《钢结构设计》-课件

合集下载

《钢结构设计》课件

《钢结构设计》课件

1
静力分析
通过静力学原理计算结构的受力和变形。
2
热力学分析
考虑温度变化对结构的影响,例如热膨胀。
3
动力学分析
分析结构在地震和风力等动力荷载下的响应。
钢结构设计的构造细节
连接方式
桁架
钢结构的连接是关键,不同的连 接方式会影响结构的强度和刚度。
桁架是一种常见的钢结构构造, 用于大跨度建筑和桥梁。
钢层板
《钢结构设计》PPT课件
钢结构设计是现代建筑中重要的一部分,本课件将介绍钢结构设计的概述和 基本原则,以及常用材料和构件。让我们深入探索这个令人着迷的领域。
钢结构设计的概述
历史悠久
钢结构设计可以追溯到19世纪末,随着技术的 发展,它变得越来越重要。
高强度
钢材具有出色的强度和刚度,使得钢结构在抵 抗自然灾害和荷载方面表现出色。
钢结构设计的基本原则
1 强度和稳定性
设计钢结构时,必须考虑 结构的强度和稳定性,以 确保其在使用条件下的安 全性。
2 刚度和变形
钢结构的刚度和变形特性 决定了其能否支撑所需荷 载,并抵抗风力和地震等 外部力。
3 耐用性和可维护性
钢结构应具有足够的耐久 性和易于维护的特性,以 确保长期使用。
钢结构设计的计算方法
造型灵活
钢结构能够创造出各种各样独特的建筑形式, 从摩天大楼到桥梁。
可持续发展
钢结构的可循环利用性使其成为可持续发展建 筑领域的重要组成部分。
常用的钢结构材料和构件பைடு நூலகம்
结构钢
钢梁
结构钢是钢结构中最常用的材料 之一,具有出色的强度和可塑性。
钢梁是钢结构的重要构件,用于 承担荷载和支撑建筑。
钢柱

钢结构设计课程-第三章PPT课件

钢结构设计课程-第三章PPT课件
悬索桥中的桥面梁等。
14
3.2.2 梁的弯曲、剪切强度
• 梁的正应力:
梁的M -ω曲线
应力-应变关系简图
15
正应力发展的四个阶段:
梁的正应力分布
(a) 弹性工作阶段:疲劳计算、冷弯薄壁型钢 (b) 弹塑性工作阶段:一般受弯构件 (c) 塑性工作阶段:塑性铰 (d) 应变硬化阶段:一般不利用
16
各阶段最大弯矩:
截面高度
容许最大高度hmax 容许最小高度hmin
hmin>=nl/6000 经济高度he
he 73Wx 30(cm)
hmin≤h≤hmax,h≈he
焊接梁截面
35
均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin
36
腹板高度hw
腹板高度hw比h略小。
腹板厚度tw 抗剪
tw
V hw fv
局部稳定
58
3.6.2 拉弯、压弯构件的强度计算
➢ 强度极限状态: (静载、实腹式构件) 受力最不利截面出现塑性铰时
压弯构件截面的受力状态
59
➢ 强度计算公式推导:以矩形截面为例
截面出现塑性铰时的应力分布
N A
dA2y0bfy2y h 0bhfy2y h 0N P
M Ay d A b h 2 y 0 y 0 h 2 fy b 4 h 2 1 4 h y 0 2 2 fy 1 4 h y 0 2 2 M P
高层建筑框架柱、屋 架上弦
截面形式 双轴对称截面:同
拉弯构件 单轴对称截面:
受弯矩较大时采用
压弯构件
55
压弯构件的单轴对称截面
56
变截面柱: 高大厂房常 用
变截面压弯构件
(a) 阶形柱

