高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用淺析[精品資料]

高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用淺析 -精品資料 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 最新最全的 學(xué)術(shù)論文 期刊文獻(xiàn) 年終總結(jié) 年終報(bào)告 工作總結(jié) 個(gè)人總結(jié) 述職報(bào)告 實(shí)習(xí)報(bào)告 單位總結(jié) 【摘要】鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中的使用越來(lái)越多，在高層建筑的建造過(guò)程中如何更好的利用鋼結(jié)構(gòu)，主要在于其設(shè)計(jì)方面。本文從高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用兩方面來(lái)探討要如何更好的深化高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和運(yùn)用。 【關(guān)鍵詞】高層鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用；深化 TU392 A 一、前言 鋼結(jié)構(gòu)使用在高層建筑上，其設(shè)計(jì)和施工的要求都極高，同時(shí)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將會(huì)影響高層建筑的使用效果以及安全性。所以，明確高層建筑的特點(diǎn)，將鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更好的融合在高層建筑的特質(zhì)里面，設(shè)計(jì)出更加完美的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，是我們研究探討的方向。 二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系 高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)是要從鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)始的。鋼筋混凝土和受力外包鋼筒系統(tǒng)運(yùn)用起來(lái)是比較經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，被有效地運(yùn)用于大批的民用建筑和商業(yè)建筑中。一般情況， 40層以上，高度在 100 米以上的建筑被定義為超高層建筑。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)來(lái)講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架 -剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框 -筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。 三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)極其原則 1、高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) （一）對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該要考慮高層鋼材的承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在對(duì)承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要分兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，即：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮到構(gòu)件和連接的 強(qiáng)度破壞的承受能力，如果因?yàn)槠趯?dǎo)致破壞或者因?yàn)殇摬倪^(guò)度的變形不在適合繼續(xù)承載，鋼材的結(jié)構(gòu)將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系和結(jié)構(gòu)傾覆。 （二）在對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須要進(jìn)行柱網(wǎng)的布置設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮選取一榀框架單元，對(duì)柱截面和梁截面要首先進(jìn)行初選。框架梁受到豎向恒荷載、豎向活荷載、水平風(fēng)荷載和地震力的作用的影響。對(duì)內(nèi)力的計(jì)算時(shí)要采用分層法來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。 2、高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則 高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是：結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠；結(jié)構(gòu)應(yīng)符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；結(jié)構(gòu)方案盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；盡可能縮短制造、安裝時(shí)間，節(jié)約勞動(dòng)工日；結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù)；在可能條件下，盡量注意美觀，特別是外露結(jié)構(gòu)，有一定建筑美學(xué)要求。 （一）梁柱體系 平面采用普通梁格體系。梁采用熱軋焊接 H 形截面鋼梁，柱為焊接箱型鋼柱。整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成剛性框架結(jié)構(gòu)，豎向荷載由梁、板、柱承擔(dān)?？