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4 钢结构

4 钢结构
4 钢结构

钢结构

一、基本设计规定

其一,以下6条是一些必备基础知识的整理。

1、钢是怎么来的

钢来自铁矿石,从铁矿石开始到最终产品的钢材为止,大致分为炼铁、炼钢、轧制三道工序。

铁矿石里的铁是以氧化物的形态存在的,炼铁就是脱氧成铁,这时的铁是生铁或铸铁。具体的定义:含碳量超过2.06%的铁碳合金成为生铁或铸铁。铸铁价格低廉,在机械制造的铸件生产中广泛应用,土建行业里应用的多的是铸铁管。

含碳量在 2.06%以下的铁碳合金成为碳素钢。因此炼钢就是脱碳成钢。常用的炼钢方法是转炉炼钢。

炼钢形成的是钢液,而形成钢液需要脱氧,按钢液在炼钢炉中形成时脱氧方法和程度的不同,碳素结构钢分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢,钢材质量越来越好。低合金高强度结构钢一般都是镇静钢。

2、钢材的加工

钢材的加工分为热加工、冷加工、热处理三种。

热加工就是将钢坯(用作轧制钢材的半成品)加热至塑性状态,依靠外力改变其形状,产生出各种厚度的钢板和型钢。

在常温下对钢材进行加工成为冷加工,冷加工一般通过机械的力量,使钢材产生需要的永久塑性变形。冷加工包括冷轧、冷弯、冷拔等。钢材经冷加工后,会产生局部或整体硬化,即在局部或整体上提高了钢材的强度或硬度,但却降低了塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化。

钢的热处理是将钢在固态范围内,施以不同的加热、保温和冷却措施,以改变其内部组织构造,达到改善钢材性能的一种加工工艺,包括退火、正火、淬火、回火四种基本工艺。

3、钢材的主要性能

钢材的多项指标可以通过单向一次拉伸试验获得:抗拉强度、伸长率、屈服点,其它次要的如断面收缩率,钢材的其它性能如冷弯性能、冲击韧性等。

4、化学成分的影响

钢是以铁和碳为主要成分的合金,虽然碳和其它元素所占比例很少,但却左右着钢材的性能。碳越高,强度越高,塑性韧性越低,冷弯、焊接、抗锈蚀性能越差。碳素钢按含碳量分为低碳钢(《0.25%)、中碳钢(0.25%~0.6%)、高碳钢(>0.6%)。

其它,硫磷是有害元素,锰硅是有益元素。

5、建筑用钢的种类、规格等

整理表示如下:

表1 建筑用钢

分类牌号质量等级脱氧方法符号钢号举例碳素结构钢Q235 A、B、C、D F、b、Z、TZ Q235BZ

低合金高强度结构钢(添加少量几种合金元素)Q345

A、B、C、D、E

(E级别最好)

AB镇静钢

CDE特殊镇静钢

可不加符号

Q390C Q390

Q420

6、钢材规格

整理表示如下:

表2 钢材规格

钢材表示方法主要用途

钢板符号+宽度*厚度

热轧型钢

角钢符号+长边宽*短边宽*厚度桁架杆件

普通工字钢

符号+截面高度厘米数腹板平面内受弯构件轻型工字钢

H型钢代号+高度*宽度*腹板厚度*翼缘厚度受压构件

槽钢符号+截面高度厘米数檩条等双向受弯构件

钢管代号+外径*壁厚

冷弯薄壁型钢

其二,以下是规范中的一些注意事项。

1、钢规表3.4.1-1表下注

对于轴心拉压构件,拉压应力在整个截面是均匀分布的,按较厚板件厚度取值使用于整个截面的强度设计值,是偏于安全的。

表3.4.1-3注4的规定类似,也是偏于安全的。

2、钢规8.2.1条

不同强度钢材连接时,可采用与低强度钢材适应的焊接材料。条文说明的解释是连接的韧性和经济性方面考虑。

3、钢规3.4.2条

对强度设计值进行调整是普遍实用各种结构的,钢结构也不例外,调整以折减居多。要有这几个工况有所记忆:单面连接的单角钢、无垫板的单面施焊对接焊缝、施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接、沉头和半沉头铆钉连接。要有这个调整设计值的概念。4、钢规3.2.8条

不同的结构类型,都要归根结底到力学上来,本条即钢结构考虑二阶效应的方法。钢结构考虑二阶效应的方法是在框架每层柱顶部附加假想水平力来综合体现。

至于判定该钢结构是否宜采用二阶弹性分析,以及如何具体计算见规范。但是,其中无支撑纯框架的二阶弹性分析的杆端弯矩计算过程中,需要对框架、排架无侧移、有侧移时的结构弯矩计算强力掌握,这是力学基本功的问题。本人蔬菜,这里简单归纳下。以单层框架、排架为例说明之。

表3 单层框、排架有无侧移弯矩计算

结构无侧移有侧移

单层框架分层总和法反弯点法

单层排架梁有弯矩柱无弯矩梁无弯矩柱有弯矩

二、焊缝连接

其一,一些基本知识的梳理归结。包含以下3条:

1、焊缝的符号及表示方法

详细地见《焊缝符号表示法》,常用的如下:焊缝代号由引出线、图形符号和辅助符号三部分组成。引出线由横线和带箭头的斜线组成。

2、对接焊缝的分类

对接焊缝包括焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝,以及部分焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝。简而言之,包括对接接头和T形接头。

3、角焊缝的分类

按焊缝与作用力的关系分为正面、侧面、斜焊缝,按角焊缝截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。

其二,规范的一些注意事项。

1、钢规7.1.2条——焊透的对接焊缝强度计算

本条针对的是对接焊缝里的焊透的情况下的强度计算。7.1.2-1有前提是轴心拉压力垂直于对接焊缝,分析公式架构,发现此时应力是均匀分布的,但前提是轴心拉压力且轴心拉压力垂直于对接焊缝。与材料力学里的轴心拉压杆件截面内力分布一致。

对于弯矩及剪力在焊缝截面上产生的应力分布,参考材料力学里的知识求解,如下,式中参数含义见教材,基本知识:

2、钢规8.2.7、8.2.10条——直角角焊缝构造要求

角焊缝的焊脚尺寸的构造规定,这个尺寸有其上下限的构造规定。不过这里的规定颇有些咬文嚼字的感觉,需要以实际例题来验证自己的推测。比如这里的焊脚最大尺寸的规定中:“板件边缘的角焊缝最大焊脚尺寸尚应满足……”其中的t就是指的边缘有角焊缝的板件的厚度,不特定指较厚或较薄板件,需要注意把握。

