西安科技大学
硕士学位论文
填充墙钢框架结构的受力性能分析
姓名：冼兰
申请学位级别：硕士
专业：防灾减灾及防护工程
指导教师：郭秉山
20080415
多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析 发表时间：2018-05-28T11:29:11.480Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：赵阳 [导读] 摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。 黑龙江省纺织工业设计院 摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。而在搭建这种具有复合型结构的建筑时，设计人员需要结合应用多种设计方法，将钢框架设计法与多层钢结构模块设计法结合应用。使结构设计工作更具合理性，本文以实际的建筑设计案例为参考，对其该类建筑的结构设计方法进行研究。 关键词：多层钢结构模块；钢框架；复合建筑结构；设计方法 随着城市的现代化程度增强，很多复合式建筑出现在城市之中，虽然复合式建筑可以满足多种建筑应用需求，但是其结构设计工作却比一般的建筑的结构设计更为艰难，设计者需要对建筑的各个部分进行协调，避免建筑的不同部位出现冲突的情况。在设计复合式建筑的结构时，设计者常常会选择构建出钢框架与多层钢结构模块的复杂结构形式，本文对其设计状况进行分析。 1 案例情况分析 由于复合式结构建筑的设计工作难度系数高，本文将结构设计方法带入到实际的建筑结构设计工作之中，进行具体化分析，本文先对工程概况进行研究。 案例之中建筑属于办公楼，其位于城市新区之中，周围具有极为丰富的旅游资源，周边环境极好，与航海道相连，建筑的总体面积为2536.3m2，建筑总体层数为3层，局部位置为4层，建筑的整体高度为16.4m，建筑标准层的高度为3.9m，首层高度为5.4m，该建筑并没有地下空间，从其层数特点来看，可以被划分到多层建筑范围之中，选用的结构模式为复合式钢框架结构系统为钢结构模块。 2 设计概况 2.1 设计结构系统 在为该建筑提供结构设计时，需要做好模块单元的处理工作，在其他结构设计工作开始之前，先加工好结构单元，再将已经完成加工的结构单元运送到建筑现场，通过吊装的方法来安装模块单元，负责安装结构单元的工作人员需要事先了解吊装规范，按照规范完成安装模块单元，吊装的宽度大约为3m，高度不能超过4m。 建筑的结构设计工作需要以建筑的使用功能为参照，确保结构设计是符合建筑的功能设定的。由于该建筑为办公楼，因此其内部空间设计极为丰富，在首层位置有展示区、餐厅以及咖啡厅的设置需求，因此需要在首层预先留出比较大的空间，设计人员要将模块设置到相应的位置上。在该建筑的二层位置，需要搭建天桥，使建筑之中的人可以通过天桥达到西侧工厂之中，如果只使用单一化的控制方法，设计人员是难以完成多种建筑结构设计工作的，因此本文将框架设计法与模块设计法两种设计方法加以结合，在内部结构较为复杂的首层、二层以及三层应用框架设计法，而在对其他建筑空间结构进行设计时，应用单元模块设计法。 2.2 确定模块类型 在这种模块设计系统之中，可选用的设计方法有很多中，包括中柱单元、普通单元、支撑单元等。四种单元设计情况如图1所示。 图1 模块类型 2.3 设计结构构件 在对钢框架结构进行设计的时候，可以将H型钢梁与矩形钢管柱进行结合使用，在对梁柱的节点进行设计的使用，可以选用隔板贯通型的新型节点，借助隔板来打断梁柱没在连接梁柱的时候，采用焊栓混合连接的方法进行连接。这种结构连接方法具有受力性能比较好，安装工作也比一般的设工作更为便捷。 2.4 设计结构节点 节点设计也是初期结构设计环节之中的一个重点设计任务，在对连接方式进行选择的时候，可以选择螺栓拉杆、插销、特制铆钉电能几种连接方法，在开展连接节点这项工作的时候，不仅需要确保节点的刚度符合要求，同时还要对节点的强度进行测量，这种节点设计的优势在于，其传力系统较为可靠，在进行施工建设的时候也能降低施工难度。 3 模块设计情况分析 3.1 对节点进行简化 模块连接节点的简化要做到传力与实际的节点构造一致，具体简化方式为：考虑到上下模块之间各构件对模块柱的约束，模型中模块
练习五 受弯构件 一、选择题（××不做要求） 1．计算梁的（ A ）时，应用净截面的几何参数。 A ）正应力 B ）剪应力 C ）整体稳定 D ）局部稳定 2．钢结构梁计算公式nx x x W M γσ= 中，γx （ C ）。 A ）与材料强度有关 B ）是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比 C ）表示截面部分进人塑性 D ）与梁所受荷载有关 ××3．在充分发挥材料强度的前提下，Q235钢梁的最小高度h min （ C ）Q345钢梁的h min （其他条件均相同）。 A ）大于 B ）小于 C ）等于 D ）不确定 ××4．梁的最小高度是由（ C ）控制的。 A ）强度 B ）建筑要求 C ）刚度 D ）整体稳定 5．单向受弯梁失去整体稳定时是（ C ）失稳。 A ）弯曲 B ）扭转 C ）弯扭 D ）都有可能 6．为了提高梁的整体稳定，（ B ）是最经济有效的办法。 A ）增大截面 B ）增加支撑点，减小l 1 C ）设置横向加劲肋 D ）改变荷载作用的位置 7．当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（ B ）。 A ）设置纵向加劲肋 B ）设置横向加劲肋 C ）减少腹板宽度 D ）增加翼缘的厚度 ××8．焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止（ A ）引起的局部失稳最有效，布置 纵向加劲肋对防止（ B ）引起的局部失稳最有效。 A ）剪应力 B ）弯曲应力 D ）复合应力 D ）局部压应力 ××9．确定梁的经济高度的原则是（ B ）。 A ）制造时间最短 B ）用钢量最省 C ）最便于施工 D ）免于变截面的麻烦 ××10．当梁整体稳定系数φb ＞0.6时，用φ’b 代替φb 主要是因为（ B ）。 A ）梁的局部稳定有影响 B ）梁已进入弹塑性阶段 C ）梁发生了弯扭变形 D ）梁的强度降低了 ××11．分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为（ D ）。