《钢结构设计》课件

《钢结构设计》课件

受力状态
主要包括受压、受拉、弯曲、 扭转、剪切、腰筋和固定支承 等状态。
设计处理方法
包括材料选择、构造设计、加 固和防护设计等处理方法。
应用广泛
钢结构设计在地震、风灾和火 灾等自然灾害中具有较好的抗 震、抗风和防火性,受到广泛 应用。
节点设计和连接方式
节点设计和连接方式是钢结构设计中的重要一环。设计应充分考虑各种复杂 实际情况,如材料、结构体系等因素,并通过合理的设计和施工来实现节点 的可靠连接。
防腐处理和防火处理
钢结构的防腐和防火处理是确保其使用寿命的重要措施。在材料选择、施工工艺和材料使用等方面,进 行全面考虑和处理。
施工的注意事项和安全措施
在施工钢结构设计时,应严格按照施工图纸规定的要求进行操作,安全措施 必须到位,例如安全网、安全防护设施和检测监测系统等。
未来发展趋势
随着建筑和城市化的快速发展,钢结构设计越来越多地应用于各种项目和领 域。在未来,随着科技和材料的不断更新,钢结构设计将在更大程度上发挥 其功能。
与传统建筑的对比
美观性
钢结构建筑通常拥有先进的外 观设计,典雅大方,风格独特。
施工速度
模块化结构和钢材加工工艺的 发展使钢结构建筑的施工速度 大大加快。
施工噪音
相对于传统建筑,钢结构建筑 的施工过程噪音更小,对周边 环境影响更小。
能源节约
使用节能材料和高效绝缘材料, 大大提高建筑的节能效率。
钢材的物理特性
1 应力计算
包括弯矩应力、剪切应力、腰筋应力和轴向应力等,进行场地分析和 材料选择。
2 构件设计
构件设计包括预应力设计、腕式和针对性细节设计等。
3 桥梁计算
主要进行静力学和动力学的计算,确定钢桥梁的质量和安全性。

《钢结构设计培训》课件

《钢结构设计培训》课件

02
03
进行初步的结构分析和计算 ,确定结构体系和基本构件

04
05
制定设计方案,包括结构形 式、材料选择、节点构造等

初步设计
总结词:对方案设计进行深 化和完善,确定主要构件的 尺寸和材料
04
考虑施工条件和工艺要求, 对结构进行必要的调整和优 化。
01 03
详细描述
02
对方案设计进行详细的结构 分析和计算,确定构件的截 面尺寸和材料。
《钢结构设计培训》ppt课件
目录
CONTENTS
• 钢结构设计概述 • 钢结构设计基础 • 钢结构设计流程 • 钢结构节点设计 • 钢结构防腐与防火设计 • 案例分析
01 钢结构设计概述
CHAPTER
钢结构定义
钢结构定义
指采用钢材为主要材料,通过焊 接、铆钉或螺栓连接等方式组成 承重结构,以承受建筑物的重量 和外力。
结构分析方法
有限元分析法
介绍有限元分析的基本原理、方 法和应用,帮助学员掌握这一常
用的结构分析工具。
结构动力分析
阐述结构动力分析的原理、方法和 应用,包括地震作用下的结构响应 分析等。
结构稳定性分析
讲解如何进行结构稳定性分析,确 保结构在各种工况下的稳定性。
结构稳定性
结构失稳的类型和原因
介绍常见的结构失稳类型、原因和后 果,强调稳定性在结构设计中的重要 性。
广泛应用。
公共设施
钢结构在体育场馆、会 展中心等公共设施中也
有广泛应用。
02 钢结构设计基础
CHAPTER
结构设计原理
01
02
03
结构设计基本原则
介绍结构设计的原则、目 标和限制条件,确保结构 的安全性、经济性和实用 性。