蚣艿牧号c梁、梁與柱、柱與基礎(chǔ)均按剛性連接設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)連接采用高強(qiáng)螺栓與焊接共同作用。次梁為 H 形截面單跨簡(jiǎn)支梁，設(shè)計(jì)主次梁時(shí)均不考慮樓蓋與鋼梁的組合作 用。 （二）抗剪體系 分析計(jì)算表明，在全部水平風(fēng)荷載和地震力作用下，結(jié)構(gòu)體系局部剛度較弱，因此鋼框架 支撐結(jié)構(gòu)體系通過(guò)布置中心支撐來(lái)抵抗水平荷載。鋼框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的中間部分電梯井與樓梯間布置鋼筋混凝土剪力墻，來(lái)抵抗水平外力的沖擊。 （三）樓蓋體系 一般各層樓（ 屋） 蓋均采用鋼筋混凝土樓（ 屋） 蓋，現(xiàn)在，有部分建筑開(kāi)始使用成品組合樓板體系， 樓板厚度依結(jié)構(gòu)計(jì)算定為 110mm， 120mm,140mm 等。在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，認(rèn)為樓蓋剛度足夠大，符合平面內(nèi)無(wú)限剛性的假定。 四、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1、方案設(shè)計(jì) 在高層建筑的鋼內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了要考慮建筑的使用功能以及施工工藝性能外，還必須因地制宜，對(duì)方案的總體進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)而言，建筑承受的主要載荷是以風(fēng)載及地震作用為主，這與以承受豎向載荷為主的一般建筑物不同，其設(shè)計(jì)的一個(gè)主要目的就是要減少側(cè)移，防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，避免在建筑中出現(xiàn)薄弱層面及薄弱環(huán)節(jié)。 高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)還需要考慮到建筑物的高度。 2、構(gòu)件設(shè)計(jì) 對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連 接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，除了按照必要的規(guī)范及規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)之外，還必須做到以下幾點(diǎn)。 （一）結(jié)合具體工程的實(shí)際情況對(duì)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行創(chuàng)新，采用新的連接方式，形成新的連接方法與高效截面。 （二）對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算要達(dá)到相當(dāng)?shù)目煽啃缘目紤]。在進(jìn)行電算之后還應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，必要時(shí)還可以采用手算的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行校核，保證將誤差控制至最低，可靠性達(dá)到最高。 （三）對(duì)于計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)（這可以通過(guò)實(shí)際測(cè)算并結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)進(jìn)行估算），對(duì)一些重要構(gòu)件的截面以及節(jié)點(diǎn)間連 接的承載力進(jìn)行必要的調(diào)整。 （四）根據(jù)結(jié)構(gòu)的外圍環(huán)境進(jìn)行的具體設(shè)計(jì)。例如，在施工中，設(shè)備的吊裝能力較大時(shí)，進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)可以盡可能地?cái)U(kuò)大拼裝結(jié)構(gòu)的規(guī)模，這樣可以大大地加快安裝速度，實(shí)現(xiàn)綜合經(jīng)濟(jì)效益的最大化。 五、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 1、結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系一般根據(jù)其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)分為四類：框架結(jié)構(gòu)體系、框架 支撐結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系和巨型結(jié)構(gòu)體系。在實(shí)際工程中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程主打“ 概念設(shè)計(jì) ” 牌，應(yīng)根據(jù)工程的條件和特點(diǎn)，綜合考慮 建筑的荷載性能、使用功能、制作安裝、材料供應(yīng)等因素，擇優(yōu)選擇抗震性能良好，而又經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式。其次，應(yīng)通過(guò)力學(xué)關(guān)系的對(duì)比、鋼材結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)整合和細(xì)節(jié)上的對(duì)比來(lái)實(shí)際考量。目前，已經(jīng)有一些針對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)正常與否的軟件投入到工程的設(shè)計(jì)中，不僅可以避免人工手算出現(xiàn)的失誤，還能解決結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣計(jì)算。