《钢结构》第九章 多、高层房屋结构
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《钢结构设计原理》第九章单层厂房钢结构1重、中型工业厂房支撑系统有哪些?各有什么作用?(P305、317)答:柱间支撑(上柱支撑、下柱支撑)、屋盖支撑(上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆)柱间支撑的作用:_组成纵向构架,保证单层厂房钢结构的纵向刚度;承受风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等,在地震区尚应承受纵向地震作用,并将这些力和作用传给基础;可作为框架柱在框架平面外的支点,减少柱在框架平面外的计算长度。
屋架支撑的作用:—保证屋盖形成空间几何不变体系,增大其空间刚度;—承受屋盖各种纵向、横向水平荷载(如风荷载、吊车制动力、地震力等),并将其传至屋架支座;—为上、下弦提供侧向支撑点,减少弦杆在屋架平面外的计算长度,提高其侧向刚度和稳定性;④保证屋盖结构安装时的便利和稳定。
2、屋盖支撑系统应如何布置?(P313-315)答;①上线横向水平支撑一般布置在屋盖两端(或每个温度区段的两端)的两榀相邻屋架的上下弦杆之间,位于屋架上弦平面沿屋架全跨布置,形成一平行弦桁架,其节间长度为屋架节间距的2~4倍。
②下弦横向水平支撑布置在与上弦横向水平支撑同一开间,它也形成一个平行桁架,位于屋架下弦平面。
③下弦纵向水平支撑屋架下弦梁端节间处,位于屋架下弦平面,沿房屋全厂布置,也组成一个具有交叉斜杆的平行斜桁架,它的端竖杆就是屋架端节间的下弦。
④垂直支撑位于上、下弦横向水平支撑同一开间内,形成一个跨长为屋架间距的平行弦桁架。
⑤系杆通常在屋架两端,有垂直支撑位置的上、下弦节点以及屋脊和天窗侧柱位置,沿房屋纵向通长布置。
3、檩条有哪些结构型式,是什么受力构件,需要验算哪些项目?常见的强度计算验算截面(P317 - 319, P319 第 2 段)实腹式和桁架式。
双向受弯构件。
强度,整体稳定(如檩条之间设有拉条,则可不验算整体稳定)、刚度、檩条的连接和构造常见的强度计算验算截面为檩条刚度最大面和刚度最小面4、设置檩条拉条有何作用?如何设置檩条拉条(P319倒2段)作用:为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形,减小My以及增加抗扭刚度,设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度。
钢多高层结构设计手册钢结构是建筑工程中常用的结构形式之一,它具有承载能力强、使用寿命长、施工速度快等优点。
特别是在高层建筑中,钢结构更是得到了广泛的应用。
本手册将介绍钢多高层结构的设计原理、施工技术、安全管理等内容,以期为相关工程师提供一定的参考和指导。
一、钢多高层结构设计原理1.1 建筑结构类型钢多高层建筑的结构类型主要有框架结构、筒体结构、桁架结构等多种形式。
不同的结构形式适用于不同的建筑需求,施工工艺和设计原理也会有所不同。
1.2 荷载计算在钢多高层建筑的设计过程中,荷载计算是至关重要的一环。
包括静载荷、动载荷、风载荷、地震荷载等多种荷载需要进行合理计算,以保证结构的安全性和稳定性。
1.3 结构设计原则钢多高层结构设计需要充分考虑抗震、抗风等设计原则,同时要考虑使用寿命、经济性等因素。
合理选择结构形式和材料,确保结构的整体性能。
二、钢多高层结构施工技术2.1 材料选择在钢多高层结构的施工过程中,材料的选择至关重要。
包括钢材、连接件、焊接材料等的选用需要严格按照设计要求进行,以确保结构的质量和安全。
2.2 施工工艺钢多高层结构的施工需要严格按照设计图纸和规范要求进行。
包括切割焊接、起吊安装、预应力张拉等多个环节,施工工艺要求极为严格。
2.3 质量控制钢多高层结构的施工过程中,质量控制是非常重要的一环。
包括焊缝质量、钢材的防腐处理、连接件的安装等都需要进行严格的检验和控制,以确保结构的安全性。
三、钢多高层结构安全管理3.1 安全管理制度任何施工活动都需要有严格的安全管理制度,钢多高层结构更是如此。
包括施工现场的安全管理、作业人员的防护措施等都需要得到严格的执行。
3.2 安全培训施工人员需要接受相关的安全培训,了解施工过程中的安全风险及相关措施。
只有通过培训,施工人员才能更好地遵守安全规定,保障施工过程的安全。
3.3 安全检查定期进行安全检查,发现并解决施工中的安全隐患,确保施工过程中安全措施得到有效执行。
