本文作者:聊城钢结构设计公司

钢结构框架设计过程总结(钢结构框架结构图)

聊城钢结构设计公司 2周前 ( 11-15 23:09 ) 970 抢沙发
今天给各位分享钢结构框架设计过程总结的知识,其中也会对钢结构框架结构图进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

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本文目录一览:

框架结构的房子建造的过程

一般钢筋混凝土框架结构房屋的施工顺序为:测量放线→基础土方开挖→桩、独立柱基础→框架结构→墙体砌筑→室内外装饰→给排水、消防、电气安装及室外配套工程→工程收尾清理与设备调试→资料整理、竣工验收。

在建筑施工中应根据建筑的类型、结构、现场条件、施工环境等因素的不同,对每个单位工程,按其施工特点和具体情况合理地确定施工顺序。

扩展资料:

框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度;

框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。

参考资料来源:百度百科-施工顺序

钢结构框架设计过程总结(钢结构框架结构图) 结构桥梁钢结构施工

钢构人必读——钢结构住宅设计的几点总结,一般人还不知道

从设计角度分析钢结构住宅体系的特点,介绍异型钢柱住宅项目的设计思路。针对框架结构采用不同阻尼比、基础方案等问题进行数据对比分析;总结设计中常见问题注意事项;对设计标准提出不同意见。

一、钢结构住宅体系选择

从已建成的钢结构住宅来看,主要有钢结构框架设计过程总结

1)薄壁型钢组合墙板形式;

2)纯框架形式;

3)框架支撑形式;

4)型钢混凝土组合形式;

5)钢框架-混凝土抗震墙形式等等。

这些结构形式各有特点,其中薄壁型钢组合墙板形式特别适宜定型产品,其体系是从墙板结构演变而来,即将薄壁型钢柱构件按大约600mm 的间距布置形成竖向承重结构、型钢间设支撑系统以抵抗水平力,楼板根据竖向型钢的位置布置成密肋支撑结构,因上部结构为类墙板结构,其基础根据受力情况设成条形基础,对地基要求不高。

薄壁型钢组合墙板住宅受密布结构的影响,对开间、门窗洞口、挑出构件尺寸均有一定限制。

后面几种形式可以满足多高层住宅设计要求,但从使用的角度都存在一个共同问题,即梁柱突出对住宅内部观感的影响。

住宅相对于其它建筑有其特殊性,办公、厂房可以采用较为固定柱网,层高也较高,其梁柱所占空间给人的感观是适宜的,柱网规则有利于梁的布置。

相反住宅是一个变化多端的产品,根据建筑的要求,很少布置出规则的柱网,房内开间相对较小、变化较多,不利于钢框架布置。

由于钢材的特点,它在住宅中只能形成框架体系或桁架体系,可以说框架体系如果适用于普通住宅,钢框架必然有其大显身手的地方,普通框架结构不能解决住宅应用问题的话,常规钢框架体系在普通住宅中应用也有相似的弱点。

受短肢剪力墙结构的启发,笔者在钢结构住宅设计中将钢柱设计成异型柱形式,以配合建筑变化的要求,图1 是两种异型钢柱截面,根据建筑墙体厚度减去面层厚度来设定翼缘宽度,框架梁与异型钢柱各个方向的翼缘刚接,图2 为相应的节点连接详图。

异型钢柱示意图

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异型钢柱梁柱节点详图

某住宅项目三层样板间设计成异型钢柱纯框架结构,建筑采用砌块隔墙,建成后外部及室内观感均令人满意,与该住宅成品(混凝土剪力墙结构)实际效果一致,下图是样板间实景。

在工业厂房设计中经常采用异型钢柱,采用排架受力体系时,异型钢柱经常设计成双轴对称或主受力方向单轴对称,厂房纵向采用支撑系统抵抗纵向水平力,系杆、支撑构件多连接于异型柱弱轴形心轴上,这样在结构概念设计及采用杆系软件计算容易处理。

住宅中应用异型钢柱与厂房设计还是有很大区别的,下图是厂房梁柱连接方式与住宅梁柱连接方式的简单比较

可以看出在住宅中,梁柱的截面形心轴不在同一位置上,不符合常规设计理念,在采用杆系软件计算时无法解决偏轴问题。

尽管如此,与短肢剪力墙结构相比,笔者认为异型柱是在原来较大的矩形框架柱截面或整片混凝土墙修改为的截面面积较小的异型截面,相应地也减少了截面特性,而异型钢柱是在一个工字钢截面上增加一个T型截面,相应地是增加了弱轴方向的截面特性,特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接,优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接,加强了工字钢柱弱轴稳定,对结构安全是很有利的。

一般认为工字钢柱弱轴刚性连接不可靠,所以在很多构造手册上建议在弱轴采用铰接框架加支撑体系或者采用钢管柱设计方案,抗震规范“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱形截面。当仅在一个方向刚接时,宜采用工字形截面,并将柱腹板置于刚接框架平面内。”

规范中虽然没有明确说不可采用工字钢柱弱轴与钢梁刚接,但根据抗震规范节点抗震承载力验算要求,弱轴连接一般是无法满足相关条款要求的。

异型工字钢柱相比箱形柱的节点加工容易、施工方便节约钢材,相比框架支撑体系减少了支撑部分的设置,从应用角度可灵活用于住宅墙体中,满足建筑师对住宅内无外露结构构件的要求。

笔者认为异型钢柱在结构分析中存在以下问题钢结构框架设计过程总结

1)异型钢柱全截面受力情况分析,这里主要指在弱轴上增加 T 型构件,是否就相应的增加了这部分的截面特性,包括 T 型构件偏轴远近的影响,笔者认为钢柱类型不同,截面特性增加比例也会不同;

2)异型钢柱局部稳定性计算,这点可以参考规范中柱板件宽厚比进行控制;

3)梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析,采用普通杆系计算软件是不能解决这个问题的。理想的计算模型应该采用有限元整体建模方式进行内力分析, 可以解决上述问题,但建模工作量太大了。

笔者在设计中根据以下几个原则来确定柱截面:

1)按方钢管柱方案进行结构分析,根据计算应力比结果接近 0.9 的情况,选定框架梁截面尺寸,根据方钢管截面特性初选 X,Y 方向上工字钢截面,计算时不考虑腹板作用,初步确定异型柱截面;

2)按工字钢柱方案进行结构分析,异型柱 T 型构件布置方向,设柔性支撑代替异型柱中 T 型构件在工字钢弱轴上的刚度影响,按有侧移钢框架计算,调整异型钢柱中工字钢截面尺寸;完成后调整工字钢及柔性支撑布置方向,验算 T 型构件与工字钢腹板组成的工字钢截面尺寸;

3)根据上一步建立的模型,选取工字钢强轴所在的单榀框架进行抗震验算,只参考工字柱强轴应力计算结果,检验异型柱单向受力是否满足;

4)根据上述计算结果,手工核算梁柱节点处抗震承载能力,基础设计时考虑偏轴引起的附加弯矩;

5)以普通工字钢柱和方钢管柱按无支撑框架体系分别进行正常设计,其中钢梁按设计所选截面计算,根据合适的计算结果,统计钢柱用钢量以控制异型柱用钢量的上下限。

上述方法没有可依据的计算公式及条文,对偏轴引起的附加弯矩对整体的影响没有更多处理,这也是笔者只在二三层住宅设计中应用,没在更高的工程里使用异型钢柱的原因。笔者提出异型钢框架方案,希望得到大家的批评指正。

