钢结构结构设计期末复习知识点
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钢结构复习题一、填空题●结构有哪两种极限状态:承载能力极限状态,正常使用极限状态●工程结构必须具备哪些功能:安全性,使用性,耐久性,总称为结构的可靠性●疲劳破坏的三个阶段:裂纹的形成,裂纹的缓慢扩展,迅速断裂●钢材的选择:结构的重要性,荷载的性质,连接方法,工作环境,钢材厚度●焊缝连接形式:对接搭接T形连接角部连接●焊缝残余应力:纵向焊接残余应力,横向,厚度方向。
产生原因:焊接加热和冷却过程中不均匀收缩变形●梁的刚度用梁在标准荷载作用下的挠度来衡量●抗剪螺栓破坏形式:螺栓杆剪断,孔壁压坏,板被拉断,板端剪断,螺杆弯曲●承受动力荷载作用的钢结构,应选用塑性,冲击韧性好的钢材。
●冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的屈服点提高,塑性和韧性降低。
●钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、冷弯性、伸长率、冲击韧性。
●钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。
●钢材含硫量过多,高温下会发生热脆,含磷量过多,低温下会发生冷脆。
●时效硬化(老化)会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性韧性降低。
●钢材在250ºC度附近有抗拉强度、硬度提高伸长率降低现象,称之为蓝脆现象。
●钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。
●钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级B级 ,F表示沸腾钢。
●钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。
●焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应。
●钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中S P O N为有害的杂质元素。
●衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。
●结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。
●承重结构的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性、硫磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有含碳量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁类似结构的钢材,应具有常温冲击韧性的保证。
●冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性变形能力和钢材质量的综合指标● 薄板的强度比厚板略 高 。
钢结构设计知识点
一、钢结构的主要材料
钢结构主要使用钢材、木材和混凝土等材料。
其中,钢材更为常用,
分为结构钢、钢筋和钢板。
结构钢包括H型钢,槽钢,角钢,方钢,工字钢,圆钢等。
钢筋包括热轧钢筋,冷成型钢筋,冷轧和热轧挤压桁架钢筋等。
钢板种类较多,主要有热轧钢板、冷轧钢板、容器钢板、夹层钢板、
钢管等。
二、钢结构设计原则
1、要求钢结构设计的基本原则是:设计符合技术规范,安全可靠,
结构紧凑,重量轻,结构刚性好,抗震性能好。
2、在其中一杆件或连接部位的剪切强度设计中,要消除泊松失稳机制,确保设计强度和稳定性。
3、要求各支座及杆件连接的设计方案、连接件类型及尺寸要符合有
关规范的规定,各支座、杆件及连接件应经过力学分析,确保结构可靠性。
4、结构连接要求结实牢固,能够利用好材料的钢性能,使用方便,
保持良好的外观。
三、钢结构设计步骤
1、钢结构设计的第一步是分析设计条件,即明确结构用途和其要求
的荷载、尺寸、重量等,根据设计要求制定设计方案。
2、钢结构设计的第二步是确定荷载、结构成形方式、材。
《钢结构设计原理》概念复习重点提纲第一章绪论1、钢结构的特点,应用范围。
第二章钢结构的材料1、钢结构对材料性能的基本要求是什么?GB50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材(或哪四种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求)?2、简述钢材的主要机械性能(物理力学性能)指标。
检验这些力学性能的试验主要有哪些?3、影响钢材力学性能的主要因素有哪些?4、各种钢号的表示法及代表的意义。