钢结构设计全套教学课件

钢结构设计全套教学课件

附图1:拉伸试件
20
2
附 图 : 冲 击 韧 性 试 验
21
3
附 图 : 冷 弯 试 验
22
第二章 钢结构的材料
2.4 各种因素对钢材主要性能的影响
影响钢材性能的两大方面:生产过程
使用过程
一、生产过程
1:化学成分 普通碳素钢中Fe占99%,其他杂质元素占1% 普通低合金钢中有<5%的合金元素
2.按炉种分
平炉
成本高,质量好(6小时100t左右)
氧气顶吹转炉 成本低,质量也可(15分钟150t)
3. 按脱氧程度分
沸腾钢(F) 脱氧较差 镇静钢(Z) 脱氧充分 半镇静钢(b) 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 特殊镇静钢(TZ)
32 2.5 钢的种类和钢材规格
第二章 钢结构的材料
4. 按质量等级分 A级:保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量 B、C、D级:保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击
梅氏U型缺口试件: k J / cm2
冲击试验的标准试件型式:
夏比V型缺口试件: CV J
我国采用夏比V型缺口试件
➢ 冲击韧性受温度的影响
17 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
四、冷弯性能 ➢ 冷弯性能是检验钢材适应冷加工(常温下加工)
的能力和显示钢材内部缺陷状况的一项指标 ➢ 冷弯性能是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性
变形能力的指标 ➢ 冷弯性能由冷弯试验确定
18 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ 钢材物理性能指标
弹性模量 E 206 103 N mm 2
泊松比 0.3
剪变模量
G
E
21
79

钢结构设计原理 ppt课件

钢结构设计原理 ppt课件
(1) 极限状态:当结构或其组成部分超过某一特定状 态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定 状态称为结构的极限状态。
(2) 极限状态分为两类: a.承载能力极限状态: 包括:强度破坏、疲劳破坏、不适于继续承载的 变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。
b.正常使用极限状态:
包括:影响正常使用或外观的变形、影响正常使
笨,没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
4
6.理解构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及 构造原则; 7.熟悉与土木工程相关的钢结构设计规范。
教学参考书及规范:
1.钢结构 魏明钟 主编 武汉工业大学出版社 2.钢结构设计规范 (GB50017-2003) 3.钢结构工程施工质量验收规范 (GB50205-2001)
45
46
主要分析软件: LUSAS Bridge analysis software
47
• 建筑+机械的创举,多学科的融合也许是未来结构发展应 用的一个方向。
作为世界第一个旋转式船舶吊桥,耗资2600万美元的 Falkirk Wheel 的开通使苏格兰中部连接大西洋和北海的 水道再度畅通。旋转吊桥的巨大起重机配备10个水压马达, 能在15分钟内,将4艘船(包括水)起吊到33米高度。与 此同时,另一只吊臂将4艘船放下。转轮位于格拉斯哥和 爱丁堡两个城市的中央,一条100米水渠的顶端 。
(1-4)
在实际工程结构中,可能出现下列三种情况:
Z>0表示结构处于可靠状态;
Z=0表示结构处于极限状态
Z<0表示结构处于失效状态;
判断结构是否可靠,要看结构是否达到极限态,为此,通常将下式:
Z=g(R,S)=R-S=0

《钢结构设计要求》课件

《钢结构设计要求》课件

案例三:工业厂房钢结构设计
总结词
承载力要求高、防腐和防火性能要求严格、 施工速度快
详细描述
工业厂房钢结构设计需要考虑厂房的承载力 和设备安装要求,以确保厂房能够承受重型 设备和生产负荷。同时,由于工业厂房对防 腐和防火性能的要求较高,因此需要进行特 殊的防腐和防火处理。此外,工业厂房的施 工速度要求较高,需要进行周密的施工组织 和计划,以确保工程按时完成。
02
钢结构设计要求
结构选型与布置
结构选型
根据工程要求和地质条件,选择 合适的钢结构类型,如框架结构 、排架结构等。
结构布置
合理布置钢结构的承重体系,确 保结构的稳定性、承载能力和抗 震性能。
结构分析方法
静力分析
通过计算结构在静力荷载作用下的பைடு நூலகம்力和变形,评估结构的 稳定性。
动力分析
研究结构在动力荷载作用下的振动特性,评估结构的抗震性 能。
案例四:桥梁钢结构设计
要点一
总结词
承受动荷载、耐久性好、美学要求高
要点二
详细描述
桥梁钢结构设计需要考虑桥梁的承载能力和耐久性,以确 保桥梁能够承受车辆和自然灾害的荷载。同时,由于桥梁 是长期工程,因此需要进行周密的防腐和维修计划。此外 ,桥梁的美学要求也越来越高,需要进行精心的设计和处 理,以满足城市景观和美学要求。
钢结构的应用领域
总结词:应用领域
详细描述:钢结构广泛应用于工业厂房、高层建筑、桥梁、铁路、船舶、海洋平 台等领域。它能够满足各种复杂结构形式和特殊使用要求,为现代建筑和工程提 供可靠的结构支持。
钢结构设计的基本原则
总结词:基本原则
详细描述:钢结构设计应遵循结构合理、安全可靠、经济适用、美观耐久等原则。设计时应充分考虑载荷、材料、连接、稳 定性和抗震性能等因素,确保结构的安全性和稳定性。同时,还需考虑施工方便、维修保养和经济成本等因素,以达到最优 的设计效果。