第四篇结构设计 1.工程概况 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿项目，位于＿＿＿＿省＿＿＿＿＿市＿＿＿＿＿区＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，本工程±0.000标高相当于测量图绝对标高＿＿＿＿＿＿＿＿＿m。 原教学楼现浇混凝土框架结构，建筑占地面积约＿＿＿＿，于＿＿＿＿年左右建成并投入使用，现应使用要求，拟在原有基础上加建一层（局部加三层）框架结构，功能为学生教室、教师办公室等，加建后建筑总高度为＿＿＿＿＿＿＿米。根据原结构施工图、检测评估报告、加固补强设计报告，经过加固补强后的基础、主要受力构件承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求，新旧混凝土受力结构间采用植筋连结。 2.设计依据、技术要求 2.1 本工程依据的国家、省、市规、规程 《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008） 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001） 《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T 50083-97） 《建筑结构荷载规》（GB50009-2012） 《混凝土结构设计规》（GB50010-2010） 《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008） 《建筑抗震设计规》（GB50011-2010） 《建筑地基基础设计规》（GB50007-2011） 《建筑地基处理技术规》（JGJ79-2012） 《砌体结构设计规》（GB 5003-2011） 《建筑设计防火规》（GB50016-2006） 《混凝土结构耐久性设计规》（GB/T 50476-2008） 《墙体材料应用统一技术规》（GB50574-2010） 省标准《建筑地基基础设计规》（DBJ 15-31-2003） 省标准《建筑地基基础检测规》（DBJ 15-60-2008） 2.2 自然条件和设计技术要求 1、建筑结构的安全等级为二级，重要性系数γ0=1.0； 2、加建设计使用年限为30年； 3、重现期50年的的基本风压值ω0= 0.5kN/m2； 4、建筑设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度（0.10g），抗震措施按8度设防考虑； 5、混凝土环境类别为一类，裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值为0.3mm； 6、受弯构件的挠度限值符合现行《混凝土结构设计规》GB50010-2010第3.4.3条要求。 7、防水砼等级为P6级，具体要求详本说明6.1.2条。 2.3 设计依据的其它相关技术文件 1、项目可研报告或发改、规划、建设、民防等部门的批复文件； 2、原教学楼建筑结构检测评估报告； 3、原教学楼建筑结构加固补强报告； 4、原教学楼建筑结构施工图。 3.场地工程地质和水文地质 3.1 地基稳定性评价及基础设计建议 采用原有基础，根据原教学楼建筑结构检测评估报告测定，基础设计承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求。 4.设计荷载及作用 4.1 楼、屋面荷载 4.1.1 楼、屋面附加恒荷载和活荷载标准值 楼、屋面荷载按照《建筑结构荷载规》GB50009-2012取值，各部分的荷载取值详表4.1.1所示（楼板自重由程序自动计算）： 表4.1.1 楼、屋面附加恒荷载和活荷载标准值 4.1.2外墙和隔墙荷载标准值（恒荷载） 本工程外墙采用粘土空心砖，自重按14kN/m3，隔墙采用加气砼砌块,自重按6kN/m3，荷载取值如下： 表4.1.2 砌体材料自重标准值
例题3 钢框架结构分析及优化设计 1
例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求 条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对 钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功 能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计
例题钢框架结构分析及优化设计1.简介 本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g） 场地：II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3
