+678钢.4679钢、.46798钢442-,+2-,32-+42.-32+352.,020./%20./+20352/.%-2/.552/...2+.452+.432+.5/2%.,32%.-+2%.0-2-%/02-%.%2-.+,20%%.20%5/20.-+2/%0+2/%4+2/.%03,20.302-,423.4.2-%%52-/.52/505号钢.+67钢、.+678钢.4679钢、.46798钢+.20-024-,2-,.2+3-2+./%20-.2-..%2+..,2/./%25.0/2-.0+25.%%2-.+32/.,42+.052%.3,2.%/02-.+52,%%425%502..-02.%0524%4520%/02+%,/2+%-.2+.4%..,2-%542,302..--2. %0024%0524%45号钢.+67钢、.+678钢.4679钢、.46798钢+,2/3%2%342-,-2../,24...2,-325.%%23.%,2,...2+.452+.432+.5523.-025.3.24.4+2%%.42/%%520.,-2+%042-%4420%//23%+42,%,+24%%52%%342%5/,2%.-/.0/2%%-/24./325%.-2+ %,42,%+024305号钢.+67钢、.+678钢.4679钢、.46798钢,425./52,./,2,-,23.%.2/.%42,.//20.5-2%.052+.%42+.,%2-.,32+.4/2,%/,20%.424.,42-%0.23%4.20%//23%,+24%-,25%%+2/%3-235..2/%4.2.55%2.5042+%5%.,,245442/.0%20%-02-5/,2/+342+/+5号钢.+67钢、.+678钢.4679钢、.46798钢-52,..42%..32,3,2,.5020.532,...2+.452+.432+.5324.3%2/.3324.+,20%/520%5320.3425%+-2-%,325%%52%5/,2%5.32%%4.2.55%2.5042+%,32/5+32/%-02/%-0%.32.05-25.,52-50,2+注：.2表中高强度螺栓的承载力设计值系按下列公式算得：承压’($:!!*;($；受拉’(*:/2-<；受剪（在螺杆处）’(1:71#;(1；受剪（在螺纹处）’(1:71#&;(1式中71———每个高强度螺栓的受剪面数目。
钢结构设计手册
钢结构设计手册1. 引言本文档为钢结构设计手册，提供了有关钢结构设计的基本知识、规范要求以及设计计算方法。
钢结构是一种常用于建筑和桥梁工程中的结构材料，具有高承载能力、耐久性强等优势。
为了确保钢结构的安全可靠性，设计师需要遵循相关的规范和设计原则，以保证结构的稳定性和耐久性。
2. 规范要求在进行钢结构设计时，需要遵循以下的规范要求：•GB 50017-2017《钢结构设计规范》：该规范是我国钢结构设计的基础，其中包含了结构设计和计算方法、材料的选择和使用、施工和验收等方面的要求。
•GB/T 1591-2018《高强度低合金结构钢》：该标准规定了高强度低合金结构钢的化学成分、机械性能要求和试验方法等内容，为设计师选用合适的材料提供了参考依据。
•GB 50205-2001《建筑结构荷载规范》：该规范规定了建筑结构在设计中所需考虑的荷载类型、荷载组合以及计算方法，为钢结构设计提供了荷载参数的基础。
•GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》：该规范规定了建筑结构的抗震设计要求，包括抗震设防烈度、设计响应谱等内容，为钢结构的抗震设计提供了指导意见。
3. 设计计算方法3.1 结构底部计算钢结构的底部设计是一个关键的环节，它直接影响到结构的稳定性。
在进行底部设计时，需要考虑以下几个因素：1.地基承载力：根据地基的承载力，计算结构的轴力和弯矩，并确定合适的基础尺寸和形式。
