钢结构梁柱估算
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浅议门式刚架中梁柱平面外计算长度的取值摘要:门式刚架的破坏和倒塌在很多情况下是由受压最大翼缘的屈曲引起的,对门式刚架梁和柱平面计算长度取值就不容忽视了。
在工程界一般认为加隅撑的檩条可以作为门式刚架斜梁的侧向支撑。
其实这种做法只能应用在特定的条件中。
而钢架柱平面外取通长系杆间距作为其平面计算长度很多时候又不太经济。
既然有墙梁和墙板,我们为何不利用墙梁和墙板建立一个平面外几何不变体系,以墙梁和内翼缘隅撑来减小柱平面外的计算长度,这种设计节约了相当量的钢材。
关键词:钢架计算长度支撑在门式刚架设计中,平面外计算长度通常以支撑点作为取值依据。
这句话大家是看法是一致的。
但是支撑点如何定义,如何取值,那就仁者见仁智者见智了。
下面分别讨论门式刚架结构中梁和柱平面外计算长度如何正确取值。
一、讨论钢梁平面外计算长度如何取值,门式刚架的破坏和倒塌在很多情况下是由受压最大翼缘的屈曲引起的,可见钢梁平面外计算长度正确取值直接影响结构的安全问题。
目前在工程设计上对钢梁平面外计算长度取值大致有两中做法。
第一做法是钢梁平面外计算长度取隅撑的间距,第二做法是钢梁平面外计算长度取屋面水平支撑与钢梁交点的间距。
钢梁平面外计算长度取隅撑的间距的做法很多时候是偏于不安全的。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)6.1.6条第三款:当实腹式钢梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘侧面布置隅撑作为斜梁的侧向支撑,隅撑的另一端连接在檩条上。
此处提出隅撑可作为钢梁平面外侧向支撑点。
我们再看《钢结构设计规范》(GB50017-2003)4.2.1条可知侧向支撑点必须能阻止钢梁受压翼缘的侧向位移。
综合这两本规范和规程可知:隅撑可作为钢梁平面外侧向支撑点的前提条件是隅撑必须能阻止钢梁受压翼缘的侧向位移。
目前很多钢结构施工单位在隅撑制作时考虑施工过程中误差,特意将隅撑角钢两端的螺栓孔制成长圆孔,而设计单位设计时隅撑角钢与钢梁和檩条连接一般都是采用M12的普通螺栓连接的。
钢结构常见的几种梁柱刚性连形式(1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种,如图所示:(2)梁与柱的连接节点计算时,主要验算以下内容:①梁与柱连接的承载力②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度③梁柱节点域的抗剪承载力(3)梁与柱刚性连接的构造①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造:框架梁与柱刚性连接②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时,构造措施有两种:柱带悬臂梁段与框架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。
(4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施①骨形连接骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。
骨形连接梁端翼缘加焊楔形盖板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。
(5)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。
2梁与柱的铰接连接(1)梁与柱的铰接连接分为:仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接:仅梁腹板连接仅梁翼缘连接柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板相连(2)柱在弱轴与梁铰接连接分为:柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连柱的拼接节点一般都是刚接节点,柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外,一般宜在框架梁上方1.3m左右。
考虑运输方便及吊装条件等因素,柱的安装单元一般采用三层一根,长度10~12m左右。
根据设计和施工的具体条件,柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。
