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文檔簡介
第01章概念設(shè)計提綱1.建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2.鋼結(jié)構(gòu)的特點和適用范圍3.建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料選用4.建筑鋼結(jié)構(gòu)的荷載5.建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法6.建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系7.建筑鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計第1節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1發(fā)展歷史20世紀50~80年代:應(yīng)用較少受鋼產(chǎn)量限制,僅用于重型廠房和大跨公建
20世紀90年代以來:飛速發(fā)展,廣泛應(yīng)用
2010年以后,鋼產(chǎn)量世界第一
如:網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展如:輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展1.2發(fā)展現(xiàn)狀
應(yīng)用范圍擴張高層建筑體育場館機場航站樓會展中心劇院火車站飛機庫工業(yè)廠房
電視塔
結(jié)構(gòu)體系豐富純框架帶支撐框架框筒網(wǎng)架網(wǎng)殼空間桁架剛架、拱架懸索、張弦梁索膜結(jié)構(gòu)塔桅結(jié)構(gòu)1.2發(fā)展現(xiàn)狀高層建筑1.2發(fā)展現(xiàn)狀金貿(mào)大廈框筒結(jié)構(gòu);地上88層;地下3層;結(jié)構(gòu)頂高420m;環(huán)球金融中心框筒結(jié)構(gòu);地上101層;地下3層;結(jié)構(gòu)頂高492m;高層建筑1.2發(fā)展現(xiàn)狀上海中心框筒結(jié)構(gòu);勁性混凝土柱;地上118層;地下5層;結(jié)構(gòu)頂高580m;高層建筑1.2發(fā)展現(xiàn)狀高層建筑央視大廈框筒結(jié)構(gòu);兩座傾斜塔樓;懸挑75m;地上52層;地下3層;結(jié)構(gòu)頂高234m;1.2發(fā)展現(xiàn)狀高層建筑同濟綜合樓帶支撐框架;鋼管混凝土柱;粘滯阻尼支撐;地上21層;地下1層;結(jié)構(gòu)頂高98m;1.2發(fā)展現(xiàn)狀多層建筑同濟土木樓帶支撐框架;H型鋼柱;粘滯阻尼支撐;地上8層;地下1層;1.2發(fā)展現(xiàn)狀體育場館上海八萬人體育館馬鞍形;長軸288m;短軸274m;最大懸挑73.5m;空間結(jié)構(gòu)1.2發(fā)展現(xiàn)狀體育場館南京奧林匹克體育中心360m跨鋼拱+空間梁格體系1.2發(fā)展現(xiàn)狀體育場館鳥巢馬鞍型;長軸332m;短軸296m;空間桁架結(jié)構(gòu)1.2發(fā)展現(xiàn)狀體育場館鳥巢結(jié)構(gòu)骨架24跟桁架柱;22榀桁架梁;1.2發(fā)展現(xiàn)狀體育場館水立方長寬177m;高度31m;空間剛架結(jié)構(gòu)1.2發(fā)展現(xiàn)狀體育場館水立方結(jié)構(gòu)體系1.2發(fā)展現(xiàn)狀機場航站樓浦東國際機場張弦梁結(jié)構(gòu);最大跨度83m1.2發(fā)展現(xiàn)狀機場航站樓浦東國際機場1.2發(fā)展現(xiàn)狀機場航站樓浦東國際機場張弦梁吊裝1.2發(fā)展現(xiàn)狀機場航站樓重慶江北機場桁架結(jié)構(gòu);最大跨度90m1.2發(fā)展現(xiàn)狀機場航站樓重慶江北機場1.2發(fā)展現(xiàn)狀機場航站樓成都雙流機場曲線型空間鋼管桁架1.2發(fā)展現(xiàn)狀會展中心上海國際會議中心單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu);大球直徑48m;小球直徑37m;桿件為矩形管;鑄鋼節(jié)點;1.2發(fā)展現(xiàn)狀會展中心廣州國際會展中心張弦立體桁架結(jié)構(gòu),跨度127m1.2發(fā)展現(xiàn)狀會展中心1.2發(fā)展現(xiàn)狀會展中心世博軸陽光谷單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu);倒喇叭形;高度約42m;1.2發(fā)展現(xiàn)狀劇院平面尺寸100m*90m;正交空間桁架結(jié)構(gòu);上海大劇院1.2發(fā)展現(xiàn)狀劇院橢球面雙層空腹肋環(huán)形網(wǎng)殼;長軸212m;短軸142m;國家大劇院1.2發(fā)展現(xiàn)狀劇院1.2發(fā)展現(xiàn)狀火車站草帽形空間結(jié)構(gòu);圓形平面;直徑270m;上海南站1.2發(fā)展現(xiàn)狀火車站新武漢火車站1.2發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)廠房中國船舶館1.2發(fā)展現(xiàn)狀電視塔廣州電視塔結(jié)構(gòu)高450m;總高度610m;1.2發(fā)展現(xiàn)狀電視塔廣州電視塔結(jié)構(gòu)體系1.3發(fā)展趨勢第2節(jié)特點和適用范圍2.1特點1.輕質(zhì)高強,材性均勻穩(wěn)定;
2.工業(yè)化程度高,施工周期短;
3.密閉性好;
4.塑性好;抗震及抗動力性能好;
5.穩(wěn)定性問題突出;
6.耐火性較差;
7.易腐蝕;
8.單價高。2.1特點1.輕質(zhì)高強2.1特點4.塑性變形能力好2.1特點7.耐火性較差2.1特點7.耐火性較差2.1特點7.耐火性較差2.2適用范圍A)恒載占比越大,采用鋼結(jié)構(gòu)越合理。B)強震地區(qū)(地震作用小,延性好)C)勞動力價格高(工業(yè)化生產(chǎn),現(xiàn)場勞動力少)D)軟土地基(基礎(chǔ)耗資?。〦)大跨、超高結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)效應(yīng)函數(shù)值大)第3節(jié)材料選用3.1結(jié)構(gòu)用鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼:Q235低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼:Q345、Q390、Q420高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼:GJZ向鋼:Z15、Z25耐候鋼:NH鋼材代號屈服強度數(shù)值(MPa)質(zhì)量等級(四級)脫氧方法Q235屈服強度2350~16mm:23516~40mm:22540~60mm:21560~100mm:195A無沖擊韌性規(guī)定冷彎試驗需方要求時提供F
(沸騰鋼)b
(半鎮(zhèn)靜鋼)Z
(鎮(zhèn)靜鋼)B規(guī)定20℃沖擊功Ak≥27J提供冷彎試驗合格證書C規(guī)定0℃沖擊功Ak≥27J提供冷彎試驗合格證書Z
(鎮(zhèn)靜鋼)D規(guī)定-20℃沖擊功Ak≥27J提供冷彎試驗合格證書TZ
(特殊鎮(zhèn)靜鋼)3.1結(jié)構(gòu)用鋼3.1結(jié)構(gòu)用鋼鋼材代號屈服強度數(shù)值(MPa)質(zhì)量等級(五級)脫氧方法Q345屈服強度3450~16mm:34516~35mm:32535~50mm:29550~100mm:275A級無沖擊韌性規(guī)定冷彎試驗需方要求時提供Z(鎮(zhèn)靜鋼)B級規(guī)定20℃沖擊功Ak≥34J提供冷彎試驗合格證書C級
規(guī)定0℃沖擊功Ak≥34J提供冷彎試驗合格證書TZ(特殊鎮(zhèn)靜鋼)D級
規(guī)定-20℃沖擊功Ak≥34J提供冷彎試驗合格證書E級
規(guī)定-40℃沖擊功Ak≥27J提供冷彎試驗合格證書3.1結(jié)構(gòu)用鋼鋼材代號屈服強度數(shù)值(MPa)質(zhì)量等級(五級)脫氧方法Q345GJ0~16mm:34516~35mm:34535~50mm:33550~100mm:325B級規(guī)定20℃沖擊功Ak
≥34J提供冷彎試驗合格證書Z
(鎮(zhèn)靜鋼)C級規(guī)定0℃沖擊功Ak
≥34J提供冷彎試驗合格證書D級規(guī)定-20℃沖擊功Ak≥34J提供冷彎試驗合格證書TZ