二、设计细节的问题

1、 整体计算时选取合适的结构阻尼比根据抗震规范要求,除专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,当阻尼比不等于0.05时,地震影响系数曲线应进行修正,钢结构相关阻尼比选取值见表 1。

表 1 不同结构阻尼比应用值

从表 1 中数据可以看出,不同的钢结构体系有不同的地震影响系数,如果在结构分析时错误选择阻尼比对设计结果会产生较大影响,其中钢管混凝土和钢-砼混合结构由于是两种材料共同作用,在选取阻尼比时,应根据两种材料应用比例综合考虑阻尼比,结构整体刚度越柔,阻尼比选值越低。

2、刚接柱脚设计

常见柱脚分埋入式、外包式、外露式。在住宅设计中多采用外露式,相比其它两种方式,其现场安装、定位方便。

在设计时应注意,柱脚的刚度是靠底板的弹性变形或塑性变形来实现的,这就意味着整个结构变形包括钢结构本身变形及底板受拉变形后引起的整体变形,如在分析内力时视外露式为刚性柱脚,设计中要考虑层间位移角限值要有一定的富裕,同时应考虑底层钢柱弯矩反弯点下移引起的柱顶弯矩增大。

根据节点设计要求,为保证罕遇地震时不发生柱脚节点先于钢柱破坏,柱脚节点连接处的极限抗弯承载能力应大于 1.2 倍钢柱的全塑性受弯承载力(Wpnx·f)才可以,常见设计方法是根据柱脚反力来确定柱脚螺栓直径、连接焊缝,这样只能保证柱脚节点在多遇地震作用下具有一定强度而不破坏,而柱脚弯矩设计值所需截面抵抗模量一般小于钢柱本身截面抵抗模量(Wx),以H628X260X10X14 工字钢为例,1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍,外露式很难保证这项设计要求。

而采用其它两种柱脚方式在转递钢柱内力时很容易满足前项要求,设计中传力明确、计算容易、构造简单、节省钢材。插入式柱脚构造相比埋入式更简单,大部分书籍认为可靠性不如埋入式,建议用于单层钢结构厂房,不适合高层建筑钢结构。

笔者认为在多层建筑钢结构可以采用,因为在许多工业项目中,单层厂房层高多在 10~30m,厂房内设多台吊车及大量检修平台,单柱荷载及地震作用往往大于普通住宅的情况,多层住宅柱脚在概念设计和计算设计都满足规范要求的情况下,采用插入式是没有问题的。新钢结构规范也增加了插入式柱脚的设计和构造规定。

3、楼板设计

楼板有预制楼板、现浇楼板、组合楼板等。采用预制楼板时应考虑预制板由于温度变化、荷载分布等原因,造成楼板接缝处开裂形成的单侧翼缘附加弯矩影响,即钢梁平面内整体抗弯应力与翼缘平面外抗弯应力双向组合后要满足折算应力限值,有些项目将楼板搁置在下翼缘上尤其要注意这个问题。

压型钢板组合楼盖在钢结构住宅中应用很多,整体分析时要考虑组合板的各向异性对框架梁的影响,包括根据楼板设置情况确定连续板或简支板、传力路径是单向还是双向、组合钢梁是按强边还是弱边组合造成的刚度差异;楼板设计时要避免集中单向布置楼板,使结构体系形成横向或纵向承重,做到合理布置组合楼板,尽量形成双向承重结构。

4、梁柱刚性连接设计

梁柱间刚性连接计算可按常用设计法或全截面受弯设计法进行,当钢梁翼缘的抗弯承载力大于整个截面承载力的 70%时,可采用常用设计法进行设计,小于 70%时,应采用全截面抗弯设计法,在住宅设计中,钢梁多属于前者,常用设计法计算原则为翼缘和腹板分别承担弯矩和剪力,普遍认为计算容易,结果偏于安全。

事实上根据多高层房屋钢结构梁柱刚性连接节点的抗震设计和多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的设计,不做任何处理的将钢梁与钢柱进行栓焊等强连接是很难达到强节点弱杆件的设计要求,对加强式节点设计有设计及构造详细说明。

具体做法主要有三种方式:梁端翼缘加焊楔形盖板、梁端底部加腋、犬骨式连接。通过笔者在实际应用后认为,三者都存在增加施工难度的问题。第四种方式:梁端翼缘加宽方式,但在标准图集中不作为主推形式介绍,当建筑对梁宽没有要求的情况下,这种连接方式最为实用、便捷。

三、设计标准的问题

1.“轻型”钢结构概念问题

近年来因“轻型门式刚架房屋”的出现,在许多设计人包括结构设计人员的头脑中形成一种轻(质量)钢材概念,一遇到附属建筑设施或看似不重要的结构时就提出用“轻钢”来解决,却不注重该部分对主体结构的效应分析,事实上结构概念设计时应清楚,“轻型”实际上是指结构承受相对较轻的荷载,住宅设计中不会因为采用钢结构而减少荷载使用标准,结构体系无论采用钢还是混凝土,构件效应分析是没有原则上区别的。

2.多高层钢结构设计区别

根据规范有关条文,包括钢结构抗震调整系数,框架柱长细比,框架构件宽厚比等控制条款,均以 12 层作为区分点,因此可以理解为高层钢结构是指 12 层以上的建筑物。高规中高层是指 10 层及 10 层以上或房屋高度超过 28m 的建筑,这其中包括混合结构,再参考国外部分国家高层起始高度多设在 25~30 米或 8 至 11 层。

由此看来我国的多层钢结构适用范围要高于普通结构,也高于国外标准。多高层钢结构不仅构造不同,相关抗震调系数也不同,限值差别太大,在前面表 1 已说明,笔者认为此区分过于宽泛,举例说明一下:层高平均 4m,12 层建筑物高度 48米,是高规中 28 米限值的 1.7 倍,这就产生下面的问题,在混合结构中,混凝土结构应按高规构造设计,钢结构可以按多层构造设计,执行了两种标准。

3、《钢结构设计规范》

对住宅结构设计指导作用不大新版规范延续了工业建筑钢结构设计指导思想,例如在变形允许值按厂房构件进行分类,对民用建筑构件不做细分;温度区段设置要求以排架结构方式进行划分而不考虑纵横向承重体系、钢混组合结构的特点来区分,特别是强制性条文第 8.1.4 条“结构应根据其形式、组成和荷载的不同情况,设置可靠的支撑系统。

在建筑物的每一个温度区段或分区建设的区端中,应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。”从文字上理解,钢结构不应该采用无支撑的纯框架结构,这显然与实际应用不符,设置支撑与否应以结构设计需要来确定,根据条文说明也可以知道这是一个原则规定,但作为强制性条文,必须严格执行值得商榷,民用建筑在使用要求上不同于工业建筑,包括一些结构体系也存在差异,应区别对待。

相比其他规范不断完善抗震部分内容,新版只在总则中提到应符合相关抗震规范的规定,似乎抗震设计在钢结构中并不重要,实际上在北岭和阪神地震后,国外开始纷纷重视钢结构抗震设计的研究,国内也有很多文章介绍,应该有很多成果可以总结成文的。我国抗震规范规定应根据抗震设防烈度采取不同的抗震措施,而钢结构抗震要求却没有任何区别也是不妥的。

