钢结构结构形式分析第一部分共三部分
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钢结构基础形式标题:钢结构基础形式及其应用一、引言钢结构作为一种广泛应用的建筑结构形式,以其强度高、重量轻、施工速度快、抗震性能优良等特点,在现代建筑中占据着重要地位。
而钢结构基础作为整个钢结构体系的重要组成部分,其设计和施工质量直接影响到整个结构的安全稳定与持久耐用。
本文主要探讨钢结构基础的主要形式及其在实际工程中的应用。
二、钢结构基础的形式1. 独立基础独立基础是钢结构中最常见的一种基础形式,适用于地基承载力较好的情况。
其特点是每个钢柱下均设置一个独立的基础,各个基础之间互不影响,具有构造简单、施工方便的特点。
2. 条形基础条形基础主要用于多跨连续钢结构,如工业厂房等,由连续的钢筋混凝土板或墙构成,能够有效分散上部结构荷载,并适应地基不均匀沉降。
3. 桩基础当地基土质条件较差或者上部结构荷载较大时,常采用桩基础。
桩基础通过将荷载传递至较深处承载力较高的土层或岩石层,以保证结构稳定性。
其中,钢桩因其高强度、可预制、施工速度快等优点,在钢结构建筑中得到广泛应用。
4. 桩承台基础桩承台基础是将桩体顶部连接成一体的承台,共同承担上部钢结构的荷载,适用于大型钢结构建筑或软弱地基地段。
三、钢结构基础的设计与施工要点钢结构基础设计应遵循安全可靠、经济合理的原则,充分考虑地质条件、上部结构类型及荷载分布等因素。
施工过程中要确保基础与上部钢结构的有效连接,严格控制混凝土浇筑质量,以及做好防腐处理,延长钢结构基础的使用寿命。
四、结论钢结构基础形式多样,且各有其适用范围和优势。
科学合理地选择并设计钢结构基础,不仅能够保障建筑物的整体安全性,还能提高施工效率,节约建设成本。
随着钢结构技术的发展与进步,未来钢结构基础形式的设计与应用将更加丰富和完善。
1钢结构的基本构件:轴心受力构件、柔性拉索、受弯构件、拉弯和压弯构件、薄板和薄壳等;基本构件通过节点连接而成。
连接包括:螺栓和焊缝2平面结构体系:工程中应用最多的梁、板、柱体系大多为平面结构体系,如工业厂房的横向框架、变截面门式钢架,房屋建筑中的多跨多层刚架,以及大跨结构中的梁式桁架体系、拱式体系、单向悬索或悬挂体系等。
平面结构体系构造简单,传力直接、明确;易于实现标准化、定型化,可简化制作、安装,加快施工进度。
缺点:形式单调、空间整体性差,需在受力平面外设置支撑系统;某些平面结构形式经济性较差3空间结构体系:指具有三维受力特性并呈空间工作状态的结构。
如大跨房屋中目前应用较多的平板网架、网壳和空间悬索结构。
优点:空间结构体系较平面结构体系传力合理、均匀,结构的整体性强,可以减少甚至省掉支撑结构,有效的节省钢材;空间结构形式多样,较易于满足使用功能和建筑造型的要求。
缺点:某些空间结构形式难于实现标准化、定型化,制作和安装的难度大;空间结构的受力分析比平面结构复杂,计算和设计工作量大4框架结构:梁和柱均以弯曲变形为主,框架结构各层间的相对侧移因各层的水平剪力不同,自底层向上逐层减少,类似于剪切变形为主的悬臂杆的变形,因此,纯框架的整体变形以剪切变形为主。
由于各主要受力构件的变形以弯曲变形为主,因此构件材料的利用效率较低,结构体系的整体侧向刚度较小。
虽然该种体系构造简单、受力明确,更层刚度分布均匀,延性较好,自振周期较长,有利于抗震,但受变形控制,不宜于高度超过30层的建筑中5支撑框架结构:梁、柱和支撑构件均以承受轴向力为主,构件的变形也以轴向变形为主,由于竖向构件的拉、压变形的累加作用,支撑框架结构的层间侧向位移由底层向上逐层加大,类似于弯曲变形为主的悬臂杆的变形,因此,支撑框架结构的整体变形以弯曲变形为主。
6钢结构稳定问题的基本方法:传统的计算长度方法。
多层多跨框架失稳模式:对称失稳模式和侧移失稳模式。
案例一:美国亚特兰大体育馆(佐治亚穹顶)索穹顶结构索穹顶结构是20世纪80年代美国工程师盖格(Geiger)发展和推广富勒(Fuller)张拉整体结构思想后实现的一种新型大跨结构,是一种结构效率极高的张力集成体系或全张力体系。
它采用高强钢索作为主要受力构件,配合使用轴心受压杆件,通过施加预应力,巧妙地张拉成穹顶结构。
该结构由径向拉索、环索、压杆、内拉环和外压环组成,其平面可建成圆形、椭圆形或其他形状。
整个结构除少数几根压杆外都处于张力状态,可充分发挥钢索的强度,这种结构重量极轻,安装方便,经济合理,具有新颖的造型,被成功地应用于一些大跨度和超大跨度的结构。
1992年,美国工程师李维(M.P.Levy)和T.F.Jing对盖格设计的索穹顶结构中索网平面内刚度不足和易失稳的特点进行了改进,将辐射状脊索改为联方型,消除了结构内部存在的机构,并取消起稳定作用的谷索,成功设计了佐治亚穹顶(Georgia Dome)(1992年建成,椭圆形平面,240.79m*192.02m),成为1996年亚特兰大奥运会的主体育馆屋盖,用钢量不到30kg/m²。
