1、第一章 緒論11 鋼結構的應用范圍隨著我國經濟、技術的迅速發(fā)展和進步，鋼結構已逐步成為各類工程結構中被廣泛應用的建筑結構，如工業(yè)建筑、文化體育建筑、城市現(xiàn)代化建筑及城鄉(xiāng)住宅建設等。從鋼材的力學特性和環(huán)境保護方面來看，鋼材是目前最理想的建筑材料；從經濟性方面考慮，雖然我國的鋼產量在逐年提高，鋼材市場的供應有所改善，但由于國民經濟各部門都需要用鋼材，因此，鋼材在我國仍是一種比較貴重的建筑材料，必須合理應用。在房屋建筑中，以下情況宜采用鋼結構。1工業(yè)廠房鋼結構包括各類工業(yè)廠房，特別是重型廠房。重型廠房是指設有起重量很大(100t以上)或運行非常頻繁(重級工作制)的吊車的廠房，以及直接承受很大振動荷載

2、或受振動荷載影響很大的廠房。例如，冶煉廠的平爐車間、熱軋車間、混鐵爐車間；重型機械廠的鑄鋼車間、鍛壓車間、水壓機車間；造船廠的船體車間；飛機制造廠的裝配車間等。2大跨度房屋鋼結構隨著結構跨度增大，結構自重對結構設計的影響迅速增加。由于鋼結構具有強度高、自重輕的優(yōu)點，用于大跨度結構時具有明顯的經濟效果。屬于大跨度結構的有體育館、展覽館、影劇院、大型交易市場、飛機庫、火車站等。其結構體系主要有網架結構、懸索結構、拱式結構、預應力鋼結構等。 3高層及多層建筑 鋼結構由于結構自重輕、構件體積小、裝配化程度高，對高層建筑特別有利。因此，在高層建筑，特別是超高層建筑中，宜采用鋼結構或鋼結構框架與鋼筋混凝土

3、筒體相結合的組合結構。 近年來，在1216層的小高層和68層的多層建筑中也采用鋼結構，鋼結構還可用于多層工業(yè)廠房，如煉油工業(yè)中采用的多層多跨鋼框架等。 4輕型鋼結構 輕型鋼結構是由彎曲薄壁型鋼、薄壁鋼管或小角鋼、圓鋼等組成的結構。屋面和墻體常用壓型鋼板等輕質材料。由于輕型鋼結構具有建造速度快，用鋼量省、綜合經濟效益好等優(yōu)點，適用于吊車噸位不大于20t的中、小跨度廠房、倉庫及中、小型體育館等太空間民用建筑。此外，由于輕型鋼結構裝拆方便，宜用于需要拆遷的臨時結構。 5. 塔椽結構 塔桅結構包括電視塔、微波塔、無線電桅桿、高壓輸電塔、石油鉆井塔、化工排氣塔、導航塔及火箭發(fā)射塔(見圖11)等，一般均宜

4、采用鋼結構。 6板殼結構 板殼結構包括大型儲氣柜、儲液庫等要求密閉的容器及大直徑高壓輸油管、輸氣管等。另外，還有高爐的爐殼、輪船的船體等均應采用鋼結構。 7橋梁結構 鋼結構一般用于跨度大于40m的各種形式的大、中跨度橋梁。 8移動式結構 移動式結構包括橋式起重機、塔式起重機、龍門式起重機、纜式起重機、裝卸橋等起重運輸機械及水工閘門、升船機等金屬結構。第二章 單層廠房結構與普通鋼屋蓋 21 單層廠房鋼結構的組成 鋼結構單層工業(yè)廠房是工業(yè)與民用建筑中應用鋼結構較多的建筑物。廠房結構是由屋蓋(屋面板、檁條、天窗、屋架或梁、托架)、柱、吊車梁(包括制動梁或制動桁架)、墻架、各種支撐和基礎等構件組合而成