钢结构设计ppt课件

钢结构设计ppt课件
1.2.1、“高钢规程”的规定
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

《钢结构设计》课件

《钢结构设计》课件

特殊环境下的钢结构设计需要考虑环境因素对结构的影响。
特殊环境如海洋环境、极寒地区等,对钢结构的设计提出了更高的要求。在这些环境下,需要考虑环境因素如腐蚀、温差等对结构的影响,并采取相应的防护措施。同时,还需要考虑结构的施工方法、材料选择等因素,以确保结构的安全性和稳定性。
总结词
详细描述
THANKS
轻型钢结构设计需要考虑的因素包括结构体系、支撑形式、节点构造、防腐防锈等,以确保结构的稳定性和安全性。
轻型钢结构设计需要遵循相关的规范和标准,如《轻型钢结构设计规范》等,同时需要进行详细的结构分析和计算。
轻型钢结构设计是指采用轻型钢材组成的结构物的设计,通常用于小型工业厂房、仓库、民用住宅等建筑。
04
CHAPTER
钢结构设计软件与技术
03
Revit
建筑信息模型(BIM)软件,适用于多专业协同设计和钢结构详图绘制。
01
AutoCAD
用于二维绘图和基本三维设计,广泛应用于钢结构设计中的绘图和建模。
02
Tekla Structures
专业钢结构详图设计软件,支持3D模型构建、材料统计和碰撞检测等功能。
详细描述
总结词
大跨度桥梁钢结构设计需要注重结构跨度、稳定性、耐久性和景观设计。
详细描述
大跨度桥梁如悬索桥、斜拉桥等,其钢结构设计需要充分考虑结构的跨度、稳定性、耐久性和景观设计等因素。在设计中,需要采用先进的计算和分析方法,确保结构的承载能力和稳定性。同时,还需要考虑桥梁的耐久性和景观设计,以满足桥梁长期使用和美观的需求。
总结词
高层建筑钢结构设计需要注重结构体系、抗震性能和施工方法的选择。
总结词
高层建筑由于楼层高度较高,对结构的强度、刚度和稳定性要求更高。在钢结构设计中,需要选择合理的结构体系,如框架-核心筒结构、筒中筒结构等,以提高结构的承载能力和抗震性能。同时,还需要考虑施工方法的选择,如预制装配式施工、高空拼装施工等,以确保施工的可行性和安全性。