(特殊鎮(zhèn)靜鋼)E級規(guī)定-40℃沖擊功Ak≥34J提供冷彎試驗合格證書3.1結(jié)構(gòu)用鋼【例01】某車間用鋼牌號選擇某工業(yè)廠房生產(chǎn)車間;重型吊車;強腐蝕環(huán)境;柱截面為H型;翼緣厚度為50mm;梁柱連接節(jié)點如下圖;最低溫度零下20度;最終設(shè)計選用的鋼種:Q345GJCNHZ253.1結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)的重要性荷載特征結(jié)構(gòu)形式應(yīng)力狀態(tài)連接方法鋼材厚度工作環(huán)境鋼材選用應(yīng)考慮的因素3.2強度選擇1)變形控制選低強度等級
如跨度大荷載輕的簡支梁;2)強度控制選高強度等級如樓面梁,有鋪板時,強度可充分發(fā)揮;3)長細比控制或應(yīng)力水平較低選低強度等級如網(wǎng)架的腹桿;4)施工條件差選較低強度等級3.3沖擊韌性選擇影響因素結(jié)構(gòu)重要性μ1荷載狀況μ2連接狀況μ3使用溫度μ4選擇因子數(shù)值類別三類靜力全螺栓、無焊接不低于0℃1二類一般動力大部分工廠焊、工地螺栓不低于-20℃2一類疲勞動力大部分現(xiàn)場、高空焊不低于-40℃3表1-1選擇鋼材沖擊韌性指標的影響因素及選擇因子
μ=μ1×μ2×μ3×μ4選擇因子之積μ23~1618~2424~54>54材料等級ABCDE表1-2選擇因子之積μ與材料沖擊韌性指標的關(guān)系表
3.3沖擊韌性選擇【例02】呼倫貝爾藝術(shù)館重要建筑;鋼框架結(jié)構(gòu);梁柱節(jié)點為栓焊連接;承受靜力荷載;最低溫度零下50度;第4節(jié)荷載與荷載組合4.1風荷載主體結(jié)構(gòu)圍護結(jié)構(gòu)【注意點1】陣風系數(shù)和風振系數(shù)【思考】陣風系數(shù)和風振系數(shù)有何不同?計算墻板和墻梁時,應(yīng)采用陣風系數(shù)還是風振系數(shù)?4.1風荷載【注意點2】對風敏感性結(jié)構(gòu)四面開敞及雙面開敞的屋面外挑雨棚等要考慮體型系數(shù)變號的情況4.1風荷載4.1風荷載4.1風荷載4.2雪荷載【注意點】積雪的不均勻分布雙坡屋面四坡屋面4.2雪荷載【例03】不均勻積雪對某門式剛架結(jié)構(gòu)的影響雙坡單脊;門式剛架結(jié)構(gòu);柱腳鉸接;柱頂剛接;不均勻積雪的影響?4.2雪荷載【例04】某兩連跨網(wǎng)殼的積雪某雙跨拱形網(wǎng)殼;兩跨間積雪分布系數(shù)如何取值?4.2雪荷載4.2雪荷載4.2雪荷載4.2雪荷載4.3覆冰荷載出現(xiàn)在濕度大、風速低、溫度低的區(qū)域覆冰后構(gòu)件截面增加,加大擋風面積《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50135-20064.4溫度作用建筑結(jié)構(gòu)的絕對溫度作用工作環(huán)境溫度與結(jié)構(gòu)合龍溫度之最大差值
溫度分區(qū)與溫度應(yīng)力釋放(與約束的關(guān)系)結(jié)構(gòu)合龍溫度的選擇
預(yù)應(yīng)力構(gòu)件(索)對溫度的敏感性建筑結(jié)構(gòu)的相對溫度作用同一結(jié)構(gòu)或部件、同一結(jié)構(gòu)同時處于不同的溫度場
(室內(nèi)外、向陽與背陽)4.4溫度荷載【例05】柱間支撐布置某門式剛架的縱向柱列,柱間支撐布置方式如下,哪種方式更好?4.4溫度荷載【例06】某大尺寸平臺結(jié)構(gòu)某平臺鋼結(jié)構(gòu),長150m,次梁兩端鉸接;工作溫差較大;計算發(fā)現(xiàn),兩邊主梁應(yīng)力比超限,加大截面也不能降低應(yīng)力比;試分析其原因和解決辦法?4.4溫度荷載【例07】某空間結(jié)構(gòu)某空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),周邊支承;工作溫差較大;計算發(fā)現(xiàn),底邊鋼圈梁應(yīng)力比超限,加大截面也不能降低應(yīng)力比;試分析其原因和解決辦法?4.5地震作用盡可能減小非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量提高鋼結(jié)構(gòu)的延性變形(材料、節(jié)點)能力利用一切附加因素加大阻尼,提高耗能能力第5節(jié)設(shè)計方法5.1設(shè)計方法5.2極限狀態(tài)表達式1)非抗震設(shè)計
承載能力極限狀態(tài)表達式2)抗震設(shè)計小震大震可變荷載控制永久荷載控制5.2極限狀態(tài)表達式1)非抗震設(shè)計
正常使用極限狀態(tài)表達式2)抗震設(shè)計小震標準組合準永久組合【例08】列出高層結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的常見荷載組合5.2極限狀態(tài)表達式1)非抗震設(shè)計1.2*恒+1.4*活+1.4*0.6*風1.2*恒+1.4*0.7*活+1.4*風1.35*恒+1.4*0.7*活+1.4*0.6*風2)抗震設(shè)計:小震1.2*重力荷載代表值+1.4*0.2*風+1.3*水平地震3)抗震設(shè)計:大震第6節(jié)結(jié)構(gòu)體系6.1常見結(jié)構(gòu)體系空間桁架剛架、拱架懸索、張弦梁索膜結(jié)構(gòu)塔桅結(jié)構(gòu)門式剛架純框架帶支撐框架框筒網(wǎng)架網(wǎng)殼6.2優(yōu)化設(shè)計方向(1)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)以梁受彎,柱受壓彎為主,它的優(yōu)化主要是選擇合適的截面;(2)門式剛架結(jié)構(gòu)可以根據(jù)制造分段及內(nèi)力狀況分段,每段均為直線變坡,優(yōu)化構(gòu)件的折線外形;(3)空間結(jié)構(gòu)
使單個構(gòu)件全截面應(yīng)力趨于均勻,提高強度利用率。6.2優(yōu)化設(shè)計方向【例09】討論下列各種結(jié)構(gòu)體系的受力性能。6.3輔助結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)1)兩者共同抵御水平荷載;2)輔助結(jié)構(gòu)可減小主體結(jié)構(gòu)的計算長度;3)輔助結(jié)構(gòu)提高主體結(jié)構(gòu)的整體性和剛度;4)輔助結(jié)構(gòu)維持主體結(jié)構(gòu)在施工過程中的穩(wěn)定;5)兩者可相互轉(zhuǎn)換;6)主體結(jié)構(gòu)為輔助結(jié)構(gòu)提供支座。第7節(jié)節(jié)點設(shè)計7.1單元的劃分與結(jié)合1)計算單元劃分要考慮計算精度要求;2)制作單元劃分要考慮便于制作分工;3)運輸單元劃分要考慮提高運輸效率;4)安裝單元劃分要考慮安裝順序、安裝設(shè)備的能力和安裝效率;5)所有單元都要用節(jié)點連接;7.1單元的劃分與結(jié)合【例10】框架柱的現(xiàn)場拼接點方案A方案B拼接節(jié)點思考:哪種分段點方案更合理?7.1單元的劃分與結(jié)合【例11】門式剛架屋面梁分段點某輕型門式剛架結(jié)構(gòu);跨度24m;屋面梁劃分為3段;7.2節(jié)點分類1)剛接節(jié)點
A)能可靠傳遞內(nèi)力;
B)具有連續(xù)的剛度;
C)內(nèi)力重分布能力(塑性鉸)。7.2節(jié)點分類2)鉸接節(jié)點
A)對變形不敏感;
B)桿端可轉(zhuǎn)動;7.2節(jié)點分類【例12】剛架的沉降兩種剛架;坐落于軟土地基;兩柱腳有不同沉降;哪種結(jié)構(gòu)對沉降更為敏感?7.2節(jié)點分類【例13】某拱形連廊的設(shè)計兩個單體建筑之間設(shè)置有拱形連廊。設(shè)計時,按兩鉸拱的計算簡圖進行分析計算。會出現(xiàn)什么問題?結(jié)構(gòu)是否偏于不安全?7.2節(jié)點分類【例14】某風雨操場設(shè)計某風雨操場,采用拱形屋面。結(jié)構(gòu)體系如下所示。設(shè)計時遇到了下面的問題:由于拱形桁架支撐在柱頂,造成柱頂水平反力非常大。無論怎么加大柱截面也無法滿足要求。分析其原因和解決方法。7.2節(jié)點分類柱頂設(shè)置橡膠支座恒載下的變形圖7.2節(jié)點分類3)半剛接節(jié)點
A)介于剛接和鉸接之間;