四、设计钢结构住宅应尊重住宅使用的根本要求

钢结构住宅是今后发展的一个重要方向,但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分,它不是建筑使用中的主要成分,钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则,然后才是发挥钢结构的优势,单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。

对于钢结构住宅不能因为要推广钢材在建筑中的应用而简单、强行在住宅结构中使用,这样作对推广钢结构住宅没有实际意义。相对而言公建、体育场馆、工业厂房等是钢结构在建筑中最能发挥其特长的领域,近年来,我们已经深刻感觉到这种应用变化。

电梯钢结构设计要点及施工应注意哪些事项

77、什么是负刚度?答:一根压杆,由于作用有轴力,它实际上的抗侧刚度有所减小,它刚度的减小,是由于轴力产生的,所以可以认为轴力产生了负刚度。一个 简单的门式刚架,比如说中间加有摇摆柱,摇摆柱就是负刚度。本来刚架本身有一定的刚度,不加摇摆柱时,结构刚度很好,钢柱稳定计算也可以算过去。但是加上 摇摆柱,原来能算过去的钢柱稳定现在反而不够了。摇摆柱不仅不能给结构提供刚度,还需要结构给它提供刚度。这时我们说摇摆柱就是负刚度。78、在设计中强 剪弱弯是怎么体现的?答:“强剪弱弯”是抗震设计中对结构延性的基本要求之一,钢筋混凝土受弯构件有两种破坏可能:弯曲破坏和剪切破坏。发生弯曲破坏时, 钢筋屈服后形成塑性铰,从而具有塑性变形能力,构件表现出很好的延性。而发生剪切破坏时,其破坏形态是脆性的或延性很小,不能满足延性的设计要求。因此, 抗震设计时要求构件的抗剪能力大于抗弯能力,即强剪弱弯。在设计方面主要体现在《混凝土规范》11.3.2、11.3.7、11.4.4、 11.4.15(在《抗规》和《高规》里也有同样的规定)。截面太小首先配筋不便,并且如果梁高太小会造成钢筋分布太近,不能充分发挥作用;其次很容易造 成梁的刚度不够。对于梁的剪切破坏主要有三种:1、斜压破坏,主要发生在腹部很薄的T型、工字形截面梁内,对于有腹筋梁,当腹筋配置过多腹筋超筋也产生这 种破坏,这种梁的跨高比很小;2、斜拉破坏,这种梁跨高比很大,少筋破坏;3、剪切破坏即跨高比居中的情况。79、为什么扭转比平动震害大答:平动产生的 应力基本是均匀的,而扭转产生的应力不是均匀分布的,角部应力集中。况且实际使用中荷载(质量)分布不均匀,会加重扭转的80、最大位移和最大层间位移的 区别?答:最大位移和最大层间位移都是相对的概念,一般建筑的最大位移发生在顶端,故最大位移一般指建筑物顶端相对于建筑物底部的侧移,最大层间位移是指 相邻两层之间的最大相对侧移;限制最大层间位移可能是为了防止出现局部较大的薄弱层,以防建筑物刚度沿高度方向有较大的突变;限制最大位移则主要处于安全 和正常使用等方面的考虑。请高手补充80、刚度是什么意思?答:刚度是指:单位变形条件下,结构或构件在变形方向所施加的力的大小。在结构静力或动力分析 时需要用到。如用位移法分析结构内力时要用到刚度矩阵,计算地震作用或风振影响时需要用到结构的刚度参数。还有在设计动力机器基础时也需要用到结构刚度参 数。 刚度是和材料特性及截面特性直接相关81、阻尼比与结构所受到的地震作用有何关系?答:1)首先是关于阻尼比对结构自振周期的影响:阻尼比对振动系统的自 振周期是有影响的,这可以从有阻尼单自由度系统的自振周期ωD的表达式中明显可见:ωD=ω(1-ζ2)1/2,但由于实际结构系统的阻尼比ξ通常都小于 0.1,所以有阻尼系统和无阻尼系统的自振周期ω近似相等,实际计算中通常按无阻尼系统的自振周期确定。至于wenjin提到“分别输入阻尼比为 0.05,和0.5做弹塑性时程分析,结果是周期不变”,并非证实阻尼比对结构的自振周期毫无影响,实际上这是因为程序通常都是按照无阻尼系统来计算结构 的自振周期(原因如上),所以不管你输入多大的阻尼比,计算得到的自振周期永远都是一样。2)阻尼对结构的影响主要反应在其对结构振动幅值(非振型)的消 减方面。增大阻尼,可以大大降低结构的变形幅值;反之相反。 3)阻尼的概念是指振动系统在振动过程中所有耗散振动能量的机制。因此,实际结构系统的阻尼是十分复杂的,包括由于材料分子之间的摩擦引起的内阻尼机制、 构件之间支承与连接部位的摩擦机制、振动时与周围介质(大气等)的相互作用引起的能量耗散机制、振动时基础与地基相互作用引起的能量耗散机制等。所有这些 机制显然均与结构的质量分布和刚度分布无关,但与结构的材质有关系。82、什么是地震动?答:地震动是指由震源释放出来的地震波引起的地面运动。这种地面 运动可以用地面质点的加速度、速度或位移的时间函数表示。地震动的显著特点是其时程函数的不规则性。现阶段的研究强烈依赖强地观测。83、厂房开推拉门, 推拉门开小门能不能达到防火疏散要求?答:现行规范中强条规定,对厂房建筑疏散门不能用推拉门,即使是推拉门上开小门也不行的。所以要用推拉门,只能另外 设置平开门作为疏散用。84、什么是风振系数?什么是阵风系数?答:风振系数主要反映的是风引起的结构振动影响的大小,是风荷载引起的动力反应。 阵风系数考虑的是直接承受风荷载作用的围护结构的风反应增大系数,只用于计算围护结构。