5、的空間剛性骨架(見圖21)，承受作用在廠房結構亡的各種荷載和作用，是整個建筑物的承重骨架。 這些構件按其所起作用可組成下列體系： 1橫向框架 橫向平面框架由柱和橫梁組成，橫向平面框架基本上承受廠房結構的全部豎向荷載和橫向水平荷載，包括全部建筑物重量(屋蓋、墻、結構自重等)、屋面雪荷載和其他活荷載、吊車豎向荷載和橫向水平制動力、橫向風荷載、橫向地震作用等，并將這些荷載傳到基礎上。橫梁通常是桁架式的(即屋架)，輕屋面和跨度較小時也町采用實腹式的。 2. 屋蓋結構 屋蓋結構由懔條、天窗架、屋架、托架和屋蓋支撐所構成，承受屋面荷載。 3支撐體系 支撐體系包括屋蓋支撐和柱間支撐，其作用是將單獨的平面框架

6、連成空間體系，從而保證了結構的剛度和穩(wěn)定，同時也承受縱向風力和吊車的縱向制動力。 4吊車梁和制動梁(制動桁架) 廠房中常設置橋式吊車，其豎向和水平荷載由吊車梁承受。吊車梁兩端支撐寸：柱的變截面平臺或牛腿上。在吊車梁上翼緣平面內，通常沿水平方向設置制動梁或制動桁架，以便有效地將吊車的橫向水平制動力傳遞到相鄰的柱上。 5墻架 墻架一般由墻架梁和墻架柱(也稱抗風柱)等組成，用以承受墻重和墻面風荷載。當墻為自承重磚墻時只承受墻面風荷載，而全部墻重則傳到底部擱置在相鄰柱基礎的鋼筋混凝土基礎梁上或專設的墻基礎上。對縱向柱距較小的側墻，只設墻架梁；對山墻和縱向柱距較大的側墻則需加設墻架柱作為墻架梁的支承。墻

7、架柱下端設基礎，上端連于屋蓋上弦或下弦水平支撐的節(jié)點上。 廠房鋼結構的鋼材用量指標和各類構件所占比重大致如表21所示。其中廠房單位面積鋼材用量指標是評定設計經濟合理性的一項重要指標。 為了改善廠房結構設計的技術經濟指標，應該對整個廠房建筑和結構進行合理規(guī)劃。規(guī)劃時首先應使廠房滿足工藝和使用要求，并能適應今后可能生產過程的變動和發(fā)展。規(guī)劃的主要內容是確定車間的平面和高度方向的主要尺寸和控制標高，布置柱網，確定變形縫的位置和做法，并選擇主要承重結構(橫向平面框架、縱向平面框架、屋蓋結構、吊車梁結構等)體系、布置和形式等。 規(guī)劃時應充分考慮設計標準化、生產工廠化、施工機械化的要求，以提高建筑工業(yè)化。

8、第三章 輕鋼結構設計 輕鋼結構主要是指以輕型冷彎薄壁型鋼，輕型焊接和高頻焊接型鋼，薄鋼板、薄壁鋼管，輕型熱軋鋼及其以上各種構件拼接、焊接而成的組合構件等為主要受力構件，大量采用輕質圍護材料的單層和多層輕型鋼結構建筑。 與傳統(tǒng)的混凝土結構和普通鋼結構相比，輕型鋼結構具有很多優(yōu)越性。自重輕是輕型鋼結構最顯著的特點。其承重結構采用輕型焊接H型鋼、冷彎薄壁型鋼，這種型鋼的截面形狀可以按照實際受力情況和使用特點:輕型鋼屋面系統(tǒng)的用鋼量一般為815kgm2，單層輕鋼倉庫的用鋼量一般為1630kgm2，接近甚至低于在相同條件下鋼筋混凝土結構的用鋼量，工程資料表明：10 t鋼結構可減少70 t混凝土用量，可節(jié)

9、約大量木材、水泥及其他建筑材料。因此，輕鋼結構可大幅度降低結構自重，一般輕鋼結構自重約為同類普通鋼結構的1/31/2，鋼筋混凝土結構的1/301/10，房屋±部結構重量的減輕大大降低了基礎工程的材料用量及工程量。對于地基承載力較低的地區(qū)，這個優(yōu)點更加突出。輕鋼結構還有加工制造簡單、工業(yè)化程度高、運輸及安裝方便等優(yōu)點，而且不消耗木材，可工廠化預制、可拼裝、可拆卸，以及建筑工期短、投資回收快、有利于環(huán)境保護等綜合優(yōu)勢。近年來，輕鋼結構得到了迅速的發(fā)展。 門式剛架結構是輕鋼建筑應用最為廣泛的一種結構形式(見圖31)。輕型門式剛架結構體系始于美國。在日本和歐洲，輕型門式剛架結構體系的應用也較

