钢结构节点细部分析
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轻型钢结构厂房设计要点摘要:在进行轻工业厂房设计时,必须严格执行轻型钢结构厂房设计要点,综合考虑可能影响其设计质量的因素,进而全面提高此方面的设计质量。
基于此情况下,本文总结了厂房结构体系的选型、门式刚架柱网尺寸的选择及结构体系的布置、门式刚架设计、檩条,墙梁及拉条、支撑设计与构造、吊车梁设计方面内容做出了综合论述。
关键词:轻型钢;结构;厂房设计;要点分析引言:近年来,轻型钢结构在建筑工程中得到了越来越广泛的应用,例如在高层建筑、大跨度公共建筑中,都有轻型钢结构设计的身影,它已成为一个城市现代建筑的象征。
随着现代轻型钢结构设计水平提高,从而形式由单一的框架式发展到多元化,如肋玻结构形式、钢桁架结构形式。
一、钢结构设计1.1钢结构形式与结构布置。
钢结构在设计之前应该选择合理的结构体系,合理的建筑结构体系应该是刚柔相济。
钢结构常用的结构体系有框架、平面(桁)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
在钢结构设计的整个过程中都应该注重的是概念设计,所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
一般地说要刚度均匀,力学模型清晰简便,层次清楚,条理分明,尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,控制构件的侧移变形,保证结构具有足够的抗弯和抗剪能力,使其结构传力以最直接简单的线路传递到基础,抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线,否则应考虑结构的扭转。
结构的抗侧应有多道防线,比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独随1/4 的总水平力。
1.2 判定结构的合理性。
要正确使用结构软件,还应对其输出结果做正确的判断。
比如评估各向周期、位移、应力、总剪力、变形特征等。
不同的软件会有不同的适用条件和范围,初学者应充分明了。
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件。
工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离,为了获得实用的设计方法,有时会用误差和较大的假定,但对这种误差,会通过适用条件、概念及构造的方式来保证结构的安全。
高层钢构造各种类型的优缺点分析前言随着我国在大中城市住宅建筑中制止使用黏土砖,且混凝土构造施工复杂周期长。
钢构造受到了工程界的青睐,已成为较有竞争力的民用建筑构造体系之一。
与传统的住宅建筑构造体系相比,钢构造不仅具有环保、节能、产业化等特征,而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。
国家建筑钢构造产业"十二五〞方案和2020年开展纲要(草案)提出,"十二五〞期间应以多高层钢构造房屋为突破点。
1. 纯框架构造体系纯框架构造是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的构造体系。
框架构造可以分为半刚接框架和全刚接框架两种,框架构造的梁柱宜采用刚性连接。
与其他的构造体系相比,框架构造体系可以使建筑的使用空间增大,适用于多类型使用功能的建筑。
其构造各局部的刚度比拟均匀,构件易于标准化和定型化,构造简单,易于施工,常用于不超过30层的高层建筑。
但该构造体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系,抗震能力较弱。
图1 纯钢框架构造三维模型图1.1组成及其特点典型的框架体系多层轻钢住宅由根底、H型或箱形框架梁柱、节点、轻质墙体、屋面板、楼层次梁、压型钢板楼盖等组成,常见柱距为5 m~8 m。
具有以下优势:〔1〕它是一种延性体系;〔2〕在建筑设计和平面布置上具有很大的灵活性;〔3〕各局部刚度比拟均匀,构造简单,易于施工;〔4〕自重周期较长,自重轻,对地震作用不敏感。