85、PKPM平面内计算长度要不要调整?答:就我所知:在STS平面分析程序中,平面内计算长度系数默认为(-1),是这样的,(-1)表示由程序自动 确定计算长度系数,如果手工修改为一个大于0的数,则程序就不再自动确定计算长度系数,而采用手工输入值作为计算长度系数。如果保持程序默认(-1),则 程序自动确定计算长度的方法是这样的:1、对于门式刚架,且选择门规验算时,平面内计算长度按门规侧移刚度方法程序自动确定;2、对于框架结构,选择钢结 构规范验算,则按钢结构规范线刚度比方法程序自动确定;3、对于有吊车作用的排架结构,选择钢结构规范验算,对于排架柱,按钢结构规范阶形柱的计算长度确 定方法程序自动确定,非排架柱按线刚度比方法确定。以下情况下需要考虑手工修改: 1、带夹层的门式刚架,对于夹层柱; 2、超过二阶以上的排架柱; 3、有侧移的框架,柱的上下梁都为铰接情况。86、sts-satwe计算时,负弯矩调幅系数取多少?答:负弯矩调幅系数主要针对砼结构中的连续次梁,对 主梁不允许调幅。在sts用satwei分析时,最好将次梁做成铰接,因此此系数对计算结果影响不大。87、剪重比怎么控制?答:剪重比超限就是意味着计 算的地震作用小于《抗规》5.2.5条的下限,宜适当加大结构的截面尺寸,提高其刚度,使地震作用不至于太小而不安全;当地震作用超出其上述限值太多时, 应适当减小结构刚度,使结构设计比较经济合理。规定剪重比的下限,就是为了提高结构在水平地震作用的安全性,让结构能承担大于该薄弱楼层按刚度分配的剪力 值,不至于过早的出现塑性铰。88、STS计算砼柱钢梁结构,选用门规和钢规砼柱配筋,为何相差很大?答:用STS计算钢梁砼柱结构,选用门刚规范与钢结 构规范,砼柱配筋相差很大,是柱的计算长度的差异引起的。89、用STS设计混凝土柱加变截面钢梁的单层工业厂房?答:可以按STS中的排架结构设计。此 时屋面如果是采用轻型钢结构材料,可以按门刚架工程进行变截面钢梁的设计;程序对于混凝土柱自动按混凝土规范计算。对于这种结构型式,关键是做好混凝土柱 和钢梁的节点铰接设计,这个连接节点目前需由用户自行设计;有条件的话建议在钢梁下部设置一根单拉杆来释放钢梁对柱顶产生的较大水平力。假如还要进行混凝 土柱的施工图绘制工作,在计算分析完以后,如果作用有吊车,需进行“PK-排架绘图“,如果没有吊车作用,只要选择”PK-框架绘图“就 可绘制柱施工图了。 90、STS软件中的“吊车梁跨度”和“相邻吊车梁跨度”?答:即柱距,是吊车梁的跨度。91、带支撑的钢结构框,SATWE算得的底层柱底内力?答:目 前SATWE输出的底层柱底内力未包含与柱脚连接的支撑构件内力。在STS钢框架节点连接设计程序中可以自动完成支撑构件内力到柱脚节点内力的转换。如果 必须要进行人工柱脚节点设计,建议另建一个计算模型并在最底层再增加一个很矮的标准层,形成一段短柱得到合并后的柱脚内力设计值。92、目前STS门型柱 间支撑计算?答:目前在“墙面设计”模块中还不能计算。可以在STS二维计算程序中单独建模分析。93、新版STS计算中“变截面柱腹板高厚比不满足允许 值”的提示,允许值文本文件显示56.45?答:STS 从2004年4月版本开始根据规范改进了变截面柱腹板高厚比允许值计算方法。程序首先判断变截面柱是否满足门式刚架规程6.1.1条第6款中腹板高度变化 率是否小于60mm/m的要求,如果不满足则按入W=0.8及该条第7款计算变截面拄腹板高厚比允许值,如果采用Q345钢则允许值变为56.45。 94、钢框架节点设计时程序不满足抗规8.2.8条,多次调整梁截面都不行?答:STS 对此已作了改进,可自动调整设计结果(如增加螺拴数量、增加连接板厚度、增加焊角尺寸、或者将单剪连接改双剪连接等措施),以尽可能满足该条要求。如果 Mu1.2Mp不能满足,需要修改梁截面(一般要求采用大翼缘截面尺寸),或者参考有关图集来加强梁端连接或者削弱梁截面解决,从规范条文理解分 析,对于悬臂梁构件可不按此条要求处理。95、无支撑钢框架和SATWE里的“p-△“效应?答:SATWE中的“p-△“效应是针对混凝土结构的,于钢 结构设计规范中的二阶弹性分析有所不同,目前STS还不能做此类结构的二阶弹性分析。96、问:SATWE软件计算钢结工程,在各层配筋的文本文件 中,F3(m)和F3(s)分别代表何意?答:F3(m)表示梁跨中剪应力值。F3(s) 表示梁支座剪应力值。97、 1:在设计一个钢框架―支撑结构,具体计算遇到两个问题:SATWE有否按《抗规》针对此类结构进行8.2.3―2条规定“框架部分按计算得的地震剪力乘 以调整系数,达到不小于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小者”?还有就是人字形与V字形支撑有否放大调整?答:《抗 规》8.2.3―2条程序暂没有调整,因大数此类结构都能达到这一要求;人字形与V字形支撑内力,包括十字交叉支撑和单斜杆支撑等都按《高钢规 JGJ98--90》执行调整,偏心支撑的内力不放大。98、问:在门式刚架计算中,按照门规的要求,需要在基本风压的基础上考虑综合调整系数,问程序有 否自动考虑?又阵风系数在程序中是怎样考虑? 答:根据用户使用菜单功能的不同,程序考虑的情况不一样。如在门式刚架交互输入中已在风荷载对话框中分别列出基本风压,调整系数值,用户只需确认即可;在 工具箱如檩条等计算对话框中程序描述是“调整后的基本风压”,那么在这里就需要用户将综合调整系数1.05乘以基本风压值之后再填写进去。阵风系数在门规 中附录A中规定不需要考虑阵风系数。99、我们在STS中做一个排架结构,混凝土柱钢梁,当柱子的混凝土标号由C20变为030后,为何计算结果柱子的弯 矩及配筋均有上升? 答:柱子混凝上标号C20变为C30,弹性模量由2.55 X 104N/mm2变为3.0 X 104N/mm2,柱刚度有所增加,地震剪力会有所不同,柱子与梁的线刚比也发生变化,分配到的内力也不同了,因此会改变,但数值变化不大。100、多跨 门式刚架结构中,中间柱的内力包络图基本相等,为何计算结果中中柱的基础底板厚度设计不同?答:sts中柱的基础底板厚度设计是对柱的所有工况下的内力进 行计算取最不利的计算结果,对于多跨结构由于STS程序可以考虑,活荷载的不利布置,各工况下中间柱的内力会有一定的差异,导致各中间柱底板设计尺寸厚度 等不同。101、在钢结构支架计算中,我们发现使用;SATWE计算和TAT计算结果出入较大,工程结果中.TAT钢梁整体稳定计算均为0,而SATWE 的钢梁整本稳定计算为2,请问这是什么原因? 答:TAT与SATWE两种模型计算假定本身就是不一致的,在TAT中是按强制刚性楼板假定`,所以钢梁的稳定验算均为0,另外TAT中风荷载是取计算 值,而SATWE中风荷载是取规范中上限,所以会有些偏大,导致结果的差异。