10、多。 美國最初的輕型門式剛架結構用于建造兵營和一般的小型工業(yè)廠房。隨著新型建筑材料的出現(xiàn)、加工設備的不斷改善及設計形式的多樣化，輕型門式剛架結構體系漸漸普及到大型工業(yè)廠房、商業(yè)建筑、交通設施等結構中，實現(xiàn)了設計分析、出圖的程序化(如大型通用化設計軟件包Loseke Building Software)；構件加工、安裝施工、經營管理一體化流程。其中美國的Butler公司(Butler Manufacturing Company)和ABC公司(American Building Company)在這方面工作最為突出。他們具有經營、科研、設計、加工、運輸、售前售后服務等整體運作系統(tǒng)。 項10000m

11、2建筑面積的單層工業(yè)廠房，從設計到鋼結構制作、屋面墻面金屬板壓型，全部完成的周期為兩個月。Butler公司以門式剛架結構作為結構體系的基本單元，進行組合和延伸，發(fā)展了大跨度系統(tǒng)、Landmark系統(tǒng)、三角托梁系統(tǒng)、多層建筑系統(tǒng)、特殊型建筑系統(tǒng)等結構體系。ABC公司除了輕鋼產品外，還生產各種隱藏式金屬壓型板，用于墻面和屋面。由于廠房結構定型化，規(guī)范化，可以采用計算機對整個廠房的各種構件進行優(yōu)化設計。 美國輕型門式剛架結構體系主要用在商業(yè)(如倉庫、小賣店、事務所、銀行、車庫)、制造業(yè)(如制造上場、倉庫)和文化娛樂業(yè)(如學校、教堂、娛樂、福利設施)等。 在口本，輕型門式剛架結構體系有兩種類型：第一種

12、類型是閂本自身發(fā)展起來的，已實現(xiàn)了構件標準化、定型化、裝配化，經營管理、設計、生產、施工、售后服務系統(tǒng)化；第二種類型是1989年以來，由美國引進的輕鋼結構體系的基礎上發(fā)展起來的。日本工程界目前正就550MPa級鋼材大斷面Z型冷彎薄壁型鋼檁條及墻梁、高強度螺栓在橢圓孔處的受力狀態(tài)等幾個方面進行研究。 我國輕型門式剛架結構體系起步較晚，是在引進國外的相關材料和軟件的基礎上發(fā)展起來的。近年來，隨著壓型鋼板、冷彎薄壁型鋼、H型鋼的大批量生產得以實現(xiàn)，輕型門式剛架結構體系得到了較為廣泛的推廣，主要應用于工業(yè)廠房(可布置懸掛吊車、中輕級工作制橋式吊車、重級工作制吊車的起重量分別不超過5t、10t和20t)

13、、機庫、候車室、碼頭建筑、超市、倉庫、農貿市場、飲食娛樂用房、體育設施以及各種臨時性建筑。工程應用的發(fā)展推動了該種體系在我國的設計、成型一體化進程。許多大型鋼結構公司都增加了輕型門式剛架結構體系的生產線。程序化設計已經取代手工設計，采用國外設計軟件逐漸采用我國自行編制的設計軟件所替代。為了適應輕型門式剛架結構體系迅速興起的市場需求，我國工程建設標準化協(xié)會發(fā)布了門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程)(CECS 102：2002)，該規(guī)程為我國輕型門式剛架結構體系的實際、生產、施工提供了依據。 31 輕鋼結構常用建筑材料 1，彩色涂層鋼板 彩色涂層鋼板是指由保護性和裝飾性的有機涂料或薄膜連續(xù)涂覆于鋼或鋁