其它还有,正面、侧面角焊缝计算长度的构造规定、两面侧焊时的构造规定等。

3、钢规7.1.3条——直角角焊缝强度计算

这里角焊缝的计算长度扣除焊脚的规定,是考虑到起灭弧的缺陷,因此对于连续施焊的情形,如三边围焊里的正面角焊缝,是不必扣除焊脚尺寸的,计算长度等于实际长度。

另外,在连接计算中,一定要搞清楚力的传递,力通过不同的构件传递,就对不同的构件有强度上的要求。最经典的例子就是两块钢板的搭接连接,对钢板本身、连接盖板、连接件(焊缝、螺栓等)都有不同的强度要求。

同时,连接计算中一定要把握好单面连接或双面连接,有几条焊缝几个螺栓在用力,力学情景一定要搞清楚,不能粗心。

另外,对于轴心受力的角钢,肢背肢尖的力的分配是不均匀的,因为要满足力矩平衡。具体的分配法则见指南。

4、焊缝连接总结

将焊透的对接焊缝视为母材的一部分,拉压弯剪计算按材力考虑;直角角焊缝的内力分布同样按材力考虑,只不过此时剪应力近似认为均匀分布,同时注意角焊缝计算时满足各种构造要求。

部分焊透的对接焊缝及斜角角焊缝按规范进行计算。

三、普通螺栓连接

1、钢规7.2.1-1条——普通螺栓受剪连接

为什么要取受剪和承压承载力中的较小值呢?因为螺栓要想抗剪,必须先压紧。螺栓杆有被切坏或被压坏两种破坏形态,而受剪和承压是同时发生的,共同绝对螺栓的承载力大小。

计算时要注意首先分析力学场景,搞清楚螺栓有几个剪切面,承压面在哪里。

回顾大学教材:栓群轴心受剪,剪应力均匀分布,非轴心受剪很复杂。

2、钢规7.2.1-2条——普通螺栓受拉连接

总的原则:栓群轴心受拉,拉应力均匀分布,偏心受拉需要谨慎计算。

小偏心受拉计算,将偏心拉力分解为轴心拉力和小偏心弯矩计算,当计算得来的螺栓最小拉力为负值时,说明实际为大偏心受拉,此时栓群直接按一大偏心弯矩计算。注意当假设为小偏拉,实际判断为大偏拉时,计算螺栓最大拉力的M值是发生变化的。小偏心的弯矩是相对于栓群形心计算的,大偏心的弯矩是相对于底排螺栓计算的。即中性轴位置发生了变化。

注意判断大小偏拉的依据是最下排螺栓是拉是压,当螺栓群只受弯矩时,最下排肯定受压,栓群自然就是大偏心受拉了。

3、钢规7.2.1-3条——普通螺栓受剪+受拉连接

注意牛腿下有支托并刨平顶紧时,栓群是不承担剪力的,由支托完全承担。

4、钢规7.2.2条——高强度螺栓摩擦型连接

普通螺栓抗剪承载力的机理是螺栓在承压基础上的螺栓杆本身的抗剪,而高强度螺栓摩擦型连接的机理则是通过螺栓杆加工初期的预应力挤紧被连接板件,从而实现连接的目的,因此其受剪时承载力的提供就是摩擦力。

高强度螺栓摩擦型连接受拉承载力与预应力有关。

高强度螺栓摩擦型连接拉剪复合受力时按规范进行强度验算即可。

需要注意的是,高强度螺栓摩擦型连接时,被连接板件的强度计算中,高强度螺栓摩擦型连接在轴心受拉构件计算中的特殊性,即净截面处的孔前传力导致的净截面处的轴力的削弱,孔前传力系数为0.5。

5、钢规7.2.3条——高强度螺栓承压型连接

承压型连接一样有预应力,但是它允许接触面滑移,所以它不应用于直接承受动力荷载的结构。

高强度螺栓承压型连接的计算法则:单纯受剪或受拉连接时,与普通螺栓计算方法一致,只是拉剪复合受力时的强度验算条件大同小异罢了。

6、钢规7.2.4条——螺栓计算的超长调整

连接长度过大时,螺栓受力不均匀,端部受力大,因此折减其承载力。要有这个超长折减的概念和意识。这个折减针对普通螺栓和高强螺栓都适用。应该注意此时折减的仅仅是沿超长长度方向上的相关承载力,其它方向的承载力是不折减的。

7、钢规7.2.5条——螺栓计算的偏心调整

(1)填板连接

两块厚度不等的钢板对接,必须采用填板。填板不传力,只是提供一个厚度使得接缝两侧等厚。这种情况下,螺栓计算需要调整。

(2)搭接板单面连接

按规范要求,除高强摩擦型外,都要调整。

设计必须有上面两种情况下螺栓调整的概念。

四、受弯构件

1、钢规4.1.1~4.1.3条——受弯构件的强度计算

包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算强度,计算公式多半由材料力学衍生而来。

其中局部承压计算本条前提是上下翼缘受集中荷载且该荷载处未设置支承加劲肋,计算截面为腹板上下边缘。其中假定分布长度是按荷载在轨道和上翼缘中按1:1和1:2.5传递的,把握这个,对正确计算支座处的局部承压是很有帮助的。

2.、钢规4.2.1~4.2.3条——受弯构件的整体稳定计算

满足4.2.1的构造措施,整体稳定免检,观察这些构造措施,目的就是要么梁的受压翼缘被铺板固定限制其位移,要么就是受压翼缘自由长度与宽度比值不能太大,控制整体稳定就是控制受压翼缘,要有这构造概念。

无论是单向受弯还是双向受弯构件,都借助整体稳定系数来衡量其整体稳定是否达标。

3、钢规4.3.1~4.3.8条——受弯构件的局部稳定计算

局部稳定包括腹板和翼缘两个局部的局部稳定。前者的局部稳定通过或构造或计算设置横向或纵向或短加劲肋来满足,后者的局部稳定通过控制其宽厚比来实现。

纵向加劲肋构造配置时,控制其与受压翼缘的距离,此时需要根据具体情况判断梁的受压翼缘在上在下。

4、钢规4.4.1~4.4.2条——受弯构件的腹板屈曲后强度计算

腹板失去局部稳定后,钢梁仍可继续承载,其抗弯抗剪等承载力按腹板屈曲后的强度计算确定。腹板屈曲后强度计算其实就是局部失稳的二道设防。

公式4.4.1-1是弯剪复合状态下的承载力校核,单独弯或剪时不需按此式计算。

5、挠度验算

挠度计算属于正常使用极限状态,应用的是荷载标准值的计算。掌握简支梁的挠度近似公式,M 为最大弯矩:

2

0.1Ml EI ν=

五、轴心受力构件

1、钢规5.3.1~5.3.2条——构件的计算长度

这里一定要分类表述,不同的杆件分门别类地选取不同的计算长度。主要的类别是桁架弦杆和单系腹杆(用节点板与弦杆连接的无中间节点的腹杆)、侧向支承点之间的距离为节间长度2倍的桁架弦杆、桁架再分式腹杆体系的主斜杆、K 形腹杆体系的竖杆以及交叉腹杆。

需要注意的是,侧向支承点之间的距离为节间长度2倍的桁架弦杆的情况时,L1为两个节间的总长;桁架再分式腹杆体系的主斜杆节点中心间距离即为节间长度,L1为两个节间的总长。

另外,在无檩屋盖中,考虑大型屋面板能起一定的支持作用,故桁架上弦杆在桁架平面外的计算长度一般取两块屋面板的宽度且不大于3.0m ,下弦杆取为屋架跨度的一半。屋架下弦的横向支撑中,交叉斜杆按拉杆考虑,纵向构件按压杆考虑。

2、钢规5.3.8~5.3.9条——允许长细比

注2中的角钢最小回转半径,查表时需要知晓是针对哪个轴而言的。

轴心钢结构构件控制长细比是为了控制刚度,同时也是稳定计算中的一个重要参数。

3、钢规5.1.2条——实腹式轴心受压构件稳定性计算

轴心压杆失稳根据其屈曲变形分为弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲三种形式,对于一般双轴对称截面的轴心压杆,其屈曲形式一般为弯曲屈曲。

整体稳定通过长细比计算后验算,局部稳定通过控制翼缘板的宽厚比和腹板的高厚比实现,同样可以进行腹板屈曲后的强度与整体稳定计算,此时腹板的局部稳定不再考虑。

4、钢规5.1.3~5.1.4条——格构式轴心受压构件稳定性计算

格构式构件对实轴的稳定验算同实腹式,对虚轴的则另行计算。格构式构件尚需要对分肢的稳定性进行控制,控制的手段是控制其长细比。

六、学习心得

纵观钢结构全局,联想设计三要素:强度、刚度、稳定性,整个钢结构的脉络就清晰可见了,不管是焊缝还是螺栓,都只进行的连接强度的计算,关键是把握好连接过程中的力的传导;受弯构件则是三要素俱全,强度有抗弯抗剪抗复合抗局压,刚度主要是钢梁挠度,稳定性分为整体和局部,整体稳定即控制受压翼缘,局部稳定分为腹板和翼缘,前者通过设置各种加劲肋满足,后者通过控制其宽厚比满足,并考虑腹板失稳后的钢梁的强度。受压构件强度计算简单易行,注意受拉构件强度计算时找准最危险截面,刚度通过长细比与允许长细比控制,稳定同样分为整体稳定和局部稳定,同时分为实腹式和格构式,二者整体稳定计算大同小异,局部稳定计算一致:控制翼缘板的宽厚比和腹板的高厚比,与受弯构件局部稳定有类似之处。

一句话,把握住强度、刚度、稳定性的设计思路,就能理清钢结构乃至其它结构形式的结构计算主要内容。

钢结构工程施工创新技术

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钢结构设计原理 基本概念复习题及参考答案

2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题: 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁,翼缘的局部稳定常采用的方法来保证,而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ,也不得小于 8hf ;侧面角焊缝承受静载时,其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看,纯弯曲的弯矩图为,均布荷载的弯矩图为,跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同,直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件,型钢截面可分为和;组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态,正常使用极限状态 2.加强受压翼缘,减少侧向支承点间的距离(或增加侧向支承点) 3.螺栓材质,螺栓有效面积 4.塑性破坏,脆性破坏 5.限制宽厚比,设置加劲肋 6.性能等级,螺栓直径

7.8h f,40mm,60 h f 8.钢号,截面类型,长细比 9.焊接连接,铆钉连接,螺栓连接 10.应力集中,应力幅(对焊接结构)或应力比(对非焊接结构),应力循环次数 11.矩形,抛物线,三角形 12.弯曲屈曲,扭转屈曲,弯扭屈曲 13.技术先进,经济合理,安全适用,确保质量 14.普通缝,平坡缝,深熔缝,凹面缝 15.热轧型钢,冷弯薄壁型钢,实腹式组合截面,格构式组合截面 16.荷载类型,荷载作用点位置,梁的截面形式,侧向支承点的位置和距离,梁端支承条件 二、问答题: 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义? 2.焊缝可能存在哪些缺陷? 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标?分别由什么试验确定? 5.什么是钢材的疲劳? 6.选用钢材通常应考虑哪些因素? 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响? 8.焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求? 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接,在抗剪连接中,它们的传力方式和破坏形式有何不同? 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时,对虚轴为什么要采用换算长细比? 11.轴心压杆有哪些屈曲形式? 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同? 13.在抗剪连接中,普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同? 14.钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点? 15.对接焊缝的构造有哪些要求? 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的?焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响?减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些? 17.什么叫钢梁丧失整体稳定?影响钢梁整体稳定的主要因素是什么?提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么? 18.角焊缝的计算假定是什么?角焊缝有哪些主要构造要求? 19.螺栓的排列有哪些构造要求? 20.什么叫钢梁丧失局部稳定?怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定?