5、选择钢材时应考虑的主要因素是什么。
第三章钢结构的连接和节点构造1、目前我国常用的连接方法有哪些?各有什么特点?2、焊缝缺陷有哪些?焊缝三级质量检验标准?3、角焊缝的尺寸限制:写出h fmin,h fmax,L w min,L wmax的值,为什么要有这些限制?4、简述残余应力的影响。
5、对于抗剪螺栓连接,何谓“解钮扣相象”?计算中如何考虑?6、绘图说明抗剪螺栓连接的三个工作阶段,并说明普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接、摩擦型高强螺栓连接的承载能力极限状态(设计准则)。
7、普通螺栓抗剪连接可能的破坏形式、设计中如何考虑?8、螺栓连接(普通螺栓、承压型高强螺栓、摩擦型高强螺栓)传递各种内力的计算(计算假定、计算方法等)。
第四、五章受弯构件1、以双轴对称工字形梁为例,画出梁四个工作阶段的正应力分布并加以说明;我国规范设计分别是以何阶段为依据的?2、写出GB50017—2003规定的梁正应力、剪应力、复合应力计算公式。
3、梁正应力验算,考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算有哪些条件?4、梁的局部压应力验算条件、验算部位、假定、计算公式及其各符号的含义。
若σc > f,你如何处理?5、简述梁整体稳定的概念(现象及原因),并分析影响梁整体稳定性的主要因素,提高梁整体稳定性的途径和不要验算梁整体稳定的条件。
6、为什么当钢梁整体稳定系数Ψb > 0.6时,要用Ψb′来代替Ψb?7、组合梁翼缘采用限制宽厚比的办法来保证其板件的局部稳定,写出对于截面不同的强度计算方法,翼缘宽厚比的限值。
钢结构设计原理复习钢结构设计原理是指在建筑工程中,根据一系列原理和规范,通过对结构材料、力学性能、设计要求和施工要求的深入研究,确定结构的形式、尺寸、材料、节点的连接方式和受力状态,以确保结构的安全、经济、美观和实用。
1.强度原理:钢材的强度高于混凝土,因此钢结构设计基于材料的强度原理,即结构在正常使用荷载和极限荷载下应具备足够的抗弯刚度、抗剪刚度、抗扭刚度和程度足够长的安全度。
2.稳定原理:钢结构容易产生稳定性失稳,因此设计时需要考虑构件的稳定性。
通过确定适当的截面形状和尺寸,以及适当的支撑和加强措施,来提高构件和结构的稳定性。
3.构件连接原理:钢结构的构件一般通过焊接、螺栓连接、铆接等方式连接在一起。
在设计中,需要根据结构的受力性质和构件的工作状态,选择合适的连接方式,并设计合理的连接节点,以保证连接强度和刚度。
4.建筑抗震设计原理:钢结构具有良好的抗震性能。
在设计过程中,需要根据地震的地方性、活动性和构件破坏性等因素,确定合适的地震设计参数,采用合适的抗震措施,并通过力学计算和结构分析,验证结构的抗震性能。
5.建筑节能设计原理:钢结构的节能性能主要体现在结构重量轻、抗风能力强、施工速度快等方面。
在设计中,可以通过选择合适的材料、结构形式和布局方式,来提高建筑的节能性能。
6.施工工艺原理:钢结构的施工过程需要考虑到构件的加工、运输、安装等环节。
因此,在设计时需要充分考虑施工工艺的要求,确保结构的施工顺利进行。
7.美观原理:钢结构可以通过合理的形式、色彩和纹理设计,使建筑物具有良好的视觉效果。
在设计中,可以根据建筑用途和环境要求,采用不同的造型和表面处理方式,以提高建筑的美观度。
总之,钢结构设计原理是通过对结构材料、力学性能、设计要求和施工要求的综合考虑,确定结构的形式、尺寸、材料、连接方式和受力状态,以确保结构的安全、经济、美观和实用。
设计人员在实践中应熟练掌握这些原理,并在设计中加以应用,以提高建筑物的质量和性能。
《钢结构设计原理》——期末考试参考答案一、单选题1.对于对接焊缝,当焊缝与作用力间的夹角满足( )时,该对接焊缝的可不进行验算。
A.1B.1.5C.2D.0.5正确答案:B2.对于钢结构的局部失稳,一般不采用( )方式。
A.增加翼缘与腹板厚度B.减小翼缘与腹板的宽度C.提高杆件的强度D.设置加劲肋正确答案:C3.钢材拉伸性能试验采用( )进行检测。
A.压力试验机B.弯折仪C.拉拔仪D.万能试验机正确答案:D4.受弯构件的腹板加劲肋设计原则是()。
A.无论如何都要设置腹板加劲肋B.调整腹板的高厚比,尽量不要设置加劲肋C.各种加劲肋的功能是不一样的,要依据情况设置D.要优先设置纵向加劲肋正确答案:C5.为了防止轴心受压构件的局部失稳需( )。
A.规定板件有足够的强度B.规定板件的宽厚比C.规定板件有足够的刚度D.规定板件有足够的厚度正确答案:B6.钢梁腹板局部稳定采用( )准则。
A.腹板局部屈曲应力不小于构件整体屈曲应力B.腹板实际应力不超过腹板屈曲应力C.腹板实际应力不小于板的屈服应力D.腹板局部临界应力不小于钢榭屈服应力正确答案:D7.常用的钢结构连接方法中,广泛应用于可拆卸连接方法是( )。