14、帶表面制成的預涂層冶金產品。它主要是由金屬基板、化學轉化膜和有機涂層三部分組成，有機涂層可配置各種色彩，并可借助印花、壓花技術制成多種圖案花紋?？扇〈鷤鹘y(tǒng)的油漆裝飾。 目前國際上建筑用彩板的基板種類主要有：熱鍍鋅鋼板、熱鍍鋅合金化鋼板、熱鍍鋁第四章 多、高層鋼結構設計41 多、高層鋼結構的特點與結構體系411 多、高層鋼結構的特點 現(xiàn)代高層建筑是隨著社會生產的發(fā)展和人們生活的需要而發(fā)展起來的，是商業(yè)化、工業(yè)化和城市化的結果。而科學技術的進步、輕質高強材料的出現(xiàn)及機械化、電氣化、計算機在建筑中的廣泛應用等，又為高層建筑的發(fā)展提供了物質和技術條件。在發(fā)達國家，大多數(shù)高層建筑采用鋼結構。在我國，隨著

15、高層建筑建造高度的增加，已開始采用高層鋼結構。 多、高層建筑鋼結構的發(fā)展已有100多年的歷史。世界上第一幢高層鋼結構是美國芝加哥的家庭保險公司人樓(10層，高55m)，建于1884年。20世紀開始，鋼結構高層建筑在美國大量建成，最具代表性的幾幢高層鋼結構如建于1931年的102層、高381m的紐約帝國大廈；建于1974年的110層、高443m的芝加哥西爾斯大廈等，均為當時世界最高。 我國多、高層建筑鋼結構自20肚紀80年代中期起步，隨后在北京、上海、深圳、大連等地陸續(xù)建成廣大量的多、高層建筑鋼結構。較具代表性的幾幢鋼結構如28層、高94米的北京長富宮中心飯店，是鋼框架結構體系；71層、高294

16、m的深圳地王大廈，是鋼筋混凝土核心筒外鋼框架結構體系；60層、高208m的北京京廣中心，是鋼框架帶鋼邊框的鋼筋混凝土剪力墻結構體系；44層、高144m的上海希爾頓飯店，是鋼筋混凝土核心筒外鋼框架結構體系；91層、高365m的上海金茂大廈，是鋼筋混凝土核心筒外鋼骨混凝土結構體系等。1998年底，我國正式頒布了高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程(JGJ 9998)，為我國高層建筑鋼結構的迅速發(fā)展提供了技術保障。 高層建筑采用鋼結構具有良好的力學性能和綜合經濟效益，其特點主要表現(xiàn)在： 1)自重輕。鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度高，因而鋼結構構件結構斷面小、自重輕。采用鋼結構承重骨架，可比鋼筋混凝上結構減輕自重約

17、1/3以上。結構自重輕，可以減少運輸和吊裝費用，基礎的負載也相應減少，在地質條件較差地區(qū)，可以降低基礎造價。 2)抗震性能好。鋼材良好的彈塑性性能，可使承重骨架及節(jié)點等在地震作用下具有良好的延性。此外，鋼結構白重輕也可顯著減少地震作用，一般情況下，地震作用可減少40左右。 3)有效使用面積高。鋼結構的結構斷面小，因而結構占地面積小，同時還可適當降低建筑層高。與同類鋼筋混凝上高層結構相比，可相應增加建筑使用面積約4。 4)建造速度快。鋼結構的構件一般在工廠制造，現(xiàn)場安裝，因而可提供較寬敞的現(xiàn)場施工作業(yè)面。鋼梁和鋼柱的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆注及組合樓蓋的施工等可實施平行立體交叉作業(yè)。與同類鋼筋

18、混凝土高層結構相比，一般可縮短建設周期約1/41/3。 5)防火性能差。不加耐火防護的鋼結構構什，其嚴均耐火時限約15min左右，明顯低于鋼筋混凝土結構。故當有防火要求時，鋼構件表面必須用專門的防火涂料防護，以滿足高層民用建筑設計防火規(guī)范(GB5004595)的要求。412 多、高層鋼結構的結構體系 在高層建筑中，抵抗水平力成為設計的主要矛盾。因此，抗側力結構體系的確定和設計成為結構設計的關鍵問題。高層建筑中基本的抗側力單元是框架、剪力墻、框筒及支撐。 常用的高層建筑鋼結構的結構體系主要有：框架結構體系、框架支撐(剪力墻板)結構體系及簡體體系。鋼結構房屋的最大高度不應超過表41的規(guī)定，高寬比的