完整钢结构课程设计精

贵州大学高等教育自学考试实践考试 钢结构课程设计 课程代码:02443 题目:单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 年级:2 0 1 3 级 专业:建筑工程 层次:本科 姓名:张伟 准考证号:21001181132 衔接院校:贵州大学 指导老师:张筱芸 完成日期: 2015. 4. 24

附件:设计资料 1、设计题目:《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数: 第五组: 某地一机械加工车间,长84m,跨度24m,柱距6m,车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车,轨顶标高18.5m,柱顶标高27m,地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架,封闭结合,1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板(1.4KN/m2),上铺100mm厚泡沫混凝土保温层(容重为1KN/m3),三毡四油(上铺绿豆砂)防水层(0.4KN/m2),找平层2cm厚(0.3KN/m2),卷材屋面,屋面坡度i=1/10,屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级C20,上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B,焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m2,积灰荷载标准值0.6KN/m2, 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件,完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下,能根据设计任务书的要求,搜集有关资料,熟悉并应用有关规范、标准和图集,独立完成课程设计任务书(指导书)规定的全部内容。 1)需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2)梯形钢屋架设计要求:经济合理,技术先进,施工方便。 3)设计计算书要求:计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂,统一用A4纸书写(打印)。 A、按步骤设计计算,各设计计算步骤应表达清楚,写出计算表达式及必要的计算过程,对数据的选取应写明判断依据。 B、计算过程中,必须配以相应的计算简图。 C、对计算结果进行复核后,为保证施工质量且方便施工,应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4)梯形钢屋架施工图共两张,图纸绘制的要求:布图合理,版面整齐,图线清晰,标注规范,符合规范/图集要求。

钢结构工程新技术

一、深化设计技术 1.主要技术内容 深化设计是在钢结构工程原设计图的基础上,结合工程情况、钢结构加工、运输及安装等施工工艺和其他专业的配合要求进行的二次设计。其主要技术内容有:使用详图软件建立结构空间实体模型或使用计算机放样制图,提供制造加工和安装的施工用详图、构件清单及设计说明。 施工详图的内容有:①构件平、立面布置图,其中包括各构件安装位置和方向、定位轴线和标高、构件连接形式、构件分段位置、构件安装单元的划分等; ②准确的连接节点尺寸,加劲肋、横隔板、缀板和填板的布置和构造、构件组件尺寸、零件下料尺寸、装配间隙及成品总长度;③焊接连接的焊缝种类、坡口形式、焊缝质量等级;④螺栓连接的螺孔直径、数量、排列形式,螺栓的等级、长度、初拧终拧参数;⑤人孔、手孔、混凝土浇筑孔、吊耳、临时固定件的设计和布置;⑥钢材表面预处理等级、防腐涂料种类和品牌、涂装厚度和遍数、涂装部位等;⑦销轴、铆钉的直径加工长度及精度,数量级安装定位等。 构件清单的主要内容有:构件编号、构件数量、单件重量及总重量、材料材质等。构件清单尚应包括螺栓、支座、减震器等所有成品配件。 设计说明的主要内容有:原设计的相关要求、应用规范和标准、质量检查验收标准、对深化设计图的使用提供指导意见。 深化设计贯穿于设计和施工的全过程,除提供加工详图外,还配合制定合理的施工方案、临时施工支撑设计、施工安全性分析、结构变形分析与控制、结构安装仿真等工作。该技术的应用对于提高设计和施工速度、提高施工质量、降低工程成本、保证施工安全有积极意义。 2.技术指标 通过深化设计满足钢结构加工制作和安装的设计深度需求。使用计算机辅助设计,推动钢结构工程的模数化、构件和节点的标准化,计算机自动校核、自动纠错、自动出图、自动统计,提高钢结构设计的水平和效率。深化设计应符合原设计人设计意图和国家标准与技术规程,并经原施工图设计人审核确认。 3.适用范围 适用于各类建筑钢结构工程,特别适用于大型工程及复杂结构工程。 4.已应用的典型工程 该技术在钢结构工程中已得到普遍应用,比较典型的工程,如:国家体育场、国家体育馆、首都国际机场T3航站楼、深圳市民中心等。

钢结构基础第二章习题答案

第二章 1.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点? 答(1)强度高,塑性和韧性好(2)钢结构的重量轻(3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合(4)钢结构制作简便,施工工期短(5)钢结构密闭性较好(6)钢结构耐腐蚀性差(7)钢材耐热但不耐火(8)钢结构在低温和其他条件下,可能发生脆性断裂,还有厚板的层状撕裂,应引起设计者的特别注意。 2.《钢结构设计规范》(GB500l7—2003)(以下简称《规范》)采用什么设计方法? 答:《规范》除疲劳计算外,均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。 3.什么是极限状态?钢结构的极限状态可分为哪两种?各包括哪些内容? 答: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,此特定状态就称为该功能的极限状态。 4.钢结构的极限状态可分为:承载能力极限状态与正常使用极限状态。 (1)承载能力极限状态:包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。 (2)正常使用极限状态:包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。 5.结构的可靠性与结构的安全性有何区别? 建筑结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三项要求。结构可靠度是结构可靠性的概率度量,其定义是:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构可靠度 6.钢结构设计的基准期是多少?当结构使用超过基淮期后是否可继续使用? 规定时间:一般指结构设计基准期,一般结构的设计基准期为 50年,桥梁工程的设计基准期为100年。设计基准期(design reference period):为了确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。※设计使用期与设计使用寿命的关系:当结构的设计使用年限超过设计基准期时,表明它的失效概率可能会增大,但并不等于结构丧失所要求的功能甚至报废。规定条件:指正常设计、正常施工、正常使用条件,不考虑人为或过失因素 8.简述建筑钢结构对钢材的要求、指标,规范推荐使用的钢材有哪些? 1.较高的强度。 2.足够的变形能力。 3.良好的加工性能。 此外,根据结构的具体工作条件,在必须是还应该具有适合低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及重复荷载作用等的性能。《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。 9.衡量材料力学性能的好坏,常用那些指标?它们的作用如何? 1.强度性能: 2.塑性性能 3.冷弯性能 4.冲击韧性 10.哪些因素可使钢材变脆,从设计角度防止构件脆断的措施有哪些? 从理论角度来讲影响钢材脆性的主要因素是钢材中硫和磷的含量问题;如果你的工艺路线不经过热处理那么这个因素影响就小一些;如果工艺路线走热处理这一步(含锻打,铸造)那么这个影响就相当的明显;就必须采取必要的措施;1;设计选材上尽量避开对热影响区和淬火区敏感的材料;2不得已而用之的话那么就要在工艺上采取预防措施;建议你再仔细查阅一下金属材料学;3设计过程中采取防脆断措施如工艺圆角;加强筋;拔模等;有很多;建议你查阅机械设计手册中的工艺预防措施和手段; 11.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变

中南大学钢结构课程设计

中南大学土木工程学院土木工程专业(本科) 《钢结构基本原理》课程设计任务书 题目:钢框架主次梁设计 姓名: 班级: 学号:

一、设计规范及参考书籍 1、规范 (1)中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准(GB/T50105-2001) (2)中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001) (3)中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范(GB5009-2010) (4)中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范(GB50017-2003) (5)中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001) 2、参考书籍 (1)沈祖炎等. 钢结构基本原理,中国建筑工业出版社,2006 (2)毛德培. 钢结构,中国铁道出版社,1999 (3)陈绍藩. 钢结构,中国建筑工业出版社,2003 (4)李星荣等. 钢结构连接节点设计手册(第二版),中国建筑工业出版社,2005 (5)包头钢铁设计研究院 中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算(第二版), 机械工业出版社,2006 二、设计构件 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图,结构采用横向框架承重,楼面活荷载标准值2.02kN mm (单号)、5.02kN mm (双号),其中12班竖向梁跨度取值:学号1~10为8m 、学号11~20为10m ;学号21~为12m ;其中13班水平向梁跨度取值:学号1~10为9m 、学号11~20为11m ;学号21~为13m ;。楼面板为120mm 厚单向实心钢筋混凝土板,荷载传力途径为:楼面板-次梁-主梁-柱-基础。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用,框架梁按连续梁计算,次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H 型钢,截面尺寸为H600×300×12×18,层高3.5m 。 三、设计内容要求 (1)设计次梁截面CL-1(热轧H 型钢)。 (2)设计框架主梁截面KL-1(焊接工字钢)。 (3)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点,要求采用焊缝连接,短梁段长度一般为0.9~ 1.2m 。 (4)设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点,要求采用高强螺栓连接。 (5)设高计次梁与主梁工地拼接节点,要求采用强螺栓连接。

建造师继续教育 钢结构工程新技术

建造师继续教育钢结构工程新技术 一、深化设计技术 1.主要技术内容 深化设计是在钢结构工程原设计图的基础上,结合工程情况、钢结构加工、运输及安装等施工工艺和其他专业的配合要求进行的二次设计。其主要技术内容有:使用详图软件建立结构空间实体模型或使用计算机放样制图,提供制造加工和安装的施工用详图、构件清单及设计说明。 施工详图的内容有:①构件平、立面布置图,其中包括各构件安装位置和方向、定位轴线和标高、构件连接形式、构件分段位置、构件安装单元的划分等;②准确的连接节点尺寸,加劲肋、横隔板、缀板和填板的布置和构造、构件组件尺寸、零件下料尺寸、装配间隙及成品总长度;③焊接连接的焊缝种类、坡口形式、焊缝质量等级;④螺栓连接的螺孔直径、数量、排列形式,螺栓的等级、长度、初拧终拧参数;⑤人孔、手孔、混凝土浇筑孔、吊耳、临时固定件的设计和布置;⑥钢材表面预处理等级、防腐涂料种类和品牌、涂装厚度和遍数、涂装部位等;⑦销轴、铆钉的直径加工长度及精度,数量级安装定位等。 构件清单的主要内容有:构件编号、构件数量、单件重量及总重量、材料材质等。构件清单尚应包括螺栓、支座、减震器等所有成品配件。 设计说明的主要内容有:原设计的相关要求、应用规范和标准、质量检查验收标准、对深化设计图的使用提供指导意见。 深化设计贯穿于设计和施工的全过程,除提供加工详图外,还配合制定合理的施工方案、临时施工支撑设计、施工安全性分析、结构变形分析与控制、结构安装仿真等工作。该技术的应用对于提高设计和施工速度、提高施工质量、降低工程成本、保证施工安全有积极意义。 2.技术指标 通过深化设计满足钢结构加工制作和安装的设计深度需求。使用计算机辅助设计,推动钢结构工程的模数化、构件和节点的标准化,计算机自动校核、自动纠

钢结构识图基础

钢结构识图基础 一、施工图基本知识 在建筑钢结构工程设计中,通常将结构施工图的设计分为设计图设和施工详图设计两个阶段。设计图设计是由设计单位编制完成,施工详图设计是以设计图为依据,由钢结构加工厂深化编制完成,并将其作为钢结构加工与安装的依据。 设计图与施工详图的主要区别是: 设计图是根据工艺、建筑和初步设计等要求,经设计和计算编制而成的较高阶段的施工设计图。它的目的和深度以及所包含的内容是作为施工详图编制的依据,它由设计单位编制完成,图纸表达简明,图纸量少。内容一般包括:设计总说明、结构布置图、构件图、节点图和钢材订货表等。施工详图是根据设计图编制的工厂施工和安装详图,也包含少量的连接和构造计算,它是对设计图的进一步深化设计,目的是为制造厂或施工单位提供制造、加工和安装的施工详图,它一般由制造厂或施工单位编制完成,它图纸表示详细,数量多。内容包括:构件安装布置图、构件详图等。1.制图标准有关规定 (1)线型 在结构施工图中图线的宽度b通常为2.Omm、1.4mm、O.7mm、O.5mm、O.35mm,当选定基本线宽度为b时,则粗实线为b、中实线为O.5b、细实线为O.25b。 在同一张图纸中,相同比例的各种图样,通常选用相同的线宽组。各种线型及线宽所表示的内容如表

(2)构件名称的代号

二、剖面符号和断面符号 1. 断面符号 表示从符号处剖开看到的断面,不表示断面后方的其他东西; 2. 剖面符号 表示从符号处剖开看到的断面及断面后方的其他东西; 3.在钢构详图中,断面符号和剖面符号使用上有些随意,是因为功能上比较接 近,着重表达的是看物体的方向。 看物的方向是从粗线朝文字的方向看。粗线表示人的眼睛,文字表示看的朝向。 三、索引符号及节点符号 1. 不带剖视方向的索引 左边为索引,右边为对应的节点,表示将圈画中的部分放大绘制细节。中的字母a表示参看节点,底下的“—”表示“在本图中”,如果节点详图不在本图中,就写对应的图纸编号,比如“详图-09”或“09”等。 有时也直接索引出来后直接放大,不用到节点符号,如下图:

钢结构课程设计

中南大学 《钢结构基本原理》 课程设计 设计名称:钢框架主次梁设计 专业班级:土木1112班 姓名:周世超 学号: 指导老师:龚永智 设计任务书 (一)、设计题目 某钢平台结构(布置及)设计。 (二)、设计规范及参考书籍 1、规范 (1)中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准[S](GB/T50105-2001) (2)中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准[S](GB/T50001-2001) (3)中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范[S](GB5009-2001)(4)中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范[S](GB50017-2003)(5)中华人民共和国建设部. 钢结构工程施工质量验收规范[S](GB50205-2001) 2、参考书籍