钢结构设计课件ppt

钢结构设计课件ppt

将结构离散为有限个小的单元,通过计算这些单元的力学行为
来预测整体结构的力学性能。
直接分析法
02
直接对整体结构进行分析,无需离散化,适用于大型复杂结构
的快速近似分析。
边界元法
03
基于边界积分方程的数值方法,适用于求解边界问题,减少未
知数和计算量。
结构体系与布置
框架结构
由梁和柱组成的结构体系 ,具有较好的承载能力和 空间灵活性。
预紧力控制
防腐处理
对高强螺栓进行预紧力控制,保证节点连 接的紧密性和稳定性。
对螺栓进行防腐处理,提高节点的耐久性 和安全性。
板梁拼接节点设计
拼接方式选择
根据板梁的截面形式和承载要求选择合适的 拼接方式,如对接、搭接等。
拼接缝处理
对拼接缝进行合理处理,减小拼接缝对节点 承载能力的影响。
拼接材料选择
选择合适的拼接材料,如钢板、角钢等,确 保节点的承载能力和稳定性。
感谢您的观看
THANKS
根据地震危险性评估结果,采取相应 的抗震设防标准。
抗震构造措施与节点设计
合理选择节点连接方式,如焊接、螺栓连接等,确保节点具有足够的承载力和延性 。
加强节点构造,如增加加劲肋、设置抗剪键等,以提高节点的抗剪切和抗弯能力。
对关键部位进行加强,如增加支撑、设置斜拉索等,以提高结构的整体稳定性和抗 震性能。
焊接顺序
制定合理的焊接顺序,减小焊接变形 和残余应力对节点的影响。
焊缝质量检测
进行焊缝质量检测,确保焊缝无缺陷 ,满足结构安全要求。
螺栓连接节点设计
螺栓类型选择
螺栓布置
根据节点的承载要求和施工条件选择合适 的螺栓类型,如高强螺栓、普通螺栓等。

钢结构设计钢平台课件

钢结构设计钢平台课件
钢结构设计钢平台课件
目 录
• 钢平台设计概述 • 钢平台的结构形式与选型 • 钢平台的施工工艺与要点 • 钢平台的设计优化与案例分析 • 钢平台的安全性与维护
contents01钢平台设计概述钢平台的定义与特点
总结词
钢平台是一种由钢材为主要材料构建的平台结构,具有强度高、自重轻、施工速 度快等特点。
03
钢平台的施工工艺与要点
钢平台的施工流程
基础工程
包括平台基础的施工、验收和 加固,确保基础稳固。
平台组装
将加工好的钢构件进行组装, 形成完整的平台结构。
施工准 备
包括材料采购、施工组织设计、 现场勘查等。
钢构件加工
按照设计图纸对钢构件进行切 割、打孔、焊接等加工。
验收与调试
完成平台组装后,进行质量检 查、调试和验收,确保符合设 计要求。
防滑与防坠落措施
对钢平台的防滑和防坠落 措施进行检查,确保平台 在使用过程中不会发生人 员滑倒或坠落事故。
钢平台的定期维护与保养
清洁保养 定期对钢平台进行清洁,去除灰尘和 杂物,保持平台的整洁和美观。
防腐处理
对钢平台进行定期防腐处理,防止平 台因腐蚀而损坏。
紧固件检查
定期检查钢平台上的紧固件,如螺栓、 铆钉等,确保其紧固和安全。
钢平台的跨度应根据使用要求、场地条件和材料 性能等因素综合考虑。
钢平台的荷载应根据使用功能、使用人数和设备 布置等因素确定。
跨度和荷载是钢平台设计的关键参数,对结构选 型和构件尺寸有直接影响。
钢平台的材料选择
钢平台常用的材料有Q235、Q345等普通碳素钢材,以及H型
01
钢、工字钢、槽钢等型钢。
02
磨损件更换

钢结构ppt课件.ppt

钢结构ppt课件.ppt

二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢-混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板(厚14mm) 通过8个C级普通螺栓连接,钢板均为Q345,螺栓直径为20mm, 孔径为21.5mm,F=200KN,e=100mm,螺栓水平间距为 120mm,竖向间距为80mm,验算螺栓强度。
3、按受力特点分:对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接(摩擦型、承压型)
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状

