钢结构基本结构之钢框架结构

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。

钢结构的基本类型钢结构是一种重要的建筑结构形式，广泛应用于工业厂房、商业建筑、桥梁等领域。

钢结构具有高强度、轻质化、施工方便等优点，因此备受青睐。

在钢结构中，基本类型主要包括框架结构、网架结构、壳体结构和悬索结构。

一、框架结构框架结构是钢结构中最常见的一种形式，其特点是由柱、梁和节点组成的网格结构。

框架结构的受力方式主要是柱受压、梁受弯和节点受剪。

框架结构的柱和梁通常采用H型钢或工字钢，节点则使用焊接连接或螺栓连接。

框架结构具有受力均匀、刚度大、稳定性好等优点，适用于大跨度、大层高的建筑。

二、网架结构网架结构是由由多个节点和杆件组成的三维空间结构。

网架结构的杆件通常采用管材或角钢，节点则采用焊接连接或螺栓连接。

网架结构具有刚度大、重量轻、施工方便等优点，适用于大跨度、大空间的建筑，如体育馆、展览馆等。

三、壳体结构壳体结构是一种采用曲面或曲线形状的薄壁结构。

壳体结构一般分为索杆壳体和板壳体两种形式。

索杆壳体采用索杆和薄壁结构组成，常见的有网壳、穹顶等。

板壳体则采用薄板材料，形成曲面结构，常见的有抛物面壳、球面壳等。

壳体结构具有造型独特、刚度高、抗震性能好等优点，适用于建筑外形要求较高的场所。

四、悬索结构悬索结构是一种由主梁和悬索组成的特殊结构形式。

主梁一般采用钢箱梁或钢桁架梁，悬索则采用钢索或钢绞线。

悬索结构的主梁通过悬索的张拉使之保持平衡，形成悬挂在空中的结构。

悬索结构具有大跨度、造型美观等特点，常见于大型桥梁和体育场馆等工程。

总结：钢结构的基本类型包括框架结构、网架结构、壳体结构和悬索结构。

不同类型的钢结构适用于不同的工程需求，具有各自独特的特点和优势。

在实际工程中，根据具体的建筑要求和设计要求，选择合适的钢结构类型，能够确保工程的安全可靠性，并提高施工效率。

随着科技的不断进步，钢结构在建筑领域的应用将会越来越广泛，为人们创造更多美丽、实用的建筑空间。

《钢结构基本原理》课程设计计算书题目：钢框架主梁设计一、设计任务某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值5KN/m2，楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。

设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。

框架（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。

（5）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁段与梁体制作详图，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。

（6）计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。

二、次梁的设计2.1楼板荷载的估计混凝土自重：25KN/m 3 厚150mm 23/75.3/2515.0m KN m KN m =⨯ 地砖面层：10mm 厚地砖3mm 厚水泥胶结合层 20mm 厚水泥砂浆找平层底粉刷层：15mm 厚白灰砂浆17KN/m 3 23/255.0/17015.0m KN m KN m =⨯ 合计：楼板恒载标准值 3.75+0.65+0.255=4.655KN/m 2楼面活载标准值 5KN/m 22.2次梁荷载的设计（自重暂不考虑）楼面板传恒载 m KN m m KN q /95.2025.4/655.4212=⨯⨯⨯=恒 楼面传递活载 m KN m m KN q /5.2225.4/5212=⨯⨯⨯=活 由可变荷载效应控制的组合m KN q q q /64.565.224.195.202.14.12.1=⨯+⨯=+=活恒 由永久荷载效应控制的组合m KN q q q /33.505.227.04.195.2035.17.04.135.1=⨯⨯+⨯=⨯+=活恒所以荷载设计值q=56.64KN/m2.3次梁所受最大弯矩与剪力设计值次梁架于主梁之上，相当于简支结构，计算简图如下图：总厚度：33mm 单位重量：0.65kN/m 2次梁计算简图m KN ql M ⋅=⨯⨯==48.573964.56818122maxKN ql V 88.254964.562121max =⨯⨯==2.4初选次梁的截面尺寸2.4.1梁高的确定由于设计荷载时未考虑钢梁自重，考虑安全因素，可取：m KN M M⋅=⨯==95.58448.57302.102.1max则次梁所需的截面抵抗矩：3661059.221505.11095.584mm f M W d s x ⨯=⨯⨯==γ梁的最小高度（按最大挠度限值确定）：mm l E fl h 3.376250102062.31900021552.3153min =⨯⨯⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡≥ν （上式中取Q235钢的抗弯强度设计值f =215N/mm 2,E=206×103N/mm 3和[vL]=250。