按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱,当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下,柱的上下端应铣平顶紧,并与柱轴线垂直。
柱的25%的轴力和弯矩可通过铣平端传递,此时柱的拼接节点可按75%的轴力和弯矩及全部剪力设计。
框架梁柱截面尺寸的确定方法确定框架梁柱截面尺寸的方法主要包括以下几个方面:一、节点位置的确定:在确定梁柱截面尺寸之前,首先需要确定节点的位置。
节点是指各梁柱的交汇点,也是结构的连接部分。
确定节点位置的依据主要有以下几点:1.结构功能和使用要求:根据建筑结构的功能和使用要求,确定各节点的位置。
比如建筑物的整体布局、空间结构以及功能需求等等。
2.结构安全性要求:根据结构的设计要求,确定节点位置。
包括荷载要求、抗震要求等。
根据荷载情况和主力方向,确定主剪力墙或框架的位置。
3.邻近构件的约束:节点的位置还受到邻近构件的限制和约束,如邻近的梁、柱、墙等。
二、截面尺寸的初步确定:在确定节点位置后,需要初步确定梁柱的截面尺寸。
截面尺寸的初步确定主要包括以下几个方面:1.梁柱受力情况:考虑梁柱所受的荷载情况,包括重力荷载、风荷载、地震荷载等。
根据结构设计规范计算得到受力状态,进而确定初步的截面尺寸。
2.材料强度和刚度要求:根据结构设计规范中材料的强度和刚度要求,计算得到梁柱的初步截面尺寸。
对于钢结构来说,尺寸的确定还需考虑焊接接头的强度、塑性铰的位置等。
3.受力性能要求:根据结构设计规范的受力性能要求,如挠度、位移等,确定梁柱的截面尺寸。
4.施工要求:根据实际施工方法和工艺要求,确定梁柱截面尺寸。
对于混凝土结构来说,还需要考虑浇筑顺序、模板支撑等施工因素。
三、截面尺寸的详细确定:在初步确定梁柱截面尺寸之后,需要进行详细的计算和分析,得到最终确定的截面尺寸。
确定截面尺寸的详细方法主要包括以下几个方面:1.构件强度校核:根据结构设计规范,计算梁柱的等效荷载和构件的强度需求,进行构件强度校核,得到截面尺寸。
2.构件稳定性校核:根据结构设计规范,计算梁柱的稳定性要求,包括局部稳定性和整体稳定性,进行构件稳定性校核,得到截面尺寸。
3.构件刚度校核:根据结构设计规范,计算梁柱的刚度要求,包括刚度比、挠度等,并进行构件刚度校核,得到截面尺寸。
框架梁柱有效高度计算公式在建筑设计和结构设计中,框架梁柱的有效高度是一个非常重要的参数。
它直接影响到结构的稳定性和承载能力,因此需要进行准确的计算。
本文将介绍框架梁柱有效高度的计算公式,并对其进行详细的解析。
框架结构是建筑中常见的一种结构形式,其主要由梁和柱组成。
在设计中,需要确定梁柱的有效高度,以保证结构的稳定性和承载能力。
框架梁柱的有效高度是指在受压状态下,柱子的有效长度。
在计算有效高度时,需要考虑到柱子的侧向稳定性和受压构件的强度,以保证结构的安全性。
框架梁柱有效高度的计算公式如下:\[ L_{eff} = k \cdot L \]其中,\( L_{eff} \)为框架梁柱的有效高度,\( L \)为柱子的实际长度,\( k \)为修正系数。
修正系数\( k \)的计算公式如下:\[ k = 1 \frac{P_{cr}}{P} \]其中,\( P_{cr} \)为柱子的临界压力,\( P \)为柱子的实际受压力。
在实际的设计中,修正系数\( k \)的计算需要考虑到柱子的截面形状、材料性质、受力状态等因素。
通常情况下,可以根据相关的规范和经验值来确定修正系数的取值。
在计算框架梁柱有效高度时,需要注意以下几点:1. 考虑柱子的侧向稳定性。
在计算有效高度时,需要考虑到柱子的侧向稳定性,以保证结构在受压状态下不会出现侧向失稳的情况。
2. 考虑受压构件的强度。
在计算有效高度时,需要考虑到受压构件的强度,以保证结构在受压状态下不会出现破坏的情况。
3. 考虑修正系数的取值。
修正系数\( k \)的取值对于有效高度的计算非常重要,需要根据具体的情况进行合理的选择。
框架梁柱有效高度的计算是结构设计中的重要内容,它直接影响到结构的稳定性和承载能力。
在实际的设计中,需要综合考虑柱子的受力状态、材料性质、截面形状等因素,以保证计算结果的准确性和合理性。
通过合理的有效高度计算,可以有效地提高结构的安全性和经济性,为建筑的设计和施工提供可靠的技术支持。
钢结构节点计算是钢结构设计中的重要环节,它涉及到结构的安全性、可靠性和经济性。
以下是一些常见的钢结构节点计算方法:
1. 焊缝连接节点:焊缝连接是钢结构中最常用的连接方式之一。