102、设计一有填充墙的钢框架,用SATWE计算,发现计算风载和不计算风载两者的计算结果相差非常大,很是迷惑,但本人觉得无填充墙的框架结构受风面 积只有梁柱,风载很小,计算与不计算两者的差值很小才是,所以烦请解释一下原因? 答:无填充墙的钢结构该项只用于计算风振系数时用到,挡风面还是考虑整个墙面完全挡风来考虑的;如果您的结构是一个开敞式结构,可以根据您的梁柱构件挡风 系数修改体型系数,折算成全墙面挡风,或着手工交互修改作用风载。103、我们设计钢结构或超高层建筑结构中,常遇到有效质量系数已经大于90%,但是剪 重比不够的现象,这种情况该如何是好?答:这种情况往往是结构刚度、质量不匹配造成的。可按以下几方面检查处理:1].需要增加结构刚度,或调整结构布 置。2].检查结构加载是否有问题,荷载太小也是楼层质量偏小,剪重比太小的原因之一。3].只有在确认结构方案(结构布置、荷载作用)合理后,才可以启 用程序内部的最小地震剪力放大系数这个功能。否则,应视为结构方案不合理,需要重新调整。104、我在应用STS钢结构软件查询计算结果时发现短梁与柱连 接节点中腹板与柱角焊缝厚度为负值,这是什么意思呢?答:焊缝高度出现负值,是当焊缝设计不够时,程序自动在焊缝尺寸计算值的前面加的一个负号,在绘施工 图时此值有时会变成“*”,没有特殊含义,只是一种表达方式而已。用户应对该焊缝值自行计算调整。1)不计算竖向荷载;2)一次性加载;3)按模拟施工加 荷方式计算竖向力1;4)按模拟施工加荷方式计算竖向力 2。我想请教各位高手:什么时候要考虑施工加荷方式计算竖向力?什么情况不计竖向荷载?1)不计算竖向荷载,即不计算竖向力:它的作用主要用于对水平荷载 效应的观察和对比等。 2)一次性加载计算:主要用于多层结构,而且多层结构最好采用这种加载计算法。因为施工的层层找平对多层结构的竖向变位影响很小,所以不要采用模拟施工方 法计算。 3)模拟施工加载方法1:就是按一般的模拟施工方法加载,对高层结构,一般都采用这种方法计算。但是对于“框剪结构”,采用这种方法计算在导给基础的内力 中剪力墙下的内力特别大,使得其下面的基础难于设计。于是就有了下一种竖向荷载加载法。4)模拟施工加载方法2:这是在“模拟施工方法1”的基础上将竖向 构件(柱、墙)的刚度增大10倍的情况下再进行结构的内力计算,也就是再按模拟施工方法1加载的情况下进行计算。采用这种方法计算出的传给基础的力比较均 匀合理,可以避免墙的轴力远远大于柱的轴力的不和理情况。由于竖向构件的刚度放大,使得水平梁的两端的竖向位移差减少,从而其剪力减少,这样就削弱了楼面 荷载因刚度不均而导致的内力重分配,所以这种方法更接近手工计算。另外pkpm公司还在其技术说明中提到:"模拟施工加载2"是在原模拟施工加载计算原则 的基础上,通过间接方式(将竖向构件的轴向刚度增大10倍),在一定程度上考虑了基础的不均匀沉降。这样,基础的受力更均匀。对于框剪结构而言,外围框架 柱受力有所增大,剪力墙核心筒受力略有减小。 "模拟施工加载2"在理论上并不严密(本人解释:人为的扩大了竖向构件与水平构件的线刚度比),只能说是一种经验上的处理方法,但这重经验上的处理,会使 地基有不均匀沉降的结构的分析结构更合理,能更好地反映这类结构的实际受力状态。设计人员在软件应用中,可根据工程的实际情况,选择使用。所以,pkpm 公司建议:在进行上部结构计算时采用“模拟施工方法1”;在基础计算是,用“模拟施工方法2”的计算结果。这样得出的基础结果比较合理。105、什么是单 偏压?什么是双偏压?答:单偏压和双偏压的计算方法不一样,单偏压在计算配筋时,计算X方向配筋时不考虑Y向钢筋的作用,计算结果具有唯一性;而双偏压则 恰恰相反,双偏压在计算X 方向的配筋时要考虑与Y向钢筋叠加,计算结果具有不唯一性。《高规》6.2.4条规定,“抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计 ”。一般建议用户使用单偏压计算,使用双偏压验算(目前的SAWTE及TAT软件均已增加此功能,操作简介见2003年《PKPM新天地》1期38页)。 用户进行双偏压验算前,要先完成柱的施工图设计,否则有可能验算出错。如在特殊构件定义中指定了角柱,程序自动按照双偏压计算。另外,当考虑了“双向地震 力作用”时,不应同时考虑[按双偏压计算]一般框架柱配筋。对于异形柱,这两种计算方法的区别在于:“单偏计算”是将主形心内力作用效应分解到各个柱肢上 再进行单偏对称配筋计算,而“双偏计算”是将主形心内力作用效应按异形柱的全截面进行配筋,因此有角筋共用。一般情况下异形柱宜采用双偏压计算,这样异形 柱的配筋计算会更准确106、层间位移的计算应按照平面投影的两点间距离计算,还是按两点的x和y方向增量分别计算。答:按位移增量计算。107、钢结构 全截面焊接算刚接吗?答:刚接是肯定的,腹板与翼缘都焊接,腹板传递剪力和翼缘传递弯矩都能实现。只是节点形式应有所改进:一是不方便施工;二是容易引起 焊缝应力集中,对结构安全产生影响。可以改成腹板螺栓连接,上下翼缘焊接形式;或是全改成螺栓连接形式。108、什么是偏心支撑?什么是中心支撑?答:中 心支撑即支撑轴线与梁柱交点相交,偏心支撑即支撑轴线与梁轴线交点同梁柱交点有一定的距离,两交点间的梁段即所谓耗能梁段。严格的说横向框架纵向支撑结构 也是框架-支撑结构,但前者一般纵向为梁柱铰接,单向设置支撑,多用于单层或低层结构;而后者在狭义上一般是梁柱双向刚接,双向设置支撑,多用于多高层结 构。关于钢结构框架-支撑体系:框架-支撑体系是有效的、经济的和常用的钢结构抗侧力结构体系,它的作用与钢筋混凝土结构中的框架-剪力墙结构体系基本类 似,均属于共同工作结构体系。框架-支撑体系是由框架体系演变来的,即在框架体系中对部分框架柱之间设置竖向支撑,形成若干榀带竖向支撑的支撑框架;支撑 框架在水平荷载作用下,通过刚性楼板或弹性楼板的变形协调与刚接框架共同工作,形成一双重抗侧力结构体系,称之为框架-支撑体系。当沿内筒周边及电梯井道 和楼梯间等长隔墙部位设置支撑框架,形成带支撑框架的内筒结构时,内筒与外框架则构成框架-内筒体系。支撑框架中的框架梁与框架柱仍为刚接相连,而支撑杆 的两端常假定为与梁柱节点铰接相连,即支撑杆中不产生弯矩和剪力,只产生轴向力。因此,支撑框架既具有框架的受力特性和变形特征,又有铰接桁架的受力特性 和变形特征,它有利于增加结构的侧向刚度。