1.2 设计原则及注意问题1)强柱弱梁的设计原则。
这个设计原则是为了保证构造在最终破坏的时候具有较好的延性及耗能效果,保证构造的平安性,使塑性铰出现在梁端而不是发生在柱端。
2)框架节点域的验算。
节点域是钢构造框架体系的关键,其强度及刚度都要根据规要求进展保证。
主要是通过验算保证腹板厚度,防止在非线性剪切变形下发生局部失稳。
同时对柱设置加劲肋保证其翼缘不发生失稳。
3)稳定验算和二阶效应。
钢构造构件强度一般都可以满足,在设计中主要是保证其稳定性。
MIDAS/Gen 培训课程(一)—钢筋混凝土结构抗震分析及设计北京市海淀区中关村南大街乙56 号方圆大厦1307 室Phone : 0Fax : 0E-mail目录简要错误 !未定义书签。
设定操作环境及定义材料和截面错误 !未定义书签。
利用建模助手建立梁框架错误 ! 未定义书签。
建立框架柱及剪力墙错误 !未定义书签。
楼层复制及生成层数据文件错误 ! 未定义书签。
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输入楼面及梁单元荷载错误 !未定义书签。
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查看反力及内力错误 !未定义书签。
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构件内力与应力图错误 !未定义书签。
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侧向刚度不规则验算错误 !未定义书签。
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钢筋混凝土构件设计参数错误 ! 未定义书签。
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简要本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱分析功能来进行抗震设计的方法。
例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。
基本数据如下:轴网尺寸:见平面图柱:500x500主梁:250x450 , 250x500次梁:250x400连梁:250x1000混凝土:C30剪力墙:250层高:一层: 4.5m二 ~六层: 3.0m设防烈度: 7o( 0.10g)场地:Ⅱ类设定操作环境及定义材料和截面1:主菜单选择文件 >新项目文件 >保存 :输入文件名并保存2:主菜单选择工具 >单位体系 :长度m,力kN注:也可以通过程序右下角随时更改单位。
钢结构设计的八大要点钢结构设计要点钢结构设计简单步骤和设计思路(一)判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二)结构选型与结构布置此处仅简单介绍。
详请参考相关专业书籍。
由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要。
对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。
所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
(无论结构软件如何强大,扎实的结构概念和力学分析,及可靠的手算能力,才是过硬的素质。
)钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。
结构选型时,应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
屋面上雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。
总雪载释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。
钢结构梁柱连接节点构造详解梁与柱的连接1.1 梁与柱刚性连接的构造,形式有三种。
