清华大学基础工程课程设计——实验室刚架柱基础设计
小刚架实验报告
实验名称:小刚架的稳定性研究实验时间:2023年4月15日实验地点:物理实验室实验目的:1. 研究不同材料、不同结构的小刚架的稳定性。
2. 探究影响小刚架稳定性的因素,如材料、支撑方式、负载等。
3. 通过实验数据,验证理论分析的正确性。
实验原理:小刚架是一种由梁、柱、支撑等构成的简易结构,其稳定性与其材料、结构设计及受力情况密切相关。
本实验通过改变小刚架的材料、支撑方式、负载等,观察其稳定性变化,分析影响稳定性的因素。
实验器材:1. 小刚架材料:木棒、铝合金管、塑料管等。
2. 支撑材料:金属支架、螺丝、螺母等。
3. 负载材料:砝码、沙袋等。
4. 测量工具:卷尺、电子秤、测力计等。
实验步骤:1. 准备不同材料的小刚架,分别为木制、铝制、塑料制等。
2. 将小刚架固定在金属支架上,确保支撑稳固。
3. 在小刚架的不同位置加载不同质量的砝码,模拟实际受力情况。
4. 观察小刚架在加载砝码过程中的变形情况,记录最大变形量。
5. 改变小刚架的支撑方式,如改变支撑点、增加支撑杆等,重复步骤3和4。
6. 比较不同材料、不同支撑方式的小刚架稳定性,分析影响稳定性的因素。
实验数据及分析:1. 木制小刚架:在加载10kg砝码时,最大变形量为2cm;加载15kg砝码时,小刚架发生弯曲变形,稳定性较差。
2. 铝制小刚架:在加载10kg砝码时,最大变形量为1cm;加载15kg砝码时,小刚架发生轻微弯曲,稳定性较好。
3. 塑料制小刚架:在加载10kg砝码时,最大变形量为3cm;加载15kg砝码时,小刚架发生严重弯曲,稳定性最差。
4. 在增加支撑杆的情况下,小刚架的稳定性有所提高。
当支撑杆长度增加时,小刚架的变形量减小,稳定性提高。
实验结论:1. 小刚架的稳定性与其材料、结构设计及受力情况密切相关。
在相同受力条件下,铝制小刚架的稳定性优于木制和塑料制小刚架。
2. 增加支撑杆可以显著提高小刚架的稳定性。
3. 实验结果与理论分析基本吻合,验证了理论分析的正确性。
【建筑工程管理类】清华大学劲性柱施工组织方案
(建筑工程管理)清华大学劲性柱施工组织方案清华科技园A-02文津国际公寓劲性钢结构柱工程施工组织方案编制审核批准二零零四年九月北京城市建设工程机械厂第一章工程概述本工程为清华科技园A-02文津国际公寓,核心筒及剪力墙钢结构劲性柱,核心筒结构柱截面形式为160mm*160mm的十字形H型钢,板厚为20mm,材质为Q345,建筑层数为-2~3层;剪力墙结构柱截面形式为500mm*500mm、500mm*450mm的十字形H型钢,板厚为25mm(建筑层数为-2~4层)、板厚为20mm(建筑层数为5~11层),材质为Q235B.整个钢结构总重约230吨。
第二章编制依据1.本设计依据建筑施工图的内容设计;2.《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81—2002、J218—2002)、《建筑结构荷载规范》(GBJ50009—2001)、《建筑结构抗震设计规范》(GB50011—2001)、《钢结构高强螺栓连接、设计、施工验收规程》(JGJ82-91)3.《钢结构设计规范》(GBJ50017—2003)、《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(01SG519)、《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—2001)、《建筑工程资料管理规程》DBJ01-5-2003第三章施工进度计划一施工进度计划:根据甲方的要求,厂内加工制作30天(自签定合同、预付款到位之日起算),现场安装计划用15天时间(现场具备安装条件起算)。
厂内进行钢结构构件加工的同时,施工现场进行现场清理、平整,临设搭建,预埋件等项目的准备工作。
二施工进度的保证措施:本工程工期短,任务重,质量标准高,为保证按期竣工,特制定以下保证措施:1.思想动员:在施工准备阶段,召开全体参与工程人员的动员大会,要求各级人员思想重视。
同时强化奖惩制度,奖励先进,促进落后。
2.组织保证:在项目合同签定后后二日内,管理人员全部到位。
3.技术先行:提前作好图纸细化、消化放样工作,有问题及时与设计单位联系解决,尽快拿出节点详图及材料清单,同时作好技术交底和安全交底,使项目所有人员人人心中有数。
刚架梁、刚架柱制作方案
刚架柱、刚架梁制作工艺内容摘要:关键词:1.工程概况:本工艺主要对刚架柱、刚架梁的加工、组装、焊接、涂装等工艺过程进行概述,规定各工序的要点。
刚架柱、刚架梁在现场制作时必须遵循此工艺的规定。
1、编制依据:(1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(2)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)(3)《建筑钢结构焊接技术规范》(JGJ81-2002)2、材料要求3.1该工程使用的钢材、焊接材料、涂装材料、紧固件等应具有原材料生产厂家质量证明书,必须符合设计要求和甲方提供的行业标准。
3.2原材料进厂后,必须对所有原材料进行验收和检验。
对复验合格的材料用油漆做上记号,并且对不同类型钢材分别存放。
复验不合格的原材料不得使用。
3.3 所有钢材表面锈蚀、麻点或划痕的深度不得超过其厚度负偏差的一半,钢板的实际厚度不得小于允许的最小厚度,断口处如有分层缺陷,应会同有关人员处理。
3.4 材料代用须事先提出附有材料缺货证明书的申请书(技术核定单),向甲方和监理报审后,经设计单位确认后方可代用。
3.5 焊条的焊芯和药皮不应有任何影响使用性能的缺陷。
焊丝表面光滑平整,镀层均匀牢固,不允许存在油污、氧化皮、锈蚀及划伤等影响其使用性能的缺陷,焊剂的粒度均匀,焊剂中不得存在明显的可见的铁、碳粒、铁合金凝珠及其它杂物。
3.6 涂料应符合设计要求,并存放在专门的仓内,不得使用过期变质,结块失效的涂料。
4、钢结构制作主要工艺流程图(见附图)5、号料工序:根据施工图纸材料表提出材料计划,进入号料工序。