《钢结构设计课件》

《钢结构设计课件》
GB/T 21086-2017
《钢结构构件制造工程质量评定标准》是中 国国家标准,用于评定钢结构构件的制造工 程质量。
JGJ 81-2017
《钢结构施工质量检验评定标准》是中国国 家标准,用于评定钢结构施工质量。
GB/T 29782-2013
《钢结构消防设计分级及消防技术要求》是 中国国家标准,规定了钢结构建筑的消防设 计要求。
焊接连接
钢结构的另一种常用连接形式 是焊接连接,通过焊接技术将 构件连接在一起。
铆接连接
钢结构的铆接连接通常用于连 接较厚的构件。
钢结构的施工和安装
1
组装和安装
2
钢结构的组装和安装需要进行精确的
计算和测量,确保结构的精度和稳定
性。
3
施工准备
钢结构施工前需要进行施工准备,包 括场地准备、基础施工和材料准备等。
钢结构设计课件
钢结构设计课件将介绍钢结构的基本理论、国家标准、材料和构件、结构形 式和构造要求、受载特性和计算方法、刚度和承载力计算、连接形式和连接 设计、施工和安装、防腐、防火和维护、以及应用案例分析、竞赛设计经验 分享和未来发展趋势。
钢结构设计的基本理论
1 革命性的建筑技术
钢结构设计是一门革命性的 建筑技术,通过使用钢材来 构建强大、灵活和轻巧的建 筑结构。
薄壳结构是一种使用薄钢板构造的弯
曲形状,具有优雅的外观和较高的承
载能力。
3
网壳结构
网壳结构是由钢管或钢带构成的网格 状结构,可以实现大跨度和轻型化。
钢结构的受载特性和计算方法
1 受载特性
钢结构的受载特性包括 荷载传递、应力分布和 变形程度。
2 计算方法
钢结构的计算方法包括 静力分析、动力分析和 有限元分析。
  1. 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. 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. 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)。