B)能傳遞一定彎矩;7.2節(jié)點分類【例15】桁架結(jié)構(gòu)的節(jié)點簡化某桁架結(jié)構(gòu);構(gòu)件截面均為H型鋼;腹桿和弦桿采用焊接連接;結(jié)構(gòu)分析時節(jié)點簡化為鉸接;思考:結(jié)構(gòu)撓度計算時是否偏安全?構(gòu)件強度驗算是否偏安全?進一步思考:計算中按鉸接簡化,腹桿端部其實有次彎矩,若考慮次彎矩之后,端部截面承載力不夠了,桁架能否繼續(xù)承載?7.3栓接和焊接焊接和螺栓連接的選擇:栓接安裝效率高;應(yīng)盡量避免工地焊和高空焊;無法避免時,應(yīng)控制好焊接質(zhì)量以及現(xiàn)場防腐處理第02章平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計提綱1.平臺鋼結(jié)構(gòu)布置2.平臺鋪板設(shè)計3.平臺梁設(shè)計4.平臺柱設(shè)計5.柱間支撐設(shè)計6.節(jié)點設(shè)計7.鋼樓梯設(shè)計第1節(jié)平臺鋼結(jié)構(gòu)布置1.1結(jié)構(gòu)組成平臺結(jié)構(gòu)布置圖平臺板次梁主梁柱支撐樓梯1.2傳力路徑豎向荷載
板
次梁
主梁
柱
基礎(chǔ)水平荷載
板
次梁
主梁
支撐/柱
基礎(chǔ)1.3受力特點豎向荷載為主要荷載;但不應(yīng)疏漏可能的水平荷載作用板有單向和雙向之分,鋼板常以變形控制;梁分次梁、主梁,可連續(xù)或單跨;柱兩端常用鉸接,為軸壓桿。1.4柱布置考慮使用空間要求;考慮標準化及建筑模數(shù)要求;考慮綜合經(jīng)濟指標的合理【例01】某平臺鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置某廠房需搭設(shè)12m*12m平臺,高度5m;平臺下放有設(shè)備;工藝要求只能設(shè)置4根柱;下圖哪個布置更合理?方案A方案B1.4柱布置【例02】某平臺鋼結(jié)構(gòu)柱放置方向某平臺鋼結(jié)構(gòu);主梁縱向放置;次梁橫向放置;哪種鋼柱擺放方向更合理?方案A方案BB-BA-A1.4柱布置【例03】某平臺鋼結(jié)構(gòu)柱放置方向某平臺鋼結(jié)構(gòu);梁柱鉸接,柱腳鉸接,柱間設(shè)置支撐。請問鋼柱采用哪種放置方向更為合理?方案A方案B1.4柱布置方案A1.4柱布置計算長度:Lx=2*Ly回轉(zhuǎn)半徑:ix=2*iy長細比:λx=λy1.4柱布置計算長度:Lx=0.5*Ly回轉(zhuǎn)半徑:ix=2*iy長細比:λx=0.25*λy方案B1.5梁布置簡單梁系:柱距較小或負荷較小的平臺結(jié)構(gòu)普通主次梁體系:柱距較大或負荷較大的平臺結(jié)構(gòu)復(fù)式主次梁體系:柱距很大或負荷很大的平臺結(jié)構(gòu)簡單梁系主次梁體系復(fù)式主次梁體系1.6支撐布置柱兩端都鉸接時,必須設(shè)置柱間支撐;為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性或側(cè)向剛度的需要,設(shè)置必要的柱間支撐;支撐布置在柱列中部以減小溫度效應(yīng)保證結(jié)構(gòu)幾何不變;承受水平荷載、作用;支撐的作用【例04】某平臺鋼結(jié)構(gòu)的支撐布置圖示平臺結(jié)構(gòu),哪種支撐布置方案更合理?方案A方案B1.6支撐布置【例04續(xù)】某平臺鋼結(jié)構(gòu)的支撐布置2.1結(jié)構(gòu)布置圖示平臺結(jié)構(gòu),哪種支撐布置方案更合理?方案A方案B【例05】某平臺鋼結(jié)構(gòu)的支撐布置圖示平臺結(jié)構(gòu),所有鋼柱均為兩端鉸接;梁柱鉸接;樓面有兩種情況:A)鋪設(shè)木板;B)鋪設(shè)混凝土板;試討論:未設(shè)置支撐的柱列,其穩(wěn)定性靠什么保證?若樓板為木板,且不能增加柱間支撐,有什么辦法保證結(jié)構(gòu)安全?1.6支撐布置【例05】某平臺鋼結(jié)構(gòu)的支撐布置1.6支撐布置支撐的形式交叉支撐、門形支撐、隅撐、梁端加腋等多種形式在平臺鋼結(jié)構(gòu)中,柔性交叉支撐較為常用1.6支撐布置第2節(jié)平臺鋪板設(shè)計2.1形式和構(gòu)造輕型鋼鋪板,焊接連接;鋼格柵板,鋼絲網(wǎng)板;預(yù)制混凝土板;壓型鋼板混凝土組合板,抗剪銷連接
輕型鋼鋪板花紋鋼板花紋鋼板帶肋鋼板沖泡鋼板2.1形式和構(gòu)造鋼格柵板、鋼絲網(wǎng)板2.1形式和構(gòu)造預(yù)制混凝土板2.1形式和構(gòu)造壓型鋼板組合樓板混凝土凝固前:板上的荷載全部由壓型鋼板承擔壓型鋼板僅起模板作用混凝土凝固后:形成組合樓板,共同受力2.1形式和構(gòu)造2.2鋪板的計算b/a≥2時,按單向簡支板b/a<2時,按雙向簡支板計算不滿足時,調(diào)整板厚或調(diào)整加勁肋布置。按經(jīng)濟原則確定具體措施。強度:剛度:2.3加勁肋設(shè)計按受彎簡支構(gòu)件計算【思考】為何規(guī)定為15t?第3節(jié)平臺梁設(shè)計3.1平臺梁規(guī)格型鋼:工字型、H型、槽型、矩形鋼管焊接組合截面:焊接H型鋼、箱形、組合截面3.2型鋼梁截面選取(1)計算梁上最大彎矩;(2)選定鋼材,確定鋼材強度;(3)由抗彎強度要求確定所需最小截面模量;由變形要求確定所需最小截面慣性矩;(4)查型鋼截面表,選取合適截面。3.3焊接梁截面選取(1)選擇截面高度空間條件:建筑凈高使用要求最大允許梁高hmax剛度條件:最小梁高hmin經(jīng)濟條件:用鋼量最小hs單位:cm或(2)選擇腹板厚度(3)翼緣尺寸【實用版】(1)選擇截面高度:根據(jù)跨度選梁高,盡量高空間條件:建筑凈高使用要求最大允許梁高hmax剛度條件:根據(jù)跨度選取梁高h;如簡支梁可取L/10;(2)選擇腹板厚度:由腹板局部穩(wěn)定控制,盡量薄(3)翼緣尺寸:彎矩控制,盡量薄無加勁肋:設(shè)加勁肋:簡算【教材例2-2】試選取主梁截面3.3焊接梁截面選取3.4截面驗算強度驗算正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力、折算應(yīng)力5.焊縫計算2.梁的整體穩(wěn)定3.梁的局部穩(wěn)定4.剛度驗算驗算內(nèi)容公式見《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》3.5加勁肋構(gòu)造(1)橫向加勁肋:通常腹板兩側(cè)對稱布置,也可單側(cè)布置厚度寬度橫向加勁肋截面對梁軸(z軸)應(yīng)滿足單側(cè)布置時:【教材例2-2】試選取加勁肋尺寸(1)橫向加勁肋切角構(gòu)造【思考】為什么切角?3.5加勁肋構(gòu)造(2)縱向加勁肋:對腹板中心(y軸)應(yīng)滿足:3.5加勁肋構(gòu)造按壓桿進行整體穩(wěn)定驗算端部刨平頂緊時應(yīng)驗算局部承壓(3)支承加勁肋—端承式3.5加勁肋構(gòu)造按壓桿進行整體穩(wěn)定驗算構(gòu)造控制:下伸自由高度不大于厚度的2倍(3)支承加勁肋-凸緣式3.5加勁肋構(gòu)造3.6翼緣腹板連接焊縫(1)無固定集中荷載、或集中荷載由支承加勁肋承受時(2)有集中荷載,且不設(shè)置支承加勁肋時連接焊縫承受縱向剪力連接焊縫承受縱向剪力和橫向壓力第4節(jié)平臺柱設(shè)計4.1常用形式實腹柱格構(gòu)柱選擇回轉(zhuǎn)半徑較大的對稱截面,提高柱的整體穩(wěn)定和剛度柱兩端鉸接時,兩個主軸方向的計算長細比盡可能接近,提高經(jīng)濟性便于連接、構(gòu)造簡便,制造省工盡可能選用型材,如H型鋼、圓管、方管4.1常用形式【例06】某平臺鋼結(jié)構(gòu)柱截面選擇圖示平臺鋼結(jié)構(gòu),分別選用什么截面比較合理?請解釋原因。4.1常用形式4.2實腹柱截面選擇(1)預(yù)設(shè)鋼材的強度等級
(強度控制用Q345,穩(wěn)定控制用Q235)(2)預(yù)設(shè)長細比50~90(“力大取小,力小取大”)(3)選擇截面類型,初步選定截面規(guī)格(4)根據(jù)預(yù)設(shè)長細比,計算所需面積A(5)根據(jù)預(yù)設(shè)長細比,計算回轉(zhuǎn)半徑ix和iy(6)確定截面高度h、寬度b(7)根據(jù)A、h、b,確定截面尺寸(8)驗算柱穩(wěn)定、強度、剛度、局部穩(wěn)定實腹柱的截面選擇【簡化版】(1)計算柱內(nèi)力N(2)選擇截面類型和材料類型(3)根據(jù)柱高確定截面尺寸:b=H/30~H/20(4)確定板厚,滿足局部穩(wěn)定情況下板盡量薄(5)計算所需面積A;A=N/0.8f~N/0.6f4.2實腹柱截面選擇【例07】某平臺鋼結(jié)構(gòu)實腹柱截面選擇圖示平臺鋼結(jié)構(gòu),柱距為8m×8m恒載為5.0kN/m2;活載為8.0kN/m2;平臺高度8m;柱腳鉸接;柱頂鉸接試選中柱截面;4.2實腹柱截面選擇4.2實腹柱截面選擇1)內(nèi)力計算:p=1.2*5.0+1.4*8.0=17.2kN/m2;N=8*8*17.2=1100.8kN2)確定截面類型和材料:采用H型鋼,材質(zhì)為Q235B;4)計算所需截面面積:A=N/f=1100.8/(215*0.6)=8533mm23)確定截面高度:h=H/25=320mm5)確定腹板和翼緣厚度Tw=320mm/40=8mm;Af=(8533-300*8)/2=3067mm2;Tf=10mm;b=15*10*2=300mm;Af=3000mm2;H320x300x8x103.4格構(gòu)柱截面選擇(1)預(yù)設(shè)鋼材的強度等級