(1)梁翼缘、腹板与柱均为全熔透焊接,即全焊接节点;(2)梁翼缘与柱全熔透焊接,梁腹板与柱螺栓连接,即栓焊混合节点;(3)梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接,即全栓接节点;上图为三种梁柱刚性连接节点1.2 梁与柱刚性连接的构造(1)工字形梁与工字形柱或箱形柱刚性连接的细部构造:上图为梁与柱刚性连接细部构造(2)工字形柱和箱形柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时,构造措施有两种:a、悬臂梁与梁栓焊混合节点;b、悬臂梁与梁全栓接节点。
上图为柱带悬臂梁段与梁连接梁与柱刚性连接时,按抗震设防的结构,柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内,柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝,应采用全熔透坡口焊缝。
1.3 改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施对于有抗震性能要求的梁柱刚性连接,在遭遇罕见强烈地震时,应在构造上保证钢梁破坏先于节点破坏,保证梁柱节点的安全,即强柱弱梁、强节点弱构件的设计原则。
(1)骨形连接骨形连接是通过削弱钢梁来保护梁柱节点。
这种骨形连接在日本比较流行。
上图为骨形连接(2)楔形盖板连接在不降低梁的强度和刚度的前提下,通过梁端翼缘加焊楔形盖板,增强梁柱节点上图为几种常见的梁端翼缘加焊楔形盖板做法(3)外连式加劲板连接对于箱型或圆形截面柱与梁刚性连接,除了采用骨形连接、楔形盖板之外,还可采用外连式加劲板连接,节点强度明显大于钢梁强度。
1.4 工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时,应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋,在梁高范围内设置柱的竖向连接板,其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。
柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝,竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。
主梁与柱的现场连接如图所示。
上图为工字形柱弱轴与主梁刚性连接1.5 梁柱节点域的加强工字形由上下水平加劲肋和柱翼缘所包围的柱腹板简称为节点域。
钢结构制造项目工艺设计分析和总结发表时间:2018-08-13T13:15:59.690Z 来源:《建筑细部》2018年1月中作者:刘鹏辉[导读] 本文就对钢结构制造项目工艺设计进行了一定的分析和总结。
广东港重绿建科技有限公司 523598摘要:随着我国经济的发展和社会的进步,我国各行各业都取得了十分迅速的发展,当然我国的制造业也不例外。
钢结构作为一种先进的建筑材料,它以其独特的优势被广泛地应用于各个行业中,当然也包括我国的制造行业。
钢结构对我国的制造行业来说有着不可替代的重要作用。
但是在我国钢结构制造项目工艺设计中依然存在很多的注意事项,本文就对钢结构制造项目工艺设计进行了一定的分析和总结。
关键词:钢结构;制造项目;工艺设计;设计原则;注意事项1.有关钢结构制造项目的基本概述顾名思义,钢结构就是一种由钢制材料所组成的一种结构。
钢结构制造项目就是一种由钢结构制造而成的项目,它的主要材料是由钢结构所构成的。
钢结构作为我国最主要的一种建筑材料,在我国各个行业中都得到了广泛的应用,它对我国的各个行业来说有着至关重要的作用,它以其重量轻以及施工简便等等独特的优势被广泛地应用于许多地方。
比如屋面系统、墙体结构等等。
钢结构主要是由型钢和钢板所制成的钢梁、钢柱、钢桁架等等构成的,然后施工人员再对它们采用一定的工艺来进行除锈和防锈。
钢结构一般都是采用焊缝连接、螺栓连接或者铆钉连接等等来进行连接的。
钢结构的连接方式是一个特别值得注意的地方,如果连接不好就会在很大程度上对钢结构造成一定的损害。