高度H:柱顶刚接时,可取为柱脚底面至框架下弦轴线的距离 (横梁假定为无限刚性),或柱脚底面至横梁端部形心的距离(横梁
为有限刚性);柱顶铰接时,应取为柱脚底面至横梁主要支承节
点间距离。 对阶形柱应以肩梁上表面作分界线将H划分为上部柱高度H1和
下部柱高度H2。
(3)计算高度H0的确定
H0= μH
μ为柱的计算长度系数; μ与柱上下端约束程度 K值有
上部结构的构件完全分开。根据温差和结构的具体情况 设置,可取≥30~60mm。 措施:(1)双柱方案(砌体中为双墙方案); (2)调整柱距,出挑檩条。
注意:尽可能地避免设置纵向伸缩缝???
表1 温度区段长度表(m)
结构情况 纵向温度区段 横向温度区段(屋架或 (垂直屋架或 构架跨度方向) 构架跨度方向) 柱顶刚接 柱顶铰接
沉降问题不甚严重,因而是一种较好的结构形式。
7.2.1 横向框架的主要尺寸及计算简图
7.2.1.1 主要尺寸
(1)跨度 L0=LK+2S S=B+D+b1/2 (7.1) (7.2)
(2)柱脚底面至横梁下弦底部距离H H=h1+h2+h3 (7.3)
(3)计算简图
计算跨度L(或L1、 L2)取两上柱轴线间的距离。 几何高度H1、H2的确定,取决于横梁(或屋盖)与 柱的连接形式:刚接还是铰接?
的荷载增加,且由于大型屋面板与屋架上弦杆的焊接常常
得不到保证,只能有限地考虑它的空间作用,屋盖支撑不
以视作结构的横隔板,这种房屋属于刚性结构;
横墙很少、间距超过一定范围的则属于弹性结构。
对比:砌体中刚性、弹性和钢弹性方案
能取消。
(2) 有檩屋盖:常用于轻型屋面材料的情况。如压型钢板、 压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮。 制作方便,施工速度快。 当压型钢板或压型铝板与檩条进行可靠连接后,形成一 深梁,能有效地传递屋面纵横方向的水平力(包括风荷载及 吊车制动力等),能提高屋面的整体刚度。这一现象可称为 应力蒙皮效应。
(4)计算简图
空间单层厂房 忽略空间 共同作用 平面单层厂房框架 忽略柱与基础间的弹性刚度 铰接或刚接的平面框架 假定柱与横梁的连接形式
计算单元
7.2.2 横向框架荷载和内力
7.2.2.1 荷载
永久荷载:屋盖系统、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及
设备管道等的自重。
可变荷载:风荷载、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷
由基础、梁、柱、檩条、屋面和墙体组成。
一般采用门式刚架、屋架和网架为承重结构, 其上设檩条、屋面板(或板檩合一的轻质大型屋
面板),下设柱(对刚架则梁柱合一)、基础,柱
外侧有轻质墙架,柱内侧可设吊车梁。
轻钢结构厂房的构件形式
刚架:梁柱合一。实腹式和结构式。实腹式的钢
架的横截面一般为工字形:结构式的横截面为矩形
适合:高度较低,刚度容易满足,吊车小。
梁柱刚接:(刚架)具有良好的横向刚度,但对
支座不均匀沉降及温度作用比较敏感,需采取防
止不均匀沉降的措施。
适合:厂房高,吊车大,
刚度要求高(整体变形小), 单跨厂房常用刚接。
刚架
多跨
排架
轻钢厂房:采用的门式刚架属于横梁与柱刚接,而
且由于结构自重与传统单层厂房钢结构相比大为减轻,
或三角形。
檩条:主要有实腹式、空腹式和绗架式等。一般
应优先选用冷弯薄壁型钢檩条。按部位区分为墙面
檩条和屋面檩条。
支撑:采用张紧的十字交叉圆钢组成,用特制的
连接件与梁柱腹板连接。连接用不同的夹角。
7.1.2 厂房结构设计步骤
结构方案→静力计算 →构件及连接计算→绘制施工图 尽可能的采用标准图集
7.1.3 厂房结构柱网及伸缩缝的布置
7.2.4.2 柱间支撑的形式和计算
十字交叉式、八字式、门架式等 十字交叉式:构造简单、传力直接、用料节省,最为普遍。 八字式、门架式
(1) 荷载——承受水平荷载
上层柱间支撑:承受山墙传来的风荷载; 下层柱间支撑:风荷载、吊车的纵向水平荷载。
(2)计算
根据具体情况按轴心受力构件(拉杆或压杆)设计。
关。K为柱端的梁柱线刚度比,详见P147式(6.23~6.24) 2 EI 以及P149。 (a) N cr 2 0.5 H 2 EI (c) N cr 2 0.7 H 2 EI N (g) 2 cr 2H (e) 2 EI N cr 2 1.0 H
柱间支撑与厂房框架柱相连接,其作用: ①组成坚强的纵向构架,保证厂房的纵向刚度; ②承受厂房纵向荷载(风荷载、吊车纵向水平荷载及温 度应力、地震力等),并传至基础; ③可作为框架柱在框架平面外的支点,减少柱在框架平 面外的计算长度。
