本篇文章给大家谈谈钢结构支撑架设计，以及钢结构支撑框架对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔，本文目录一览：，1、，钢结构屋面支撑系统及屋面如何设计？，2、，钢结构框架支撑体系结构上有何特点，3、，门式钢架的支撑设计有哪些要点？，4、，钢结构工程的设计思路？，5、，刚架结构的支撑系统起什么作用?
本篇文章给大家谈谈钢结构支撑架设计，以及钢结构支撑框架对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
钢结构屋面支撑系统及屋面如何设计？
钢结构建筑为保证承重构件在安装和使用过程中钢结构支撑架设计的整体稳定性，提高钢结构建筑结构的空间作用，减小屋架杆件在平面外的计算长度，应根据钢结构建筑结构的形式、跨度、高度、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等设置支撑系统。钢结构建筑屋盖支撑系统包括钢结构支撑架设计：横向支撑、竖向支撑、纵向支撑和系杆。屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑；在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件的限制和安装需要。目前，市场上钢结构屋面的做法常用的有很多。
钢结构建筑设计屋盖支撑时应遵守以下原则:在设置有纵向支撑的水平面内必须设置横向支撑，并将三者布置为封闭型。所有横向、纵向和竖向支撑均应与屋架、托架、天窗架等的杆件或檩条组成几何不变的桁架形式。在房屋每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空何简稳定结构的支撑体系。传递风力、吊车水平力和水平地震力的支撑，应能使外力由作用点尽快传递到结构的支座。柱距越大，吊车工作量越繁重，支撑的刚度应越大。在地震区应适当增加.支撑，并加强支撑节点的连接强度。
钢结构框架支撑体系结构上有何特点
钢框架—支撑体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度。
交叉支撑是轻型钢结构建筑中钢结构支撑架设计，用于屋顶、侧墙和山墙的标准支撑系统。
钢框架一中心支撑体系是高层钢结构常用的双重抗侧力体系的一种钢结构支撑架设计，作为一种经济、绿色、有效的抗震结构体系被应用于高层建筑结构中。
偏心支撑是相对于中心支撑而言的钢结构支撑架设计，即支撑杆件的轴线不是与梁和柱的轴线汇交于一点钢结构支撑架设计，而是专门留出一部分梁段作为耗能梁段，多用于抗震设防烈度较高的地区。
钢框架—支撑结构的设计规定
1、钢框架—支撑结构设计需要符合国家现行标准的相关规定，钢构高层的设计还需要符合国家现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定。
2、钢构高层的中心支撑可以采用：十字交叉斜杆，人字形斜杆、单斜杆和V形斜杆体系；不能采用K形斜杆体系；中心支撑斜杆的轴线需要交汇于框架梁柱的轴线上。
3、偏心支撑框架中的支撑斜杆，需要至少有一端与梁连接，并且在支撑与梁交点与柱之间，或支撑同一跨内的另一支撑与梁交点之间形成消能梁段。
4、抗震等级为四级时，支撑可以使用拉杆设计，其长细比不能大于180;拉杆设计的支撑需要同时设不同倾斜方向的两组单斜杆，并且每层不同倾斜方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不能大于10%。
门式钢架的支撑设计有哪些要点？
门式钢架的支撑设计的要点：
1、由于门式刚架结构构件的抗弯刚度、抗扭刚度较小，结构的整体刚度较弱，因此设计时应考虑运输和安装过程中要采取的必要措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。
2、要重视支撑体系和隅撑的布置，重视屋面板、墙面板与构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作。
3、组成构件的杆件较薄，设计中应考虑对制作、安装、运输的要求。
4、设计中应充分考虑锈蚀对结构构件截面削弱的影响。
5、门式刚架的梁柱多采用变截面杆件，梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度，所以塑性设计不再适用。
6、设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理，比如风力可使轻型屋面的荷载反向等。
钢结构工程的设计思路？
(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、高温车间、密封性要求高、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、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。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
此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置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",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措施。 运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、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。
钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
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,应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,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度内需考虑雪载 ),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。[19]
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100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.
初学者需注意,对应不同的结构,规范中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.
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件.美国一位学者曾警告说:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”
注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法.
(六) 构件设计
构件的设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn). 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组合截面. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235.