例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图
第 2 章 钢结构的连接 一、选择题 1 直角角焊缝的强度计算公式 w c f l h N = t ≤ w f f 中，he 是角焊缝的——。 (A)厚度 (B)有效厚度 (C)名义厚度 (D)焊脚尺寸 2 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时——。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 。 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取 f b ＝1．22 3 等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为——。 (A)0．7 (B)0．75 (C)0．65 (D)0．35 4 直角角焊缝的有效厚度 c h ——。 (A)0．7 f h (B)4mm (C)1．2 f h (D)1．5 f h 5 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于——· (A)60 f h (B)40 f h (C)80 f h (D)120 f h 6 角钢和钢板间用侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同 时，————。 (A)角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 (B)角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 (C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 (D)由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 7 不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力 N 之间的夹角满足——。 (A) q tan ￡1．5 (B) q tan >l，5 (C)q ≥70o (D) q ＜70o 8 产生焊接残余应力的主要因素之一是——· (A)钢材的塑性太低 (B)钢材的弹性模量太高 (C)焊接时热量分布不均 (D)焊缝的厚度太小 9 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用 Q345 时，焊条选用——。 (A)E55 (B)E50 (C)E43 (D)前三种均可 10 焊缝连接计算方法分为两类，它们是——。 (A)手工焊缝和自动焊缝 (B)仰焊缝和俯焊缝 (C)对接焊缝和角焊缝 (D)连续焊缝和断续焊缝
摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB 50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB 50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑
Abstract The calculations for the BinDao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. Design process based on structural loads standard (GB50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the Seismic Design of Buildings (GB50011-2010), design of steel structures (GB50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. The main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.Type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. Meanwhile, The calculations in the framework of the book lists the dead load, live load, seismic loads, wind loads bending moment, shear, axial force, and force combination table. Keywords Structural Design; Steel Frame;single footing medical building;