5.1板材进入车间后应先核对其质量合格证明文件、中文标志及检验报告,检查钢板的厚度,检查钢材的表面外观质量,清除表面杂质。
钢材表面的平面度应符合下表规定,否则要先在七辊平板机上进行矫正平直。
5.2号料前应该熟悉施工图和掌握工艺要求,发现问题及时向项目技术负责人提出。
5.3板材号料用钢尺及划针划线,或采用数控切割机和多头直条切割机直接号切。
《钢结构设计》课程设计计算书
1.设计资料哈尔滨市某单层工业厂房,采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度33m ,柱距7m ,柱高8m ,屋面坡度1/10,地震设防烈度为6度。
刚架平面布置如下图1.1所示,刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板,考虑经济、制造和安装方便,檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢,间距为1.5米,钢材采用Q345钢,焊条采用E50型。
图1.1 刚架平面布置图图1.2 刚架形式及几何尺寸80001:10330001650700071200600600110001100011000330007000700070007000700070007000700070002.荷载计算2.1荷载取值计算:(1)屋盖永久荷载标准值(对水平投影面)YX51—380—760型彩色型钢板 0.15 2kN m 50 mm 厚保温玻璃棉板 0.05 2kN m PVC 铝箔及不锈钢丝网 0.02 2kN m 檩条及支撑 0.10 2kN m 刚架斜梁自重 0.15 2kN m 悬挂设备 0.50 2kN m 合计 0.97 2kN m (2)屋面可变荷载标准值 ①屋面活荷载:0.482kN m②雪荷载:哈尔滨市基本雪压0S =0.452kN m 。
对于单跨双坡屋面,屋面坡角α=54238''',z μ=1.0,雪荷载标准值 :k S =z μ0S =1.0×0.45=0.452kN m 。
③本工程不考虑积灰荷载。
所以屋面可变荷载取Max {}=活荷载,雪荷载0.482kN m 。
(3)轻质墙面及柱自重标准值(包括柱、墙骨架等) 0.52kN m(4)风荷载标准值基本风压:0ω=1.05×0.552kN m =0.582kN m ;根据地面粗糙度类别为B 类,查得风荷载高度变化系数:当高度小于10m 时,按10m 高度处的数值采用,z μ=1.0。
刚架设计课程课件
SGjk --按第j个永久荷载标准值Gjk计算的荷载效应值;
SQik --按第i个可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值;
ci --第i个可变荷载标准值Qi的组合值系数;
m--参与组合的永久荷载数; n 参与组合的可变荷载数。
▪ 由永久荷载控制的效应设计值:
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。
根据参数 w = 37
hw k
tw 235
fy
的不同,屈曲后抗剪强度
设计值分别为:
f
' v
f1v 0.64w
0.8
fv
1 0.275w fv
w 0.8 0.8 w 1.4
w 1.4
1 5
在计算w参数时,腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数,
当不设中间加劲肋时取5.34,设有中间加劲肋时:
连接形式。
1.3.3 刚架柱和梁的设计
➢ 1.3.3.1 梁、柱板件的宽厚比限值
与腹板屈曲后强度利用
▪ 工字形截面构件受压翼缘板的宽厚
比:
b1 15 235
t
fy
▪ 工字形截面梁、柱构件腹板的宽厚
比:
hw 250 235
tw
fy
➢ 腹板屈曲后强度利用:
在进行刚架梁、柱截面设计时,为了节省钢
《钢结构》课程设计指导书
《钢结构》课程设计指导书
一、设计总体要求
根据《钢结构》课程设计任务书的要求,对要求识读的钢结构—门式刚架图纸全面读懂,并对局部刚架、连接节点详图进行绘制。
通过本课程的实习实训,可以使学生具备识读钢结构施工图的能力,为今后从事钢结构的施工、安装与制作打下坚实基础。
二、设计内容与步骤
1、结合门式刚架的建施图与结施图,建立此单项工程的空间模型。
2、识读基础平面图,了解柱网的布置、锚栓的布置及基础型式,掌握柱与基础
的连接方式及柱脚剪力键的做法。
3、识读屋面支撑平面布置图,掌握支撑的类型、布置原则、要求及连接构造。
4、识读屋面檩条平面布置图,掌握檩条的敷设方法、间距与刚架的连接构造。
5、识读墙面檩条平面布置图,注意墙面檩条的敷设方法、掌握墙梁与柱的连接
构造。
注意各种直、斜拉条敷设的位置及连接点构造。
6、识读G1构件图、A1构件图,掌握刚架形式及节点构造。
7、根据设计任务书的具体要求,绘制相应刚架图及节点详图。
三、说明
在识读与绘制图纸时,一定要弄清楚每一根线、每一符号的具体涵义。
钢屋架简支与钢筋混凝土柱钢结构课程设计
一 选题(1)设计钢屋架简支与钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级为C20。
柱顶截面尺寸为400⨯400mm 。
钢屋架设计不考虑抗震设防。
厂房柱距选择: 6米。
(2)屋架形式为A 形:由屋架形式简图可知:屋面坡度 i=1:3屋架计算跨度 013350226700l mm =⨯= 屋架跨中高度 h= 5340mm 上弦长度 L=14375mm节间长度 a=L/6=2396mm节间水平段投影尺寸长度 a '=acosα=2225mm (3)屋架形式:①属有檩体系:檩条采用槽钢10,跨度为6m ,跨中设一根拉条φ10。
②屋架屋面做法及荷载取值(标准荷载值)永久荷载:波形石棉瓦自重 0.20kN/m 2檩条及拉条自重 0.20kN/m 2保险木丝板重 厚12cm 0.70kN/m 2 钢屋架及支撑重 0.12+0.011⨯26.7=0.41kN/m可变荷载:屋面活荷载 0.30kN/m 2积灰荷载 0.40kN/m 2二选择钢材焊接方式及焊条型号钢材标号为Q235-B.F,其设计强度值为f=215N/mm2,并具有机械性能:抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证。