19、限值不應超過表42的規(guī)定。1，框架結構體系 純框架結構一般適用于層數(shù)不超過30層的高層鋼鮚構，見圖41?？蚣芙Y構體系是指沿房屋的縱向和橫向，均采用框架作為承重和抵抗側力的主要構件所形成的結構體系。 框架結構的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可為建筑提供較大的室內空間。需要時，可用隔斷分隔成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻用非承重構件，可使立面設計靈活多變。如果采用輕質隔墻和外墻，就可大大降低房屋自重，節(jié)省材料。 框架結構各部分剛度比較均勻?？蚣芙Y構有較大延性，自振周期較長，因而對地震作用不敏感，抗震性能好。 但框架結構的抗側剛度小，側向位移大。框架結構的側移由兩部分組成：第一部分側移由

20、柱和梁的彎曲變形產生。柱和梁都有反彎點，形成側向變形。框架下部的梁、柱內力大，層間變形也大，愈到上部層間變形愈小，使整個結構呈現(xiàn)剪切型變形。第二部分側移由柱的軸向變形產生。在水平荷載作用下，柱的拉伸和壓縮使結構出現(xiàn)側移。這種側移在上部各層較大，愈到底部層間變形愈小，使整個結構呈現(xiàn)彎曲型變形。框架結構中第一部分側移是主要的；隨著建筑高度加大，第二部分變形比例逐漸加大，但合成以后框架仍然呈現(xiàn)剪切型變形特征?？蚣芤蛄褐?jié)點腹板較薄，節(jié)點域將產生較大剪切變形，從而使框架側移增大。 水平荷載作用下，鋼框架因截面尺寸較小，側移值較大，其上的豎向荷載作用于幾何第五章 平板網架結構設計 51 網架結構的特點

21、我國自從1964年建成第一幢平板形網架結構上海師范學院球類房屋蓋(平面尺寸31. 4mX405m的正放四角錐網架)以來，據不完全統(tǒng)計，至2001年底，全國已建成各種大、中、小跨度網架、網殼結構約13 500幢，覆蓋建筑面積近2000萬m2，這在世界上列首位。其中12為網殼結構，約1600幢；2001年的年增長幅度約1500幢，280萬m2。網架結構廣泛用于體育場館、展覽館、俱樂部、影劇院、食堂、候車(船)廳、飛機庫、工業(yè)車間和倉庫等建筑中。如1966年建成的首都體育館，平面尺寸為99mX1122m，長期是我國矩形平面跨度最大的網架結構。2000年建成的沈陽博覽中心(室內足球場)，平面尺寸144

22、mX204m，成為我國跨度最大、單體覆蓋建筑面積最大的網架結構。又如1 975年建成的上海體育館，直徑llOm，挑檐75m，是當前我國圓形平面跨度最大的網架結構。1996年建成的首都四機位機庫，平面尺寸90mX(153+163)m，采用了三層網架，開口邊和中軸線處則選用四層構造的立體桁架，成為目前國內及亞洲最大的機庫網架。再如援外工程中1980年建成的巴基斯坦伊斯蘭堡體育館，平面尺寸936m見方，四柱支承，采用頂升法施工，頂升時包括自重、屋面、吊頂?shù)瓤傊亓抗灿?050t，是我國整體頂升、總重量最大的網架結構之一。由瑞士赫爾佐格德梅隆建筑事務所與中國建筑設計研究院聯(lián)合體提出的鳥巢形國家體育場是2

23、008年北京奧運會的中標方案，其屋蓋主體結構實際上是兩向不規(guī)則斜交的平面桁架系組成的3323mX 2964m橢圓平面網架結構。網架外形呈微彎形雙曲拋物面，周邊支承在不等高的24根立體桁架柱上，最高點高度685m，最低點高度428m，每榀桁架與約為140mX 70m長橢圓內環(huán)相切或接近相切，外形像鳥巢，不妨稱之為鳥巢形網架(見圖51)。這是當前在設計、施工的世界上最大跨度的網架結構。我國在多跨大柱距的工業(yè)廠房和車間中，自20世紀80年代初開始采用網架結構，其建筑覆蓋面積至今已有約500萬m2，是國際上在工業(yè)廠房中采用網架最多的國家。如1984年建成的北京燕山石化公司東風化工廠地毯車間，柱網為18