109、什么是节点域?答:节点域一般是指框架节点域,钢框架柱的翼缘板、腹板的厚度均较薄,在框架节点域存在着不可忽视的剪切变形,对框架水平位移有 10~20%影响。节点域剪切变形对内力也有影响,一般在10%以内。如果框架有支撑时,节点域剪切变形将随支撑体系侧向刚度的增加而锐减。110、 耦联的含意和实质?答:在结构的抗震设计中,耦联是指平扭耦联,它由于结构的刚心和质心不重合,在水平地震作用下,结构会产生扭转。对于体形规则,结构抗 侧力构件基本对称布置的结构,其刚心和质心偏离不是很大,平扭耦联不太严重,此时可以不考虑平扭耦联,振型组合采用SRSS方法即可。对于体形不规则的结 构,其刚心和质心偏离较大,此时则必须考虑平扭耦联,振型组合则相应采用CQC法,振型数应取9-18个或更多,具体振型数取值多少可根据振型质量定,其 原则为:使所取的振型质量的百分比大于90%。对于你这个具体工程,由于体形复杂,必须考虑平扭耦联,考不考虑平扭耦联与层数无关,只与刚心和质心的偏离 程度有关。在结构设计中,应尽量避免平扭耦联严重的情况,方法有:调整抗侧力构件的布置和刚度、设缝将结构分成几个体形简单的子结构等。111、什么是对 中和轴的面积矩?答:截面上某一微元面积到截面上某一指定轴线距离的乘积,称为微元面积对指定轴的静矩。H型可按下式计算。S=翼缘面积*翼缘形心到结构 形心的距离+中和轴以上的腹板面积*中和轴以上腹板的形心到中和轴的距离。 112、强支撑框架柱计算长度如何求?答:可计算出K1,K2,K1,K2分别为相交与柱上、下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值。计算长度系数 μ=[3+1.4(k1+k2)+0.64k1k2]/[3+2(k1+k2)+1.28k1k2]113、吊筋的作用是什么?答:主次梁交接部位应优先 选择每边3根加密箍筋抗剪,若箍筋抗剪不满足时,需按计算配置吊筋,吊筋的作用不仅是抗剪的作用,因为计算主梁截面箍筋时已经计入了该集中力的作用,附加 吊筋或箍筋是为了防止此集中力作用区域下部砼拉脱,而将该集中力传递到梁顶部,或者说类似于防冲切破坏(在极限或接近极限荷载时,次梁顶部区域产生裂缝或 端支座为铰接处理)。114、锚栓抗拉强度为什么要低于相同强度钢构件的抗拉强度设计值?例如Q235的锚栓抗拉强度设计值只有140,而不是215,为 什么呢??答:柱脚底板虽然一般较厚,但其平面外刚度毕竟有限,在锚栓的拉力作用下会发生翘曲变形,同时锚栓受拉变形,减弱了锚栓的锚固作用。为了考虑这 种情况而又不致使底板过厚,规范里把锚栓的抗拉承载力降低了,通过减小锚栓变形的方法来保证底板不至于发生过大的翘曲。。115、什么是施工缝?答:因施 工组织需要而在各施工单元分区间留设的缝。施工缝并不是一种真实存在的“缝”,它只是因后浇注混凝土超过初凝时间,而与先浇注的混凝土之间存在一个结合 面,该结合面就称之为施工缝。因混凝土先后浇注形成的结合面容易出现各种隐患及质量问题,因此,不同的结构工程对施工缝的处理都需要慎之又慎。受到施工工 艺的限制,按计划中断施工而形成的接缝,被称为施工缝。混凝土结构由于分层浇筑,在本层混凝土与上一层混凝土之间形成的缝隙,就是最常见的施工缝。所以并 不是真正意义上的缝,而应该是一个面。116、什么是沉降缝?答:上部结构各部分之间,因层数差异较大,或使用荷重相差较大;或因地基压缩性差异较大,总 之一句话,可能使地基发生不均匀沉降时,需要设缝将结构分为几部分,使其每一部分的沉降比较均匀,避免在结构中产生额外的应力,该缝即称之为“沉降缝”。 为克服结构不均匀沉降而设置的缝,须从基础到上部结构完全分开117、什么是伸缩缝?答:若建筑物平面尺寸过长,因热胀冷缩的缘故,可能导致在结构中产生 过大的温度应力,需在结构一定长度位置设缝将建筑分成几部分,该缝即为温度缝。对不同的结构体系,伸缩缝间的距离不同,我国现行规范《混凝土结构设计规 范》GB50010-2002对此有专门规定。为克服过大的温度应力而设置的缝,基础可不断开。118、什么是抗震缝?答:为使建筑物较规则,以期有利于 结构抗震而设置的缝,基础可不断开。 在抗震设防区,沉降缝和伸缩缝须满足抗震缝要求。119、什么是材料的泊松比?答:在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵 向应变之比的绝对值。比如,一杆受拉伸时,其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然),而横向应变 e' 与轴向应变 e 之比称为泊松比 V。材料的泊松比一般通过试验方法测定。主次泊松比的区别:主泊松比PRXY,指的是在单轴作用下,X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或 拉)应变,次泊松比NUXY,它代表了与 PRXY成正交方向的泊松比,指的是在单轴作用下,Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变。 PRXY与NUXY是有一定关系的: PRXY/NUXY=EX/EY,对于正交各向异性材料,需要根据材料数据分别输入主次泊松比,但是对于各向同性材料来说,选择PRXY或NUXY来输入 泊松比是没有任何区别的,只要输入其中一个即可

120、什么是弹性模量?答:又称杨氏模量。弹性材料是一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性t变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小 形变时应力与相应的应变之比(受到变形应力时恢复其原形状和结构的能力)。E以单位面积上承受的力表示,单位为牛/米^2。模量的性质依赖于形变的性质。 剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示。模量的倒数称为柔量,用J表示。121、为什么行车梁中间劲板与下翼 缘要空

钢结构设计步骤介绍

钢结构设计对于不同的定量指标和应用都有相应的阐释,包括对钢结构防震设计。要注意的是,在钢结构设计的过程中,一定要从安全的角度出发。结构选型和结构布置要相对合理。这篇文章就主要向大家介绍了钢结构设计的相关操作,并且向大家展示了几幅钢结构设计的图片信息,让大家可以更加地了解钢结构设计知识,下面就跟小编一起去看看吧。

钢结构设计步骤

1.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

2.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。在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计

3.预估截面

结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等

4.结构分析

典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形;简单结构通过手算进行分析;复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析

5.工程判定

要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做“工程判定”。比如,评估各向周期、总剪力、变形特征

6.构件设计

构件设计首先是材料的选择,比较常用的是Q235和Q345。当强度起控制作用时,可选择

Q345;稳定控制时,宜使用Q235

7.节点设计

连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者

钢结构的抗震设计

1)进行动力学分析获得必须的侧向力。在计算前必须有最基本的结构要素,尤其是结构的自重和侧向传力体系要有明确的计划。最简单的动力学分析是底部剪力法。这通过计算各楼层的自重和分布计算得出。更为流行的是实用软件进行线性模态分析。模态分析依赖于结构的自重,侧向力单元的分布和刚度。

2)设计侧向传力单元。从动力学中获得的力需要考虑侧向力单元的延性来折减。延性系数由规范规定。注意不能太保守设计。最为整个建筑的耗能结构,侧向单元只要满足侧向力计算即可。原因是截面过大会降低结构延性,并且所有其他的构件都会受到影响。确定截面后,需要计算出实际的延性。这是因为实际选取的截面会大于计算所要求的界面。所以实际延性会低于理论延性。

3)设计与侧向单元联接的柱和其他主要构件。为满足“强柱”的要求,使用最大可能的侧向单元的力,即考虑侧向单元的极限承载力。

4)设计地基。设计思路同3)。如果地质良好,如岩石,可以在最后设计。

5)设计隔板。当然考虑是刚性的还是半刚性的。隔板的破毁将导致结构脆性破坏或倒塌,所以设计思路是不能屈服,必须在线性范围内。其涉及内容有支柱,弦,连接样式;剪切连接件等等。

好了,说到这里,小编对于钢结构设计的步骤以及相关信息就介绍得差不多了,在设计的时候,一定要考虑到安全度和可靠度的方面。同时,大家要注意的是,防震设计过程设计思路清晰,以防操作人员收到伤害。如果大家还有什么问题或者有兴趣对钢结构设计深入地了解的话,可以登录土巴兔官网进行访问哦,小兔也会随时给予答复哦。

钢结构设计过程

国内钢结构类设计软件,常用的大致有以下几种:

1,建研院PKPM系列软件(STS、STXT、STPJ)以及MSGS空间网格软件,官方网站

2,同济大学3D3S系列空间钢结构软件,官方网站

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钢结构设计经验

随着国家经济水平钢结构框架设计过程总结的不断提高钢结构框架设计过程总结,钢结构房屋越来越多,广泛应用于工业和民用建筑中。下面是我整理钢结构设计经验的范文,欢迎阅读!