焊条型号为E43型,手工焊。
三屋盖体系支撑布置图1、在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
2、因为屋架是有檩屋架,为了与其他支撑相协调,在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆,上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。
3、根据厂房长度1200m,柱距为6米,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑及垂直支撑。
如图2.1和图2.2所示。
图2.1屋盖支撑布置(下弦平面)图2.2屋盖支撑布置(上弦平面)四荷载计算及各杆件内力组合1 荷载计算永久荷载:波形石棉瓦自重 0.2×0.799=0.160(kN/m)檩条及拉条自重0.2×0.799=0.160(kN/m)保温木丝板重0.7× 0.799=0.559(kN/m)钢屋架及支撑重(0.12+0.011⨯26.7) × 0.799=0.328(kN/m)合计g k =1.207(kN/m)可变荷载:屋面活荷载0.3×0.799=0.240(kN/m)积灰荷载0.4×0.799=0.320(kN/m)合计q k=0.560(kN/m)檩条的均布荷载设计值q=γG g k+γQ q k=1.2×1.207+1.4×0.560=2.23kN/m节点荷载设计值P=2.23×2.225×4=19.85kN2 内力计算2.1芬克式三角形桁架在半跨活(雪)荷载作用下,腹杆内力不变号,故只按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。
土木工程本科《钢结构课程设计》报告
《钢结构课程设计》报告一、引言钢结构是土木工程中非常重要的一门学科,其广泛应用于各类建筑和基础设施中。
本次课程设计旨在让学生全面了解和掌握钢结构的设计原理和方法,提高解决实际问题的能力。
二、设计任务本次课程设计要求设计一个简单的单层钢结构厂房,主要内容包括主体结构的布置、构件截面的选择、节点设计、基础设计等。
在设计过程中,需要考虑厂房的承载能力、稳定性、施工方便性等因素。
三、设计过程1. 主体结构布置:根据厂房的跨度、高度和使用要求,确定采用门式刚架结构形式。
按照《钢结构设计规范》进行布置,包括梁、柱、支撑等构件。
2. 构件截面选择:根据厂房的承载要求和使用环境,选择合适的H型钢或圆钢管作为主要承重构件。
通过计算,确定各构件的截面尺寸和长度。
3. 节点设计:节点设计是钢结构设计的关键环节,需要考虑连接的强度、刚度和稳定性。
根据规范要求,采用焊接或螺栓连接方式,确保节点的安全可靠。
4. 基础设计:根据厂房的重量和地质条件,设计合适的基础结构。
基础形式可以是独立基础、条形基础或筏板基础等。
通过计算和分析,确定基础的尺寸和材料。
四、设计结果本次课程设计完成了以下主要内容:1. 主体结构布置图:包括平面图和立面图,标注了各构件的位置和尺寸。
2. 构件截面选择表:列出了各主要承重构件的截面尺寸和长度。
3. 节点设计图:展示了节点连接方式和构造细节,包括焊接和螺栓连接的示意图。
4. 基础设计图:包括基础平面图和剖面图,标注了基础的尺寸和材料。
五、结论本次《钢结构课程设计》使学生们对钢结构的设计有了更深入的理解和实践经验。
通过本次课程设计,学生们学会了如何根据实际需求进行结构布置、选择合适的构件截面、设计和分析节点连接以及基础结构等。
这些技能对于他们未来的学习和工作具有重要的意义。
同时,通过本次课程设计,学生们也提高了团队协作和沟通能力,为今后在工程领域的发展奠定了坚实的基础。
钢结构课程设计---门式刚架计算书
门式刚架计算书1、设计资料 (1)厂房柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架(见图1-1)。
长度90m ,柱距6m ,跨度18m ,门式刚架檐高9m ,屋面坡度为1:10。
图1-1 门式刚架简图 (2)材料选用屋面材料:单层彩板。
墙面材料:单层彩板。
天沟:钢板天沟 (3)结构材料材质钢材:235Q ,22215/,125/v f N mm f N mm == 基础混凝土:225,12.5/c C f N mm = (4)荷载(标准值)Ⅰ静载:有吊顶(含附加荷载)0.52kN m Ⅱ活载:20.5/kN mⅢ风载:基本风压200.35/W kN m =,地面粗糙度为B 类,风载体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用。
确定Z 值: ①180.1 1.8,2z 3.6m m ⨯==②0.40.49 3.6,2z 7.2H m m =⨯==取较小值为3.6m ,根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表A.0.2-1注3,因柱距6 3.6m m >,故风荷载取中间值。