(強度控制用Q345,穩(wěn)定控制用Q235)(2)預(yù)設(shè)長細比50~90(“力大取小,力小取大”)(3)選擇截面類型,初步選定截面規(guī)格(4)計算所需面積A(5)計算回轉(zhuǎn)半徑(6)確定截面輪廓尺寸h和b(7)根據(jù)A、h和b,選定截面形式和實際尺寸(8)驗算柱穩(wěn)定、強度、剛度、單肢穩(wěn)定4.4截面驗算公式見《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》強度驗算4.剛度計算2.柱的整體穩(wěn)定3.柱的局部穩(wěn)定驗算內(nèi)容5.單肢穩(wěn)定計算6.綴板、綴條計算4.5格構(gòu)柱構(gòu)造在較大水平力和運輸單元端部應(yīng)設(shè)置橫隔;橫隔間距不大于柱較大寬度的9倍,且不大于8m;第5節(jié)柱間支撐設(shè)計5.1支撐設(shè)計交叉支撐:通常按拉桿設(shè)計;門形支撐:按壓桿設(shè)計;以后各章會詳細敘述第6節(jié)節(jié)點設(shè)計6.0節(jié)點設(shè)計主要節(jié)點: 1)梁的拼接節(jié)點 2)主次梁連接節(jié)點 3)梁支座節(jié)點 4)柱頭節(jié)點 5)柱腳節(jié)點6.1梁拼接節(jié)點1)對接焊縫拼接翼緣、腹板焊縫盡可能錯開;腹板對接焊縫離加勁肋距離大于10tw焊縫設(shè)在內(nèi)力較小處,焊縫強度不足時可用斜焊縫上、下翼緣對接縫開V型坡口,便于俯焊;預(yù)留一段翼緣與腹板間的焊縫到工地焊,減少焊接應(yīng)力6.1梁拼接節(jié)點2)角焊縫拼接翼緣拼接板及周邊焊縫承受翼緣彎矩腹板拼接板及其焊縫,承受全部剪力,及腹板上的彎矩腹板拼接板盡量靠近翼緣;6.1梁拼接節(jié)點3)全螺栓拼接拼接板應(yīng)采用夾板,螺栓為雙剪受力翼緣拼接板及周邊焊縫承受翼緣彎矩腹板拼接板及其焊縫,承受全部剪力,及腹板上的彎矩腹板拼接板盡量靠近翼緣;6.1梁拼接節(jié)點4)栓焊混合拼接高強螺栓連接腹板;翼緣采用對接焊縫;翼緣對接焊縫等強;腹板傳遞部分彎矩和全部剪力;接縫一般5~10mm,腹板拼接板盡量靠近翼緣;【思考】在彎矩和剪力作用下,此節(jié)點可否采用普通螺栓?可否采用承壓型高強螺栓?6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點雙剪螺栓連接腹板采用雙夾板高強螺栓拼接;間隙一般5~10mm,雙夾板盡量靠近翼緣;計算時應(yīng)考慮剪力偏心;【思考】偏心距如何取值?A6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點單剪螺栓連接腹板采用單剪高強螺栓拼接;間隙一般5~10mm;計算時應(yīng)考慮剪力偏心;剪力加大20~30%;【思考】圖示兩種情況,偏心距如何取值?哪個偏心距大?哪個主梁的不利影響大?B【例08】主次梁節(jié)點的抗疲勞性能比較1某鋼結(jié)構(gòu)平臺次梁上放置有高頻振動設(shè)備;次梁連接節(jié)點采用哪種較好?6.2主次梁節(jié)點【例08】主次梁節(jié)點的抗疲勞性能比較2某鋼結(jié)構(gòu)平臺次梁上放置有高頻振動設(shè)備;次梁連接節(jié)點采用哪種較好?6.2主次梁節(jié)點6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點可滑動鉸腹板采用長圓孔螺栓拼接;間隙一般10~20mm;注意長圓孔的孔壁承壓承載力計算;【思考】是否還需考慮偏心?對主梁的不利影響?兩邊都有次梁時?C6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點夾板圍焊腹板夾板拼接;間隙一般5~10mm;安裝螺栓定位,夾板四面圍焊;連接焊縫承受剪力,應(yīng)考慮剪力偏心;D6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點腹板圍焊腹板直接和節(jié)點板拼接;間隙一般5~10mm;安裝螺栓定位,腹板三面圍焊;計算時應(yīng)考慮剪力偏心;剪力加大20~30%;E6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點臺式支托連接角鋼F角鋼連接:構(gòu)造簡單,不宜單邊連接;臺式支托:構(gòu)造復(fù)雜,安全;抗剪鍵支托:偏心小,安裝精度高;抗剪鍵支托【思考】下列3種節(jié)點的傳力路徑;6.2主次梁節(jié)點1)鉸接節(jié)點疊接G構(gòu)造簡單,施工方便;建筑高度大;主梁應(yīng)設(shè)置加勁肋;焊縫或螺栓為固定用,按構(gòu)造配置;6.2主次梁節(jié)點2)剛接節(jié)點疊接H構(gòu)造簡單,施工方便;建筑高度大;主梁和次梁均應(yīng)設(shè)置加勁肋;焊縫或螺栓為固定用,按構(gòu)造配置;6.2主次梁節(jié)點2)剛接節(jié)點栓焊混合I腹板采用高強螺栓(夾板雙剪或單剪);上翼緣和主梁焊接;下翼緣和水平加勁肋焊接;翼緣焊縫承擔彎矩;腹板承擔剪力和部分彎矩;6.2主次梁節(jié)點2)剛接節(jié)點翼緣對接,腹板角焊縫J腹板采用拼接板焊接(雙面或者單面);上翼緣和主梁焊接;下翼緣和水平加勁肋焊接;翼緣焊縫承擔彎矩;腹板承擔剪力和部分彎矩;6.2主次梁節(jié)點2)剛接節(jié)點下翼緣承托連接,上翼緣蓋板K上翼緣采用蓋板連接,蓋板比次梁翼緣窄;下翼緣采用承托連接,承托比次梁翼緣寬;剪力由承托承擔;【思考】傳力路徑?端部腹板受力?6.3梁支座節(jié)點1)平板支座壓力平板支座A支座處應(yīng)設(shè)置加勁肋;梁端不能自由轉(zhuǎn)動,支座板下壓力分布不均勻;無法承受拉力;【思考】墊板厚度如何計算?6.3梁支座節(jié)點2)弧形支座B支座處應(yīng)設(shè)置加勁肋;可以自由轉(zhuǎn)動;無法承受拉力;6.3梁支座節(jié)點3)滾軸支座C支座處應(yīng)設(shè)置加勁肋;可以自由轉(zhuǎn)動;可以自由滑動;無法承受拉力;6.3梁支座節(jié)點4)鉸軸支座D支座處應(yīng)設(shè)置加勁肋;可以自由轉(zhuǎn)動;接觸面中心角應(yīng)大于90度;6.3梁支座節(jié)點5)球形支座E有專門廠家生產(chǎn)設(shè)計;根據(jù)需要可以抗壓、抗拉;根據(jù)需要可以轉(zhuǎn)動、滑動;6.3梁支座節(jié)點6)橡膠支座F用于壓力較小的情況;不可抗拉;橡膠易老化;有專門廠家生產(chǎn)設(shè)計;網(wǎng)架中應(yīng)用較多;《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中有計算方法;6.3梁支座節(jié)點7)樁臺支座G用樁臺代替墊板,用于壓力很大的時候;用樁臺來擴散壓力;6.4柱頭節(jié)點1)頂接主梁加勁肋對準柱翼緣;梁間留有間隙,便于調(diào)整;柱頂板上有定位螺栓;夾板連接腹板,防止梁側(cè)翻;兩側(cè)梁不等時,柱偏壓;梁壓力過大時,翼緣易局部屈曲;A6.4柱頭節(jié)點1)頂接主梁采用突緣式端板連接;主梁之間用填板連接,防縱向錯動;柱頂設(shè)墊板擴散壓力;柱頂板下設(shè)置加勁肋擴散壓力;梁下翼緣用定位螺栓連接;偏心壓力?。籅【思考】傳力路徑?6.4柱頭節(jié)點1)頂接主梁采用突緣式端板連接;主梁之間用填板連接,防縱向錯動;柱頂設(shè)墊板擴散壓力;柱肢間用綴板連接;梁下翼緣用定位螺栓連接;偏心壓力??;柱頂剛度大;C【思考】傳力路徑?定位螺栓可否放在柱肢內(nèi)部?如何計算綴板高度?6.4柱頭節(jié)點1)頂接主梁連續(xù);柱頂鉸接,或柱頂剛接;注意加勁肋設(shè)置;D【思考】計算簡圖?6.4柱頭節(jié)點2)側(cè)接柱上伸小牛腿;主梁翼緣焊接于牛腿;腹板采用角鋼連接,防止側(cè)翻;鋼梁下翼緣設(shè)置定位螺栓;應(yīng)計算牛腿焊縫;E6.4柱頭節(jié)點2)側(cè)接柱上設(shè)置支托,通常用厚鋼板;梁端采用突緣式端板;采用填板和翼緣連接;用于較大受力情況;F6.4柱頭節(jié)點2)側(cè)接柱上焊接牛腿,牛腿截面和梁相同;主梁和牛腿剛接,如翼緣焊接,腹板高強螺栓夾板;對應(yīng)翼緣位置需設(shè)置加勁肋;G6.5柱腳節(jié)點1)鉸接柱腳平板鉸接柱腳;錨栓位于翼緣以內(nèi);底板下設(shè)置抗剪鍵;底板開孔為錨栓直徑1.2~1.5倍;墊板開孔比錨栓直徑大1~2mm;多采用細石混凝土找平;A6.5柱腳節(jié)點1)鉸接柱腳平板鉸接柱腳的計算:錨栓計算;拉力最大工況控制;底板尺寸計算;底板厚度計算;抗剪驗算;規(guī)范規(guī)定,錨栓不得用于抗剪。