钢结构设计经验篇一

1.设计时钢材、焊缝质量等级的正确选用

在钢结构设计文件中,应当注明所用钢材的质量等级(包括相适应的焊接材料型号),并对焊缝质量提出质量等级要求。钢结构房屋所使用的钢材应当具有抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证;对于焊接钢结构,尚应具有含碳量的合格保证。在地震区,钢结构所使用的钢材,除了具有上述合格保证外,《建筑抗震设计规范》(gb5001l-2001)还要求它们具有冲击韧性的合格保证。为保证结构有必要的安全储备和足够的塑性变形能力,《建筑抗震设计规范》(gb5001l-2001)还对钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值、伸长率的限值和良好的可焊性等物理力学指标做出了明确的规定,并要求写入设计文件中。通常,钢结构的主要受力构件宜采用q235b 及以上等级的碳素结构钢和q345b 及以上等级的低合金高强度结构钢。不建议使用质量等级为a 级的钢材,原因是这种类型的钢材不保证冲击韧性和延性性能,q235a级钢材还不保证焊接要求的含碳量限值。在钢结构中,焊接连接已成为钢结构连接的最基本方法,焊缝质量的好坏直接影响到结构安全,所以应当根据结构或构件的重要性和受力性能及焊缝的受力情况,确定焊缝的质量等级。一般来说,板材的对接焊缝,承受动力荷载构件(如吊车梁)的较重要的焊缝,需作疲劳验算的焊缝,以及须与钢材等强的受拉、受弯对接焊缝(如框架梁、柱及其连接节点的对接焊缝,工字形截面与其端板的对接焊缝),其焊缝应采用坡口全熔透对接焊缝,其焊缝质量等级不得低于二级。其他部位的焊缝,一般均可采用角焊缝。角焊缝由于应力集中现象严重,内部探伤亦很困难.其焊缝质量等级一般只能是三级,其中某些重要角焊缝可允许要求其外观缺陷符合二级的要求。

2.门式钢架房屋的温度区段内应按规范设置独立的空间稳定支撑体系

(1)应将屋面横向水平支撑和柱间支撑布置在同一跨间内,形成独立的空间支撑体系,既利于抗震,又给施工安装带来方便。

(2)将屋面横向水平支撑设在端部第二个开间的同时,应在端跨相应位置设置刚性纵向系杆,使山墙的风荷载等水平力能可靠传递。

(3)屋面支撑的布置应与山墙抗风柱的位置相协调,使抗风柱的柱顶反力能直接传到屋面横向支撑的节点上,使山墙处屋面系统受力简单化,从而保证结构的安全。

(4)屋面横向水平支撑的直腹杆(包括屋脊处和柱顶处)应按刚性系杆考虑。采用檩条兼做时,应对檩条的刚度和承载力进行验算。否则,檩条很难起到刚性系杆作用,因为常用的z 形或c 形冷弯薄擘型钢檩条侧向刚度很差,直接影响到房屋的纵向受力和传力性能。当檩条无法起到刚性直腹杆的作用时,通常应在屋脊处、柱顶处以及屋面设置横向水平支撑直腹杆,在刚架斜梁间设置钢管、h 型钢或其它截面形式的刚性杆件,以保证房屋纵向结构安全可靠地工作。在刚架转角处(边柱柱顶和屋脊,以及多跨房屋相应位置的中间柱柱顶)的刚性系杆应沿房屋全长设置。

(5)屋面支撑和柱间支撑当采用柔性圆钢拉条时,宜设张紧装置(如花兰螺栓),当荷载较大时,柔性圆钢拉条宜改为型钢。

3.实腹式门式刚架应按规范设置隅撑

在檩条或墙梁与刚架的连接处,在斜梁下翼缘的受压区或刚架柱内侧翼缘的受压区,至少每隔一根檩条或墙梁应设置按受压构件设计的隅撑,将檩条或墙梁与翼缘受压区直接连接起来。采用双层屋面板时亦应设置隅撑。值得设计人员注意的是,隅撑虽小,但作用很大,它是用来保证斜梁下翼缘或刚架柱内侧翼缘受压稳定的重要措施。如果工程未按规范要求设置隅撑,或者设置得很少,或者设置得不当.这都将影响刚架的整体稳定性,危及结构的安全。

4.压型钢板轻型屋面拉条的合理设置

对于有檩体系的压型钢板轻型屋面,为了减少檩条在使用阶段和施工过程中的侧向变形和扭转,通常在檩条间要设置拉条和撑杆作为檩条的侧向支点,以保证檩条的侧向稳定。拉条按拉杆设计,撑杆按压杆设计。拉条和撑杆不大,但作用不小,设计人员必须十分重视。

5.楼面结构设计

(1)钢结构房屋和混凝土结构房屋由于材料性质不同。温度伸缩缝区段长度差别很大。例如现浇混凝土框架结构房屋。温度伸缩缝区段长度最大为55m,钢框架结构房屋。温度伸缩缝区段长度约为120mm。为了防止或减轻混凝土楼板开裂.钢框架结构房屋采用现浇混凝土楼板时,原则上仍应按混凝土结构的要求留设温度伸缩缝。只有当采用设置施工后浇带和其它减小混凝土温度变化或收缩的可靠措施时,才可以适当增大温度伸缩缝区段长度。

(2)压型钢板组合混凝土楼板,除了按计算(并满足构造要求)在钢梁上焊接栓钉外,为了保证混凝土和压型钢板共同工作,它们之间应有连接措施。其连接措施可以依靠压型钢板的纵向波槽或依靠压型钢板上的压痕、开的小洞或冲成的不闭合孔眼,也可以依靠压型钢板上焊接的横向钢筋。由于产品规格的限制,目前国内带纵向波槽的压型钢板和带压痕或开小洞的压型钢板不多。所以,当无法采用上述这两种板型时,要实现压型钢板和混凝土的连接,可在压型钢板上焊接横向钢筋。