此外，結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征，荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般來(lái)說(shuō)，要遵循結(jié)構(gòu)剛度勻稱，力學(xué)分布平穩(wěn)，體形力求簡(jiǎn)單，最大限度減少荷載的影響，各層的抗側(cè)力剛度中心和水平作用合力中心重合，盡可能減小 房屋的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)。同時(shí)應(yīng)便于施工，滿足建筑使用要求，如進(jìn)深、層高、層數(shù)和平面關(guān)系等要滿足使用要求。 2、鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度，采用不同的地震作用效應(yīng)調(diào)整系數(shù)，并采取不同的抗震構(gòu)造措施。首先，結(jié)構(gòu)剛?cè)岫鹊倪x擇應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)的具體高度、體系和場(chǎng)地條件進(jìn)行綜合判斷，使結(jié)構(gòu)在滿足變形要求的同時(shí)具有足夠的剛度。受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定可以通過(guò)限制板件寬厚比，使之達(dá)到屈曲的極限承載能力，不在構(gòu)件整體失效前屈曲；或者允 許板件在構(gòu)件整體失效前屈曲，然后利用其屈曲后強(qiáng)度達(dá)到構(gòu)件的承載能力。其次，高層鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用全剛接框架，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度不足時(shí)，可采用中心支撐框架、鋼框筒等結(jié)構(gòu)形式，在高烈度區(qū)宜采用偏心支撐框架和鋼框筒結(jié)構(gòu)。最后，加強(qiáng)各構(gòu)件之間的連接，以保證結(jié)構(gòu)的整體性，抗震支承系統(tǒng)應(yīng)保證地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 3、構(gòu)件深化設(shè)計(jì) 在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)鋼材、連接材料與焊接等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的了解與應(yīng)用。構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇，不建議使用質(zhì)量等級(jí)為 A 級(jí)的鋼材，原因是這種類型的鋼材不保證沖擊韌性和延性性能 ，比較常用的是 Q235 和Q345。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理，若從經(jīng)濟(jì)考慮，也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí)，可選擇 Q345；穩(wěn)定控制時(shí)，宜使用 Q235。其次，焊縫質(zhì)量的好壞直接影響到結(jié)構(gòu)安全，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性和受力性能及焊縫的受力情況，確定焊縫的質(zhì)量等級(jí)。一般來(lái)說(shuō)，板材的對(duì)接焊縫，承受動(dòng)力荷載構(gòu)件的焊縫，需作疲勞驗(yàn)算的焊縫，以及須與鋼材等強(qiáng)的受拉、受彎對(duì)接焊縫，其焊縫應(yīng)采用坡口全熔透對(duì)接焊縫，其焊縫質(zhì)量等級(jí)不得低于二級(jí)。 4、確保設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性 在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到建筑物改進(jìn)的可能性及方便性。從這個(gè)角度來(lái)看，平面結(jié)構(gòu)的鋼架將優(yōu)于空間結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑中通常采用平面結(jié)構(gòu)鋼架也是出于這方面的考慮。 六、結(jié)束語(yǔ) 鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑雖然具有很多的優(yōu)勢(shì)，但是，在設(shè)計(jì)方面必須嚴(yán)格遵循高層建筑的設(shè)計(jì)原則和特點(diǎn)，確保高層建筑能夠擁有足夠的實(shí)用性的美觀性。同時(shí)，在使用鋼結(jié)構(gòu)建造高層建筑的時(shí)候還需要注意一些必要的設(shè)計(jì)問(wèn)題，避免建造出來(lái)的高層建筑偏離原來(lái)的預(yù)期?？傊邔咏ㄖ摻Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還是需要科學(xué)、有效的設(shè)計(jì)，符合高層建筑的特點(diǎn)。 參 考文獻(xiàn) 1鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的探討 J.江西 2004（ 4）： 332-351 馬奇 羅志兵 2 姜學(xué)詩(shī)；鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析J；建筑結(jié)構(gòu)； 2003 年 06 期 3 錢(qián)屹；多層住宅鋼結(jié)構(gòu)的研究 D；武漢理工大學(xué)； 2003 年 閱讀相關(guān)文檔 :淺談建筑工程管理中安全隱患的影響和防御 城市公園植物造景初探 道路橋梁檢測(cè)技術(shù)概況探討 關(guān)于建設(shè)低碳城市環(huán)境保護(hù)措施的思考 探索市政道路工程施工質(zhì)量提高的對(duì)策 杭州九堡大橋臨時(shí)通車(chē)期間橋南區(qū)域交通組織 研究 做黨的忠誠(chéng)衛(wèi)士當(dāng)群眾的貼心人 膜法處理高濃度氨氮廢水的研究 淺談建筑施工安全管理 移動(dòng)接入網(wǎng) IP 化 空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化控制研究 石油化工裝置管道設(shè)計(jì)安全 GPON技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的研究 電