A.焊接连接B.螺栓连接C.铆接连接D.销键连接正确答案:B8.钢梁腹板加劲肋的主要作用是( )。
A.增强截面的抗扭刚度B.保证腹板的局部稳定性C.提高截面的强度D.提高梁的整体稳定性正确答案:B9.轴的刚度分为( )和扭转刚度。
A.扭矩刚度B.弯曲刚度C.抗震刚度D.机动刚度正确答案:B10.轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于( )。
A.底板的抗弯刚度B.柱子的截面积C.基础材料的强度等级D.底板的厚度正确答案:C11.直角角焊缝连接的计算是根据( )情况不同分类的。
A.焊缝形式B.钢材型号C.受力情况D.结构形式正确答案:C12.钢材塑性破坏的特点是( )。
A.变形小B.破坏经历时间非常短C.无变形D.变形大正确答案:D13.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是( )。
2011年课程考试复习题及参考答案钢结构设计原理一、填空题:1. 钢结构计算的两种极限状态是___________________________ 和_________________________ 。
2. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是___________________________ 和 _____________________ 。
3. 高强度螺栓预拉力设计值与_______________________ 和___________________ 有关。
4. 钢材的破坏形式有_________________ 和_________________ 。
5. 焊接组合工字梁,翼缘的局部稳定常采用__________________________ 的方法来保证,而腹板的局部稳定则常采用____________________ 的方法来解决。
6. 高强度螺栓预拉力设计值与___________________ 和 ________________ 有关。
7. 角焊缝的计算长度不得小于_____________ ,也不得小于 ____________ ;侧面角焊缝承受静载时,其计算长度不宜大于____________ 。
8. 轴心受压构件的稳定系数0与 _____________ 、 ___________ 和 _____________ 有关。
9. 钢结构的连接方法有___________________ 、_________________ 和 _________________ 。
10. 影响钢材疲劳的主要因素有___________________ 、 ________________ 和________________ 。
11. 从形状看,纯弯曲的弯矩图为________________________ ,均布荷载的弯矩图为 _______________________ ,跨中央一个集中荷载的弯矩图为_______________________________ 。
《钢结构设计原理》课程复习资料一、填空题:1.钢结构计算的两种极限状态是和。
2.钢结构具有、、、、和等特点。
3.钢材的破坏形式有和。
4.影响钢材性能的主要因素有、、、、、、和。
5.影响钢材疲劳的主要因素有、、、6.建筑钢材的主要机械性能指标是、、、和。
7.钢结构的连接方法有、和。
8.角焊缝的计算长度不得小于,也不得小于。
侧面角焊缝承受静载时,其计算长度不宜大于。
9.普通螺栓抗剪连接中,其破坏有五种可能的形式,即、、、、和。
10.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。
11.轴心压杆可能的屈曲形式有、、和。
12.轴心受压构件的稳定系数 与、和有关。
13.提高钢梁整体稳定性的有效途径是、和。
14.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、和。
15.受弯构件的强度设计准则有__________准则、__________准则和__________准则。
除塑性弯矩或极限弯矩的计算外,普通钢结构设计中一般采用准则。
16.用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时,得到的平均应力 - 应变关系曲线 ( σ - ε关系曲线 )可分为 _______、_______、________、_______ 和颈缩阶段。
17.实腹式拉弯构件的截面出现 _______ 是构件承载能力的极限状态。
但对格构式拉弯构件或冷弯薄壁型钢截面拉弯杆,常把 _______ 视为构件的极限状态。
这些都属于强度的破坏形式,对于轴心拉力很小而弯矩很大的拉弯杆也可能存在和梁类似的弯扭失稳的破坏形式。