除此之外钢结构有很多的优点,比如它的材料强度比较高,自身重要比较轻,它的钢材韧性,塑性也比较好,材质均匀以及结构可靠性高等等,最重要的是它可以重复使用,就这在一定程度上可以帮助我们节约一定的成本,并且还有利于满足我国的可持续发展需要。
但是钢结构也有自己的缺点,它的耐腐蚀性比较差,也不耐火。
所以我们在钢结构的制作与安装中就一定要注意一些重要的事项。
工程细部节点做法详细总结结构工程一、地基与基础工程1、基础筏板后浇带留置1.材料:钢板止水带、钢板网、木模板、钢筋。
2.工具:电焊机、铁皮剪子、电锯。
3.工序:焊接附加钢筋→安装止水钢板→裁剪、安装钢板网→安装、加固模板。
4.工艺方法:根据筏板厚度、止水带位置,沿止水钢板长度方向中心点焊Φ12附加钢筋,间距300~500mm。
将附加钢筋与筏板上下层钢筋连接以固定止水钢板,止水钢板槽口应朝向迎水面。
根据止水钢板位置及筏板厚度裁剪钢板网,在止水钢板的上下部位安装钢板网,钢板网位于附加钢筋内侧并与筏板钢筋绑扎。
在钢板网的外侧支设模板,模板上口根据钢筋间距锯出槽口,控制好钢筋保护层厚度及钢筋间距,支撑加固方木间距不大于500mm。
5.控制要点:止水钢板、钢板网的安装,模板支撑。
6.质量要求:后浇带宽度允许偏差±10mm。
止水钢板固定顺直。
7.做法详图:8.实例图2、地下室外墙新型止水螺杆5.控制要点:加固、浇筑、清孔、填塞、防水。
6.质量要求:螺栓孔端头填塞密实,防水处理到位。
7.做法详图:实物图:8.实例图8.实例图8.实例图2、钢筋滚轧直螺纹连接1.材料:钢筋、连接套筒、保护帽。
2.工具:直螺纹滚丝机、扳手、砂轮切割机。
3.工序:钢筋下料→滚丝→丝头检验→直螺纹套筒连接。
4.工艺方法:根据钢筋料单采用砂轮切割机对钢筋切割下料,切口的端面平整并与轴线垂直。
要求加工好的钢筋螺纹的丝头、牙形、螺距等必须与连接套筒一致,螺牙应无裂纹、无断牙及其他缺陷,丝头加工长度为标准型套筒长度的1/2(选用套筒规格应符合表2-1),及时在套丝端安装塑料保护帽。
套筒连接时,将钢筋丝头拧入经型式检验合格的连接套筒,用扳手拧紧,使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧,再用扭力扳手校核拧紧力矩,标准型接头安装后的外露螺纹不大于两个完整丝扣。
5.控制要点:切割下料、螺纹加工、钢筋连接。
6.质量要求:切割端头平整、与轴线垂直,丝头长度公差为+2P,钢筋连接牢固。
关于屈曲分析的解惑为更好的弄懂屈曲分析,针对一个简单的框架(如下图,梁柱均为200x8mm方钢管,几何长度为3000mm):方便施加荷载,在梁格区域建立虚面(NONE);如上图。
一、屈曲分析确定屈曲因子,得到相应的临界荷载1、恒载工况定义DEAD2、活载工况定义LIVE3、荷载施加,为了方便得出临界载荷,施加1TON/M^2面荷载:4、屈曲分析工况定义Linear BUCK5、屈曲分析结果得出第1屈曲模态对应的屈曲因子为260.87922,那么相应的临界荷载=1x260.87922Ton/M^2二、线性静力分析通过施加荷载,查看结构响应(梁柱应力比);证实临界荷载正确性。
1、恒载工况定义DEAD同上2、活载工况定义LIVE同上3、荷载施加,施加7.3TON/M^2面荷载(LIVE)4、荷载组合COMB15、组合作用下梁柱应力比三、小结由线性静力分析,可知当施加7.3TON/M^2面荷载(LIVE)时,梁柱应力比已经到0.959。
荷载继续增加,梁柱应力比超过1;可以认为结构已经屈曲。
线性静力分析得出的临界载荷(7.3)远小于屈曲分析得出的临界载荷(260.88);那么屈曲分析得到的特征值,对于结构分析到底有何参考意义?回答:说明该杆件的正截面承载力不是由杆件稳定控制,但工程杆件是否应考虑非线性屈曲?详见钢结构设计原理轴心受压杆件的承载力分析。
屈曲分析仅仅是杆件失稳的承载力。
弹性材料是由弹性模量和屈服应力组成。
假如能够提供一种超高强刚才,比如屈服应力100000MPA,弹性模量和钢材一样。
那么能够断定你这个结构可以达到260TON/M^2个单位的承载力工程中采用计算长度系数法。
快捷简便易理解。
如果能开发出高效的二阶非线性梁柱单元,那就可以直接检核杆件的承载力。