(1)沈祖炎等. 钢结构基本原理[M]. 中国建筑工业出版社,2006 (2)毛德培. 钢结构[M]. 中国铁道出版社,1999 (3)陈绍藩. 钢结构[M]. 中国建筑工业出版社,2003 (4)李星荣等. 钢结构连接节点设计手册(第二版)[M]. 中国建筑工业出版社,2005 (5)包头钢铁设计研究院?中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算(第二版)[M]. 机械工业出版社,2006 (三)、设计内容 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图一所示,结构采用横向框架承重,楼面板为120mm厚的单向实心钢筋混凝土板。荷载的传力途径为:楼面板—次梁—主梁—柱—基础,设计中仅考虑竖向荷载与动荷载的作用。框架按照连续梁计算,次梁按照简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢,截面尺寸为H600X300X12X18,楼层层高取3.9米 采用的钢材为Q345,焊条为E50 柱网尺寸9 ×9,永久荷载5,活荷载10 活荷载分项系数为1.4 恒荷载分项系数为1.2 (四)、设计内容要求 1)验算焊接H型钢框架柱的承载能力,如不满足请自行调整 2)设计次梁截面CL-1(热轧H型钢)。 3)设计框架主梁截面KL-1(焊接工字钢)。 4)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点,要求采用焊缝连接,短

钢结构施工新技术

钢结构施工新技术 1、钢结构发展概况 钢是一种铁碳合金,人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。最早在公元前2000年左右,在伊拉克两河流域就出现了早期的炼铁术。我国也是较早发明炼铁技术的国家之一,早在战国时期,我国的炼铁技术已很盛行了。公元65年(汉明帝时代),已成功地用锻铁为环,相扣成链,建成了世界上最早的铁链悬桥——兰津桥。此后,为了便利交通,跨越深谷,曾陆续建造了数十座铁链桥。其中跨度最大的为1705年(清康熙)建成的四川泸定大渡河桥,桥宽2.8m,跨长100m。除铁链悬桥外,我国古代还建有许多铁建筑物,如铁塔等,目前依然存在。所有这些都表明,我们中华民族对铁结构的应用,曾经居于世界领先地位。 欧美等国家中最早将铁做为建筑材料的当属英国,但直到1840年以前,还只采用铸铁来建造拱桥。1840年以后,随着铆钉连接和锻铁技术的发展,铸铁结构逐渐被锻铁结构取代,随着1855年英国人发明贝氏转炉炼钢法和1865年法国人发明平炉炼钢法,以及1870年成功轧制出工字钢之后,形成了工业化大批量生产钢材的能力,强度高且韧性好的钢材才开始在建筑领域逐渐取代锻铁材料,自1890年以后成为金属结构的主要材料。20世纪初焊接技术的出现,以及1934年高强度螺栓连接的出现,极大地促进了钢结构的发展。除西欧、北美之外,钢结构在前苏联和日本等国家也获得了广泛的应用,逐渐发展成为全世界所接受的重要结构体系。 由于我国长期处于封建主义统治之下,束缚了生产力的发展,1840年鸦片战争以后,更沦为半封建半殖民地国家,工业落后,

古代在铁结构方面的技术优势早已丧失殆尽。我国在1907年才建成了钢铁厂,年产钢只有0.85万吨。新中国成立后,随着经济建设的发展,钢结构曾起过重要作用,如第一个五年计划期间,建设了一大批钢结构厂房、桥梁。但由于受到钢产量的制约,在其后的很长一段时间内,钢结构被限制使用在其他结构不能代替的重大工程项目中,在一定程度上,影响了钢结构的发展。自1978年我国实行改革开放政策以来,经济建设获得了飞速的发展,钢产量逐年增加。自1996年超过1亿吨以来,一直位列世界钢产量的首位,2003年更达到创纪录的2.2亿吨,逐步改变着钢材供不应求的局面。我国的钢结构技术政策,也从“限制使用”改为积极合理地推广应用。所有这些,为钢结构在我国的快速发展创造了条件。 钢结构以其独特的优越性在建筑工程中得到广泛应用,特别是高层、超高层、轻型钢结构,大跨度结构等应用的比较多。这是由于钢结构有许多优点,如强度高、塑性、韧性好、重量轻、材质均匀、制作简单、施工方便、工期短、节能环保、综合技术经济指标优、建筑造型美观、抗震性能好等优点。当然它的缺点是耐火度不够,耐腐蚀性差,造价稍高等。但综合来评定,钢结构优点多,缺点易克服。它仍是结构体系中最重要的一种结构形式,将被越来越广泛重视和使用。 2、钢结构的应用情况 钢结构应用于高层、超高层建筑中在南方一些大中城市中,高层、超高层建筑如雨后春笋般拔地而起,由于外资工程的兴建,建筑用钢材的发展,高层、超高层建筑应用钢结构越来越多。如在上海的浦东开发区建设中,高层建筑钢结构的发展尤其迅速。现已建成的上海金茂大厦,为框- 筒结构,混合材料,高度420m ,地上88 层,地下3 层。在北京、深圳等地的高层、超高层建筑

钢结构课程设计word版

1.1.1设计资料 某机床加工车间,厂房跨度21m或24m,长度96m.设计对象为厂房内的钢操作平台,其平面尺寸为27.0m×22.5m,室内钢结构操作平台建筑标高为4.500m。房屋安全等级为二级,设计使用年限50年,耐火等级二级,拟采用钢平台。 (1)钢平台楼面做法:采用花纹钢板或防滑带肋钢板。 (2)楼面活荷载标准值:根据工艺要求取为7.3KN/m (3)钢平台结构连接方式:平台板与梁采用焊接(角焊接);次梁与主梁采用高强度螺栓连接;主梁与柱采用焊接或高强度螺栓连接,定位螺栓采用粗制螺栓。 (4)材料选用:型钢、钢板采用Q235- A. F;焊条采用E43 ××型。粗制螺栓采用Q235钢材。 (5)平台柱基础混凝土强度等级C25。 试对铺板、次梁、主梁、钢柱以及次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚及钢楼梯进行设计。 1.1.2结构布置 1. 梁格布置 采用单向板布置方案,柱网尺寸为9.0m×4.5m;主梁沿横向布置,跨度为9m;次梁沿纵向布置,跨度为4.5 m。间距为1.5m;单块铺板的平面尺寸为1.5m×9.0m。