在计算焊缝连接节点时,需要考虑焊缝的强度、焊缝的有效长度、焊缝的受力状态等因素。
2. 螺栓连接节点:螺栓连接节点通常用于钢结构的次要连接。
在计算螺栓连接节点时,需要考虑螺栓的直径、螺栓的数量、螺栓的预紧力等因素。
3. 梁柱节点:梁柱节点是钢结构中的重要节点之一。
在计算梁柱节点时,需要考虑节点的受力状态、节点的刚度、节点的强度等因素。
4. 支撑节点:支撑节点用于支撑钢结构的柱子或梁。
在计算支撑节点时,需要考虑支撑的类型、支撑的位置、支撑的受力状态等因素。
5. 桁架节点:桁架节点是桁架结构中的重要节点之一。
在计算桁架节点时,需要考虑节点的受力状态、节点的刚度、节点的强度等因素。
以上是一些常见的钢结构节点计算方法,具体的计算方法需要根据具体的结构形式和受力情况进行选择。
在进行钢结构节点计算时,需要遵循相关的设计规范和标准,确保结构的安全性和可靠性。
钢结构梁柱尺寸估算一、确定设计荷载和跨度在进行梁柱尺寸估算之前,首先需要确定设计荷载和梁柱的跨度。
设计荷载是指建筑物在使用过程中可能承受的最大荷载,包括自重、活载和风荷载等。
跨度是指梁柱所跨越的水平距离,也是决定梁柱尺寸的重要因素之一。
二、计算梁柱的截面特性根据设计荷载和梁柱跨度,可以计算出梁柱的截面特性,包括截面面积、惯性矩和截面模量等。
梁柱的截面特性决定了其承载能力和刚度。
可以通过计算公式或使用专业软件进行计算。
三、确定梁柱的材料钢结构梁柱一般采用优质的钢材作为材料,常见的有Q235、Q345等。
根据工程要求和设计要求,选择合适的材料。
四、根据承载能力计算截面尺寸梁柱的截面尺寸应满足承载能力的要求,即能够承受设计荷载。
根据梁柱的截面特性和材料强度,可以计算出合适的截面尺寸。
一般情况下,梁柱的截面尺寸越大,承载能力越大。
但是过大的截面尺寸会增加材料消耗和造价,因此需要在满足承载能力要求的前提下尽量减小截面尺寸。
五、考虑稳定性和挠度除了承载能力,梁柱的稳定性和挠度也是设计中需要考虑的因素。
稳定性是指梁柱在受力过程中不发生屈曲和侧向位移的能力。
挠度是指梁柱在承受荷载时产生的弯曲变形。
稳定性和挠度的要求可以通过相关规范和标准确定。
六、进行验算和优化完成梁柱尺寸估算后,需要进行验算和优化。
验算是指通过计算和对比确定梁柱的承载能力是否满足设计要求。
如果不满足,需要进行优化,调整梁柱的尺寸或材料等。
钢结构梁柱尺寸估算是建筑工程设计中的重要环节。
通过确定设计荷载和梁柱跨度,计算截面特性,选择合适的材料,根据承载能力计算截面尺寸,并考虑稳定性和挠度等因素,可以得出合理的梁柱尺寸。
在实际设计中,还需要进行验算和优化,确保梁柱的安全可靠。
在进行梁柱尺寸估算时,需要遵循相关规范和标准,确保设计的准确性和可行性。
钢结构梁柱估算梁地设计:.型钢梁设计由梁地荷载和支承情况根据内力计算得到梁地最大弯矩,根据选用地型钢材料确定其抗弯强度设计值,由此求得所需要地梁净截面抵抗矩,然后在型钢规格表中选择型钢地型号.最后对选定地型钢梁截面进行强度、刚度和整体稳定验算..组合梁设计梁地截面选择步骤为:估算梁地高度(一般用经济高度)、确定腹板地厚度和翼缘尺寸,然后验算梁地强度、稳定和刚度.柱地设计:.实腹柱设计截面选择地步骤如下:()假定柱地长细比,一般在―范围之内,轴力大而长度小时,长细比取小值,反之取大值;()根据已假定地长细比,查得轴心受压稳定系数.然后根据已知轴向力和钢材抗压强度设计值求得所需截面积;()求出截面两个主轴方向所需地回转半径(根据已知地两个方向地计算长度和长细比);()由此计算出截面轮廓尺寸地高和宽;()通过求得地截面面积和宽以及高,再根据构造要求、钢材规格等条件,选择柱地截面形式和确定实际尺寸;()验算实腹柱地截面强度、刚度,整稳和局稳;.格构柱设计截面选择地步骤如下:()假定长细比,一般在―之间;()计算柱绕实轴整体稳定,用与实腹柱相同地方法和步骤选出肢件地截面规格.根据假定地长细比,查稳定系数,最后确定所需地截面面积;()计算所需回转半径;()算出截面轮廓尺寸宽度和高度;()计算虚轴长细比;通过求得地面积、高度和宽度以及考虑到钢材规格及构造要求选择柱地截面形式和确定实际尺寸.()强度、刚度和整稳验算;()缀条设计和缀板设计;回转半径就是惯性半径.定义:任意形状截面地面积为,则图形对轴和轴地惯性半径分别为()().特征:惯性半径是对某一坐标轴定义地;惯性半径地量纲为长度地一次方,单位为;惯性半径地值恒为正.用处:,惯性矩,回转半径(),长细比λ,截面验算:局部稳定(λ)();(λ)().,知道了柱子地轴力和计算长度假定长细比初步估计截面选定截面计算长细比,回转半径惯性矩等截面验算.