详见图1-2所示图1-2 风荷载体型系数示意图(左风)Ⅳ雪荷载:20.2/kN m (5)其它本课程设计不考虑地震作用 2、荷载计算 (1)荷载取值屋面静载:20.5/kN m 屋面活载:20.5/kN m 轻质墙面及柱自重(包括柱、墙骨架):20.5/kN mm风荷载:基本风压20 1.050.350.37/W kN m ⨯==,按地面粗糙度为B 类; 以柱顶为准风压高度变化系数211.0,0.37/z w kN m μ==; 以屋顶为准风压高度变化系数221.0,0.37/z w kN m μ== (2)各部分作用荷载1)屋面静载 标准值:0.56 3.0/kN m ⨯=活载 标准值:0.56 3.0/kN m ⨯= 2)柱荷载静载 标准值:0.56 3.0/kN m ⨯= 3)风荷载迎风面:柱上0.3760.250.555/w q kN m =⨯⨯= 横梁上0.376 1.0 2.22/w q kN m =-⨯⨯=- 背风面:柱上0.3760.55 1.22/w q kN m =-⨯⨯=- 横梁上0.3760.65 1.44/w q kN m =-⨯⨯=- 3、内力分析采用结构力学求解器求解内力,计算简图及结果如下:(1)静载作用下的内力计算图3-1-1 静载内力计算简图(单位:KN/m)图3-1-2 静载作用下弯矩图(单位:KN·m)图3-1-3 静载作用下剪力图(单位:KN)图3-1-4 静载作用下轴力图(单位:KN) (2)活载作用下的内力计算图3-2-1 活载内力计算简图(单位:KN/m)图3-2-2 活载作用下弯矩图(单位:KN·m)图3-2-3 活载作用下剪力图(单位:KN)图3-2-4 活载作用下轴力图(单位:KN)(3)风载作用下的内力计算1)左风情况下:图3-3-1 左风载内力计算简图(单位:KN/m)图3-3-2 左风载作用下弯矩图(单位:KN·m)图3-3-3 左风载作用下剪力图(单位:KN)图3-3-4 左风载作用下轴力图(单位:KN)2)右风情况下:右风荷载作用下,个内力图与左风荷载作用下的内力图刚好对称,不再画出。
独立柱基础课程设计
独立柱基础课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解独立柱基础的定义、分类及构造特点。
2. 学生能掌握独立柱基础的设计原理及计算方法。
3. 学生能了解独立柱基础在实际工程中的应用。
技能目标:1. 学生能运用所学的理论知识,完成独立柱基础的设计计算。
2. 学生能通过实际案例分析,提高解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对建筑基础工程的兴趣,增强对土木工程专业的认同感。
2. 学生树立安全意识,认识到独立柱基础在工程中的重要性。
3. 学生培养合作精神,通过小组讨论、实践,提高沟通与协作能力。
课程性质:本课程为土木工程专业核心课程,旨在帮助学生掌握独立柱基础的设计原理和方法,培养学生的实际操作能力。
学生特点:学生已具备一定的土木工程基础知识和力学基础,具备一定的自学能力和动手能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,并为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 独立柱基础的定义、分类及构造特点- 教材章节:第二章第二节- 内容:介绍独立柱基础的概念、分类(如扩展基础、柱下条形基础等),分析各类基础的构造特点及适用范围。
2. 独立柱基础的设计原理及计算方法- 教材章节:第二章第三节- 内容:讲解独立柱基础设计的基本原理,包括荷载传递、地基承载力等,并介绍相应的计算方法。
3. 独立柱基础设计计算实例分析- 教材章节:第二章第四节- 内容:通过实际案例分析,使学生了解独立柱基础设计计算的步骤和方法,提高解决实际问题的能力。
4. 独立柱基础施工技术及质量控制- 教材章节:第二章第五节- 内容:介绍独立柱基础的施工技术要求,分析常见质量问题及预防措施。
5. 独立柱基础工程案例分析- 教材章节:第二章第六节- 内容:选取具有代表性的独立柱基础工程案例,分析其设计、施工及质量控制等方面的经验教训。
单层厂房排架柱课程设计
单层厂房排架柱课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单层厂房排架柱的基本概念、分类及结构特点。
2. 使学生了解单层厂房排架柱的受力分析及其在工程中的应用。
3. 引导学生掌握单层厂房排架柱的设计原则和计算方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行单层厂房排架柱结构设计的能力。
2. 提高学生运用绘图工具(如CAD)进行排架柱施工图绘制的能力。
3. 培养学生分析工程案例,解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对建筑结构工程的兴趣,激发学生探索精神。
2. 培养学生的团队协作意识,提高沟通与交流能力。
3. 引导学生关注建筑行业的发展,树立正确的职业观念。
课程性质:本课程为专业实践课程,强调理论知识与实际工程相结合。
学生特点:学生具备一定的建筑结构基础知识,具有较强的学习兴趣和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为将来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 单层厂房排架柱基本概念:介绍排架柱的定义、作用及其在单层厂房结构中的重要性。
教材章节:第二章第二节2. 排架柱的分类及结构特点:分析各种类型排架柱的结构形式、受力特点及工程适用性。
教材章节:第二章第三节3. 排架柱受力分析:讲解排架柱在荷载作用下的内力计算方法及稳定性分析。
教材章节:第三章第一节4. 排架柱设计原则及计算方法:阐述排架柱设计的基本原则,介绍相关规范及计算方法。
教材章节:第三章第二节5. 排架柱结构设计实例:分析典型单层厂房排架柱设计案例,使学生掌握实际操作流程。
教材章节:第四章6. 排架柱施工图绘制:教授利用CAD等绘图工具进行排架柱施工图的绘制方法。
教材章节:第五章7. 工程案例分析:分析实际工程案例,培养学生解决实际问题的能力。
教材章节:第六章教学内容安排与进度:本课程共计16课时,按以下进度进行教学:1. 基本概念及分类(2课时)2. 结构特点及受力分析(4课时)3. 设计原则及计算方法(4课时)4. 设计实例及施工图绘制(3课时)5. 工程案例分析及讨论(3课时)三、教学方法1. 讲授法:通过系统的讲解,使学生掌握单层厂房排架柱的基本概念、分类、结构特点及设计原则。
钢结构课程设计1(2024版)
(10)
式中
φy——轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数,以小