A6.5柱腳節(jié)點【例09】平板鉸接柱腳計算計算某鉸接平板柱腳;柱截面H300x240x8x12;底板尺寸340x280;底板厚度20mm;底板為Q235B,混凝土為C30;設(shè)置2M24錨栓,錨栓材質(zhì)Q235B;底板開孔2R27;抗剪鍵為L75x6;長度80mm;最大拉力組合:N=+80kN最大壓力組合:N=-300kN最大剪力組合:N=-200kN,V=100kN【思考】有沒有什么辦法不設(shè)置抗剪鍵?【思考】設(shè)置預(yù)拉力后抗拉承載力夠不夠?【思考】設(shè)置預(yù)拉力后柱腳是否鉸接?6.5柱腳節(jié)點1)鉸接柱腳單方向鉸接柱腳;掌握靴梁的計算;B6.5柱腳節(jié)點2)剛接柱腳僅簡單介紹幾種構(gòu)造;后面章節(jié)會詳細講解;C6.5柱腳節(jié)點3)錨栓構(gòu)造C6.6小結(jié)傳力路徑【例09】找亮點找出以下各種連接中的錯誤。6.6小結(jié)現(xiàn)場梁梁拼接主次梁鉸接【例10】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的亮點??苫瑒鱼q接6.6小結(jié)【例09】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的亮點。次梁疊接6.6小結(jié)【例09】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的亮點。次梁疊接6.6小結(jié)【例09】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的亮點。弧形支座6.6小結(jié)【例09】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的錯誤。主次梁剛接梁柱剛接6.6小結(jié)【例07】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的錯誤。頂層梁柱剛接6.6小結(jié)【例09】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的錯誤。鉸接柱腳6.6小結(jié)【例09】找亮點(續(xù))找出以下各種連接中的錯誤。剛接柱腳6.6小結(jié)第7節(jié)鋼樓梯設(shè)計7.1鋼樓梯設(shè)計略第03章門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計提綱1.門式剛架的結(jié)構(gòu)布置2.門式剛架的荷載3.主剛架設(shè)計4.支撐體系設(shè)計5.圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計6.節(jié)點設(shè)計第1節(jié)門式剛架的結(jié)構(gòu)布置1.1適用范圍第1.0.2條規(guī)定,門式剛架適用于:主承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實腹門式剛架;具有輕型屋蓋和輕型外墻;無橋式吊車;或起重量不大于20T的A1~A5工作級別橋式吊車;或起重量不大于3T的懸掛式起重機;外墻亦可采用砌體?!堕T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002《門剛規(guī)程》第4.4.3條【思考01】某單層工業(yè)廠房,設(shè)有10T的A8工作制橋式吊車,能否適用于《門剛規(guī)程》?【思考02】外墻采用砌體和輕型墻板,哪種情況下的結(jié)構(gòu)受力更有利?《門剛規(guī)程》第1.0.2條1.1適用范圍1.2結(jié)構(gòu)組成橫向主剛架: 剛架柱、剛架梁支撐系統(tǒng): 屋面支撐、屋面系桿、柱間支撐、隅撐圍護系統(tǒng):
墻面圍護系統(tǒng):抗風柱、墻梁、拉條 屋面圍護系統(tǒng):檁條、拉條1.2結(jié)構(gòu)組成豎向荷載 屋面板
檁條
框架梁
剛架柱
基礎(chǔ)橫向水平風荷載 側(cè)墻墻面板
墻梁
剛架柱
基礎(chǔ);縱向水平風荷載 山墻面板
墻梁
抗風柱
屋面支撐
柱間支撐
基礎(chǔ);吊車橫向水平荷載 吊車軌道
吊車梁
牛腿
剛架柱
基礎(chǔ)吊車縱向水平荷載 吊車軌道
吊車梁
牛腿
剛架柱
柱間支撐
基礎(chǔ)1.3傳力路徑1.4結(jié)構(gòu)形式(a)單跨剛架(b)雙跨剛架(c)多跨剛架(d)帶挑檐架(e)帶毗屋剛架(f)單坡剛架1.5溫度區(qū)段《門剛規(guī)范》第4.3.1條 縱向溫度區(qū)段不大于300m; 橫向溫度區(qū)段不大于150m; 有計算依據(jù)時可適當加大;《普鋼規(guī)范》第8.1.5條門鋼規(guī)范取值更寬松1.5溫度區(qū)段A)設(shè)置雙柱;
B)吊車梁及檁條連接采用長圓孔;C)每個溫度區(qū)段形成獨立的支撐體系溫度縫構(gòu)造1.6剛架布置《門鋼規(guī)范》第4.2節(jié):(1)
跨度:一般為9~36m,常以3m為模數(shù)(2)柱距:應(yīng)綜合考慮使用要求、剛架跨度、荷載條件等因素,宜取6m、7.5m、9m。超過10m時,用鋼量顯著增加,一般需要設(shè)置托架或托梁。(3)高度:由使用要求確定,常為4.5~9m; 注意:當有橋式吊車時,高度不宜大于12m。(4)挑檐長度:根據(jù)使用要求確定,宜為0.5~1.2m(5)
屋面坡度:1/20~1/8(6)截面形式:多采用焊接H型鋼,可等截面,也可變截面;(7)柱腳形式:可鉸接,可剛接;【思考03】右圖所示剛架,柱腳是鉸接還是剛接?1.6剛架布置1.7屋面支撐布置參《門鋼規(guī)范》第4.5節(jié)(1)
屋蓋橫向支撐宜設(shè)置在溫度區(qū)段的第一個或第二個開間;當端部支撐設(shè)置在第二個開間時,在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。參《門鋼規(guī)范》第4.5節(jié)(2)在剛架轉(zhuǎn)折處(如屋脊和柱頂)應(yīng)沿廠房全長設(shè)置剛性系桿;(3)在設(shè)置柱間支撐的開間,宜同時設(shè)置屋蓋橫向支撐,以組成幾何不變體系。1.7屋面支撐布置參《門鋼規(guī)范》第4.5節(jié)(4)屋面交叉支撐一般按柔性拉桿設(shè)計,考慮一根受拉另一根退出工作。剛性系桿則應(yīng)按壓桿設(shè)計。(5)屋面檁條可兼作剛性系桿。但此時檁條需按壓彎構(gòu)件進行驗算。1.7屋面支撐布置參《門鋼規(guī)范》第4.5節(jié)(6)在設(shè)有帶駕駛室且起重量大于15T的橋式吊車的跨間,應(yīng)沿屋蓋邊緣設(shè)置縱向支撐。1.7屋面支撐布置【思考04】圖示廠房,左側(cè)山墻為開門方便,設(shè)置了2根抗風柱,其屋面支撐布置是否合理?1.7屋面支撐布置【思考05】圖示廠房,屋脊和柱頂布置了通長系桿,但是沒有橫向水平支撐的屋面梁中間并沒有布置通長系桿。請思考其原因。1.7屋面支撐布置《門鋼規(guī)范》第4.5節(jié)(1)柱間支撐間距應(yīng)根據(jù)房屋的柱距、受力情況和安裝條件確定,當無吊車時,宜取30~45m。(2)當建筑物寬度大于60m時,在內(nèi)柱柱列宜適當增加柱間支撐。1.8柱間支撐布置【思考06】圖示2跨廠房。中柱布置柱間支撐和不布置柱間支撐的情況下,屋面支撐的計算簡圖有何差別?山墻縱向風荷載的傳遞路徑有和差別?1.8柱間支撐布置1.8柱間支撐布置《門鋼規(guī)范》第4.5節(jié)當房屋高度較大時,宜分層設(shè)置柱間支撐。斜撐和柱的夾角應(yīng)在30~60度之間,宜接近45度。柱間支撐可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐。1.8柱間支撐布置當設(shè)有起重量不小于5T的橋式吊車時,柱間宜采用剛性支撐。在溫度區(qū)段端部,吊車梁以下不宜設(shè)置剛性柱間支撐?!舅伎?7】以下兩種柱間支撐布置方式,哪個更好?1.8柱間支撐布置第2節(jié)門式剛架的荷載2.1恒荷載(1)結(jié)構(gòu)自重、圍護結(jié)構(gòu)自重:按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》;(2)懸掛荷載、設(shè)備荷載等固定荷載:按實際情況常用數(shù)據(jù)(1)壓型鋼板、夾芯板自重:0.10~0.25kN/m2(2)屋面檁條、隅撐、屋面支撐等自重:0.10~0.15kN/m2(3)屋面恒載通常取值:0.20~0.30kN/m22.2活荷載《門剛規(guī)程》第3.2.2條當采用壓型鋼板輕型屋面時,屋面豎向均布活荷載標準值(按水平投影面積計算)應(yīng)般取0.5kN/m2注:構(gòu)件負荷面積超過60m2可取0.3kN/m2常用數(shù)據(jù)(1)屋面活荷載:驗算剛架時取0.30kN/m2(2)屋面活荷載:驗算屋面檁條時取0.50kN/m22.3雪荷載按《荷載規(guī)范》采用,考慮增大系數(shù)和不均勻系數(shù)。屋面雪荷載不與屋面活荷載同時考慮?!舅伎?8】某輕型門式剛架廠房位于南京,計算屋面檁條時活荷載取為0.50kN/m2,檁條是否安全?2.3雪荷載2.4吊車荷載《荷載規(guī)范》第5.1節(jié)(1)豎向荷載;最大輪壓Pmax(2)縱向水平剎車力;10%×Pmax(3)橫向水平剎車力;