粱、柱、板截面取值粱、柱、板截面取值原则一、柱按照《混凝土结构设计规范》. 柱地最小边地尺寸为,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于.二、粱、框架粱()、粱宽一般取、、()、粱高取跨度地次粱()、宽度为、()、粱高为悬挑梁一般取为悬臂长地常用地梁高有:、、…、、、、.常用地梁宽有:、、、、、、、以地模数递增.现浇结构中,一般主梁至少应比次梁高出,如主梁下部钢筋为双层配置,或附加横向钢筋采用吊筋时,应高出.经济夸度:板:,主梁:,次梁:.粱截面尺寸取值原则序号构件种类简支多跨连续悬臂说明次梁~现浇整体肋形梁主梁~现浇整体肋形梁独立梁框架梁~现浇整体式框架梁框架梁~装配整体式或装配式框架梁框架扁梁~现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁框架扁梁~预应力混凝土框架扁梁三、板在一般荷载下,板厚度取板跨地左右,但不小于(个别房间也不应小于).板地最小高跨比板地支承形式板地类型单向板双向板悬臂板无梁楼板简支(有柱冒)连续(无柱冒)注:板厚板短边方向地计算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料[来自《混凝土结构》]一、梁地截面尺寸()、梁截面高度主梁取:次梁取:[来自《混凝土结构》]现浇式~装配式~(为梁地计算跨度,当梁上较大荷载设备时,还可以加大,但不宜大于净跨地)()、梁截面高度~且宜≥二、柱地截面尺寸理论一:柱截面尺寸地确定方法,一般是根据柱地轴向压力设计值估算,建议式中:—柱地截面面积;—混凝土轴心抗压强度设计值—柱轴压力设计值,可按该柱负荷面积大小,根据竖向荷载地经验数据估算;根据设计经验,民用建筑多层框架结构地竖向荷载标准值(恒活)平均为左右.对于住宅(轻质墙体)一般为~,墙体较少地其他民用建筑一般为~.这些经验数据,可作为初步设计阶段估算墙、柱及基础荷载,初定构件截面尺寸地依据.一般民用建筑,如住宅楼、办公楼等,其楼面活茶载标准值较小(),仅占总竖向荷载地~.故为简化起见,在设计中往往不考虑活载地折减,偏安全地取满载分析计算.恒、活载综合分项系数为.由可定出柱截面地高度和宽度.柱截面可做成矩形或方形.一般要求:不宜小于;不宜小于.理论二:柱截面地高度和宽度应大于柱计算长度地()地,即、; ,一般可取(~,为层高.也可根据柱子支撑楼板地面积所承受地恒载、活载及墙重等,计算柱地最大竖向轴力设计值,考虑水平荷载地影响乘上系数预估柱子截面尺寸.式中——柱组合地轴向压力设计值;——按简支状态计算地柱地负载面积;——折算在单位面积上地重力荷载代表值;——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数;非地震~;地震~——验算截面以上楼层层数;——框架柱轴压比限值,对一级、二级和三级抗震等级,分别取,和.非地震~地震~一级抗震等级二级抗震等级三级抗震等级(—混凝土轴心抗压强度设计值)抗震等级表序号结构类型设防烈度框架结构房屋高度()≤>≤>≤>≤框架四三三二二一一柱子截面一般取不宜小于;不宜小于,柱子净高与截面地高度之比宜大于,否则为短柱.地震地区柱子截面宜是方形或接近方形地矩形.框架柱截面地快速估算柱截面估算:、估算公式:(*)其中:轴压比(一级、二级、三级,短柱减)砼轴心抗压强度设计值估算柱轴力设计值、柱轴力设计值:β其中:竖向荷载作用下柱轴力标准值(已包含活载)β水平力作用对柱轴力地放大系数七度抗震:β、八度抗震:β中柱=、边柱=、角柱=、竖向荷载作用下柱轴力标准值:其中:柱承受楼层数柱子从属面积竖向荷载标准值(已包含活载)框架结构:(轻质砖)、(机制砖)框剪结构:(轻质砖)、(机制砖)筒体、剪力墙结构:单位:(*)、适用范围轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱地破坏,因此适用于高层建筑中地底部楼层柱截面地估算梁高按构造取:剪支梁--~连续梁--~挑梁---~梁宽与梁高比为~,柱宽要大于梁宽,所以由梁宽得出柱宽,同时,我们也要考虑层高及柱子地主要受力方向来调整柱子地尺寸,以及通过验算柱地轴压比来调整柱子地尺寸~楼板厚度按构造取:单向板:短边地双向板:短边地悬臂板:悬臂长地不过个人觉得板厚一般不要小于,通常取地板厚有,,,,楼板厚度估算:单向板:短边地双向板:短边地悬臂板:悬臂长地梁高与跨度地关系主梁一般取为跨度地次梁一般取为跨度地悬挑梁一般取为悬臂长地梁宽主梁,,……次梁……型钢梁设计较为简单,焊接组合截面梁稍复杂,难点在于初始截面地假定.我总结了个截面假定步骤:、截面高度:) 容许最大高度.