头为准,按GB 50017规范的规定采用,计算长度
取侧向支承点的距离。若各段线刚度差别较大,
Байду номын сангаас
确定计算长度时可考虑各段间的相互约束;
N0——所计算构件段小头截面的轴向压力; M1——所计算构件段大头截面的弯矩; βt——等效弯矩系数,按下列公式确定:
当λρ≤0.8时
ρ=1
当0.8<λρ≤1.2时 ρ=1-0.9(λρ-0.8)
当λρ>1.2时
ρ=0.64-0.24(λρ-1.2)
式中λρ——与板件受弯、受压有关的参数,按下式计算。
式中 κσ——板件在正应力作用下的屈曲系数。
(3) (4)
β=σ2/σl为腹板边缘正应力比值,以压为正,拉为负, 1≥β≥-1;
第二种方法普遍适用于各种情况,并且适合上机计算;
第三种方法则要求有二阶分析的计算程序。
A查表法
(A)柱脚铰接单跨刚架楔形柱的μγ可由表1-2查得。表中系 数 相 当 于 把 GB 50018 规 范 附 表 A3.2 的 μ 系 数 乘
以
,0.85是考虑柱脚实际上有一定转动约
束,
则是将数值换算成以小头为准
符合下列要求:
当V ≤ 0.5Vd时 当0.5Vd < V ≤ Vd时
M ≤ Me
当截面为双轴对称时
Mf = Af(hw+t)f
式中 Mf——两翼缘所承担的弯矩; We——构件有效截面最大受压纤维的截面模量; Me——构件有效截面所承担的弯矩,Me=Wef; Af——构件翼缘的截面面积; Vd——腹板抗剪承载力设计值。
清华大学精品课程钢结构教程
轴心受压构件的破坏形式
强度破坏 轴 心 压 杆 的 破 坏 形 式 失稳破坏一般先于强度破坏 弯曲失稳 双轴对称截面、H形截面、单轴 H 对称截面绕非对称轴失稳等 无对称轴截面、单轴对称截面 绕对称轴失稳等 十字形、Z形截面
一、理想轴心压杆的整体稳定 理想轴心压杆的整体稳定
1、理想轴心压杆的弹性弯曲屈曲 理想轴心压杆的弹性弯曲屈曲 图示两端铰接压杆,根据屈曲 根据屈曲 时存在微小弯曲变形的条件, ,先建 立平衡微分方程,而后求解临界 而后求解临界 力。 建立弯曲平衡微分方程的基本 假定:
构件是理想的等截面挺直杆; 压力沿构件原来的轴线作用; 材料符合胡克定律; P 构件变形之前的平截面在弯曲变形后仍为平面; 构件变形之前的平截面在弯曲变形后仍为平面 构件的弯曲变形是微小的,曲率可用变形的二次微分表示 曲率可用变形的二次微分表示,即Φ=-y”
qxy o
4.3 实腹式轴心压杆的整体稳 实腹式轴心压杆的整体稳定
z
计算长度
A
B
z y C
4.3 实腹式轴心压杆的整体稳定
o
x
四、弯曲失稳的极限承载力 弯曲失稳的极限承载力
弯扭失稳的换算长细比 单轴对称截面在非对称平面内失稳时,为弯扭失稳。 单轴对称截面在非对称平面内失稳时 在相同情况下,弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低 弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低。 对单轴对称截面进行弯扭屈曲分析后,认为绕对称轴 对单轴对称截面进行弯扭屈曲分析后 (设为y轴)的失稳应采用考虑扭转效应的换算长细比 yz代替 的失稳应采用考虑扭转效应的换算长细比λ 弯曲失稳时的长细比λy来计算临界应力或稳定系数 来计算临界应力或稳定系数,其本 质是将弯扭屈曲按弹性方法用换算长细比λ 质是将弯扭屈曲按弹性方法用换算长细比 yz(代替λy)等效为 弯曲屈曲。
刚结构厂房课程设计
刚结构厂房课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握刚结构厂房的基本概念、结构和设计原理。
技能目标要求学生能够运用所学知识进行刚结构厂房的设计和计算。
情感态度价值观目标要求学生培养对工程技术的兴趣和热爱,提高工程责任感和社会责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括刚结构厂房的基本概念、结构和设计原理。
首先,介绍刚结构厂房的定义、分类和应用范围。
然后,讲解刚结构厂房的结构体系,包括梁、柱、墙等构件的受力分析和设计方法。
最后,阐述刚结构厂房的设计原理,包括结构布置、荷载分析、内力计算和构件设计等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课采用多种教学方法。
首先,采用讲授法,系统地讲解刚结构厂房的基本概念、结构和设计原理。
其次,采用案例分析法,分析实际工程案例,使学生更好地理解和应用所学知识。
此外,还采用讨论法,鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的思考能力和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课准备了一系列教学资源。
教材方面,选用《钢结构厂房设计与施工》一书,系统地介绍刚结构厂房的设计和施工技术。
参考书方面,推荐学生阅读《钢结构设计规范》等相关规范和文献。
多媒体资料方面,准备了一些图片、视频和动画,形象地展示刚结构厂房的结构体系和设计过程。
实验设备方面,安排了钢结构厂房模型制作和测试实验,让学生亲自动手操作,增强实践能力。
五、教学评估本节课的教学评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现评估主要考察学生的课堂参与度、提问回答和团队合作等情况,占总评估的30%。
作业评估主要考察学生对课堂所学知识的应用能力,占总评估的30%。
考试评估主要考察学生对刚结构厂房设计原理的掌握程度,占总评估的40%。
六、教学安排本节课的教学安排如下:共计4课时,每课时45分钟。
第一课时介绍刚结构厂房的基本概念和分类,第二课时讲解刚结构厂房的结构体系,第三课时阐述刚结构厂房的设计原理,第四课时进行案例分析和讨论。
2 刚架柱的搭建
捕捉捕捉工具栏