起重量≤10T:12%×(G+Q)
起重量>10T:10%×(G+Q)
總橫向水平力平均分布到各輪上。
其中G為小車重量;Q為額定起重量。
注:手動吊車和電動葫蘆可不考慮水平荷載。2.5地震作用《門剛規(guī)程》第3.2.4條
地震作用按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011采用?!堕T剛規(guī)程》第3.1.6條
抗震驗算時,結(jié)構(gòu)的阻尼比可取0.05。比較《抗震規(guī)范》第9.2.5條
單層廠房鋼結(jié)構(gòu):根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)情況,取0.045~0.052.6風荷載wk——風荷載標準值(kN/m2);w0——基本風壓,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定值乘1.05;
z——風荷載高度變化系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定;
當高度小于10m時,應(yīng)按10m高度處的數(shù)值采用;
s——風荷載體型系數(shù)?!堕T鋼規(guī)程》第3.2.3條、附錄A2.6風荷載《門剛規(guī)程》《荷載規(guī)范》比較1:《門剛規(guī)程》與《荷載規(guī)范》的體型系數(shù)比較【思考09】當房屋檐口較低、跨度較大時,采用《門鋼規(guī)范》與《荷載規(guī)范》的體型系數(shù),哪個更偏于安全?2.6風荷載《門剛規(guī)程》《荷載規(guī)范》【算例01】柱距6m,檐高6m,跨度20m,上海。最大彎矩:Mmax=111.07kN*m總剪力Vx:Vx=15.419kN總吸力Nz:Nz=57.172kN最大彎矩:Mmax=100.8kN*m總剪力Vx:Vx=26.680kN總吸力Nz:Nz=38.115kN2.6風荷載【算例02】柱距6m,檐高10m,跨度15m,上海?!堕T剛規(guī)程》《荷載規(guī)范》Mmax=119.0kN*mVx=26.810kNNz=43.330kNMmax=148.2kN*mVx=44.782kNNz=28.886kN2.6風荷載封閉房屋半封閉房屋比較2:封閉房屋與半封閉房屋的體型系數(shù)比較注意:部分封閉式房屋的屋面風吸力要比封閉式大50%!2.6風荷載中間區(qū)端區(qū)比較3:中間區(qū)與端區(qū)的體型系數(shù)比較注意:端區(qū)風荷載較大,但是受風面積較小,因此通常端榀剛架截面不需要加大。2.6風荷載2.7荷載組合1.2D+1.4×L1.2D+1.4×W1.0D+1.4×W(恒載有利時)1.2D+1.4×C1.2D+1.4×0.9×L+1.4×0.9×W1.2D+1.4×0.9×L+1.4×0.9×W+1.4×0.9×C地震組合:《抗震規(guī)范》第5.4.1條非地震組合:《荷載規(guī)范》第3.2.4條1.2Gek+1.3×Eh第3節(jié)主剛架設(shè)計3.1計算簡圖按平面剛架計算;約束條件根據(jù)柱腳構(gòu)造決定;梁柱節(jié)點剛接還是鉸接根據(jù)構(gòu)造決定;3.2截面選取無橋式吊車:梁、柱可采用變截面或等截面有橋式吊車:柱宜采用等截面形式跨度≯15m,柱高≯6m時,剛架梁宜采用等截面??缍?gt;15m,柱高>6m時,宜采用變截面。多采用焊接H型截面:變截面或等截面3.3截面校核腹板的屈曲后強度計算強度驗算平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗算平面外整體穩(wěn)定驗算局部穩(wěn)定驗算特點:考慮腹板的屈曲后強度驗算內(nèi)容:按壓彎構(gòu)件驗算以下內(nèi)容:3.4腹板的屈曲后強度(A)構(gòu)造要求(1)腹板應(yīng)為直線變化,變化率(楔率)≤60mm/m;(2)板件寬厚比限值:(B)受壓和受彎腹板的有效寬度:利用屈曲后強度時,應(yīng)按有效寬度計算其截面幾何特性。當腹板全部受壓時:當腹板部分受拉時,受拉區(qū)全部有效,受壓區(qū)有效寬度為:3.4腹板的屈曲后強度(B)受壓和受彎腹板的有效寬度:3.4腹板的屈曲后強度(1)腹板兩邊緣的壓應(yīng)力分布不均勻系數(shù)——腹板板件邊緣中壓應(yīng)力較大的值,取為正;——腹板板件另側(cè)邊緣的應(yīng)力,以壓為正,拉為負(2)受壓板件穩(wěn)定系數(shù)(3)計算參數(shù)有效寬度的計算步驟:3.4腹板的屈曲后強度有效寬度的計算步驟:(4)有效寬度系數(shù)(5)腹板受壓區(qū)的有效寬度(6)腹板有效寬度的分布當截面全部受壓當截面部分受拉3.4腹板的屈曲后強度(C)受剪腹板的有效寬度:(1)計算板件受剪時的局部穩(wěn)定系數(shù)(2)參數(shù)(3)腹板屈曲后的抗剪強度(4)腹板的抗剪承載力3.4腹板的屈曲后強度3.5強度驗算(A)受彎構(gòu)件當截面為雙軸對稱時當時:當時:理解公式V=Vd時,【思考10】此處的受彎構(gòu)件強度驗算公式,和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》相比有何不同?(B)壓彎構(gòu)件當時:當時:當截面為雙軸對稱時3.5強度驗算3.6整體穩(wěn)定驗算平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗算平面外整體穩(wěn)定驗算詳見《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》第4節(jié)支撐體系設(shè)計4.1屋面支撐計算簡圖水平放置的桁架;承受抗風柱傳來的縱向荷載;柱間支撐位置為支點;受壓斜桿退出工作;【思考11】圖中屋面支撐布置有什么問題?對結(jié)構(gòu)受力有什么不利影響?改進措施?屋面支撐4.1屋面支撐屋面支撐計算簡圖張緊斜拉桿防止屋面梁平面外受彎順利傳遞抗風柱頂風荷載4.1屋面支撐4.2柱間支撐計算簡圖豎向放置的桁架;承受屋面支撐傳來的縱向風荷載;承受吊車縱向剎車力;基礎(chǔ)作為支點;受壓斜桿退出工作;【思考12】圖中柱間支撐布置有什么問題?對結(jié)構(gòu)受力有什么不利影響?有什么改進措施?柱間支撐鋼柱系桿4.2柱間支撐正確布置錯誤布置合理布置支撐防止柱平面外受彎順利傳遞縱向荷載4.2柱間支撐4.3隅撐計算簡圖減小剛架梁平面外計算長度;荷載:防止鋼梁失穩(wěn)所需的承載力按軸壓構(gòu)件設(shè)計;第5節(jié)圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1抗風柱計算簡圖柱腳多為鉸接;高度較大時,柱腳也可以剛接;承受山墻墻梁傳來的縱向風荷載;承受山墻墻板重量;按壓彎構(gòu)件設(shè)計;【思考13】抗風柱柱腳鉸接和剛接各有什么優(yōu)缺點?5.1抗風柱抗風柱頂和屋面梁的連接構(gòu)造【思考13】不傳遞豎向力,有什么優(yōu)點和缺點?【思考14】抗風柱頂節(jié)點有什么問題?對抗風柱受力有什么影響?對屋面梁受力有什么影響?抗風柱屋面梁Z型板5.1抗風柱正確構(gòu)造錯誤構(gòu)造Z形板正確放置保證縱向水平力順利傳遞5.1抗風柱5.2屋面檁條1)常用截面冷彎薄壁型鋼直邊C型、卷邊C型、Z型、卷邊Z型、H型【思考15】對于跨度相同的簡支檁條,當屋面坡度較大時,宜采用C型檁條還是Z型檁條?5.2屋面檁條2)放置方式【思考16】圖示檁條哪種放置方式更好?5.2屋面檁條3)檁條形式:簡支式、連續(xù)式(1)簡支檁條:多采用C型鋼,跨度較小時采用;(2)連續(xù)檁條:多采用卷邊Z型鋼,跨度較大時采用;搭接長度需計算確定。5.2屋面檁條(1)宜等間距布置。確定檁條間距時,應(yīng)綜合考慮屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計算確定。在屋脊處,應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道檁條,使得屋面板的外伸寬度不要太長(一般<200mm),在天溝附近應(yīng)布置一道檁條,以便于天溝的固定。