18.焊接组合工字梁,翼缘的局部稳定常采用的方法来保证,而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。
二、问答题:1.钢结构具有哪些特点?2.钢结构的合理应用范围是什么?3.钢结构对材料性能有哪些要求?4.钢材的主要机械性能指标是什么?各由什么试验得到?5.影响钢材性能的主要因素是什么?6.什么是钢材的疲劳?影响钢材疲劳的主要因素有哪些?7.选用钢材通常应考虑哪些因素?8.钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点?9.焊缝可能存在的缺陷有哪些?10.焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求?11.对接焊缝的构造要求有哪些?12.角焊缝的计算假定是什么?角焊缝有哪些主要构造要求?13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的?焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响?减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些?14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接,在抗剪连接中,它们的传力方式和破坏形式有何不同?15.螺栓的排列有哪些构造要求?16.普通螺栓抗剪连接中,有可能出现哪几种破坏形式?具体设计时,哪些破坏形式是通过计算来防止的?哪些是通过构造措施来防止的?如何防止? 17.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义? 18.轴心压杆有哪些屈曲形式?19.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响?20.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时,对虚轴为什么要采用换算长细比?21.什么叫钢梁丧失整体稳定?影响钢梁整体稳定的主要因素是什么?提高钢梁整体稳定的有效措施是什么?22.增强梁腹板局部稳定的加劲肋主要哪几种?其作用分别为?23.什么叫钢梁丧失局部稳定?怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定? 24.压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同? 25.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同?三、计算题:1.试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。
钢结构设计原理期末复习题一、简答题1、简述钢结构对钢材的基本要求。
答:(1)有较高的强度(抗拉强度和屈服点);(2)有足够的变形能力(塑性和韧性);(3)有良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能);(4)根据结构的具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2、什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材性能有何影响?答:实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。
此时,构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,即产生应力集中形象。
在负温或动力荷载作用下应力集中的不利影响将十分突出,往往是引起脆性破坏的根源。
3、设计拉弯和压弯构件时应计算的内容?答:拉弯构件需要计算强度和刚度以限制长细比;压弯构件则需要计算强度、整体稳定(弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定)、局部稳定和刚度以限制长细比。
4、简述钢材的塑性破坏和脆性破坏答:塑性破坏是由于变形过大超过了材料或构件的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生的,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点,断裂从应力集中处开始。
5、普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?答:普通螺栓抗剪连接达到极限承载力时,可能的破坏形式有四种:(1)栓杆被剪断;(2)螺栓承压破坏;(3)板件净截面被拉断;(4)端板被栓杆冲剪破坏。
第(1)和(2)两种破坏由螺栓计算来保证;第(3)种破坏形式采用构件强度验算来保证;第(4)种破坏由螺栓端距来保证。
