结构选型与结构布置
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结构设计知识:什么是结构选型与结构布置?什么是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。
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。
宜选择周边巨型SRC 柱,核心为支撑框架的结构体系。
我国半数以上的此类高层为前者,对抗震不利。
结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。
一般的说要刚度均匀,力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以直接的线路传递到基础。
浅议建筑结构设计三个重要环节摘要:本文结合多年建筑结构设计工作经验与教训,对建筑结构设计的三个重要环节中应注意的事项提出一定见解,供同行参考。
关键词:结构设计;问题;建筑结构前言结构选型、结构计算和结构构造是结构设计中的三个环节,结构选型是结构设计的首要环节,结构计算是结构设计的基础,结构构造是结构设计的保证,三者之间相互联系、相互独立、缺一不可。
现结合多年建筑结构设计工作经验与教训,对建筑结构设计的三个重要环节中应注意的事项提出一定见解,供同行参考。
1 在结构概念设计中必须把握总体布置一项建筑结构设计,首先应从概念出发,运用整体结构概念,进行结构选型和结构布置,结构设计是一种生产实际工作,设计前,设计人必须对建筑物使用要求、工程特点、材料供应、施工技术条件及地质地形等情况进行充分调查和研究分析,做到心中有数,力求使设计符合实际,结构设计要保证建筑物有足够的强度、刚度和稳定性;在抗震设计中,整体性好是建筑物抗震能力高低的关键,必须要使节点的承载能力大于构件的承载能力,要从构件上采取措施防止反复荷载作用下承载力和刚度过早退化,节点的设计应遵循“强节点、强锚固”的原则。
2 结构选型与结构布置是首要环节为了达到安全与坚固的目的,各种结构体系都是由构件按一定的规律组成的,结构型式是不能简单地计算出来的,而必须是设计出来的,合理的结构型式是塑造空间体形、构件形象、减少浪费的重要前提,因此建筑结构选型是结构设计中确定方案的重要内容,结构型式的选择是建筑结构设计的重大课题,所以必须要根据不同的地区、不同的施工条件、不同的建筑要求,在可能的条件下综合考虑、合理选用,设计建造出坚固、安全、适用、美观的工程。
结构设计,首先应对各类结构中的各种构件的受力性能、计算原理有较为清晰的概念,明确如何遵循规范进行构件设计,将各构件进行有机地组合,形成结构体系结构的选型工作,是结构设计的第一步,同时也是结构设计中最为关键的一步。
第一章 绪论(一)填空题1.我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定:把10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑,称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2.高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用,技术先进,经济合理,方便施工。
3.复杂高层结构包括带转换层的高层结构,带加强层的高层结构,错层结构,连体结构以及竖向体型收进结构等。
4.8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5.高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系,剪力墙结构体系,框架—剪力墙结构体系,筒体结构体系等;水平向承重体系有普通肋形楼盖体系,无梁楼盖体系,组合楼盖体系等。
6.高层结构平面布置时,应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近,以减少扭转效应。
7. 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
(二)选择题1.高层建筑抗震设计时,应具有[ a ]抗震防线。
a.多道;b.两道;c.一道;d.不需要。
2.下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。
a.结构有较多错层;b.质量分布不均匀;c.抗扭刚度低;d.刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
3.高层建筑结构的受力特点是[ b ]。
a.竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载;b.水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载;c.竖向荷载和水平荷载均为主要荷载;d.不一定。
4.8度抗震设防时,框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[ C ]。
a.2;b.3;c.4;d.5。
5.钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度、结构类型外,还应该考虑[ A ]。
a.房屋高度;b.高宽比;c.房屋层数;d.地基土类别。
6.随着建筑物高度的增加,变化最明显的是[ C ]。
A. 轴力B. 弯矩C.侧向位移D.剪力7.某高层建筑要求底部几层为大空间商用店面,上部为住宅,此时应采用那种结构体系[ D ]。
钢连廊设计流程简介目录一、概述 (2)二、结构选型与结构布置 (2)2.1、结构选型 (2)2.2、材料荷载 (2)2.3、钢梁及楼板选型 (2)三、计算要点 (3)四、计算流程 (3)4.1、计算步骤 (3)4.2、计算要点 (4)5结构局部强度稳定性分析 (10)5.1翼缘板稳定性 (10)5.2、腹板稳定性 (10)5.2.1腹板高厚比h0/tw计算 (10)5.2.2腹板稳定性分析 (10)5.2.3腹支座变截面抗剪强度计算 (10)5.2.4支座处支承加劲肋稳定性计算 (11)5.2.5主要构件支承稳定性计算 (11)6节点设计 (11)6.1、钢梁端部变截面 (11)6.2、可调整水平位移支座 (11)7制作安装 (12)8附录 (13)8.1附录1:焊缝及接头表示方法示例 (13)8.2附录2:部分橡胶支座及其参数示例 (14)8.3附录3:橡胶支座变位计算步骤简介 (15)一、概述大型商业综合体项目中,往往存在连接两栋主体结构的钢结构连廊。
连廊跨度为15m~35m不等,主要作为人行交通使用。
本文主要对这类钢结构连廊设计流程作简要介绍。
二、结构选型与结构布置2.1、结构选型钢结构连廊常用的结构形式一般为简支钢梁、桁架式等等。
本文将着重介绍简支梁式钢结构连廊。
简支梁式常用于28m以下跨度,若超过此跨度,经济性欠佳。
根据连廊宽度,设置并排的2~4根钢梁。
钢梁上部设置混凝土楼板。
2.2、材料荷载钢梁选用的材料:一般为Q235和Q345钢材。
正常情况一般为Q235钢材;当结构为强度控制时,可选用Q345钢材。
钢材的质量等级为B级以上,镇静钢。
钢连廊的荷载:恒载一般有:楼板自重、面层荷载、栏杆扶手、钢梁底部装修荷载。
活载一般有:行人荷载可取3.5KN/m2,也可参考《城市人行天桥与人行地道技术规范》CJJ69-95的第3.1.3条取。
风荷载:按荷载规范考虑水平风荷载。
地震作用、温度作用:地震作用一般不起控制作用,但8、9度抗震设防时应考虑(7度0.15g的高层建筑亦同)。
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。