钢框架—钢筋混凝土核心筒结构9.1总则9.1.1钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的设计,应祖训现行国家标准《建设抗震设计规范》GB50011的有关规定。
9.1.2钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有双重体系和单重体系之分,取决于框架部分的剪力分担率。
二者有不同的设计要求,适用范围,最大适用高度和抗震设计等级,设计时应分别符合有关规定。
9.1.3钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有不同的形式,其框架部分采用钢框架外,必要时也可采用钢管混凝土柱(或钢骨混凝土柱)和钢梁的组合框架;钢框架必要时可下部楼层用钢骨混凝土柱和尚不六层用钢柱,混凝土核心筒必要时可作为钢骨混凝土结构。
此外,周边钢框架必要时可设置钢支撑加强,使钢框架成为具有较高侧向承载力的支撑框架。
9.1.4钢框架-钢筋混凝土核心筒结构为双重体系时,其最大适用高度不宜超过现行国家规范《建筑结构抗震设计规范BG50011 对钢筋混凝土框架-核心筒(抗震墙)结构最大适用高度和钢框架-支撑结构最大适用高度二者的平均值。
单重体系时,不宜超过GB50011对抗震墙结构规定的最大适用高度。
9.1.5钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计等级,钢框架部分和混凝土核心筒部分应分别符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的表6.1.2和表8.1.3的规定。
9.1.6框架下部采用钢骨混凝土柱上部采用钢柱时,应设置过渡层防止刚度突变。
过渡层的柱刚度宜为上下楼层柱刚度之和的一半。
9.2双重体系和单重体系9.2.1 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构宜作为双重体系。
钢框架部分按刚度分配的最大楼层地震剪力,不应小于结构总剪力的10%;框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以的的增大系数,达到不小于结构底部地震剪力的20%和最大楼层剪力1.5倍二者较小值,且不小于结构底部地震剪力的15%。
【说明】在地震作用下,由于钢筋混凝土核心筒侧向刚度较钢框架大很多,因而承担了绝大部分地震力。
但钢筋混凝土剪力墙的弹性极限变形很小,约为1/3000,在达到极限变形时,钢筋混凝土剪力墙已开裂,而此时钢框架尚处于弹性阶段,地震作用在剪力墙和钢框架之间会实行再分配,钢框架承受的地震力会增加,而且钢钢架是重要构件,它的破坏和竖向承载力的降低,将危及房屋的安全,因而有必要对钢框架承受的地震力作更严格的要求,使其能适应强震时的大变形且保有一定的安全度。
多层及高层钢结构设计资料多层和高层钢结构设计资料主要包括以下内容:1.结构需求分析:首先,需要对建筑物的使用要求进行分析,并确定结构所需的承载能力、稳定性、刚度等。
这些要求包括建筑物的用途、设计荷载、倒塌安全系数等。
此外,还需要考虑地震、风荷载等自然灾害的因素。
2.结构形式选择:根据建筑物的使用要求和设计荷载,选择适合的结构形式,如框架结构、管结构、板单元结构等。
其中,框架结构一般适用于多层和高层建筑,可以提供良好的刚性和稳定性。
3.荷载计算:根据规范要求及建筑物的使用要求,计算设计荷载,包括常规荷载(如死荷载、活荷载)、地震荷载、风荷载等。
这些荷载将影响到结构的设计和安全性评估。
4.刚度计算:根据结构形式和设计荷载,计算结构的刚度。
这包括弯曲刚度、剪切刚度和扭转刚度等。
通过考虑结构的刚度,可以确保结构在使用和荷载下的稳定性。
5.钢材选型:根据结构的需求和设计荷载,选择适合的钢材类型和规格。
常见的结构钢材有普通碳素结构钢和高强度钢。
钢材的选型应综合考虑材料的力学性能、可焊性、可加工性等因素。
6.结构连接:选择合适的连接方式和材料,以确保结构各部分之间的传力有效、安全可靠。
此外,还要考虑结构的可拆卸性和维修性,在需要时能够进行维护和更换。
7.结构设计计算:根据规范要求,进行结构的材料计算和构件计算。
材料计算包括截面尺寸设计、抗弯承载力计算等;构件计算包括钢柱、钢梁、节点等的强度和刚度计算。
8.结构设计验算:进行结构设计的验算,包括承载力验算和稳定性验算。
通过对结构的详细分析,确保其在设计荷载下,满足强度和稳定性的要求。