构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配.
当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步,一些软件可以将验算时不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级.并自动重新分析验算,直至通过,如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。 但是,初学钢至少应注意两点:
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,结构师应该逐个检查.
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,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.常常出现的一种情况是,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,这必须避免. 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[2]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,设计中应慎重使用。
自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的连接.
3.连接板: 可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm. 然后验算净截面抗剪等.
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,设计图为设计单位提供,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.
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刚架结构的支撑系统起什么作用?应怎样布置?
刚架是指刚节点的框架，一般是指梁柱节点处的结构型式，两个柱子顶上连一道梁就是最简单的刚架结构，支撑系统当然起支撑作用，保证结构刚度和稳定性
1.
支撑系统设置原则
门式刚架钢结构中，支撑系统可分为屋盖水平支撑、柱间支撑及其他辅助支撑系统。
支撑系统设置的基本原则为：
①
明确、合理简捷地传递纵向荷载，尽量缩短传力途径；
②
保证结构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定性提供侧向支撑点；
③
方便结构的安装；
④
满足必要的强度、刚度要求，具有可靠的连接。
在门式刚架钢结构房屋中，针对不同类别的支撑，还存在一些规定和要求。
⑴屋盖水平支撑
屋盖水平支撑和柱间支撑是一个整体，共同保持结构的稳定，并将纵向水平荷载通过屋盖水平支撑，经柱间支撑传至基础。
为保证结构山墙所受纵向荷载的传递路径简短、快捷，屋盖横向水平支撑应设置在建筑物温度区段的两端开间内，以求直接传递山墙荷载。如第一开间内不能设置时，可设置在第二开间内，但必须注意，第一开间内相应传递水平荷载的杆件应该设计成压杆。当建筑物或温度伸缩区段较长时，应增设一道或多道水平支撑，间距不得大于60m。
当结构简单、对称且各跨高度一致时，屋盖水平支撑相对简单，即在满足温度区段长度条件下，可仅在端开间设置。
在建筑物内，当柱列有不同柱距时，或当建筑物有高低跨变化时，应设置纵向水平支撑提高结构的整体性，调整结构抗侧刚度的分布，以求减小各刚架柱侧向水平位移的差异，使结构受力均匀、合理。当建筑平面布置不规则时，如有局部凸出凹时、抽柱等情况时，为提高结构的整体抗侧力，在上述区域均需设置纵、横向封闭的连续水平支撑系统。
设置支撑系统时，必须在屋脊和柱顶处设置压杆并注意节点的构造，，以保证水平力的传递。
⑵柱间支撑
柱间支撑一般设置在柱列的中部。为此，柱顶水平系杆需设计成刚性系杆，以便将屋盖水平支撑所承受的荷载传递到柱间支撑上，如建筑物较长时可增设一道柱间支撑。两道柱间支撑分别放在纵向1/3处。当柱间支撑因建筑物使用要求不能设置在结构设计所要求的理想位置时，也可以偏离柱列中部设置。柱间支撑可设计成交叉形，也可以设计成八字形、门形，甚至设计为刚架形式。
在同一建筑物中最好使用一类型的柱间支撑，不宜几种类型的柱间支撑混合使用。若因为功能要求如开大门、窗或有其他因素影响时，可采用刚架支撑或桁架支撑。当必须混合使用支撑系统时，应尽可能使其刚度一致，如不能满足刚度一致要求时，刚应具体分析各支撑所承担的纵向水平力，确保结构稳定、安全，同时还应注意支撑设置的对称性。
如建筑物由于使用要求，不允许各列中柱间放任何构件，此时厂房设计需采取特殊处理。处理方案可采用增加多道屋盖横向水平支撑保证屋盖整体刚性，同时增加两侧柱列的柱间支撑，以例证厂房纵向的刚度。
如建筑物的高度大于柱距时，柱间支撑也可设计两层或三层，斜杆可设计成拉杆，但水平杆件必须设置，且应按刚性杆件设计。同时为了减小刚架柱平面外的稳定性，可将柱间支撑作为一固定支点，用刚性系杆与柱相连。
⑶隅撑
隅撑是实腹式门式刚架轻型钢结构房屋中特有的。
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