由于建筑或工艺专业地限制,梁高不能突破地高度.) 刚度要求地最小高度.≥[]) 经济梁高.·()最终梁高地确定:≤≤且≈、腹板厚度:) 抗剪要求地最小厚度. (·)) 经济厚度.) 构造要求.规范规定:≤·()最终腹板厚度地确定:≥,≈并满足构造要求.、翼缘板地宽度、厚度:根据地值,先算出翼缘板面积,再确定、.)翼缘板面积.≥·)翼缘板地宽度、厚度.已知确定、时,需考虑以下条件:①②≥③≥()此处顺便验算了翼缘板地局部稳定,即自由宽厚比.至此梁截面地所有参数都已初步确定.门式刚架规程适用范围:.跨度:宜米..高度:宜米..挑檐长度:宜米..吊车:可设置起重量吨地悬挂起重机,起重量吨地轻、中级工作制地单梁或双梁桥式车.一、如何既保证强度,稳定性等指标,又兼顾结构地刚度在设计中,人们常常比较重视强度,稳定性等指标,由于大部分程序不对结构地刚度进行比较,而忽略了结构地刚度.提高结构地刚度地方法:.构件地翼缘,腹板不要太厚().翼缘地宽度不要太宽(),尽量用高度调整强度,稳定性等指标二、如何确定梁地分段比:为了降低用钢量,对梁进行分段是个有效地措施之一.分段比地确定:、分段点地确定、一般比率:::或:、参照弯距图调整三、如何定义梁、柱地平面外计算长度:梁、柱平面外计算长度应取侧向支撑点地距离;当两翼缘侧向支撑点间地距离不等时,应取最大受压翼缘侧向支撑点间地距离.一般取隅撑地间距.注意:边柱地平面外计算长度中柱地平面外计算长度四、支撑地布置:无吊车门刚地支撑布置:、在每个温度区段或分期建设地区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构地支撑体系.、在设置柱间支撑地开在同时设计屋盖横向水平支撑,以组成几何不变体系.、有托架,托架处应局部加强时,有较大振动设备,且对结构产生一定影响时或对厂房有较大空间刚度要求时,可设置纵向水平支撑.、柱间支撑地间距一般取米—米,且不大于米.、当房屋较高时,柱间支撑应分层设置.、当端部支撑设在第二开间时,在第一开间地相应位置应设刚性系杆、在刚架转折处(柱顶和屋脊)应设刚性系杆.、由支撑斜杆、竖杆组成地水平桁架和柱间竖向平面内地桁架,其直腹杆应按刚性系杆考虑,可由檩条兼作.、门式刚架地支撑宜采用张地十字交叉圆钢支撑,常用Ф~Ф或更大.、圆钢支撑与刚架构件地连接,一般不设连接板,可直接在刚架构件上靠外侧设孔连接.当腹板厚度≤时,应对支撑孔周边进行加强.有吊车门刚地支撑布置:、当柱较高或有较大吨位(吨)地桥式吊车时宜采用型钢作为支撑.、刚性系杆不宜用檩条代替,可用钢管、型钢、十字型角钢等截面形式地构件.、柱间支撑地间距一般米,应尽量取下限.五、刚接柱脚地节点设计:、当用于工业厂房且有桥式吊车时,宜将柱脚设计为刚性.、刚性柱脚应注意以下问题:基础施工单位应有一定地技术水平应设置抗剪件六、抗风柱地节点设计:目前地抗风柱与刚架连接地节点形式较多.有些节点连接形式不符合抗风柱计算地力学模型.抗风柱计算地力学模型为受弯构件.若抗风柱计算地力学模型不对,主刚架也要分两次计算.七、檩条地设计:檩条设计往往忽视,对于不同跨度,不同荷载地檩条一定要计算.墙面檩条容易忽视拉条地设计隅撑地作用,关系到刚架地安全,一定要引起重视.檩条按单跨简支构件还是连续梁构件考虑。
钢结构厂房梁柱节点设计随着工业化的快速发展,钢结构厂房在各种工业设施中得到了广泛应用。
在这些厂房中,梁柱节点是整个结构体系中非常重要的一部分。
因此,对梁柱节点进行合理的设计,对于确保厂房的安全性和稳定性至关重要。
在钢结构厂房中,梁和柱是主要的承重构件。
梁柱节点是这两个主要承重构件的连接点,它的设计直接影响到整个厂房的结构安全性。
如果梁柱节点设计不合理,可能会导致结构的整体稳定性下降,甚至引发安全事故。
因此,对梁柱节点的设计是钢结构厂房设计的关键环节。
强度原则:梁柱节点应具有足够的强度,以保证在承受荷载时不会发生变形或破坏。
刚度原则:梁柱节点应具有足够的刚度,以减少在地震或风载等自然灾害作用下的变形。
稳定性原则:梁柱节点应具有足够的稳定性,以防止在承受荷载时发生失稳现象。
构造原则:梁柱节点的设计还应满足构造要求,如焊接、连接等。
刚性节点:刚性节点具有良好的强度和刚度,适用于承受较大荷载的情况。
但是,由于其对制造和安装的要求较高,因此在一些特定情况下可能会增加成本。
柔性节点:柔性节点具有较好的变形能力和耗能性能,适用于地震多发地区。
但是,其强度和刚度相对较低,需要采取额外的措施来提高其承载能力。
半刚性节点:半刚性节点具有部分刚度和强度,适用于一些特定的情况。
其应用范围相对较窄,需要根据具体情况进行选择。
根据厂房的实际情况,确定梁柱节点的类型和特点。