6、什么是疲劳断裂?影响钢材疲劳强度的因素。
答:钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况(应力集中程度和残余应力)、作用的应力幅△σ、反复荷载的循环次数。
7、实腹式轴心受压构件进行截面选择时,应主要考虑的原则是什么?答:(l)面积的分布尽量展开以增加截面的惯性矩和回转半径,提高柱的整体稳定承载力和刚度;(2)两个主轴方向尽量等稳定以达到经济的效果;(3)便于与其他构件连接,尽可能构造简单,制造省工,取材方便。
山东华兴钢结构设计复习重点第1章重型厂房结构设计1.重型厂房有哪些结构组成部分?主要结构组成:横向框架、支撑系统、吊车系统、墙架系统。
2.厂房的屋盖形式。
分无檩屋盖和有檩屋盖,无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面,将屋面板直接放在屋架或天窗架上;有檩屋盖常用于轻型屋面材料的情况。
3.厂房结构温度缝的设置原则。
温度缝的设置一般采用双柱方法(同门式钢架),也可采用单柱(屋面、墙面构件设椭圆孔)。
在地震区宜采用双柱法。
纵向≤300,横向≤150.4.什么是托梁(托架)。
因工艺或其他要求,有时需将局部柱距加大,下部缺少了柱子,支撑中间屋架的桁架称为托架,5.厂房框架柱截面形式有哪些。
有等截面柱、阶形柱和分离式柱。
6.什么是肩梁。
阶形柱支撑吊车处,是上下柱连接和传递吊车梁支反力的重要部位,它由上盖板、下盖板、腹板及垫板组成,也称肩梁。
7.柱间支撑的作用有哪些?(1)柱间支撑与厂房框架柱连接,组成纵向构架。
保证厂房的整体稳定和纵向刚度。
(2)承担厂房端部山墙风荷载、吊车纵向水平荷载、温度应力以及纵向地震作用等(3)可作为框架柱在平面外的支撑点,减小框架柱在平面外的计算长度。
8.柱间支撑的类型有哪些?(1)下层柱间支撑(2)上层柱间支撑(3)柱间刚性系杆9.柱间支撑的布置原则有哪些?(1)每列柱都要设柱间支撑(2)多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间(3)下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部,以减少纵向温度应力的影响(4)上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间外,还应在每个温度区段的两端设置(5)每列柱顶均要布置刚性系杆(6)屋盖的垂直支撑与上层柱间支撑布置在同一柱距内10.屋架的形式有哪几种?各有何特点?屋架形式有三种:三角形屋架、梯形屋架和平行弦屋架。
其中三角形特点11.屋架的腹杆形式有哪些?三角形屋架有:芬克式腹杆、人字式腹杆、豪式腹杆。
梯形屋架有:单斜式腹杆、人字式腹杆、再分式腹杆。
影响柱网布置因素:生产工艺流程要求:结构上的要求;经济要求;模数要求托架与屋架的连接;叠接;平接横向框架梁与柱的连接形式;刚接框架;铰接框架;柱脚刚接;铰接框架;刚接框架柱间支撑的布置:1)每列柱都要设柱间支撑2)多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间3)下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部,以减少纵向温度应力的影响。
4)上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。
5)每列柱顶均要布置刚性系杆柱间支撑的作用:1)承受并传递纵向水平荷载:作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。
2)减少柱在平面外的计算长度。
3) 保证厂房的纵向刚度。
确定桁架形式的原则;1.满足使用要求:受力合理;3 .制造简单及运输与安装方便;综合技术经济效果好尺寸确定;跨度L—工艺及使用要求;高度H—经济、刚度、运输、坡度等;三角形屋架:中部高度H≈(1/6~1/4)L屋盖支撑的作用;1.保证屋盖结构的几何稳定性;2.保证屋盖的刚度和空间整体性;为弦杆提供适当的侧向支承点;4.承担并传递水平荷载;保证结构安装时的稳定与方便.永久荷载;屋面恒载;檩条自重;屋架、其它构件自重和围护结构自重;可变荷载;屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载。
内力组合原则;并取最不利组合进行设计。
常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算法3.节点刚性影响;节点刚性引起杆件次应力,次应力一般较小,不予考虑。
4.杆件的内力变号;屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉,而在半跨荷载时可能受压。