钢结构中，梁与柱的连接通常采用3种形式，柔性连接（也称铰接）、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中，如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度刚 性连接应不会产生明显的连接夹角变形，即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板，用高强螺栓连接，或是用连于翼缘的上、下角 钢和高强螺栓。其设计要求如下： （1）端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶，拉力经受受拉翼 缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递，压力区螺栓 可少量设置，并和受拉螺栓一起传递剪力。 （2）上下角钢连接用上下角钢连接的节点中，受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下，不仅竖 肢变形，水平肢也变形。因此，角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征：抗弯刚度，转动刚度，延性（转动能力）。 抗弯承载力是连接强度的主要项目，此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说，承受弯矩 和剪力的能力应该不低于梁的承载能力，亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地 震区的框架应该要求更高，体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间，必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现，它不是常量，转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此，应考察连接的初始刚 度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度，理论上需要达到无限大，但实际上只要 达到一定的限值就可以看作是刚性连接，问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标，塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力，以便后续的内力 重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性，梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。铰 支连接这种构造假定结构承受重力荷载时，主梁和柱之间只传递垂直剪力，不传递弯矩。这 种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中，为简化分析设计过程，梁柱连接被认作理想的铰接连 接或完全的刚性连接，并且认为：连接对转动约束达到理想刚接的９０％以上，可视为刚接；在外力作用下，柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的８０％以上的连接视为铰接。采用理 想铰接的假定，将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递，就转动而论，用铰连在一起的梁和柱 将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚，相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚，刚接与 铰接的区别在于是否能传递弯矩，从实际上看，如果锚栓在翼缘的外侧，就是刚接，而且一 般不少于四个，如果在翼缘内侧，就是铰接，一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制，如果结构对侧移控制较严，则采用刚接柱脚，例 如有吊车荷载的情况，吊车荷载是动力荷载，对侧移比较敏感，而且侧移过大会造成吊车卡 轨现象，此时应把柱脚设计成刚接柱脚。 “如果是铰接柱脚需要加设抗剪键，地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨，应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小，底 板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求，所以多数柱脚都需要设置抗剪键
钢框架结构毕业设计 【篇一：钢框架结构计算书-毕业设计】 摘要 摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷 载规范》（gb 50009-2012）、《建筑抗震规范》（gb 50011-2010）、《混凝土结构规范》（gb 50010-2010）、《钢结构设计 规范》（gb 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平 面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础 设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基 础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、 地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑 燕山大学本科生毕业设计（论文） abstract the calculations for the bindao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. design