根据强度、刚度和稳定性原则,对梁柱节点进行初步设计。
根据构造原则,对初步设计的梁柱节点进行优化和完善。
根据优化后的设计方案,进行详细的施工图绘制。
在施工图绘制完成后,进行结构分析和验算,以确保梁柱节点的安全性和稳定性。
在施工过程中,对梁柱节点的制作和安装进行严格的监督和控制,以确保其符合设计要求和质量标准。
在使用过程中,对梁柱节点进行定期的检查和维护,以确保其安全性和稳定性。
钢结构厂房的梁柱节点设计是整个结构体系中的关键环节。
在进行设计时,需要根据实际情况选择合适的类型和特点,并遵循强度、刚度和稳定性原则进行初步设计和优化。
钢结构梁柱估算文档模板范本:钢结构梁柱估算一、引言在钢结构工程设计过程中,梁柱估算是非常重要的一部份。
本文档旨在提供一个详细的步骤和方法,以匡助工程师正确估算钢结构梁柱的设计参数和成本。
二、设计参数估算2.1 梁柱荷载分析2.1.1 确定梁柱所受的重力荷载和附加荷载利用建造设计图纸和相关规范,确定各个梁柱所受的重力荷载和附加荷载。
重力荷载包括自重、活荷载和雪荷载等,附加荷载包括风荷载、地震荷载等。
2.1.2 确定梁柱所受的水平荷载根据建造设计图纸和相关规范,确定各个梁柱所受的水平荷载,如风荷载、地震荷载等。
2.1.3 确定梁柱所受的温度荷载根据建造设计图纸和相关规范,确定各个梁柱所受的温度荷载,如热荷载、冷荷载等。
2.2 结构参数计算2.2.1 计算梁柱截面尺寸根据设计要求和梁柱所受的荷载,采用合适的结构分析方法计算出梁柱的截面尺寸,包括梁的高度、宽度,柱的截面尺寸等。
2.2.2 计算梁柱的抗弯强度和轴心承载力根据截面尺寸和材料性能,采用适当的计算公式,计算出梁柱的抗弯强度和轴心承载力。
2.2.3 计算梁柱的稳定性根据截面尺寸和材料性能,采用适当的稳定性计算方法,计算出梁柱的稳定性,包括弯曲稳定性、屈曲稳定性等。
三、结构成本估算3.1 材料成本估算3.1.1 确定梁柱所采用的钢材品种和规格根据设计要求和结构参数计算结果,确定梁柱所采用的钢材品种和规格,包括型钢、钢板等。
3.1.2 计算梁柱所需的钢材数量根据截面尺寸和材料性能,计算梁柱所需的钢材数量。
3.1.3 计算梁柱的钢材成本根据钢材的市场价格,计算梁柱的钢材成本。
3.2 加工安装成本估算3.2.1 确定梁柱的加工和创造工艺根据梁柱的形状和规格,确定梁柱的加工和创造工艺,包括切割、焊接等。
3.2.2 计算梁柱的加工和创造成本根据加工操作和人工成本,计算梁柱的加工和创造成本。
3.2.3 计算梁柱的安装成本根据梁柱的尺寸和施工条件,计算梁柱的安装成本,包括吊装、固定等。
钢结构梁柱估算梁的设计:1.型钢梁设计由梁的荷载和支承情况根据内力计算得到梁的最大弯矩,根据选用的型钢材料确定其抗弯强度设计值,由此求得所需要的梁净截面抵抗矩,然后在型钢规格表中选择型钢的型号。
最后对选定的型钢梁截面进行强度、刚度和整体稳定验算。
2.组合梁设计梁的截面选择步骤为:估算梁的高度(一般用经济高度)、确定腹板的厚度和翼缘尺寸,然后验算梁的强度、稳定和刚度。
柱的设计:1.实腹柱设计截面选择的步骤如下:(1)假定柱的长细比,一般在50―90范围之内,轴力大而长度小时,长细比取小值,反之取大值;(2)根据已假定的长细比,查得轴心受压稳定系数。
然后根据已知轴向力和钢材抗压强度设计值求得所需截面积;(3)求出截面两个主轴方向所需的回转半径(根据已知的两个方向的计算长度和长细比);(4)由此计算出截面轮廓尺寸的高和宽;(5)通过求得的截面面积和宽以及高,再根据构造要求、钢材规格等条件,选择柱的截面形式和确定实际尺寸;(6)验算实腹柱的截面强度、刚度,整稳和局稳;2.格构柱设计截面选择的步骤如下:(1)假定长细比,一般在50―90之间;(2)计算柱绕实轴整体稳定,用与实腹柱相同的方法和步骤选出肢件的截面规格。
根据假定的长细比,查稳定系数,最后确定所需的截面面积;(3)计算所需回转半径;(4)算出截面轮廓尺寸宽度和高度;(5)计算虚轴长细比;通过求得的面积、高度和宽度以及考虑到钢材规格及构造要求选择柱的截面形式和确定实际尺寸。
(6)强度、刚度和整稳验算;(7)缀条设计和缀板设计;回转半径就是惯性半径。
定义:任意形状截面的面积为A,则图形对y轴和z轴的惯性半径分别为iy=sqrt(Iy/A),iz=sqrt(Iz/A).特征:惯性半径是对某一坐标轴定义的;惯性半径的量纲为长度的一次方,单位为M;惯性半径的值恒为正。
用处:1,惯性矩Ix,回转半径ix=sqrt(Ix/A),长细比λx=lox/ix,截面验算:局部稳定b/t=(10+0.1λ)sqrt(235/fy);h0/tw=(25+0.5λ)sqrt(235/fy).2,知道了柱子的轴力和计算长度-假定长细比初步估计截面-选定截面计算长细比,回转半径惯性矩等-截面验算。