柱间支撑由两部分组成:在吊车梁以上的部分称为上层支撑, 吊车梁以下部分称为下层支撑。 下层柱间支撑与柱和吊车梁一起在纵向组成刚性很大的悬臂
(1)上段柱和下段柱的上下端截面中的弯矩M、轴
向力N和剪力V。
(2)柱脚锚固螺栓的计算内力。
(3)柱与屋架刚接时,4种最不利的横梁M、V进行组合: (a)使屋架下弦杆产生最大压力; (b)使屋架上弦杆产生最大压力,同时也使下弦杆产 生最大拉力; (c、d)使腹杆产生最大拉力或最大压力。 考虑施工情况,但只考虑屋面恒荷载所产生的支座端弯 矩和水平力的不利作用,不考虑它的有利作用。
15
纵向柱距 (m)
21
27 33
(扩展跨度)
重钢厂房: 6, 12
轻钢厂房: 18, 24
计算单元
图2-2 柱网布置
7.1.3.2 缝的设置
(1)温度伸缩缝 当厂房平面尺寸较大时,为避免过大的温度变形和应 力,应在厂房的横向和纵向设置温度伸缩缝。 温度区段长度见P166表7.1。
伸缩缝的做法:从基础顶面或地面开始,将相邻区段
7.3 屋盖结构
7.3.1 屋盖结构的形式
7.3.1.1 屋盖结构体系
(1) 无檩屋盖:一般用于预应力混凝土大型屋面板等重
我国将砌体结构房屋根据房屋的刚度分为三
型屋面,跨度通常采用6m,有条件时也可采用12m。
种计算方案:刚性方案、弹性方案和刚弹性方案。
横墙较多且间距较小,其屋盖和层间楼盖可 屋面刚度大,耐久性也高,但自重大,从而使屋架和柱
第 七 章
目 录
7.1 厂房结构的形式和布置 7.2 厂房结构的框架形式 7.3 屋盖结构 7.4 框架柱设计特点
7.5 轻型门式刚架结构
7.6 吊车梁设计特点
7.7 墙架体系
大纲要求
掌握厂房的结构形式和柱网布置及计算单元的确 定;了解钢屋架的外形及腹杆形式;掌握屋盖支撑 的作用和设置原则、钢屋架的节点设计。 掌握横向排架及其梁柱截面的确定;理解横向排
交接处100~150mm。 做法:同温度伸缩缝 注意:高层钢结构建筑中不宜设置防震缝?
(3)沉降缝
目的:使承载相差较大的两部份建筑能各自发生沉降。 做法:把缝两侧的结构;连同基础一起分开。 实际: 1 )多跨厂房结构中,通常将跨度较大且受起重 量较重的一侧同跨度小,起重量小的一层分开; 2)厂房和办公用房分开。
桁架。
设置位置:1)厂房较长,下层支撑应该设在温度区段中部。 2)当吊车位置高而车间总长度又很短时:下层支撑设在两端 不会产生很大的温度应力,而对厂房纵向刚度却能提高很多,
这时放在两端才是合理的。
(3) 温度区段<90m时,中央设一道下层支撑(a); 温度区段≥90m,在1/3处各设一道支撑(b),以免传力路程 太长。
7.1.3.1 柱网布置
原则:(1)满足工艺要求; (2)满足结构要求:横向刚架或排架;
(3)符合经济合理要求;
(4)符合结构规定要求(标准化要求):一 般为6m,12m,也可“抽柱”处理。
此处抽柱
托架
屋架的跨度和间距取决于柱网布置,柱网布置取决
于建筑物工艺要求和经济要求。
常用尺寸
横向跨度: 12, 18, 24, 30, 36 (基本跨度)
载、吊车荷载、地震荷载等。 冰裹荷载
温度应力、基础不均匀沉降、纵向荷载、吊车荷载。 雪荷载一般不与屋面均布活荷载同时考虑,积灰荷载与 雪荷载或屋面均布活荷载两者中的较大者同时考虑。
7.2.2.2 内力分析和组合 分析:按结构力学的方法进行,也可利用现成的图
表或计算机程序分析框架内力。
内力不利组合:控制截面
有限刚度:对柱顶的横向荷载,当满足下式的条件时,可 近似认为横梁的刚度为无穷大,即柱顶刚接;否则横梁刚度 按有限刚度考虑:
KAB/KAC≥4
(7.5)
式中:KAB—横梁远端固定使近端A点转动单位角时在A点所需
施加的力矩值;KAC——柱在A点转动单位角时在 A点所需施加的
力矩值;
类似:梁柱线刚度比;P147公式(6.23)~(6.24)。
实腹式
格构式
分离式柱构造简单,制作和安装比较方便,但用钢量比阶
形柱多,且刚度较差,只宜用于吊车轨顶标高低于10 m,且吊 车起重量Q≥750 kN的情况,或者相邻两跨吊车的轨顶标高相差
很悬殊,而低跨吊车的起重量Q≥500kN的特殊情况。
7.2.4 纵向框架的柱间支撑
7.2.4.1 柱间支撑的作用和布置
按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。
等截面柱有实腹式和格构式两种。将吊车梁支于牛腿上,构
造简单,但吊车竖向荷载偏心大,只适用于吊车起重量Q<150 kN,或无吊车且厂房高度较小的轻型厂房中。
实腹式
格构式
阶形柱也可分为实腹式和格构式两种。由于吊车梁或吊车
桁架支承在柱截面变化的肩梁处,荷载偏心小,构造合理,其用 钢量比等截面柱节省,因而在厂房中广泛应用。
吊车工作制(A1~A8 共8级)
相关文档
最新文档