2.地震作用：通过地震设计参数和结构的动力特性，计算结构在地震作用下的应力和变形，设计合适的抗震措施。
3.地下水位：如果地下水位较高，需要考虑水压力对结构的影响，设计合适的防水措施。
3.2 结构连接计算钢结构的连接方式多样，常见的连接方式包括焊接、螺栓连接和预制节点等。
在进行连接计算时，需要考虑以下几个因素：1.连接强度：根据材料的强度和连接方式，计算连接的强度，并确保连接的耐久性和可靠性。
2.连接刚度：根据结构的刚度要求，计算连接的刚度，并调整连接件的尺寸和布置方式。
- 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)。
STRAT轻型薄壁钢住宅钢结构设计
(无比钢结构)
钢结构住宅是近年来的热门课题，也是我国在大力推动的产业政策。
但是钢结构住宅的问题不在钢结构本身，而在于隔墙等围护辅助结构，在于隔音、隔热等建筑功能，一直未能有经济、有效的技术手段。
轻型薄壁钢住宅钢结构体系(无比钢)，将受力结构与维护结构合为一体，提供了一种经济高效的解决方案。
随着中国社会发展、劳动力成本的增加，这种建造快捷、环保节能的结构体系，必然会得到普遍地使用。
STRAT软件再次把握技术发展的趋势，开发出针对这一新技术的计算、设计功能。
这种结构体系，大量采用桁架作为柱、梁结构，结合蒙皮木板，组成复合墙板。
这种特殊的受力体系，将复合墙板作为基本受力单元进行计算、设计，则计算模型太过粗略，导致浪费的同时，也会存在不安全因素。
STRAT针对这种结构体系的开展研究，推导特有的偏撑桁架的刚度、强度、稳定计算的公式。
在此基础上，利用STRAT已有的强大的三维图形功能，和强大的综合计算功能，建立包含桁架梁、桁架柱、木墙板、屋面三角桁架的三维空间模型。
每个单榀桁架、每片木墙板均参与结构计算，计算其精确受力。
STRAT对这种结构体系进行全面细致的构件验算，包括偏心桁架的立柱、剪撑的强度稳定验算，连接剪撑、立柱的销钉的抗剪验算、得到需要销钉的面积，木墙板的强度和固定墙板所需要的销钉面积。
确保各个环节、各个部位均满足受力要求，使这种新型结构体系的设计更安全、合理，并在此基础上实现结构设计的优化。
STRAT开发了这种结构体系特有的一些格构构件类型，单柱单撑、单柱双撑、双柱单撑、双柱双撑、三柱多撑等各种截面类型，具有双向受力的双偏撑柱类型，基本满足轻型薄壁钢住宅结构的各类构件的计算要求。
在后续开发中，STRAT将推出该结构体系的施工图功能。
STRAT软件的本项功能开发，得到了无比钢专利持有人，加拿大英特兰公司的资助。
使用方法简介
1、前处理Prep的“组合截面”，在原有“包含式”、“拼接式”基础上，增加了“格构式”类型，用于无比钢偏撑桁架的计算。
“格构式”组合截面，包含两个基本截面。
第一基本截面是桁架的立柱截面，第二基本截面是
桁架的剪撑截面。
此外定义桁架外包截面高度、剪撑的夹角、剪撑顶点的间距，就可以完成一个偏撑桁架的定义。
对于双向受力的角柱，可以选择“双向剪撑”，形成四个角柱、双向剪撑的空间受力柱。
“格构式”组合截面的“组合截面类型”，选择“SM 薄壁格构钢”，并选择“单柱单撑”、“双柱单撑”等选项
2、对于组成墙板的桁架，用单个梁柱单元模拟，截面类型采用格构式组合截面。
墙板内外的木板，按实际情况，在柱之间布置。
对于承托楼面的桁架梁，也用梁单元模拟，截面类型采用格构式组合截面。
对于屋顶三角桁架，直接输入桁架的上弦杆、下弦杆、腹撑杆。
3、其它荷载的导算同普通结构。
计算模块Strat的使用也相同。
4、在Archi中，结构类型选择“多高层结构”。
程序自动将格构式框架归类为钢结构构件。
构件验算中，可以选择“梁不进行稳定性验算”。
构件验算将验算偏撑桁架立柱的轴压、局部弯曲作用下，剪撑的轴向拉压作用，以及剪撑端部抗剪销钉的面积。
对于木板墙，程序会验算墙板本身的压弯强度、剪切强度。
针对墙板通过销钉与立柱连接固定、连接，程序还计算墙板侧边需要的抗剪销钉面积(按每延米的销钉面积值)。