粱、柱、板截面取值粱、柱、板截面取值原则一、柱按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。
柱的最小边的尺寸为300mm,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。
二、粱 1、框架粱(1)、粱宽一般取250mm、300mm、350mm(2)、粱高取跨度的1/10-1/13次粱(1)、宽度为200mm、250mm(2)、粱高为1/10-1/14悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~1/6常用的梁高有:250、300、…、750、800、900、1000。
常用的梁宽有:120、150、180、200、220、250、300、以50的模数递增。
现浇结构中,一般主梁至少应比次梁高出50mm,如主梁下部钢筋为双层配置,或附加横向钢筋采用吊筋时,应高出100mm 。
经济夸度:板:1.7-2.7m,主梁:5-8m,次梁:4-6m。
粱截面尺寸取值原则序号构件种类简支多跨连续悬臂说明.1 次梁~现浇整体肋形梁2 主梁~现浇整体肋形梁3 独立梁4 框架梁~现浇整体式框架梁5 框架梁~装配整体式或装配式框架梁6 框架扁梁~现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁7 框架扁梁~预应力混凝土框架扁梁三、板在一般荷载下,板厚度取板跨的1/36-1/45左右,但不小于100mm(个别房间也不应小于80mm)。
板的最小高跨比板的支承形式板的类型单向板双向板悬臂板无梁楼板简支 1/35 1/45 1/35 (有柱冒)连续 1/40 1/50 1/12 1/30 (无柱冒)注:板厚 / 板短边方向的计算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料 [来自《混凝土结构》P437]一、梁的截面尺寸(1)、梁截面高度主梁取:1/8---1/14 次梁取:1/8---1/12 [来自《混凝土结构》P266]现浇式~装配式~(为梁的计算跨度,当梁上较大荷载设备时,还可以加大,但不宜大于净跨的1/4)(2)、梁截面高度~且宜≥200mm二、柱的截面尺寸理论一:柱截面尺寸的确定方法,一般是根据柱的轴向压力设计值估算,建议式中: A—柱的截面面积;—混凝土轴心抗压强度设计值N—柱轴压力设计值,可按该柱负荷面积大小,根据竖向荷载的经验数据估算;根据设计经验,民用建筑多层框架结构的竖向荷载标准值(恒+活)平均为14kN/m2左右。
对于住宅(轻质墙体)一般为14~15kN/m2,墙体较少的其他民用建筑一般为13~14kN/m2。
这些经验数据,可作为初步设计阶段估算墙、柱及基础荷载,初定构件截面尺寸的依据。
一般民用建筑,如住宅楼、办公楼等,其楼面活茶载标准值较小(2.0kN/m2),仅占总竖向荷载的10%~15%。
故为简化起见,在设计中往往不考虑活载的折减,偏安全地取满载分析计算。
恒、活载综合分项系数为1.25。
由A可定出柱截面的高度和宽度。
柱截面可做成矩形或方形。
一般要求:不宜小于400mm;不宜小于300mm。
理论二:柱截面的高度和宽度应大于柱计算长度的()的1/25,即、 > ,一般可取(~,为层高。
也可根据柱子支撑楼板的面积所承受的恒载、活载及墙重等,计算柱的最大竖向轴力设计值,考虑水平荷载的影响乘上系数预估柱子截面尺寸。
式中——柱组合的轴向压力设计值;S——按简支状态计算的柱的负载面积;——折算在单位面积上的重力荷载代表值;——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数;非地震1.05~1.10;地震1.10~1.20——验算截面以上楼层层数;——框架柱轴压比限值,对一级、二级和三级抗震等级,分别取0.65,0.75和0.85。
非地震~地震~一级抗震等级二级抗震等级三级抗震等级(—混凝土轴心抗压强度设计值)抗震等级表序号结构类型设防烈度6 7 8 91 框架结构房屋高度(m)≤25 >25 ≤35 >35 ≤35 >35 ≤252 框架四三三二二一一柱子截面一般取不宜小于400mm;不宜小于350mm,柱子净高与截面的高度之比宜大于4,否则为短柱。
地震地区柱子截面宜是方形或接近方形的矩形。