9.结构施工和施工质量控制:根据设计图纸和施工方案,进行结构的施工和质量控制。
包括制定施工顺序和安全措施,配合结构施工中的质量检验和验收。
10.结构监测和维护:在建筑物的使用期间,进行结构的监测和维护。
通过定期的结构安全评估和非破坏性检测,保证结构的安全性和稳定性。
综上所述,多层和高层钢结构设计包括结构需求分析、结构形式选择、荷载计算、刚度计算、钢材选型、结构连接、结构设计计算、结构设计验算、结构施工和施工质量控制、结构监测和维护等内容。
钢多高层结构设计手册钢多高层结构设计手册第一章:引言1.1 本手册的目的和范围本手册旨在为工程师和设计师提供一套完整的、系统的高层钢结构设计指南,以确保高层建筑的结构安全、稳定性和经济性。
本手册适用于超过30层的高层钢结构建筑设计和施工,并且概述了一些与空间结构和特殊结构相关的内容。
1.2 现行标准和规范高层建筑的设计必须符合国家和地区的建筑设计标准和规范要求。
本手册将根据最新的标准和规范提供设计建议,并指出其中的变化和差异。
1.3 本手册的结构本手册共包括八个章节,分别是:引言、材料、结构设计、节点设计、振动控制、防火设计、耐震设计和施工。
每个章节将逐一详细介绍相关的设计原则、计算方法、核心技术和注意事项。
第二章:材料2.1 钢材的选用和使用选取合适的钢材对于高层钢结构的设计和施工至关重要。
本章将介绍常用的结构钢种类、性能、优缺点,以及如何进行合理的材料选择。
2.2 钢材的特性与应用钢材的强度、延展性、疲劳性等特性对于高层钢结构的设计和施工具有重要影响。
本章将介绍钢材的力学特性,如强度、刚度、韧性等,并探讨其在高层结构中的应用。
2.3 钢材的预应力控制预应力技术在高层钢结构中具有重要的应用价值。
本章将介绍预应力的原理、方法和控制要点,并提供实际计算案例。
第三章:结构设计3.1 弹性设计基本原理弹性设计是高层钢结构的基本设计原则。
本章将介绍弹性设计的基本概念、假设条件和计算方法,并提供详细的计算流程和示例。
3.2 塑性设计基本原理塑性设计在高层钢结构设计中具有重要的应用价值。
本章将介绍塑性设计的原理、方法、局限性和计算要点,并提供实际计算案例。
3.3 极限状态设计基本原理极限状态设计对于高层钢结构的安全性和可靠性具有重要意义。
本章将介绍极限状态设计的基本原理、设计要求和计算方法,并提供详细的计算流程和示例。
第四章:节点设计4.1 节点设计基本原理节点是高层钢结构的重要组成部分,对于整体结构的性能和稳定性起着至关重要的作用。
钢结构设计第九章知识点钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式。
在进行钢结构设计时,设计师需要掌握一系列的知识点,以确保设计的安全性和可靠性。
本文将介绍钢结构设计第九章的知识点,包括抗震设计、轴力设计和屈曲设计。
一、抗震设计抗震设计是钢结构设计中非常重要的一部分,主要目的是确保建筑在地震发生时能够安全稳固地抵抗地震的作用力。
在进行抗震设计时,需要考虑以下几个方面:1. 确定地震力的设计参数:地震力是抗震设计中的重要参数,需要根据地震地区的地震活动性和建筑物的使用功能确定。
常用的设计参数包括设计基准地震加速度、震级和设计地震烈度等。
2. 结构的抗震性能:钢结构的抗震性能取决于结构的刚度、强度和耗能能力。
设计师需要通过合理的结构布置和构件设计来提高结构的抗震能力,包括选择适当的横向地震力传递路径、设置防屈曲支撑和使用合理的连接节点等。
3. 设计结构的抗震措施:为了增强结构的抗震性能,设计师可以采取一些抗震措施,如增加剪力墙、设置隔震装置和防屈曲构件等。
这些措施将有助于减小结构在地震作用下的位移和变形,提高其耐震能力。
二、轴力设计轴力是指在结构中沿轴线方向受到的拉力或压力。
在进行钢结构设计时,需要进行轴力设计,以确保结构在受到轴向力作用时具有足够的强度和稳定性。
1. 轴力的计算:在轴力设计中,需要根据结构的几何形状和受力情况计算轴力大小。
常用的轴力计算方法包括静力法和动力法。
静力法适用于结构受力稳定的情况,动力法则适用于结构受到动荷载或地震力作用的情况。
2. 设计轴力的强度:设计师需要根据结构材料的强度特性和承载能力,确定轴力的设计强度。
在结构设计过程中,需要考虑轴力引起的拉屈曲失稳和压屈曲失稳的情况,以确保结构的安全性。
三、屈曲设计屈曲是指材料或构件在受到外力作用下产生的失稳和变形现象。
在钢结构设计中,需要进行屈曲设计,以确保结构在受到压力作用时能够保持稳定。
1. 屈曲长度的计算:屈曲长度是进行屈曲设计的重要参数,需要根据结构的材料特性和几何形状进行计算。