因此需分别计算全跨与半跨两种荷载工况。
半跨荷载:活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧施工影响钢屋架杆端约束大小的因素:1杆件轴力性质;拉力使杆拉直,约束作用大,压力使杆件弯曲,约束作用微不足道。
2)杆件线刚度大小;线刚度越大,约束作用越大,反之,约束作用越小。
3)与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大,较远的杆件作用小。
杆件截面选取的原则;承载能力高抗弯强度大便于连接,用料经济通常选用角钢和T型钢梯形钢屋架一般节点设计步骤。
(1)根据杆件相互间净距要求确定腹杆端部位置(2)根据腹杆轴力确定腹杆与节点板焊缝长度3)根据节点两端弦杆内力差确定弦杆与节点板焊缝长度;(4)选择合适节点板以包络所有的连接焊缝。
大跨度结构的分类;平面结构体系;梁式结构;平面刚架结构;拱式结构。
平板网架结构空间结构体系;网壳结构;悬索结构;斜拉结构;张拉整体结构梁式结构;受力特点:在横向荷载作用下,弯矩剪力分布不均匀,采用等截面设计方法,导致材料利用率比较低,所以仅在跨度比较小时采用实腹式梁桁架结构形式:当跨度大于30米,优先考虑桁架结构形式,所有杆件均为二力杆,材料利用率比较高;跨度较小时,常用实腹式框架;跨度较大时,常用格构式框架拱的水平推力较大,对支座的要求较高平板网架结构;组成:由许多形状和尺寸都标准化的杆件与节点体系组成,一般采用型钢或钢管材料。
特点:高次超静定结构;空间刚度大,整体性强,能承受不同方向、不同性质荷载。
网架结构杆件轴心受力为主,材料利用率高。
网壳结构;组成:由许多形状和尺寸都标准化的杆件与节点体系组成,一般采用型钢或钢管材料。
曲面形式。
受力特点1:空间“拱”,产生水平推力;空间拱,轴压为主,容易出现失稳悬索结构;(1单层悬索结构;2双层悬索结构)1优点:传力明确,构造简单;缺点:屋面稳定性差,抗风(上吸力)能力小。
常采用重屋面,适用于中小跨度建筑的屋盖。
2特点:稳定性好,整体刚度大,反向曲率的索系可以承受不同方向荷载。
适宜于采用轻屋面,如铁皮、铝板、石棉板等屋面材料和轻质高效的保温材料,以减轻屋盖自重、节约材料、降低造价网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。
特点;三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹杆组成的空间结构(图3b)。
当网架跨度较大时,三层网架用钢量比双层网架用钢量省。
但由于节点和杆件数量增多,尤其是中层节点所连杆件较多,使构造复杂,造价有所提高。
选用原则:网架跨度较大时,采用。
网架为一空间铰接杆系结构,杆件布置必须保证不出现结构几何可变性双层网架的常见形式;平面桁架系网架四角锥体系网架三角锥体系网架选用原则:在矩形建筑平面中,网架的弦杆垂直。
于及平行于边界网架的选型原则:网架的选型应结合工程的平面形状、建筑要求、荷载和跨度的大小、支承情况和造价等因素综合分析确定。
网架的支承方式:周边支承点支承;周边支承与点支承相结合;两边和三边支承为减小跨中正弯矩及挠度,设计时应尽量带有悬挑,多点支承网架的悬挑长度可取跨度的1/4~1/3网架高度确定原则;网架的高度与屋面荷载、跨度、平面形状、支承条件及设备管道等因素有关。
屋面荷载较大、跨度较大时,网架高度应选得大一些。
平面形状为圆形、正方形或接近正方形时,网架高度可取得小一些,狭长平面时,单向传力明显,网架高度应大一些。
点支承网架比周边支承的网架高度要大一些。
当网架中有穿行管道时,网架高度要满足要求。
网格尺寸确定原则;网架的网格尺寸与高度关系密切,斜腹杆与弦杆夹角应控制在400-550之间为宜。
如夹角过小,节点构造困难。
网格尺寸要与屋面材料相适应,网架上直接铺设钢筋混凝土板时,网格尺寸不宜过大,一般不超过3m,否则安装困难。
当屋面采用有檩体系时,檩条长度一般不超过6m。
对周边支承的各类网架高度及网格尺寸可按表3-1选用。
网架屋面排水坡度一般为3%-5%网架的计算要点;直接作用(荷载)和间接作用地震作用(竖向);在抗震设防烈度为6度或7度的地区,网架屋盖结构可不进行竖向抗震验算;在抗震设防烈度为8度或9度的地区,网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。
对于悬挑长度较大的网架屋盖结构以及用于楼层的网架结构,当设防烈度为8度或9度时,其竖向地震作用标准值可分别取该结构重力荷载代表值的10%或20%。
设计基本地震加速度为0.3g时,可取该结构重力荷载代表值的15%。
计算重力荷载代表值时,永久荷载取100%,雪荷载和屋面积灰荷载取50%,不计屋面活荷载地震作用(水平);在抗震设防烈度为7度的地区,可不进行网架结构水平抗震验算;在抗震设防烈度为8度的地区,对于周边支承的中小跨度网架可不进行水平抗震验算;在抗震设防烈度为9度的地区,对各种网架结构均应进行水平抗震验算。