钢结构设计经验篇二

一、轻型厂房钢结构框架设计过程总结: 这里主要指门式钢架,通常我们能做到的跨度大概就是15-36米的样子,其实做到36米的时候用钢量已经不小,基础也比较大(钢架比较小(如24米以内)的时候柱底铰接,比较大的时候用刚接)。当然,即使9米跨度,也可以做成钢架,而且这种情况还不少,主要用于不能打支撑又需要承受水平力的情况。其实门刚很简单,可以说是最简单的钢结构,因为有标准图集。这里我简单说一下;门刚的组成--门刚(骨架),檩条,系杆,支撑,墙檩,抗风柱。基本上就这几样,下面一一说明。门刚,可用pkpm或者其它软件建模计算,导入荷载即可,恒载就是自重(檩条,支撑,屋面压型钢板及保温层等),活荷载按荷载及门刚规范取即可(地震荷载通常不起控制作用)。这里要注意一点,门刚要注意尽量用较薄的杆件,这里是采用屈曲后的强度,在需要的时候设置构造加劲肋。其实这些书上都有的。通常屋面非轻钢专业户设计的这种门刚,30米跨以内的,应该控制用钢量在30kg左右。檩条,门刚图集上都有,根据荷载选取即可。檩条之间构造连接教科书或者图集上均有,通常选用C型或者Z型檩条(Z型檩条有个好处是可方便连接,并将檩条做成连续跨)。然后是系杆,系杆这个东西很重要,就是保证整体稳定的,保证整体稳定其实非常简单,就是每隔一段距离,我们要做一个稳定的结构,其它跨通过系杆与这一跨稳定的东东连接在一起就可以了,所以这一跨稳定的结构,我们要设置柱间支撑,同时要设置屋面支撑(还有一种轻钢就是采用桁架式,这个时候需要设置上下弦支撑),以保证这一跨的静定结构。下面说支撑,其实上一条已经说明,就是那几招。墙檩:基本上同屋面檩条,由风荷载控制,抗风柱,按下端固结,上端铰接计算,其实是类似于梁来考虑的(pkpm中有专门计算抗风柱的一个工具),这里注意一点即可,如果选用桁架式图集,这个时候抗风柱一定要同时跟上下弦连接,并在布置的时候考虑对齐(与桁架节点对齐)。

二,多层钢结构(包括钢平台) 这种东西其实也比较简单,就是一个梁柱的连接过程,无非就是考虑一下梁柱的大小,其实主要是梁,通常情况,对于H或者工字钢,对于9米以内的梁,一般荷载(活荷载4以内),梁高可以取到跨度的1/30,对于槽钢,可以1/25,对于柱子,通常情况用长细比控制,保证弱轴方向在100以内一般验算均可满足。对于国内普通厂房,通常采用设置支撑的方式来进行设计,因为这样一来简单,而来经济(梁柱其实可以采用刚性节点,但不光是节点费力费钱,整体计算的时候也要复杂-费材料一些),当然,很多情况还是需要做成刚节点。但,通常如果设置了支撑以后,结构可按无侧移计算,(国内采用pkpm稍微麻烦一点,因为pkpm不能单侧选择无侧移或者有侧移,只能整体)相对来说很多指标均很好控制。另外,钢结构楼面一般选用花纹钢板或者格栅板,从刚度上来说,格栅板有优势,但格栅板上面走动肯定会掉灰下来。 其实钢结构设计,说到底长细比是一个很重要的概念,拉杆,压杆,都不一样。通过长细比的概率,再计算应力及稳定,重点其实是稳定。然后就ok了 总结:钢结构最重要的是支持体系,即保证稳定,所以,我们通常做成超静定体系,这样发生问题以后不至于倒塌。特别说明,钢结构虽然也可以悬挑,但通常我们都要增加支撑,特别是高层,主要是保证其为超静定体系。

钢结构设计经验篇三

(一) 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) 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. 详请参考相关专业书籍.

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,比如网壳的稳定等。

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,使其以最直接的线路传递到基础. 柱间抗侧支撑的分布应均匀.其形心要尽量靠近侧向力(风、震)的作用线. 否则应考虑结构的扭转. 结构的抗侧应有多道防线. 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力. 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子.

(三) 预估截面

结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。

钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。 确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

柱截面按长细比预估. 通常50λ150, 简单选择值在80附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.

对应不同的结构,规范对截面的构造要求有很大的不同,如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题,在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面。

(四) 结构分析

目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ.

新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件:

典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形.

简单结构通过手算进行分析.

复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析.

(五) 工程判定

要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定"。比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果.

不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离, 为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全. 钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容.

工程师们过分信任与依赖结构软件有可能带来结构灾难,注重概念设计、工程判定和构造措施有助于避免这种灾难.

(六) 构件设计

构件设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235和Q345. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235.通常主结构使用单一钢种以便于工程管理. 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的焊接组合截面(翼缘Q345,腹板Q235). 另外,焊接结构宜选择Q235B或Q345B。

当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。部分软件可以将不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级自动重新验算,直至通过,如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一,它减少了很多工作量。 但是,我们至少应注意两点:

1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定.目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,我们应该逐个检查.

2.当上面第(三)条中预估的截面不满足时,加大截面应该分两种情况区别对待。

(1) 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度,其中,抗弯不满足加大翼缘厚度,抗剪不满足加大腹板厚度。

(2) 变形超限,通常不应加大板件厚度而应考虑加大截面的高度,否则会很不经济。 使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,实际上,除常用于网架设计外,其他结构形式常常并不合适。

(七) 节点设计

连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一.在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定.有时出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内(5%),就必须避免。 按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接. 初学者宜选择可以简单定量分析的前两者.常用的参考书有丰富的推荐的节点做法及计算公式.

连接的不同对结构影响甚大.比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结构分析中的假定. 会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果.

连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法, 初学者可偏安全选用前者.设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便. 也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成.

具体设计主要包括以下内容:

1.焊接: 对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守. 焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50.

焊接设计中不得任意加大焊缝. 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定.

2.栓接:

铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用.

普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用.

高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同. 高强螺栓最小规格M12. 常用M16~M30. 超大规格的螺栓性能不稳定,应慎重使用。

自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接. 难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。

3.连接板: 需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等. 连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm,则除短梁或有较大集中荷载的梁外,常不需验算抗剪。

4.梁腹板: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪.承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压.

5.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。

6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平. 比如钢管连接节点的相贯线的切口可能需要数控机床等设备才能完成.

(八) 图纸编制

钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段,设计图由设计单位提供,施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制,有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾,有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。

1.设计图: 是提供制造厂编制施工详图的依据. 深度及内容应完整但不冗余. 在设计图中,对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚,以利于施工详图的顺利编制,并能正确体现设计的意图。主要材料应列表表示。

2.施工详图:又称加工图或放样图等.深度须能满足车间直接制造加工.不完全相同的另构件单元须单独绘制表达,并应附有详尽的材料表.

设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制,目前比较混乱,各个设计单位

之间及其与钢结构公司之间不尽相同。 初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书,并依据规范规定编制。

概念设计的一个方面:

当你在设计中,能够把结构看作构件,把构件看作结构,你就已经走近概念设计了。

把结构当作构件,比如,一栋大厦的结构就是一根悬臂梁, 一座桁架大铁桥就是一根连续梁。

把构件看作结构,比如,一个H型钢构件是由3块板组成的结构,一个钢管相贯的节点就是一个空间结构。

对构件特性的把握:

比如,钢管适合做二力(压)杆,不适合做抗弯构件。它做两端铰接柱或支撑很出色,但是很少用作梁。 当一个受弯构件被选成钢管截面,且程序计算不通过时,你不应通过加大截面来满足,而是应该改用有强弱轴的截面。

如此等等,是基本的概念。

概念设计能力,不单生成于丰富的经历与经验,更是来源于对基本的力学、材料等概念掌握。同时要求结构师有开阔的视野。

关于钢结构框架设计过程总结和钢结构框架结构图的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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