非线性屈曲说的不好听就是个噱头,没什么意思。
计算费时费力。
...那么按你的意思就是说,什么线性屈曲、考虑初始缺陷的非线性屈曲都不能评估结构的极限承载力了?为何网壳做了强度、刚度分析后还要做考虑初始缺陷的非线性屈曲分析?我们当如何得到结构的极限承载力呢?逐步增加载荷,直到强度、刚度、稳定性其中之一不满足之时;对应的载荷即为结构极限承载力?针对钢结构的极限承载力,分两个方面:1、考虑整体稳定性的整体失稳极限承载力采用几何非线性分析进行非线性屈曲分析。
浅谈钢结构施工详图深化设计作者:马宏军来源:《城市建设理论研究》2013年第23期【摘要】主要浅析了钢结构施工详图深化设计思路、范围和保证措施。
【关键词】施工详图软件措施中图分类号: TU37 文献标识码: A 文章编号:从20世纪50年代初期开始,对建筑钢结构工程设计,就将设计明确为:钢结构设计图、钢结构详图两个阶段。
钢结构设计图是由设计单位完成,钢结构详图是由钢结构加工厂依据设计图进行深化设计完成,钢结构详图直接作为加工和工地现场安装的依据。
1钢结构深化设计总体思路1、深化设计目的钢结构深化设计的目的主要体现以下方面:(1)、通过深化设计,将原设计的施工图纸转化为工厂标准的加工图纸,使杆件和节点进行归类编号,加工形成流水加工,大大提高加工进度。
(2)、通过深化设计,得出杆件的实际应力比,比较原设计使有的截面,使杆件的截面可以适当进行改进,以降低结构的整体用钢量。
(3)、通过深化设计,对结构的整体安全性和重要节点的受力进行验算,确保所有的杆件和节点满足设计要求,确保结构使用安全。
(4)、通过深化设计,对杆件和节点进行构造的施工优化,使杆件和节点在实际的加工制作和安装过程中能够变得更加合理,提高加工效率和加工安装精度。
2、详图软件的选定深化设计出图软件可采用的有XSTEEL、AUTOCAD、Tekla Structures、PKPM-STXT、等详图制图软件。
均能进行三维建模,各自有各自的特点。
XSTEEL在赋予构件截面特性、实现单线实体化方面具有很大的优势,不但速度快,而且可以对其截面特性进行详细直观的描述。
XSTEEL主要适用于规则的多、高层结构,其对曲线形构件的建模是通过短折线来近似模拟,而其节点类型也均是针对多、高层结构节点设置的。
AUTOCAD无论是平面、还是三维空间,绘图建模功能均很强大,其在实现单线、实体等方面都有独特的功能,针对异型构件、节点方面更能体现其优越性,针对弧形构件可以非常准确的实现。
钢结构工程细部节点做法说实话钢结构工程细部节点做法这个,我一开始做的很糟。
那时候刚接触,完全是两眼一抹黑。
就说钢结构的梁柱节点吧。
我试过很多次,最开始总是把螺栓的间距弄错。
我就想着这就跟我们平常穿珠子一样,每个珠子之间得有个合适的距离,螺栓也是啊,间距得按照设计来,要不然到后面连接起来就会要么太松要么太紧,整个结构的稳定性就没了。
我记得有一次在现场,因为前面螺栓间距没弄好,装梁柱的时候费了好大的劲,还被师傅说了一顿。
后来我就知道了,在做这个节点的时候,一定要先仔细对照设计图纸,把每个螺栓的位置用粉笔画好,就像我们画画先打草稿一样。
再来说焊接部位的节点。
以前焊接的时候总是掌握不好这个电流的大小。
你说这电流小了吧,就会焊不透;电流大了呢,那焊缝就特别难看,还可能有裂缝。
我就跟那没头的苍蝇似的,不知道试了多少回。
直到有一次,老师傅跟我说,这就好比烧水,火候小了水烧不开,火候大了水还会溢出来,电流也是这么个道理。
他给我一个参照数值,我就慢慢在这个基础上去调整,每次焊接前先在废材上试一下。
经过好多回的尝试,我才慢慢能够根据钢材的厚度、天气啥的来调整出合适的电流。
还有那个节点处的防锈漆处理。
我开始呢,对这个漆的涂刷层数不太在意。
结果过段时间就发现有些节点生锈了。
就好比我们穿衣服,穿一层很薄的衣服在冬天肯定会冷,这防锈漆层数少了就不能很好地保护钢结构。
后来我知道,最少得刷两到三层,每一层都要等它彻底干了再刷下一层。
我有时为了图快,在一些附件的安装上不按照顺序来。
结果又出问题了,就像搭积木如果顺序错了最后肯定搭不成想要的形状。
后来我就意识到,附件安装必须严格按照顺序,这样才能保证节点的各个部分都安装准确。
钢结构工程细部节点做法真的需要不断摸索不断积累经验啊。