24、m18m，覆蓋建筑面積近4萬m2。云南五溪煙廠成片的工業(yè)廠房網架達12萬m2。上海江南造船廠一車間，跨度60m，采用三層網架，是目前工業(yè)廠房中跨度最大的網架。 當前，除大中城市的大、中跨度建筑中較多地采用網架結構外，一千明顯特點是，中小城市，邊遠地區(qū)，甚至一些縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在中、小跨度的公共民用建筑和工業(yè)建筑中，也都在采用網架結構。與此同時，在多層和高層建筑中，也已建成了一批網架樓蓋結構?？梢赃@樣說，現(xiàn)在全國每個省、市、白治區(qū)和人部分城市、地區(qū)都能白行設計、施丁網架結構，技術水平普遍得到了提高；專門生產網架桿件和節(jié)點的廠家或公司已發(fā)展到近100家，生產任務相當飽滿，還承擔和出口了一批國外網架工程

25、。 國外網架結構的應用以西歐、北美、日本諸國最多。這些國家的一個共同特點是，普遍選用各自的標準單元、定型節(jié)點，按各種規(guī)格在工廠大量成批生產，并將產品儲存堆放在公司專門的倉庫中，以備用戶大批訂貨采用。國外網架結構節(jié)點體系主要有：英國的諾達斯(NODUS)體系、空間板(SPACE DECK)體系，法國的平屋頂(UNIBAT)體系、斯費羅巴特(SPHEROBAT)體系，德國的米羅(MERO)體系、克魯普蒙泰(KRUPPMONTAI-)體系，加拿大的三級型(TRIODETIC)體系，日本的DAIMOND、NS體系，澳大利亞的HARLEY體系和俄羅斯的嵌楔式(HIIII)體系等。當前，世界上最大的網架結

26、構是巴西圣保羅展覽中心的屋蓋結構，平面尺寸260mX 260m，為正放四角錐鋁管網架，共有桿件41 800根，25個支點，采用地面總拼、提升到14hi設計標高就位的施工方法。最大的單跨四柱支承網架結構為1978年建成的瑞士蘇黎世克洛騰機場噴氣機庫的屋蓋結構，它是一座三層的干板形網架，平面尺寸為125mXl28m，采用4臺液壓千斤頂頂升至標高24m就位，頂升時的網架重為3600t，當頂?shù)?5m標高后，安裝天花板及3臺10t吊車，此時總重量共達5300t。覆蓋建筑面積最大的雙向多跨大柱距網架是德國杜賽爾多夫展覽大廳屋蓋，由114個單元網架組成，每個單元的千面尺寸為30mX 30m，建筑面積共為10

27、2 600mz，最近又擴建了50 000多平方米，總建筑面積達156 000m2。英國伯明翰國立展覽中心屋蓋，采用93個單元為30mX 30m網架，覆蓋建筑面積也相當可觀，為83 700m2。 國內、外大量的工程實踐說明，網架結構已成為大跨度空間結構中應用最為廣泛的結構形式之一。它之所以獲得如此快的發(fā)展和如此廣泛的應用，除了計算機技術的進步為之提供有利條件外，主要是由于網架結構是一種受力性能很好的空間結構體系，并具有以下優(yōu)越性： 1)省鋼材。網架系三維受力結構，較平面結構節(jié)省材料，網架結構比傳統(tǒng)的鋼結構節(jié)省2030的用鋼量，如采用輕屋面經濟效果將會更顯著。如天津科學宮禮堂1Sm X21m，網架