常用間距:1.5m4)檁條布置5.2屋面檁條屋脊檁條檐口檁條5.2檁條設(shè)計5)拉條和撐管當檁條跨度>4m時,宜在檁條跨中位置設(shè)置1道拉條或撐桿;當檁條跨度>6m時,宜在檁條三分點處各設(shè)置1道拉條或撐桿;斜拉條需和檁條連接;當采用圓鋼作拉條時,拉條的直徑不宜小于10mm;圓鋼拉條可設(shè)置在距離檁條上翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi);風吸力作用下檁條下翼緣受壓時,宜設(shè)置在下翼緣附近;《門鋼規(guī)程》第6.3.5條《門鋼規(guī)程》第6.3.6條【思考17】拉條和撐管起什么作用?5.2屋面檁條6)計算簡圖根據(jù)構(gòu)造,按簡支梁或者連續(xù)梁計算;承受屋面恒載、活載和屋面風吸力;按雙向受彎構(gòu)件計算;具體計算詳見《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》5.3墻梁計算簡圖根據(jù)構(gòu)造,按簡支梁或者連續(xù)梁計算;承受屋面恒載和墻面風載;按雙向受彎構(gòu)件計算;5.3墻梁【思考18】指出圖示墻梁布置的錯誤。第6節(jié)節(jié)點設(shè)計6.0主要節(jié)點主要節(jié)點: 1)柱腳節(jié)點 2)梁柱節(jié)點 3)梁梁節(jié)點 4)支撐連接節(jié)點 5)檁條連接節(jié)點6.1柱腳節(jié)點1)鉸接柱腳平板鉸接柱腳;錨栓位于翼緣以內(nèi);底板下設(shè)置抗剪鍵;底板開孔為錨栓直徑1.2~1.5倍;墊板開孔比錨栓直徑大1~2mm;多采用細石混凝土找平;6.1柱腳節(jié)點2)剛接柱腳錨栓位于翼緣以外;帶靴梁的剛度大;無靴梁的剛度小;6.2梁柱節(jié)點1)節(jié)點形式端板厚度驗算;螺栓群承載力驗算;端板應(yīng)伸出翼緣,并應(yīng)設(shè)置加勁肋;端板斜放時,下排螺栓可不伸出翼緣;端板平放端板豎放端板斜放【思考19】某門式剛架,風吸力很大,采用端板斜放梁柱連接是否合適?A.邊柱和梁剛接6.2梁柱節(jié)點1)節(jié)點形式多采用端板高強螺栓連接;注意加勁肋設(shè)置端板豎放端板平放B.中柱和梁剛接6.2梁柱節(jié)點1)節(jié)點形式多采用端板高強螺栓連接;多采用端板平放;螺栓位于柱翼緣內(nèi);C.中柱和梁鉸接【思考20】計算簡圖?【思考21】判斷柱頂是鉸接還是剛接?柱頂連接有什么問題?對鋼柱有何影響?有什么改進措施?屋面梁中柱6.2梁柱節(jié)點正確構(gòu)造錯誤構(gòu)造端板剛度保證壓力順利傳遞6.2梁柱節(jié)點6.2梁柱節(jié)點2)構(gòu)造要求A)端板與鋼梁的連接焊縫:等強設(shè)計翼緣與端板:對接焊縫、角焊縫腹板與端板:角焊縫B)連接件:高強螺栓
《門鋼規(guī)程》第7.2.3條主剛架構(gòu)件的連接應(yīng)采用高強度螺栓,可采用承壓型或者摩擦型連接。當端板連接只受軸力和彎矩,或剪力小于抗滑移承載力時,端板表面可不作專門處理。6.2梁柱節(jié)點C)螺栓布置端板連接的螺栓應(yīng)成對對稱布置。在斜梁拼接處,應(yīng)將端板伸出截面高度范圍以外。在斜梁與剛架柱連接的受拉區(qū),宜采用端板外伸式連接;當采用外伸式連接時,翼緣內(nèi)外的螺栓群中心與翼緣中心應(yīng)盡量接近或者重合。《門鋼規(guī)程》第7.2.4條螺栓中心至翼緣板表面的距離,應(yīng)滿足擰緊螺栓的施工要求,不宜小于35mm;螺栓端距不應(yīng)小于2倍螺栓孔徑?!堕T鋼規(guī)程》第7.2.5條《門鋼規(guī)程》第7.2.7條端板上兩對螺栓之間的最大間距不應(yīng)大于400mm。【思考22】為什么要限制螺栓的最大間距?和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對比《門鋼規(guī)程》第7.2.6條門式剛架中,受壓翼緣的螺栓不宜少于兩排;當受拉翼緣兩側(cè)各設(shè)一排螺栓不能滿足承載力要求時,可在翼緣內(nèi)側(cè)增設(shè)螺栓;6.2梁柱節(jié)點(a)寬度:應(yīng)大于梁的翼緣寬度15~20mm,以便焊接(b)高度:設(shè)置外伸螺栓時,端板外伸長度為(3~4)d0;不設(shè)置外伸螺栓時,端板突出翼緣外側(cè)20mm(c)厚度:應(yīng)根據(jù)支承條件由抗彎驗算確定,且不小于16mmD)端板尺寸6.2梁柱節(jié)點A)計算要點《門鋼規(guī)程》第7.2.2條螺栓群承載力設(shè)計值應(yīng)大于梁端彎矩和剪力設(shè)計值。當連接處鋼梁內(nèi)力很小時,連接應(yīng)至少能承受相當于構(gòu)件截面承載力一半的內(nèi)力作用。B)計算內(nèi)容螺栓群承載力驗算;端板厚度驗算;節(jié)點域抗剪驗算;端板螺栓附近腹板抗拉強度驗算;3)計算內(nèi)容6.2梁柱節(jié)點4)螺栓群驗算6.2梁柱節(jié)點參照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的公式計算:5)端板厚度驗算6.2梁柱節(jié)點5)端板厚度驗算6.2梁柱節(jié)點伸臂區(qū)格(端板外伸且無加勁肋的外伸部分):bfNettf63兩相鄰邊支承區(qū)格(端板外伸時):兩相鄰邊支承區(qū)格(端板平齊時):feeebeNeetwffwtwf)](2[6++3feeebeNeetwffwtwf)](4[12++3feaNetwtw)5.0(3+3febbeNeetfswtwf]4)2([62++3注意:Nt
是一個高強度螺栓的受拉承載力設(shè)計值,而不是高強度螺栓所受的荷載??!三邊支承區(qū)格:無加勁類的區(qū)格6.2梁柱節(jié)點6)節(jié)點域抗剪驗算6.2梁柱節(jié)點《門鋼規(guī)程》第7.2.10條在門式鋼架斜梁與柱相交的節(jié)點域,應(yīng)按下列公式驗算剪應(yīng)力:——節(jié)點域的高度——節(jié)點域的寬度——節(jié)點域的厚度——節(jié)點域的不平衡彎矩設(shè)計值——節(jié)點域的鋼材抗剪強度設(shè)計值;抗剪驗算不滿足時:設(shè)置斜加勁肋;或加厚腹板;7)腹板抗拉驗算6.2梁柱節(jié)點《門鋼規(guī)程》第7.2.11條當梁腹板高度內(nèi),端板無加勁肋時,尚應(yīng)驗算梁腹板在中部高強度螺栓的拉力作用下的抗拉強度:當Nt2≤0.4P
時當Nt2
>0.4P
時如不滿足時,設(shè)置腹板加勁肋或局部加厚腹板。6.3梁梁節(jié)點1)節(jié)點形式端板厚度驗算;螺栓群承載力驗算;端板應(yīng)伸出翼緣,并應(yīng)設(shè)置加勁肋;A)計算要點《門鋼規(guī)程》第7.2.2條螺栓群承載力設(shè)計值應(yīng)大于梁端彎矩和剪力設(shè)計值。當連接處鋼梁內(nèi)力很小時,連接應(yīng)至少能承受相當于構(gòu)件截面承載力一半的內(nèi)力作用。B)計算內(nèi)容螺栓群承載力驗算;端板厚度驗算;(不需要)節(jié)點域抗剪驗算;端板螺栓附近腹板抗拉強度驗算;2)計算內(nèi)容6.3梁梁節(jié)點6.4支撐連接節(jié)點1)圓鋼支撐腹板開長圓孔;圓鋼穿過腹板;6.4支撐連接節(jié)點2)角鋼支撐端部焊接節(jié)點板,采用高強螺栓和屋面支撐連接;支撐交點處采用節(jié)點板;6.4支撐連接節(jié)點3)鋼管支撐端部焊接水平節(jié)點板,采用高強螺栓和屋面支撐連接;支撐交點處采用節(jié)點板;節(jié)點板貫穿;【思考09】從圖中判斷哪根是壓桿,哪根是拉桿?節(jié)點破壞的原因?正確的構(gòu)造應(yīng)該如何?柱間支撐拉裂6.4支撐連接節(jié)點正確構(gòu)造錯誤構(gòu)造節(jié)點板貫通保證拉力順利傳遞6.4支撐連接節(jié)點6.5檁條連接節(jié)點1)C型簡支檁條6.5檁條連接節(jié)點2)Z型連續(xù)檁條第04章多層鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計提綱1.多層鋼框架的結(jié)構(gòu)體系2.多層鋼框架的結(jié)構(gòu)布置3.多層鋼框架的荷載和荷載組合4.多層鋼框架的結(jié)構(gòu)分析5.多層鋼框架的樓蓋設(shè)計6.多層鋼框架的鋼柱設(shè)計7.多層鋼框架的支撐設(shè)計8.多層鋼框架的節(jié)點設(shè)計9.多層鋼框架的抗震設(shè)計第1節(jié)多層鋼框架的結(jié)構(gòu)體系1.1結(jié)構(gòu)組成樓板梁柱支撐1.2破壞模式豎向荷載作用下(重力)(a)水平構(gòu)件破壞(b)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)(a)結(jié)構(gòu)傾覆(c)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形過大(b)結(jié)構(gòu)整體彎曲或剪切破壞水平荷載作用下(風、地震)1.2破壞模式1.3結(jié)構(gòu)體系分類根據(jù)抗側(cè)力體系的不同:純框架體系框架支撐體系框架剪力墻體系框筒體系1.4純框架體系通過梁柱剛接來抗側(cè)在水平力作用下,剛接框架的側(cè)移由兩部分構(gòu)成:1)結(jié)構(gòu)傾覆力矩造成柱拉壓變形而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)整體彎曲引起的側(cè)移。小于總側(cè)移的10%~20%。