钢结构施工组织设计(基本框架49页)Chapter 1: General nsChapter 2: XXXn 1: Project OverviewThe XXX of a new building for commercial use。

The building will have multiple floors and will be located in a busy urban area。

The n process will involve the use of us materials and equipment.n 2: XXXXXX for this project are to XXX and efficient manner。

and that the XXX.Chapter 3: n nn 1: Materials and Semi-Finished ProductsThe materials and semi-XXX to the site on time and in good n.n 2: Working nsXXX work。

The project team will work XXX.Chapter 4: XXX nsn 1: XXX FormsThe support surface forms for the XXX to support the weight of the building。

The project team will work XXX of safety and quality.第二节钢柱基础调整方法钢柱基础是建筑物的重要组成部分，其质量直接关系到建筑物的稳定性和安全性。

在施工过程中，钢柱基础的调整至关重要。

钢柱基础调整的方法有以下几种：1.支撑调整法：在钢柱基础底部设置支撑点，通过调整支撑点高度的方法来调整钢柱的位置。

2.挤压调整法：在钢柱基础底部设置挤压点，通过调整挤压点的位置和大小来调整钢柱的位置。

1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。

为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。

刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。

支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。

柔性支撑为圆钢。

系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。

屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。

承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。

1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点a.柱脚节点b.梁、柱节点■局部二层节点参照多层框架体系。

1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。

■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。

1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示1-2-2、说明力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。

b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。

c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。

d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。

框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。

所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。

框架梁框架梁一般采用H型截面。

楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。

支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。

1-2-3、基本节点a.柱脚节点■柱脚节点同门式刚架体系。

b.柱、梁节点2、支撑、系杆 2-1、图示柱间柔性支撑柱间刚性支撑2-2、说明■支撑分为柔性支撑和刚性支撑两种。

柔性支撑由圆钢制作，安装时必须张紧，主要用于门式刚架结构。

刚性支撑由型钢制作，用于多层框架、吊车梁下段支撑等刚度要求高的结构中。

■系杆和支撑联合作用，形成封闭的受力体系。

1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。

为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。

刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。

支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。

柔性支撑为圆钢。

系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。

屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。

承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。

1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点a.柱脚节点b.梁、柱节点■局部二层节点参照多层框架体系。

1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。

■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。

1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示1-2-2、说明力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。

b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。

c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。

d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。

框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。

所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。

框架梁框架梁一般采用H型截面。

楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。

支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。

1-2-3、基本节点a.柱脚节点■柱脚节点同门式刚架体系。

b.柱、梁节点2、支撑、系杆 2-1、图示柱间柔性支撑柱间刚性支撑2-2、说明■支撑分为柔性支撑和刚性支撑两种。

柔性支撑由圆钢制作，安装时必须张紧，主要用于门式刚架结构。

刚性支撑由型钢制作，用于多层框架、吊车梁下段支撑等刚度要求高的结构中。

■系杆和支撑联合作用，形成封闭的受力体系。

轻钢门式钢架基本知识刚架结构：工程中习惯把由直线形杆件（梁和柱）通过刚性节点连接起来的钢结构排架：梁与柱之间为铰接的单层结构轻钢门式刚架结构：通常指的单层单跨或单层多跨的“门”字型刚架结构框架：多层多跨的钢架结构柱间支撑的布置原则1、柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。

支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。

刚性系杆受压（中空钢管）；柔性系杆受拉（细长管）2、支撑的间距一般为30—40m，≤60m3、支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆4、45°的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑5、刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。