28、用鋼量為626kgm2，河南中原機械廠沖壓車間18m X 60m，網架用鋼量為676 kgm2；連云港集裝箱廠集裝箱車間(3X 37m)X 204m、(227)X156m，網架用鋼量18 kgm2。 2)應用范圍廣。網架結構不僅用于中小跨度的工業(yè)民用建筑，如工業(yè)廠房、俱樂部，食堂、會議室等，而更適用于大跨結構的公共建筑如體育館等。首都體育館(99 mX1122m)共11 000m2，耗鋼量65kem2。上海體育館(柱內直徑110m，共9500m2)，耗鋼量47kgm2。近幾年來采用最多的是大柱網的工業(yè)廠房，柱網從12m X12m到36m X36m，面積從幾千m2到十幾萬m2，它既適用于周邊支承

29、，也適用于三邊支承一邊開口，或兩邊支承兩邊開口，或四點及多點支承，網架結構還適于局部增加集中荷載。 3)便于管道安裝。網架結構的上下弦之間是由一定規(guī)律的腹桿所組成，雨水管道、空調管道、工藝管道均可在上下弦之間的空間穿過，這樣可以降低層高，降低造價，獲得良好的經濟效果。 4)抗震性能好。網架結構整體空間剛度大，穩(wěn)定性能及抗震性能好，安全儲備高，對于承受集中荷載，非對稱荷載、局部超載、地基不均勻沉陷等均為有利。網格尺寸小，上弦便于設置輕屋面，下弦便于設置懸掛吊車，也可在兩個方向設置懸掛吊車，國內一般常用 第六章 鋼結構設計軟件介紹61 鋼結構設計軟STS611 STS的基本功能特點 鋼結構CAD軟

30、件STS是PKPM系列的一個模塊，既能獨立運行，又可以與PKPM其他模塊數(shù)據共享，可以完成鋼結構的模型輸入、優(yōu)化設計、結構計算、連接節(jié)點設計與施工圖輔助設計。它具有如下特點： 1)專業(yè)鋼結構一體化CAD軟件，可完成鋼結構的模型輸入，結構計算，強度和穩(wěn)定性驗算，節(jié)點設計，以及繪制施工圖。 2)可以設計多、高層鋼框架，輕鋼門式剛架，鋼桁架，鋼支架，鋼排架，以及鋼混凝土混合結構。軟件自動化程度高，易學易用。 3)施上圖包括多高層鋼框架，輕鋼門式剛架，鋼桁架，鋼支架，鋼排架柱、吊車梁等。節(jié)點類型豐富，全部可以自動設計。施工圖有構件圖和節(jié)點詳圖，可達到施工詳圖的深度。 4)截面類型有70多種，包括各類型

31、鋼截面、焊接截面、實腹式組合截面、格構式組合截面等截面類型。程序自帶型鋼庫，包含了世界各國的標準型鋼。 5)空間建?？梢越涌赥AT、SATWE或PMSAP完成鋼結構空間計算和應力驗算，也可以由空間建模數(shù)據形成平面框架、連梁數(shù)據文件進行鋼結構平面計算和應力驗算?？梢苑謩e接空間、平面計算結果進行節(jié)點設計和繪圖。 6)平面建模靈活方便，框架、桁架、門式剛架快速建模，各種荷載類型全面，吊車荷載(包括抽柱排架吊車荷載)地震參數(shù)等數(shù)據交互輸入。 7)輕鋼門式剛架，剛桁架的截面優(yōu)化設計，以結構重量最輕為目標函數(shù)。 8)鋼結構平面桿系計算程序可以設計“單拉桿件”，完成平面桿系鋼結構的內力分析，位移和梁撓度的計

32、算活荷不利布置，荷載效應自動組合，可采用鋼結構設計規(guī)范(GB 500172003)、門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程(CECS 102；2002)等標準進行桿件的強度和穩(wěn)定性驗算。 9)STS工具箱提供了常用的一些鋼結構基本構件的設計與施工圖，包含吊車梁計算與施工圖，檁條(包含連續(xù)檁條)、墻梁、隅撐、屋面支撐、柱間支撐計算與施工圖，抗風柱計算，連接節(jié)點計算，組合梁計算、蜂窩梁計算，簡支梁計算，鋼梯施工圖等程序模塊。 10)可以進行復雜的空間結構建模及分析，可以完成復雜的空間桿系結構(如空間桁架、塔架等)的模型分析。612 STS的主菜單 STS的包含的功能模塊有：門式剛架、框架、桁架、支架、框排