process based on structural loads standard (gb50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the seismic design of buildings (gb50011-2010), design of steel structures (gb50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. the main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. meanwhile, the calculations in the framework of the book lists the dead load, live load,
结构初步设计说明 一、工程概况 本住宅小区位于××市第一机床厂院内，总用地面积约为2.53公顷。本工程由拟建场地南侧的三栋塔式住宅(1~3号楼)和北侧的多层住宅(6~10号楼，各楼相对独立)合围而成，两排楼中间为集中绿地，覆土3m，以下为地下汽车库（4号楼），地下汽车库西面为锅炉房（5号楼），总建筑面积约为12.4万m2。 2.2、3号楼与1号楼完全相同；7、8、9、10号楼与6号楼完全相同。 二、建筑结构的设计使用年限和安全等级 三、自然条件 1. 风雪荷载 2. 抗震设防的有关参数 3．场地标准冻深： 1.20m 4. 场地的工程地质及水文地质条件 初步设计依据的岩土工程勘察报告为××市地质勘察基础工程公司2004年5月编制的《××市第一机床厂住宅岩土工程初勘报告》(工程编号2004-初勘021)，其主要内容如下： 4.1 位置及环境及地形地貌 拟建场地位于××市第一机床厂院内，场地地形基本平坦，自然地面标高在44.67m-45.49m之间。地貌单元属永定河及温榆河流洪积扇中下部。 4.2 地物及洞穴 因现有厂房未拆除，1号、2号楼及地下车库部分钻孔(ZK15、ZK19～ZK21、ZK24、ZK25、ZK36)未施工，待条件具备后须补勘。场地原有建筑物未拆除，使部分钻孔移位，但不影响钻探的精度和地基方案的选择分析。
4.4场区水文地质条件及基础设计水位的确定 4.4.1水文地质特征 拟建场区在本次勘察深度范围内分布有两层地下水，各层地下水类型及钻探期间实测水 工程场区1955年水位标高达到43.0m左右，埋深2.0m左右,近3-5年地下水最高水位标高42.50m左右； 4.4.3地下水腐蚀性测试及评价 场区地下水对混凝土及钢材无腐蚀性； 4.4.4基础设计水位的确定 如地下室设有主要机电设备，一旦进水将使建筑物正常使用受到影响或损失，建筑防水设计应按历年最高水位考虑； 验算地下室外墙承重能力及地下车库抗浮验算时设计水位的取值，可根据历年最高水位标高，按有关规范或标准的规定确定。 4.5场地地震效应 4.5.1场地地震烈度 拟建场区的抗震设防烈度为7度，设计地震分组第一组； 4.5.2场地土类型和建筑场地类别 场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类； 4.5.3地基土液化可能性判别 拟建场地属非液化场地。 4.6地基基础方案设计及防治措施建议 拟建1~4号楼楼基底标高基本相同，约为39.50m左右，相应持力层为粘土层③，地基承
XX （二期）小区住宅结构初步设计说明 1 工程概况 本住宅小区位于xx 市第一机床厂院内，总用地面积为2.53公顷。本工程由拟建场地南侧的三栋格式住宅(1~3号楼)和北侧的多层住宅(6~10号楼)合围而成。两排楼中间为集中绿地，覆土3m 一下为地下车库(4号楼)地下车库西面为锅炉房（5号楼）。总面积约为12.4万㎡，各项工程的概况如下表： 说明：1 地下车库为人防地下车库，人防抗力等级为六级。 2 2、3号楼与1号楼完全相同；7、8、9、10号楼与6号楼完全相同。 2 建筑结构的设计使用年限和安全等级 子项名称 地下层数 地上层数 房屋高度 结构体系 楼盖结构 基础型式 1号楼 2 15 42.000 钢筋混凝土剪力墙结构 钢筋混凝土现浇楼盖 筏型基础 4号楼 1 0 钢筋混凝土结构 住下独立加防水板 5号楼 0 1 5.000 框梁结构 独立基础 6号楼 0 5 14.000 砌体结构 转下条形基础 结构的安全等级 二级 设计使用年限 50年 抗震设防类型 丙类 地基基础设计等级 乙类 地下室防水等级 二级 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10
3 自然条件 3.1 风雪荷载 3.2抗震设防的有关参数 抗震设防烈度设计基本地震加速度 值 设计地震分组建筑场地类别 8度0.2g 第一组III类场地 3.3场地标准冻深：0.8m3.4场地的工程地质及水文地质条件 初步设计依据的岩土工程勘察报告为xx市地质勘察基础工程公司2004年5月编制的《xx 市第一机床厂住宅岩土工程勘察报告》（工程编号2004初勘021），其主要内容如下：3.4.1 位置及环境和地形地貌 拟建场地位于xx市第一机床厂院内，场地地形基本平坦，自然地面标高在44.670m-45.490m之间。地貌单元属永定河及温榆河流洪积扇中下部。3.4.2 地物及洞穴 因现有厂房未拆除，1号、2号及地下车库不分钻孔（7k15、zk19~zk21、zk24、zk25、zk36）未施工，待条件具备后须补勘。场地原有的建筑物未拆除，使部分钻孔位移，但不影响钻孔的精度和地基方案的选择分析。