结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆6、轻钢门式刚架的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时设置附加系杆钢结构常用材料：碳素结构钢，低合金结构钢碳素结构钢：按含碳量的大小，分为低碳钢（0.03%—0.25%）含碳量越高，钢材强度越高，中碳钢（0.26%—0.60%）建筑结构中主要使用低碳钢高碳钢（0.60%—2.00%）按钢材质量，分为A B C D四个等级，A质量最低按冶炼中的脱氧方法，分为沸腾钢 F半镇静钢 b镇静钢 Z特殊镇静钢TZ低合金结构钢：低合金钢是在碳素结构钢中添加一种或几种少量的合金元素合金元素含量＜5%按质量等级分为A B C D E 五个等级，A质量最低按脱氧方法分为镇静钢Z特殊镇静钢TZ钢板1、厚度方向性能板，适用板厚15—150mm,屈服点≤500Pa的镇静钢板，抗层状撕裂性能好2、厚钢板主要用于焊接梁柱构件的腹板和翼缘及节点板薄钢板主要用于制造冷弯薄壁型钢扁钢可作为节点板和连接板对钢材结构的质量要求受拉构件＞受压构件低温结构＞高温结构厚钢板结构＞薄钢板结构焊接结构构件＞螺栓连接的结构受动力荷载结构＞受静力荷载结构轻型钢结构：承重结构和维护结构都是薄钢板组成，一般钢板厚度＜16mm (8mm)轻型门式钢架结构体系1、主结构：横向钢架（包括中部和端部钢架）、楼面梁、托梁、支撑体系等2、次结构：屋面檩条，墙面檩条3、围护结构：屋面板，墙板4、辅助结构：楼梯、平台、扶栏5、基础荷载传递：外部荷载直接作用在维护结构上竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式钢架上依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上轻钢门式刚架结构的特点：自重轻，综合经济效益高，工业化程度高，施工速度快，柱网布置灵活，梁柱变截面，地震反应小主梁和主梁主要设计成刚接主梁和次梁主要设计成铰接最常用的是铰接柱角，需2次灌浆铰接柱脚和刚接柱脚的区别（施工里）1、铰接柱脚的垫板和柱子是一个整体，铰接柱脚需要二次灌浆2、刚接柱脚的垫板和基础是一个整体，并没有二次灌浆屋面钢结构：在混凝土结构上部搭建的钢结构屋面系统（屋面梁，檩条，屋面支撑，屋面板）当跨度较小时，可以使用平面变形结构当跨度较大时，可以使用人字梁形这种截面形式会造成跨中截面高度过高而使材料浪费当沿建筑物纵向要在外墙设置＞10m的开间，需要设置托梁低波纹和高波纹板屋面两者的区别在于肋高不同，从而排水效果也不同高屋面板的肋高较高，排水也比较通畅，一般适用于屋面坡度比较平缓的屋面，通常屋面坡度为1:20左右，最小坡度可以做到1:40低屋面板一般适用于屋面坡度较陡的屋面，常见的屋面坡度在1:10左右为防止金属屋面板漏水，最好采用高波纹屋面板，或尽量使屋面坡度大一点金属屋面板常用的连接形式：搭接，平接，扣件连接，直立连接高强螺栓可分为扭剪型和大六角型两种根据受力特性分为摩擦型高强螺栓，承压型高强螺栓摩擦型高强螺栓通过连接板间的摩擦力来传递剪力，按板层间出现滑动作为其承载能力的极限状态。

钢结构框架与混凝土结构的对比分析钢结构框架和混凝土结构是目前建筑领域广泛应用的两种结构体系。

它们在建筑设计、施工工艺和使用性能等方面存在着一些差异。

本文将从结构特点、施工工艺、经济性和环境影响等角度对钢结构框架与混凝土结构进行对比分析。

一、结构特点钢结构框架采用钢材作为主要承载构件，具有高强度、刚性好、重量轻等特点。

它能够满足大跨度和高层建筑的需要，同时对地基要求相对较小。

而混凝土结构则主要依赖混凝土的强度和稳定性，具有较好的抗震性能和耐久性。

但相比钢结构，混凝土结构在自重方面稍显劣势。

二、施工工艺钢结构框架的制作和安装相对较简便，尤其适用于工厂预制，然后现场拼装的方式。

这种工艺可有效缩短施工周期，提高工作效率。

而混凝土结构则需要进行现场浇筑，包括模板搭建、混凝土浇筑、养护等步骤，工期相对较长。

但混凝土结构的施工过程更为灵活，可适应各种形状和设计需求。

三、经济性从经济性角度来看，钢结构框架在材料成本和工期方面具有优势。

钢材价格相对较低且可回收利用，大大降低了结构造价。

而且由于施工工艺简便，劳动力成本相对较低。

然而，需要注意的是，钢结构框架的防腐和防火处理成本较高。

相比之下，混凝土结构在材料成本较高，但具有较低的维护成本和较长的使用寿命。

四、环境影响在环境方面，钢结构框架的生产过程会产生大量二氧化碳排放，对环境造成一定的负面影响。

而混凝土结构相对更为环保，不仅材料可再生利用，还具有较高的耐久性，减少了修复和重建的频率，降低了对自然资源的消耗。

综上所述，钢结构框架和混凝土结构在结构特点、施工工艺、经济性和环境影响等方面存在一定差异。

在实际应用中，选择适合的结构体系需考虑到项目的具体要求、地理条件、经济效益和环境保护等综合因素。