2.连接方案 次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接,次梁与主梁的上翼缘平齐;主梁与柱采用侧向铰接连接;柱与基础采用铰接连接;平台板与主(次)梁采用焊接(角焊缝)连接。 3. 支撑布置 钢平台柱的两端均采用铰接连接,并设置柱间支撑,以保证结构几何不变。在轴线②、⑤和轴线○B 处分别布置纵、横向支撑,采用双角钢,如图1-2所示。 图1-2 1-1剖面 因无水平荷载,支撑磕按构造要求选择角钢型号。 受压支承的最大计算长度mm mm l 9750)2009000()2804500(220=-+-=,受压支撑的允许长细比[λ]=200,要求回转半径 i ≥,75.48200/9750]/[0mm mm l ==λ选用2L125×8(节点板厚度6mm ,mm i y 4.35=,y 为对称轴)。 1.1.3 铺板设计 1.初选铺板截面 在铺板的短跨方向设置8道加劲肋,间距m m 1000l 1=。平板厚度 m m 8t m m 03.8~67.6120l ~150l t 11==≥,取。

新工艺新技术新应用

项目工程新技术新材料新工艺的应用,下面是建筑网为您带来详细的介绍。 **项目工程采取常规的施工技术、材料和工艺,将无法实现工程项目的综合目标,只有通过新技术、新材料、新工艺推广应用和技术创新,方可优质高效地完成**项目项目,极其有效地降低工程造价、加快工程进度、保证工程的过程精品,完全实现设计风格和建筑物的使用功能。 结合本工程的设计特点,投标人将全过程、全方位广泛应用科技成果,计划将建设部推广的十项新技术全部应用到本工程的建设上。除此之外,投标人还将结合本工程的施工实践,努力探索新的施工技术,总结新的施工工艺,应用新的建筑材料。对“新技术、新材料、新工艺”的容,投标人在编制施工组织设计的相关章节时,已有详细论述。本章将综其所述,予以摘要性的说明。 一、深基坑支护技术 本工程基础埋置深度很深,整个建筑物大部分结构处于地下,平均埋深约为26米,局部达到41米深,且地下水位较高,开挖12米后即遇上层潜水层,在20m以下是承压水层,且地下水渗透性强、流通性好,建筑物距人民大会堂和地铁仅100多米之遥。因此,护坡降水方案的成功与否是本工程能否顺利完成的关键。投标人拟采用混凝土灌注桩支护技术、地下连续墙技术、和土钉护坡技术和基坑工程信息化施工技术等。投标人认为,通过上述综合技术的优化组合和合理应用,可确保**项目基础工程施工的顺利完成。上述综合技术还包括了以下容: 1、旋挖钻机:由于地层多为砂卵石,采取常规的成孔方法比较困难。因此投标人采用旋挖钻机成孔,其施工速度是普通反循环钻机施工效率之七倍,特别是在砂卵石层更具优越性,不需要循环泥浆,可使施工操作面整洁,具有很好的环保特点。

最新钢结构规范及图集

【国家标准】 1、GB-50017-2003、《钢结构设计规范》 2、GB50018-2002、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 3、GB-50205-2001、《钢结构结构施工质量验收规范》 4、GB50191-93、《构筑物抗震设计规范》 5、GBJ135-90、《高耸结构设计规范》 6、GB500046、《工业建筑防腐蚀设计规范》 7、GB8923-88、《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级》 8、GB14907-2002、《钢结构防火涂料通用技术条件》 9、GB-50009-2001、《建筑结构荷载规范》 10、GBT-50105-2001、《建筑结构制图标准》 11、GB-50045-95、《高层民用建筑设计防火规范》(2001年修订版) 12、GB-50187-93、《工业企业总平面设计规范》 【行业标准】 1、JGJ138-2001/J130-2001、型钢混凝土组合结构技术规程 2、JGJ7-1991、网架结构设计与施工规程 3、JGJ61-2003/J258-2003、网壳结构技术规程 4、JGJ99-1998、高层民用建筑钢结构技术规程(正修订) 5、JGJ82-91、钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 6、JGJ81-2002/J218-2002、建筑钢结构焊接技术规程 7、DL/T5085-1999、钢-混凝土组合结构设计规程 8、JCJ01-89、钢管混凝土结构设计与施工规程 9、YB9238-92、钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程 10、YB9082-1997、钢骨混凝土结构技术规程 11、YBJ216-88、压型金属钢板设计施工规程(正修订) 12、YB/T9256-96、钢结构、管道涂装技术规程 13、YB9081-97、冶金建筑抗震设计规范 14、CECS102:2002、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 15、CECS77:96、钢结构加固技术规范 16、YB9257-96、钢结构检测评定及加固技术规范 17、CECS28:90、钢管混凝土结构设计与施工规程 18、YB9254-1995、钢结构制作安装施工规程 19、CECS159:2004、矩形钢管混凝土结构技术规程 20、CECS24:90、钢结构防火涂料应用技术规范 21、CECS158:2004、索膜结构技术规程 22、CECS23:90、钢货架结构设计规范 23、CECS78:96、塔桅钢结构施工及验收规程 24、CECS167:2004、拱形波纹钢屋盖结构技术规程 25、JGJ85-92、预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 26、CECS、多、高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程 27、CECS、热轧H型钢构件技术规程 28、CECS、钢结构住宅建筑设计技术规程 29、CECS、建筑拱形钢结构技术规程 30、CECS、钢龙骨结构技术规程