3.4.3 岩土物理学指标 成因年代土层标号岩性土层高度 压缩碳量Es（MPa） 地基承 载力特征 值（kpo）Po+100 Po+200 Po+300 人工堆积 层 ①夯填土0.4~1.50 第四纪沉 积层 ②粘土 2.50~3.40 5.95 6.87 7.88 160 第四纪沉 积层 ③粉质粘土 1.20~1.50 7.70 8.15 9.41 180 第四纪沉 积层 ④粘土 3.20~4.60 12.31 13.10 13.34 190 第四纪沉 积层 ⑥圆砾400 3.4.4 场区水文地质条件及基础设计水位的确定 1) 水文地质特征 拟建场区在本次勘察深度范围内分布有1层地下水，地下水类型及钻探期间实测水位详见下表： 序号地下水类型埋深（m）实测实践标高（m）含水层岩性 1 潜水2.40~3.90 02.02 4.20~42.46 主要储存于 ②层粘土中 基本风压地面粗糙 度 基本雪压 Wo=0.45kn /㎡C类 So=0.4kn/ ㎡
钢框架-中心支撑结构体系设计浅析 摘要：通过具体工程实例对钢框架-中心支撑结构体系进行分析，并进一步探讨钢框架-中心支撑结构体系的结构布置、结构分析、特殊构件与节点设计，以供设计参考。 关键词：钢框架-中心支撑；弹性时程分析；支撑与梁柱节点 1工程概况 某管理中心办公楼，地下1层，地上17层，建筑高度69.3m，标准层层高3.9m，总建筑面积44440m2。地下一层为车库及设备用房，地上部分主要功能为办公及会议，标准层结构平面布置见图1。 图1标准层结构平面布置图 工程抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，II类场地。按百年一遇风荷载取值，基本风压0.45kN/m2，地面粗糙度B类。 2结构体系与布置 主体结构采用钢框架-中心支撑体系，方(或矩形)钢管混凝土柱、H型钢梁及H型钢支撑。地下一层钢框架外包混凝土形成钢骨混凝土结构，支撑下部的地下室部分改为钢筋混凝土剪力墙，基础采用独立基础加防水板。 建筑标准层平面长82m，宽28.2m，长宽比约为2.9，长宽比相对较大。中部为公用区域，左右两边各有一个采光天井，天井外侧仅有3.2m宽楼板相连。根据建筑平面，最终确定的标准层结构平面布置见图1。利用中部公用区域布置六榀、组合成两个槽型的支撑框架(位置见图1中的ZC-1、ZC-2)。考虑到建筑平面两侧楼板透空，仅在端部有部分楼板相连，使得部分框架不能连成整体，以致结构两侧刚度大大降低，扭转效应显著，在③、轴布置两榀混合支撑框架(位置见图1中的ZC-3)，以提高结构两端的刚度。各榀支撑框架立面见图2。结合建筑门洞口位置，ZC-1、ZC-2分别采用人字形支撑和V字形支撑。ZC-3上部为迭层混合空腹桁架；为满足建筑使用功能，支撑在五层向两侧框架进行转换，且转换后采用越层单斜杆支撑。为实现建筑主入口处门厅大空间要求，⑦、⑧轴框架局部抽柱并采用转换桁架进行托柱转换，⑦、⑧轴框架立面简图见图3。中部公用区域在、轴和、轴之间因设备管线布置及建筑净高要求，除个别楼层外无法设置钢梁(见图1、3)，为更好地协调各部分框架协同受力，增加结构整体性，楼板厚度设计为140mm，并采用双层双向配筋，同时在建筑端部透空楼板外的相连部分板中设斜向抗剪钢筋以增强其受力性能。
建筑工程项目钢结构构件的受力特点及其连接类型 1.钢结构的连接 (1)焊缝连接：焊缝连接是目前钢结构的主要连接方法。 其优点是构造简单，节约钢材，加工方便，易于采用自动化 操作，不宜采用于直接承受动力荷载的结构，其他情况均可 采用焊缝连接。 (2)铆钉连接：铆接由于构造复杂，用钢量大，现已很少 采用。因为铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，易于检 查，在一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然采 用。 (3)螺栓连接：螺栓连接又分为普通螺栓和高强度螺栓两 种。普通螺栓施工简单，拆、装方便。普通螺栓一般由 Q235 制成。高强度螺栓用合金钢制成，高强度螺栓制作工艺精准，操作工序多，要求高。目前，在我国桥梁及大跨度结构房屋 及工业厂房中已广泛采用。
2.钢结构构件制作、焊接、运输、安装、防火与防锈 (1)制作：钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等诸多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面、抗滑移系数应符合设计要求。制作质量检验合格后进行除锈和涂装。一般安装焊缝处留出 30 ～50mm 暂不涂装。 (2)焊接：焊工必须经考试合格并取得合格证书且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。焊接材料与母材应匹配，全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，采用射线探伤。施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等，应进行焊接工艺评定。 (3)运输：运输钢构件时，要根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方 法均应保证构件不产生变形，不损伤涂层。