. 捕捉到点和轴线交点. 捕捉到端点. 捕捉到圆心点 . 捕捉到中点. 捕捉到交点. 捕捉到垂足. 捕捉最近 点. 捕捉到任何位置. 捕捉到参考线/ 点 . 捕捉到几何线/ 点. 自动. 主要平面
五、对话框的使用
您可以在Tekla Structures 中使用对话 框输入并查看信息。如 果您单击的命令或按钮 名称有三个点,例如选 择...,Tekla Structure s 将显示相应的对话框 。
设置该区域,可 调整柱子的位置
改为“向上 ”200
旋 转 900 , 平ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ移100的效果
四、常用编辑命令的使用
总体工具栏
1. 新建 . 打开. 保存. 撤消. 重做. 报告. 自动生成图纸. 打开图纸列表. 打印图纸. 2. 创建基本3D 视图. 用两点创建视图. 打开视图清单. 创建切割面 . 用2 点适合工作区域. 设置工作平面. 设置工作平面到平面视图 . 用三点设置工作平面. 设置工作平面到部件顶部 3 . 输入参考模型 . 复制. 移动. 查询目标. 测量水平尺寸. 测量垂直距 离 . 测量自由尺寸. 角度测量. 测量螺栓间距 4 . 对已修改的对象编号. 碰撞校核. 展示工程状态. 创建无边框的 视图抓屏. 输出为网页. 显示宏. 打开模型文件夹. 自定义
钢结构工具栏
. 创建柱 . 创建梁 . 创建折形梁 . 创建曲梁 . 多边形板 . 创建螺栓创建螺栓 . 创建焊接
细部工具栏
. 打开组件目录 . 创建当前节点 . 出现自动连接设置对话框 . 创建面表面处理 . 创建接合 . 创建沿线的切割 . 创建多边形切割 . 创建零件切割
点工具栏
. 沿着 2 点的延长线增加点 . 在线上增加点 . 增加与两个选取点平行的点 . 在线上增加投影点 . 在2 条线的交叉处增加点 . 在任何位置增加点 . 增加辅助线 . 用中心点和半径创建圆圈
《钢结构设计》(门式刚架)课程设计指导书
当采用平面刚架建模时,涉及的主要构件为刚架斜梁与柱,而采用空间计算模型时,除上述单元外还包括屋盖支撑系统、柱间支撑、刚性系杆等。有些较为复杂的结构可能还包括平台、雨篷及托架或托梁等。下表列出了门式刚架结构常用单元与节点类型的定义。
构件名称
单元类别
连接节点类别
主刚架
梁
主刚架构件可采用轧制或焊接形成的H型钢、工字钢、槽钢等。
建立计算模型时必须初步确定构件的截面尺寸,选择截面时必须保证构件各板件的尺寸能满足基本构造要求,以保证构件整体稳定与局部稳定的前提,主要由构件的长细比与宽厚比(或高厚比)确定。下表给出了受压与受拉构件的长细比限值。主刚架构件截面一般由稳定控制,其长细比取值不宜太高。
《钢结构设计》课程设计指导书
(门式刚架)
土木工程与建筑学院
《钢结构设计》课程设计指导书
绪言课程设计目的要求
课程设计是一个重要的教学过程,是对学生知识和能力的总结。要求学生通过《钢结构设计》课程设计,进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点,掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析,掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下,参考已学过的课本及有关资料,综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识,进行整体钢结构设计计算,并绘制钢结构施工图。
刚架简图及其风荷载体型系数
(a)平面图(b)刚架简图(c)刚架风荷载体型系数
门式刚架设计计算
一、材料选择
刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求,一般采用Q235钢或Q345钢,Q345钢多用于刚架斜梁与柱,但当构件是以变形控制时应慎用。焊条可选用E43型,手工焊。
二、结构平面布置
结构平面布置主要是确定刚架的柱网布置。柱网布置首先应满足工艺要求,面积大的厂房考虑温度区段的控制,依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定:“纵向温度区段不大于300m;横向温度区段不大于150m;当有计算依据时温度区段可适当加大”。
实验室功能柱的设计原则
实验室功能柱的设计原则为了确保实验室的安全性、高效性和灵活性,实验室功能柱的设计必须符合一系列严格的原则。
这些原则涉及到结构、材料、功能配置以及符合相关标准规范等方面。
在进行实验室功能柱设计时,需要考虑到实验室的具体需求、设备配置、工作流程以及安全要求,下面将对实验室功能柱设计的原则进行详细的阐述。
第一、合理的结构设计实验室功能柱的结构设计应当合理、稳固,并且能够灵活适应不同实验室布局需要。
合理的结构设计需要考虑柱体的承重能力、抗震性能以及连接方式等因素,确保功能柱能够安全稳固地支撑实验室内的设备和管道。
在结构设计中也要考虑到功能柱的可拆卸性,以便于日后的维护和更改。
第二、选材符合要求实验室功能柱的选材要符合相关标准规范,具有良好的机械性能和化学稳定性。
通常情况下,不锈钢、铝合金等耐腐蚀材质是实验室功能柱设计的首选。
这些材料具有良好的耐化学腐蚀性能,可以确保在实验室环境下具有较长的使用寿命。
第三、功能配置设计合理实验室功能柱的设计应根据实验室的具体需求合理配置多种功能。
包括但不限于:电源插座、网络接口、气源插座、真空插座、试剂架等。
这些功能配置应该满足实验室的日常工作需要,并且要确保各种功能的布局合理、操作便利。
第四、安全性考虑在实验室功能柱的设计中,安全性是至关重要的考量因素。
功能柱的设计应符合相关的安全标准,确保使用过程中不会产生火灾、爆炸、电击等安全隐患。
功能柱的设计应考虑到人体工程学原理,保障实验人员在操作时的舒适性和安全性。
第五、符合规范要求在实验室功能柱的设计中,需要严格符合相关的规范要求,包括但不限于《实验室建设规范》、《实验室安全规范》、《实验室设计与施工规范》等。
这些规范要求涉及到实验室的使用安全、卫生环保以及设备配置等方面,必须要在功能柱设计中得到严格遵守。