2)結(jié)構(gòu)剪力造成的梁柱受彎引起的側(cè)移;框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力,主要取決于剪力作用下梁柱的抗彎剛度--其側(cè)向變形為剪切型1.4純框架體系鉸接、剛接、半剛接1.4純框架體系EC3對梁柱連接方法的分類1.4純框架體系1.5框架支撐體系非地震區(qū)、6度區(qū)和7度區(qū):中心支撐交叉支撐K型支撐單斜桿支撐V型支撐人字支撐主要通過支撐來抗側(cè)8度區(qū)和9度區(qū):偏心支撐主要通過支撐來抗側(cè)1.5框架支撐體系【思考01】比較下面3種支撐的優(yōu)缺點 如:抗側(cè)剛度、靜力性能、抗震性能1.5框架支撐體系【拓展】耗能支撐,既能耗能,又無偏心;1.5框架支撐體系變形特征:整體為彎曲變形+少量剪切變形1.5框架支撐體系【思考02】比較以下3種結(jié)構(gòu)的變形特征。1.5框架支撐體系剪切型和彎曲型變形都是指整體變形1.5框架支撐體系1.6框架剪力墻體系混合結(jié)構(gòu)--鋼結(jié)構(gòu)框架與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剪力墻并聯(lián)鋼框架--主要抵抗豎向荷載--強度高,延性好、跨度大,施工方便剪力墻--主要抵抗水平作用--剛度大,成本低,防火性能好(a)彎曲變形(b)剪切變形(c)組合變形1.7框筒結(jié)構(gòu)密柱深梁形成框筒抗側(cè)變形特征:(1)柱產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)整體彎曲相適應(yīng)的軸向變形(2)梁以剪切變形為主(3)存在剪力滯后效應(yīng)(4)柱距越大,剪力滯后效應(yīng)越大【思考03】有什么辦法減小剪力滯后效應(yīng)?從而達到更高的結(jié)構(gòu)高度?1.7框筒結(jié)構(gòu)第2節(jié)多層鋼框架的結(jié)構(gòu)布置2.1建筑平面布置宜為具有光滑曲線的凸形平面(矩形、圓形等),以減小風荷載減小風荷載、地震下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng):平面宜簡單、規(guī)則、有良好的整體性,使剛度中心與質(zhì)量中心接近【實例01】減小風荷載的平面形狀2.1建筑平面布置盡量避免平面不規(guī)則不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進的一側(cè)尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%,或有較大的樓層錯層2.1建筑平面布置【思考04】圖示多層鋼框架,質(zhì)量中心偏向左側(cè),圖示兩種支撐布置,哪個更合理?2.1建筑平面布置【思考05】圖示建筑平面為凹凸不規(guī)則,有沒有什么辦法從結(jié)構(gòu)上避免凹凸不規(guī)則?2.1建筑平面布置2.2建筑豎向布置為減小地震作用的不利影響建筑豎向形體宜規(guī)則均勻避免過大的外挑、內(nèi)凹各層豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上下貫通層高不宜有較大的突變盡量避免豎向不規(guī)則不規(guī)則類型定
義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%2.2建筑豎向布置(1)對不規(guī)則結(jié)構(gòu),采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度的計算模型;(2)控制樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移,位移比不大于1.5;(3)放大薄弱層的地震剪力(1.15倍)并調(diào)整該層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受剪承載力;(4)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施等,豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時該構(gòu)件傳給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)增大25~50%。(5)對特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu),可適當設(shè)置防震縫。2.3處理辦法建筑平面和豎向不規(guī)則的處理辦法2.4框架柱布置柱網(wǎng)盡量規(guī)則;柱強軸方向:梁柱剛接,形成剛接框架柱弱軸方向:柱較強時,梁柱剛接;柱較弱時鉸接,但應(yīng)設(shè)置柱間支撐以增強抗側(cè)剛度,形成柱間支撐—鉸接框架建筑橫向為柱強軸方向,縱向為柱弱軸方向地震區(qū):雙向均采用剛接框架—支撐體系【思考06】圖示多層純框架結(jié)構(gòu),兩個方向梁柱均剛接,柱采用H型截面,在重力荷載作用下,邊柱彎矩較大,導(dǎo)致柱截面過大,有什么改進辦法?2.4框架柱布置2.5抗側(cè)力構(gòu)件布置結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)剛度、承載力宜上下相同,或自下而上遞減,避免突減,防止下柔上剛地震區(qū)的多層房屋鋼結(jié)構(gòu),框架柱宜上下連續(xù)貫通并落地;不能貫通或落地時,應(yīng)合理設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件,保證傳力簡潔、安全可靠支撐宜上下連續(xù)貫通并落地有地下室時,鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)延伸至地下室結(jié)構(gòu)兩個方向的動力特性宜接近【思考07】圖示多層框架結(jié)構(gòu),中柱由于建筑要求無法落地,比較右圖所示3種處理辦法的優(yōu)缺點。2.5抗側(cè)力構(gòu)件布置【思考08】圖示多層框架支撐結(jié)構(gòu),中跨底層支撐由于開門的原因無法落地,請問圖示兩種處理辦法,哪種更好?2.5抗側(cè)力構(gòu)件布置2.6樓層平面內(nèi)支撐布置樓層平面內(nèi)應(yīng)有足夠的剛度(計算時通常假定樓層平面內(nèi)剛度無窮大),保證結(jié)構(gòu)整體協(xié)同工作,有效傳遞水平力混凝土樓板、組合樓板:與鋼梁有可靠連接時,剛度大,可不設(shè)置水平支撐;否則,應(yīng)設(shè)置水平支撐樓面開大洞時,應(yīng)在開洞周邊的柱網(wǎng)區(qū)格內(nèi)設(shè)置水平支撐【思考09】圖示某框架結(jié)構(gòu),次梁的4個支點上放置了一臺水平振動設(shè)備,根據(jù)工藝要求,設(shè)備下方需開洞。樓板采用鋼格柵板,設(shè)置支撐前后哪種受力更合理?2.6樓層平面內(nèi)支撐布置第3節(jié)荷載和荷載組合(請自學(xué))3.1荷載1.豎向荷載:按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》恒載、樓面活荷載、屋頂活荷載、積灰荷載、雪荷載的計算(取值),一般應(yīng)考慮活荷載的不利分布工業(yè)建筑:吊車荷載2.風荷載:按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》3.地震作用:按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》3.2組合A)承載力極限狀態(tài)組合1)非抗震設(shè)計1.2*恒+1.4*活+1.4*0.6*風1.2*恒+1.4*0.7*活+1.4*風1.35*恒+1.4*0.7*活+1.4*0.6*風2)抗震設(shè)計:小震1.2*重力荷載代表值+1.3*水平地震3)抗震設(shè)計:大震B(yǎng))正常使用極限狀態(tài)組合1)非抗震設(shè)計1.0*恒+1.0*活+1.0*0.6*風1.0*恒+1.0*0.7*活+1
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