(4)安装：钢结构安装要按施工组织设计进行，安装程序 须保证结构的稳定性和不导致变形。安装柱时，每节柱的定 位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架 等主要构件安装就位后，须立即进行校正、固定。由工厂处 理的构件摩擦面，安装前须复验抗滑移系数，合格后方可安 装。 (5)防火与防锈。 1)钢结构防火性能较差。当温度达到 550 ℃时，钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的 0.7 ，结构即达到它的 强度设计值而可能发生破坏。设计时应根据有关防火规范的规定，使建筑结构能满足相应防火标准的要求。在防火标准要求 的时间内使钢结构的温度不超过临界温度，以保证结构正常承 载能力。 2)外露的钢结构可能会受到大气，特别是被污染的大气 严重腐蚀，最常见的是生锈。这就必须对构件的表面进行防
结构设计总说明主要内容 工程概况 1工程地点、工程分区、主要功能;2各单体(或分区建筑的长、宽、高,地上与地下层数,各层层高,主要结构跨度,特殊结构及造型,工业厂房的吊车吨位等。 设计依据 1主体结构设计使用年限;2自然条件:基本风压、基本雪压、气温(必要时提供、抗震设防烈度等;3工程地质勘察报告;4场地地震安全性评价报告(必要时提供; 5风洞试验报告(必要时提供;6建设单位提出的与结构有关的符合有关标准、法规的书面要求;7初步设计的审杳、批复文件;8对于超限高层建筑.应有超限高层建筑工程抗震设防专项审查意见;9采用桩基础时,应有试桩报告或深层半板载荷试验报告或基岩载荷板试验报告(若试桩或试验尚未完成,应注明桩基础图不得用于实际施工。10本争业设计所执行的主要法规和所采用的主要标准(包括标准的名称、编号、年号和版本号。 图纸说明 1图纸中标高、尺寸的单位;2设计±0.000标高所对应的绝对标高值;3当图纸按工程分区编号时,应有图纸编号说明;4常用构件代码及构件编号说明;5各类钢筋代码说明,型钢代码及截面尺寸标记说明;6混凝土结构采用平面整体表示方法时,应注明所采用的标准图名称及编号或提供标准图。 建筑分类等级 应说明下列建筑分类等级及所依据的规范或批文:1建筑结构安全等级;2 地基基础设计等级;3建筑抗震设防类别;4钢筋混凝土结构抗震等级;5地下室防水等级;6人防地下室的设计类别、防常规武器抗力级别和防核武器抗力级别;
7建筑防火分类等级和耐火等级;8混凝土构件的环境类别。 主要荷载(作用取值 1楼(屋面面层荷载、吊挂(含吊顶荷载;2墙体荷载、特殊设备荷载;3楼(屋面活荷载;4风荷载(包括地面粗糙度、体型系数、风振系数等;5雪荷载(包括积雪分布系数等;6地震作用(包括设计基本地震加速度、设计地震分组、场地类别、场地特征周期、结构阻尼比、地震影响系数等;7温度作用从地下室水浮力的有关设计参数。6设计计算程序。1结构整体计算及其他计算所采用的程序名称,版本号、编制单位;2结构分析所采用的计算模型、高层建筑整体计算的嵌固部位等。 主要结构材料 1混凝土强度等级、防水混凝土的抗渗等级、轻骨料混凝土的密度等级;注明混凝土耐久性的基本要求;2砌体的种类及其强度等级、干容重,砌筑砂浆的种类及等级,砌体结构施工质量控制等级;3钢筋种类、钢绞线或高强钢丝种类及对应的产品标准,其他特殊要求(如强屈比等;4成品拉索、预腕力结构的锚具.成品支座(如各类橡胶支座、钢支座、隔震支座等、阻尼器等特殊产品的参考型号、主要参数及所对应的产品标准;5钢结构所用的材料见本条第10款。 基础及地下室工程 1工程地质及水文地质概况,各主要土层的压缩模量及承载力特征值等;对不良地基的处理措施及技术要求,抗液化措施及要求,地摹土的冰凉深度等;2注明基础形式和基础持力层;采用桩基时应简述桩型、桩径、桩长、桩端持力层及桩进入持力层的深度要求,设计所采用的单桩承载力特征值(必要时尚应包括竖向抗拔承载力和水平承载力等;3地下室抗浮(防水设计水位及抗浮措施,施工期间的降水要求及终止降水的条件等;4基坑、承台坑回填要求;5基础大体积混凝土的施工要求;6当有人防地下室时,应图示人防部分与非人防部分的分界范围。 钢筋混凝土工程
1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 D 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 C 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 A 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 B 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下，下列疲劳强度最低的是 【 A 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 B 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 C 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 B 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 C 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 D 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 A 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k C 35.0,65.021==k k D 35.0,75.021==k k 12．轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是 【 A 】 A.两头大中间小 B. 两头小中间大 C.均匀分布 D.直线分布 . 13．焊接残余应力不影响钢构件的 【 B 】