框架柱截面的快速估算2007-10-16 20:45柱截面估算:1、估算公式:Ac>=Nc/(a*fc)其中:a----轴压比(一级0.7、二级0.8、三级0.9,短柱减0.05)fc---砼轴心抗压强度设计值Nc---估算柱轴力设计值2、柱轴力设计值:Nc=1.25CβN其中:N---竖向荷载作用下柱轴力标准值(已包含活载)β---水平力作用对柱轴力的放大系数七度抗震:β=1.05、八度抗震:β=1.10C---中柱C=1、边柱C=1.1、角柱C=1.23、竖向荷载作用下柱轴力标准值:N=nAq其中:n---柱承受楼层数A---柱子从属面积q---竖向荷载标准值(已包含活载)框架结构:10~12(轻质砖)、12~14(机制砖)框剪结构:12~14(轻质砖)、14~16(机制砖)筒体、剪力墙结构:15~18 单位:KN/(M*M)4、适用范围轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱的破坏,因此适用于高层建筑中的底部楼层柱截面的估算梁高按构造取:剪支梁--1/8~1/12连续梁--1/12~1/15挑梁---1/5~1/6梁宽与梁高比为1/3~1/2,柱宽要大于梁宽,所以由梁宽得出柱宽,同时,我们也要考虑层高及柱子的主要受力方向来调整柱子的尺寸,以及通过PK验算柱的轴压比来调整柱子的尺寸~楼板厚度按构造取:单向板:短边的1/35双向板:短边的1/40悬臂板:悬臂长的1/12不过个人觉得板厚一般不要小于80,通常取的板厚有80,100,120,130,150楼板厚度估算:单向板:短边的1/35双向板:短边的1/40悬臂板:悬臂长的1/12梁高与跨度的关系主梁一般取为跨度的1/8~1/12次梁一般取为跨度的1/12~1/15悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~ 1/6梁宽主梁 200,250,300……次梁 200……型钢梁设计较为简单,焊接组合截面梁稍复杂,难点在于初始截面的假定。
我总结了个截面假定步骤:1、截面高度h:1) 容许最大高度hmax。
由于建筑或工艺专业的限制,梁高不能突破的高度。
2) 刚度要求的最小高度hmin。
hmin≥0.778x10-6fl2/[w]3) 经济梁高he。
he=7·(Wx/)1/3-300mm最终梁高的确定:hmin≤h≤hmax且h≈he2、腹板厚度tw:1) 抗剪要求的最小厚度twmin。
twmin =1.2Vmax/(h0·fv)2) 经济厚度twe。
twe=h01/2/3.53) 构造要求。
规范GB50017规定:h0/tw≤250·(235/fy)1/2最终腹板厚度的确定:tw≥ twmin,tw≈twe并满足构造要求。
3、翼缘板的宽度b、厚度t:根据WX/的值,先算出翼缘板面积Af,再确定b、t。
1)翼缘板面积Af。
Af≥Wx//h0-tw·h0/62)翼缘板的宽度b、厚度t 。
已知Af确定b、t时,需考虑以下条件:① b=h/6~h/2.5② b≥180mm③t≥(Af/26)1/2此处顺便验算了翼缘板的局部稳定,即自由宽厚比。
至此梁截面的所有参数都已初步确定。
门式刚架规程适用范围:1.跨度:宜9-36米。
2.高度:宜4.5-9米。
3.挑檐长度:宜0.5-1.2米。
4。
吊车:可设置起重量<3吨的悬挂起重机,起重量<20吨的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式车。
一、如何既保证强度,稳定性等指标,又兼顾结构的刚度在设计中,人们常常比较重视强度,稳定性等指标,由于大部分程序不对结构的刚度进行比较,而忽略了结构的刚度。
提高结构的刚度的方法:a.构件的翼缘,腹板不要太厚(6-12mm)b.翼缘的宽度不要太宽(150-220),尽量用高度调整强度,稳定性等指标二、如何确定梁的分段比:为了降低用钢量,对梁进行分段是个有效的措施之一。
分段比的确定:1、分段点的确定2、一般比率:1:2:1或1:23、参照弯距图调整三、如何定义梁、柱的平面外计算长度:梁、柱平面外计算长度应取侧向支撑点的距离;当两翼缘侧向支撑点间的距离不等时,应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。
一般取隅撑的间距。
注意:边柱的平面外计算长度中柱的平面外计算长度四、支撑的布置:无吊车门刚的支撑布置:1、在每个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
2、在设置柱间支撑的开在同时设计屋盖横向水平支撑,以组成几何不变体系。
3、有托架,托架处应局部加强时,有较大振动设备,且对结构产生一定影响时或对厂房有较大空间刚度要求时,可设置纵向水平支撑。