佐治亚穹顶体育馆位于亚特兰大的中心地带,1992年作为美国橄榄球联盟亚特兰大大猎鹰队的主场开放。
该馆因成为1996年奥运会主体育场馆,是世界上最大的电缆支撑穹顶形体育馆。
佐治亚穹顶,是目前世界上最大的索穹顶结构,双曲抛物面型张拉整体索穹顶结构,由美国工程师列维等设计,是1996年亚特兰大奥运会主赛馆的屋盖结构,其长轴为240米,短轴为193米,为钻石形状,曾被评为全美最佳设计。
整个结构由联方型索网、三根环索、不连续撑杆及中央桁架组成。
佐治亚体育馆的结构是一个空间桁架,其底部弦杆由环形索代替。
这个屋顶为240m*193m的椭圆形,是同类索膜结构中世界上最大的。
它由涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维膜覆盖。
屋面呈钻石状,看上去象水晶一般。
整个屋顶由7.9m宽、1.5m厚的混凝土受压环固定,共52根支柱支撑着700m周长的混凝土受压环,钢焊接件被预埋进受压环内,以提供26个屋顶连接点。
一般钢结构定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钢结构是一种由钢材构成的建筑结构,广泛应用于各类建筑和工程项目中。
钢结构具有特殊的优点,如高强度、轻量化、抗震性能、可塑性和耐久性等。
它们在建筑和工程领域中扮演着重要的角色,并成为现代建筑设计的重要组成部分。
在一般钢结构的定义中,钢材被用来作为主要的结构材料,其具有优异的力学性能和耐久性。
一般钢结构通常由梁、柱、悬臂梁、桁架等构件组成,通过焊接、螺栓连接或铆接等方式进行组装。
这种结构形式使得钢结构在各类建筑和工程中具备了极大的灵活性和适应性。
与传统的混凝土结构相比,钢结构的施工速度更快,且减少了人工和材料的消耗。
这使得钢结构在大型建筑和工程项目中得到了广泛的应用。
此外,钢结构还能够更好地满足建筑设计师对于大跨度、高层建筑以及开放式空间的要求。
在现代建筑设计中,一般钢结构被广泛用于商业建筑、体育场馆、桥梁、塔楼和工业厂房等各个领域。
钢结构的设计和施工需要专业的知识和技术,以确保结构的安全和稳定性。
总而言之,一般钢结构是一种以钢材为主要构件的建筑结构,具有高强度、轻量化、耐久性等特点,并在各类建筑和工程项目中发挥着重要的作用。
随着建筑技术的不断发展,钢结构在设计和施工中的应用也将变得更加多样化和创新。
1.2 文章结构文章结构是指文章的整体组织框架和内容安排。
一个良好的文章结构能够使文章更加清晰、有逻辑、易于理解。
本文将按照以下结构进行撰写:第一部分为引言部分。
这一部分将从概述、文章结构和目的三个方面介绍本文的主题和写作目的。
在概述部分,将对一般钢结构进行简要的介绍,引起读者的兴趣。
接着,将介绍文章的组织结构,明确本文的章节安排和内容框架。
最后,明确本文的目的,即为读者提供关于一般钢结构定义和特点的全面了解。
第二部分为正文部分。
这一部分将详细介绍一般钢结构的定义和特点。
在2.1小节中,将详细定义一般钢结构,并介绍其基本概念和分类。
在2.2小节中,将重点讨论一般钢结构的特点,包括其高强度、耐久性、可塑性等方面的特性。
一.钢结构设计步骤第一步判断结构是否适合用钢结构第一步: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、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、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
二.钢结构设计步骤第二步结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性,由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍。
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构造措施。
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、力学行为清晰、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。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
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。
结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。
在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半。
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。