第四章结构设计 一、设计依据： 1.本工程设计所采用的设计规范、规程 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001 《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(2006年版) 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002 《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008 《建筑地基基础设计规范》 DBJ50-047-2006(重庆市工程建设标准) 《工程建设标准强制性条文》（房屋建筑部分） 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002 《建筑边坡工程技术规范》 GB50330-2002 《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》 JGJ95-2003 《钢筋焊接及验收规程》 JGJ18-2003 《钢筋机械连接通用技术规程》 JGJ107-2003 《住宅建筑规范》 GB50368-2005 1
2.在正常使用条件下,本工程结构设计使用年限为50年. 3.自然条件 ○1基本风压值W O=0.40kN/m2（建筑高度不大于60米时），地面粗糙度B类，风荷载体型系数、风压高度变化系数、风压高度变化修正系数及高度Z 处的风振系数均按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001(2006年版)选 用。 ②不考虑积雪荷载 ③地震作用： 根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010版中附录A(我国主要城镇设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组)及当地抗震设防区 划的划分规定，拟建工程的所在地（重庆）的抗震设防烈度为六度，设 计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，建筑结构阻尼 比为0.05，多遇地震水平地震影响系数最大值为0.04。 ○4地勘： 根据《融汇半岛国际学校工程地质勘察报告》教学楼、风雨操场/食堂均的场地类别均为I类，设计特征周期为0.25S，宿舍楼场地类别 为II类，设计特征周期为0.35s。 二、设计安全标准： 1、建筑结构安全等级： 根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001，本工程建筑结构 2
工业设备钢框架结构研究 工业设备钢框架结构由于其空间大,布置灵活,目前在很多地方已经取代了传统的混凝土框架结构,在我国得到了很广泛的应用。对于工业设备钢框架的整体极限承载力和变形之间的关系进行了系统了理论分析,通过分析,得出影响钢框架稳定承载力受多方面因素的影响,包括梁柱的线刚度、节点连接刚度、载荷条件、同层间相互作用等多方面的因素。针对设备钢框架的应力与应变之间的非线性关系,对非线性分析的方法进行了总结比较,分析了各种非线性分析方法的优缺点、准确度等。最后,对工业设备钢框架在设计研究中的关键点提出了自己的一点理解和建议。 标签：工业设备钢框架;承载力分析;稳定性分析;非线性 钢框架结构近年来在我国得到了很广泛的应用,这种结构以其强度高,自重轻,抗震性能好,施工速度快,工业化程度高,可重复使用,效率高等各方面的优点,在工业中很多方面取代了传统的混凝土结构。 钢框架结构多数由横梁与立柱刚接而成。刚性连接的横梁与普通梁式结构相比,节省钢材,结构横向刚度较好,横梁高度也较小。因此可以增加设备钢框架内部净空,减少设备钢框架的造价和体积,是现代工业设备中一种比较经济的结构形式。 在进行工业设备刚结构的设计时,对于结构的极限承载力的计算是不可避免的。钢结构框架设计必须建立在全面的计算分析基础之上,而分析与设计结果的可靠性、合理性依赖于所采用的分析与设计方法。对于钢框架结构的稳定性,应从框架的整体稳定方面入手进行分析,然而,目前一般的设计方法是通过控制框架柱的稳定性来间接控制钢框架的稳定性,而且将设备钢框架结构的强度条件和稳定性分开计算,《钢结构设计规范》在进行框架平面内的稳定计算时,柱的有效长 度l0按框架的失稳类型(有侧移和无侧移),采用根据弹性稳定理论得到的柱的计算长度系数μ,从而,l0=μlc,其中lc为柱的几何长度,这种分析方法是以单根框 架柱的稳定计算代替整体框架的稳定分析。而且,一方面大多数钢框架结构确实处于弹性工作状态,另一方面,弹性计算方法简单,理论计算方法也已经发展的比较成熟,所以,对于这样的计算,一般通过线弹性的分析方法进行设计分析,但是通过这样的计算方法,忽略了变形对整体钢框架结构的内力的影响。在某些地方,由于过大的变形导致结构发生局部塑性屈服而失去承载力,导致结构的实效。对于这样的情况,进行非线性分析是解决变形影响的有效的方法之一,这也是当前设备钢框架结构理论研究的一个重点,非线性分析,即在结构分析中充分考虑所有重要的非线性因素,从而可以对结构的实际实效模式进行综合而全面的评定,并直接获得结构的整体极限承载力。它主要包含几何非线性分析和材料非线性分析两个方面。