33、架、工具箱及其他結構。各模塊的主要功能如下： 1門式剛架結構 用于門式剛架結構類型的三維模型的輸入，屋面、墻面的設計，鋼材統(tǒng)汁和報價；門式剛架二維模型的輸入，截面優(yōu)化，結構計算，節(jié)點設計和施工圖繪制。 門式剛架可以采用三維模型輸入的方法。執(zhí)行本模塊的15是用三維模型輸入的方法輸入門式剛架結構整體模型，布置屋面、墻面構件，統(tǒng)計用鋼量和報價，可以在布置圖中點取檁條、墻梁、隅撐、屋面支撐、柱間支撐等構件單獨進行計算或繪圖。對于三維模型，可以通過形成PK文件菜單，形成任意一軸線的二維剛架模型，采用平面桿系結構分析，用門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程(CECS 102：2002)規(guī)程來驗算。 也可以直接采

34、用二維模型輸入方法。執(zhí)行菜單A建立二維門式剛架模型，完成截面優(yōu)化，結構分析計算，節(jié)點設計和施工圖。 2框架結構 用于多、高層框架結構類型的三維模型輸入，為TAT、SATWE或PMSAP三維汁算提供建模數(shù)據，可以接三維計算軟件的設計內力完成全樓節(jié)點的連接設計，繪制節(jié)點施工圖、構件施工詳圖、平面、立面布置圖和結構三維模型圖，還可以進行框架二維模型的輸入、構件計算、節(jié)點設汁和施工圖繪制。 三維框架節(jié)點設計可以單獨修改各節(jié)點的連接螺栓直徑、連接方式等參數(shù)，做到各個節(jié)點可以有不同的設計參數(shù)和連接方式，對節(jié)點設計結果可以進行修改和重新歸并，設計結果文件詳細地輸出了節(jié)點計算的過程和校核結果。 三維框架施工圖

35、部分可以繪制節(jié)點施工圖、構件施工詳圖、結構平面和立面布置圖，提供的實際結構三維模型圖可以從各個角度觀察節(jié)點的實際連接形式和效果，可以精確的統(tǒng)計整個結構最終的用鋼量，繪制鋼材訂貨表和高強度螺栓表。 3桁架結構 用于桁架結構類型的二維模型的輸入、截面優(yōu)化、結構計算、節(jié)點設計和施工圖繪制，人機交互桁架縱向垂直支撐、屋面水平支撐施工圖，可以繪制縱向垂直支撐、屋面水平支撐的施工圖。 4支架結構 用于支架結構類型的二維模型的輸入、結果計算、節(jié)點設計和施工圖繪制。 5排架結構 用于排架、框排架結構的二維模型的輸入，結構計算?？梢赃M行實腹式組合截面、鋼管混凝土截面等復雜截面的輸入。對于焊接H形截面柱，可以進行

36、牛腿設計和柱腳設計，繪制排架柱施工圖。 6工具箱 包括檁條，墻梁，隅撐，吊車梁計算和施工圖繪制，吊車梁平面布置與節(jié)點圖，屋面支撐。第七章 鋼結構的制作、安裝與防護 71 鋼結構制作的主要工序 由于鋼材的強度高，硬度大，對鋼結構的制造精度要求較高，因而鋼結構構件的制造必須在具有專門機械設備的金屬結構制造廠中進行。 鋼結構的制造從鋼材進廠到構件出廠，一般要經過生產準備、零件加工、裝配和油漆裝運等一系列上序。因而金屬結構制造廠通常由鋼材倉庫和準備車間，放樣間、零件加上車間、半成品倉庫、裝配車間和油漆裝運車間等組成。在鋼材倉庫和準備車間內進行材料驗收、分類存放，并在供料前進行矯正。在放樣間根據施工圖制成實際尺寸的樣板，以供加工車間號料用。在加下車間進行號料、切割、制孔、邊緣加工和彎曲等上序并送入中間倉庫存放。在裝配車間進行裝配，焊接，鉚前擴孔，鉚接，銑端和鉆安裝孔等工序。在整個制造過程中，必須及時對零件或構件進行矯正，以滿足設計要求。在裝配，焊接及