水平地震作用下网架的内力、位移可采用空间桁架位移法计算。
网架的支承结构应按有关规范的规定进行抗震验算。
温度作用;网架结构符合下列条件之一者,可不考虑由于温度变化而引起的内力网架内力分析方法;网架结构的外荷载按静力等效原则,将节点从属面积内的荷载集中作用在该节点上。
计算方法。
(1)空间桁架位移法,交叉梁系差分法;拟夹层板法;假想弯矩法网架杆件的长细比不宜超过下列数值受压杆件:180受拉杆件:(1)一般杆件400(2)支座附近处杆件300(3)直接承受动力荷载的杆件250网架的节点构造应满足下列要求(1)受力合理,传力明确;(2)保证杆件汇交于一点,不产生附加弯矩;(3)构造简单,制作安装方便,耗钢量小;(4)避免难于检查、清刷、涂漆和容易积留湿气或灰尘的死角或凹槽,管形截面应在两端封闭常用支座节点有以下几种构造形式:平板压力或拉力支座,单面弧形压力支座;单面弧形拉力支座(图3.48)适用于较大跨度网架。
双面弧形压力支座;球铰压力支座;板式橡胶支座适用于大中跨度网架橡胶垫板的构造要求;对气温不低于-25℃地区,可采用氯丁橡胶垫板。
对气温不低于-30℃地区,可采用耐寒氯丁橡胶垫板。
对气温不低于-40℃地区,可采用天然橡胶垫板。
橡胶垫板的长边应与网架支座切线方向平行放置。
橡胶垫板与支柱或基座的钢板或混凝土间可采用502胶等胶粘剂固定。
橡胶垫板上的螺孔直径应大于螺栓直径10mm。
设计时宜考虑长期使用后因橡胶老化而需更换的条件。
在橡胶垫板四周可涂以防止老化的酚醛树脂,并粘结泡沫塑料。
橡胶垫板在安装、使用过程中应避免与油脂等油类物质以及其他对橡胶有害的物质接触网壳的一般计算原则;网壳结构在直接和间接作用下的内力、位移及整体稳定计算除工作荷载之外,还应根据具体情况包括地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等效应。
网壳结构具有很强的非线性性能,抗震分析宜采用时程分析法,也可采用振型分解反应谱法,如采用振型分解法,宜至少取前20阶振型进行计算;双层网壳温度变形未受约束或者约束力不大时可不考虑温度变化影响;网壳结构的稳定性计算应考虑结构的非线性;双层网壳假定节点为铰接,杆件承受轴力,空间二力杆单元优点;重量轻;抗震性能好;工业化程度高;施工周期短;环保效果好;高层常见类型:框架结构、支撑结构、框剪结构、筒体结构框架结构;优点:平面布置较灵活,刚度分布均匀,延性较大,自振周期较长,对地震作用不敏感;制作安装方便,施工速度快;缺点:侧向刚度差,适用于多层,采用刚接节点;框剪结构的特点;用于地震区时具有双重设防的优点;可用于不超过40~60层的高层建筑结构布置提要;多层房屋应首选由光滑曲线构成的凸平面形式;尽可能地采用中心对称或双轴对称的平面形式;避免以狭长形作平面形式;框筒结构采用矩形平面形式时,应控制其平面长宽比小于1.5;需抗震设防时平面尺寸关系应符合要求。
任一层的偏心率大于0.15时,称为平面不规则结构平面不规则结构;任一层的偏心率大于0.15时;结构平面形状有凹角,凹角的伸出部分在一个方向的尺度,超过该方向建筑总尺寸的25%;楼面不连续或刚度突变,包括开洞面积超过该层总面积的50%;抗水平力构件既不平行又不对称于侧力体系的两个互相垂直的主轴。
防震逢设置不当而导致高层建筑在地震时相互碰撞的破坏后果是严重的;高层建筑在发生地震时具有很大的侧向位移,防震缝的合理设置是困难的;因此高层建筑一般不宜设置防震缝;地震区的多高层建筑,应当建立精细的力学模型,作较精确的地震分析,并采取相应的措施提高其薄弱部位和构件的抗震能力。
结构竖向布置;使结构各层的抗侧力刚度中心与水平合力中心接近重合;各层的刚度中心应接近在同一竖直线上;要强调建筑开间、进深的尽量统一;多高层房屋的横向刚度、风振加速度还和其高宽比有关,其限值为:67(6.5)8(6.0)9(5.5)竖向布置的不规则结构;楼层刚度小于其相邻上层刚度的70%,且连续三层总的刚度降低超过50%相邻楼层质量之比超过1.5;立面收进尺寸的比例为L1/L < 0.75竖向抗侧力构件不连续;任一楼层抗侧力构件的总剪承载力小于其相邻上层的80%楼盖结构的作用;直接承受竖向荷载的作用,并将其传递给竖向构件;起横隔作用。
影响到施工进程;影响到建筑的经济效益。
楼盖结构的方案选择原则;满足建筑设计要求;较小自重;便于施工;有足够的整体刚度梁系布置时考虑的因素;钢梁的间距要与上覆楼板类型相协调,尽量取楼板经济跨度以内;主梁应与竖向抗侧力构件直接相连;竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连,以保证两个方向的长细比不致相差悬殊;梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递到竖向构件;为减小楼盖结构的高度,主次梁通常不采取叠接方式。