第六、环保和节能原则在实验室功能柱的设计过程中,应当考虑到环保和节能原则。
选择符合节能环保要求的材料和配置,降低资源浪费、减少能耗、降低环境污染是实验室功能柱设计的重要目标。
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结 12
张佳佳
清华大学土木工程系
基础工程课程设计
—实验大厅刚架柱基础设计
设计人:张佳佳 结 12
1
基础工程课程设计
结 12Βιβλιοθήκη 张佳佳基础工程课程设计
1 设计概况......................................................................................................................................... 3 1.1 实验大厅概况 ...................................................................................................................... 3 1.2 设计任务 .............................................................................................................................. 3 1.3 设计内容与要求 .................................................................................................................. 3 1.3.1 单独基础设计............................................................................................................ 3 1.3.2 2
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基础工程课程设计
结 12
张佳佳
1 设计概况
1.1 实验大厅概况
该实验大厅为河流泥沙与水利工程室内模型实验场,长 84m,宽 24m,采用钢筋混凝土刚架结 构,共 15 跨,刚架间距 6m,在大厅中部设一道宽 6cm 的伸缩缝。在基础顶面处刚架柱截面 尺寸为 30×80cm。该地区标准冻深为 1.0m,室内外地面高差为 30cm。
1.2 设计任务
设计该实验大厅刚架 J1 柱下基础, 需考虑两种基础方案比较: (1) 天然地基上单独柱基础 (扩 展基础) ; (2)柱下桩基础。
1.3 设计内容与要求 1.3.1 单独基础设计
1) 2) 3) 4) 5) 确定基础埋深及尺寸; 按规范验算地基强度,必要时修改基底尺寸; 按规范验算基础本身的强度; 说明应验算哪两个基础间的沉降差,如何验算? 确定基础各部位尺寸,绘制基础平、剖面图。
J1 柱下桩基础设计 .................................................................................................. 3
3
4 5
1.3.3 参考文献.................................................................................................................... 3 柱下单独基础设计......................................................................................................................... 4 2.1 确定基础埋深 ...................................................................................................................... 4 2.2 地基强度验算与基础尺寸初估 .......................................................................................... 4 2.2.1 地基承载力特征值计算............................................................................................ 4 2.2.2 基础尺寸初估............................................................................................................ 5 2.2.3 持力层验算................................................................................................................ 5 2.2.4 下卧层承载力验算.................................................................................................... 6 2.3 基础强度验算 ...................................................................................................................... 