钢结构厂房基础设计原理

钢结构厂房基础设计原理 长钢设计规划院陈彦涛 【摘要】工业钢结构厂房的基础常采用柱下单独基础和柱下桩基础两种形式。通过对常用形式设计步骤的论述,总结了设计中容易忽视的桩底构造、钢筋保护层、基础的抗浮问题。并对基础施工中预埋螺栓的定位方法进行以比较。 【关键词】钢结构;基础设计;预埋螺栓;定位 时下,随着社会的进步、经济的发展、钢材产量的逐年增加和科学技术的发展,越来越多的大、中型工业厂房、仓库等均采用了钢结构形式。钢结构厂房以其重量轻、承载能力强、整体刚度及抗震性能好、施工周期短、构件布置修改相对方便的优点被社会接受和认可。而地基基础作为房屋结构的一部分,它承担建筑物上部结构的所有荷载,并由之传于支承它的地基。工业厂房楼面荷载大,设备重量大,有些设备还产生动力荷载,因此对基础的强度、刚度、稳定性的要求就极为重要。同时,基础又是地下隐蔽工程,一旦失事难以补救,甚至不可挽救。所以,在建筑物的结构设计中,基础设计尤为重要。现就钢结构厂房基础设计的原理及应注意的几个问题加以讨论。 1 基础形式: 基础形式的选择,需要根据建筑物的规模、用途、荷载大小与性质以及对不均匀沉降的敏感性,再研究下部地质条件、土层分布、土的性质以及地下水的情况等进行综合分析,因地制宜。对于钢结构厂房一般柱距、跨度不会太小,所以当地质条件比较好时,常采用独立基础;当地质条件较差时常采用桩基础。桩基础可分端承桩和摩擦桩两种,根据工程情况选用。北方地区地质土以黏性土为主,故较多采用独立基础,杂填土较厚时可采用人工挖孔灌注桩;南方以及沿海地区以沙土及杂填土为主,且填土厚度较大,地下水位也比较高,采用桩基础的较多。一般情况下,柱下采用独立承台,如果地面布置设备较多,设备自重又比较大,设备下亦需采用桩基时,可以考虑全部或部分采用满堂桩基础。 2 基础设计 2.1 独立基础设计步骤 1).根据柱底位置以及基础埋置深度,初步拟定基础高度。 2) 根据地基承载力特征值确定基底面积:A≥(Fk+Gk)/fa 。若为偏心受压基础,

钢结构基本原理课程设计

2013级土木工程专业 《钢结构》课程设计任务书 钢结构课程是土木工程专业重要的实践性教学环节,是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计,使学生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,进行基本的钢结构设计计算,并绘制钢结构施工图。 设计题目: 钢结构平台梁板柱的设计 设计资料: (a) (b) (a) 梁格布置(b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载(包括铺板重力)为5kN/m2,荷载分项系数为,可变荷载分项系数为m2,荷载分项系数为;活荷载F=,钢材采用Q235,E43型焊条,焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子(包括柱脚)进行设计。 要求: 1.每位同学自己独立完成,不能有任何雷同的课程设计计算书,否则都记为不及格; 2.课程设计计算书可以手写也可以打印,打印使用A4纸张; 3.完成并提交期限时间为第15周周五(12月9日)。 提示:可以参考教材P131例题4-2,P135例题4-4,P149习题4-10,P186习题5-2。

《课程设计说明书》格式规范 一、封面要求 学生提交的正稿封面样式附后。评定成绩必须有教师签名并写出评语。 二、正文规范 1、字体字号要求 ①设计标题用小三号黑体、居中,英文标题对应用小三号Times New Roman、居中,“摘要”用5号黑体,中文摘要内容用5号宋体,“Abstract”用5号黑体,英文摘要内容用5号Times New Roman。 ②课程设计正文内容 第一级标题用四号黑体、靠左;第二级标题用小四号黑体、靠左;正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12。 ③页码用小五号居中,页码两边不加修饰符,页码编号从正文开始。 ④图表标题用小五号黑体,居图表幅宽中间位置。 2、内容要求 ①正文必须按照《湖南农业大学学报(自然科学版)》要求,即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格等。 ②文理通顺、说理有据。 ③图表中文标题下必须有英文对照。

钢结构施工组织设计中新技术

第五章、新技术、新工艺、新材料的应用 5.1屋面防漏水施工措施 安装屋面板、墙面板的难点在于漏水,为了达到雨雪天不漏水,堵头、密封条不能缺漏,特别要按照施工工艺的要求进行安装,贴密封条处要干净、干燥,温度要达到要求。拿到工地现场的密封条保证一天的工作量,其余放在荫凉干燥处。密封条敷设后,将保护纸留在原位,等待板的安装。打眼处要特别注意,错打、多打处要及时补掉。眼孔要打直。紧固件安装要松紧适当,不 要过分拧紧。可以用目测法即看垫板周围的橡胶是否被轻微挤出。 5.2屋面开洞施工措施 首先将屋面开口支撑结构安装在设计位置。安装屋面板(如锁缝板则锁缝 后安装)后在屋面板上切割出安装开口支座的洞口,将支座的板置于开口处屋面板之下,支座底板与屋面板之间铺设连续密封胶带。用紧固螺钉在预钻孔处 固定。四周硅胶打掉,之后清理外露的硅胶,保证不积水,并清除周围所有的金属屑。注意密封胶带在转角处剪成45度角(不要撕扯),在每个板的高肋处安装金属堵头。 5.3采光板施工及防范冷凝水的措施 ⑴根据图示位置确定采光板的位置和流水坡度要求。 ⑵采光板的安装与屋面板同时进行。 ⑶为避免冷凝水的产生,通常采用双层采光板,中间夹珍珠岩保温材料(具体做法按最终设计图施工)。 ⑷采光板的安装方案见下图

5.4门窗、设备等洞口防渗漏措施 ⑴根据安装图位置确定开洞口的位置和大小。⑵洞口 开设与墙面板施工同时进行。 ⑶开洞处防渗漏是通过收边来保证的 ⑷墙面洞口的具体安装方案见下图 断71询口酣滲頼理—迹油脱副 CL-J .L- 'C 12n、时 一: .i I.I i 11 < ':■- i -擁(林)丄殺 耐gq H 側? F2H2-LENGTH

钢结构课程设计参考示例

参考实例: 钢结构课程设计例题 -、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m,柱距6m,跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为-20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡,雪荷载标准值为0.75kN/㎡,积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架,其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm,所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质,钢材采用Q235―A―F,其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型,手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲,构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度:Lo=27000-2×150=26700mm,端部高度:h=2000mm(轴线处),h=2015mm(计算跨度处)。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸

屋架支撑布置见图2所示。 符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑); CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆) 图2 屋架支撑布置图

三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层(三毡四油上铺小石子)0.35kN/㎡找平层(20mm厚水泥砂浆)0.02×20=0.40kN/㎡保温层(120mm厚泡沫混凝土)0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡(由可变荷载控制) 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时,应考虑以下三种组合: 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表1。由表内三种组合可见:组合一,对杆件计算主要起控制作用;组合三,可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中,在屋架两侧对称均匀铺设面板,则可避免内力变号而不用组合三。

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