7 2.3.1 冲切破坏验算............................................................................................................ 7 2.3.2 抗弯配筋计算............................................................................................................ 8 2.3.3 配筋设计心得............................................................................................................ 9 2.3.4 局部受压验算.......................................................................................................... 10 2.3.5 构造要求.................................................................................................................. 11 2.4 沉降差验算 ........................................................................................................................ 11 柱下桩基础设计........................................................................................................................... 11 3.1 桩型选取 ............................................................................................................................ 11 3.2 单桩承载力确定 ................................................................................................................ 11 3.3 初步确定桩数及承台尺寸 ................................................................................................ 12 3.4 桩中单桩承载力验算 ........................................................................................................ 13 3.5 抗弯及配筋计算 ................................................................................................................ 13 3.6 承台抗冲切验算 ................................................................................................................ 14 3.6.1 柱向下抗冲切验算.................................................................................................. 14 3.6.2 角桩冲切验算.......................................................................................................... 15 3.6.3 承台抗剪验算.......................................................................................................... 15 3.7 局部承压验算 .................................................................................................................... 16 3.8 设计心得 ............................................................................................................................ 16 3.9 桩基沉降验算 .................................................................................................................... 17 方案比选....................................................................................................................................... 17 基础与沉沙池、地下水库相互影响........................................................................................... 17