鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、第八章節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原理節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時應(yīng)尊循下列的基本原則：1. 連接點(diǎn)應(yīng)有明確的傳力路線和可靠地構(gòu)造保證。2. 便于制作、運(yùn)輸和安裝。3. 經(jīng)濟(jì)合理。梁與柱的連接一般分為三類：1鉸接連接。2剛接連接。3半剛接連接。柱腳按其與基礎(chǔ)的接連方式不同，分為鉸接和剛接兩種形式。第九章單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)一般是由屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁、制動梁、各種支撐以及墻架等構(gòu)成組成的空間體系。橫向框架按其靜力計(jì)算模式來分，主要有橫梁和柱鉸接和橫梁與剛接兩種情況。如按跨度來分，則有單跨、雙跨和多跨。柱間支撐與廠房鋼結(jié)構(gòu)框架柱相連接的，其作用為：1. 組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向剛度。2. 承受單層廠房鋼結(jié)

2、構(gòu)端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受縱向地震作用，并將這些力和作用傳支基礎(chǔ)。3. 可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框架平面外的計(jì)算長度。柱間支撐由兩部分組成：在吊車梁以上的部分稱為上層支撐，在吊車梁以下的部分稱為下層支撐。柱間支撐的計(jì)算：1.縱向風(fēng)荷載 2.吊車縱向水平荷載 3.縱向水平地震作用4.保證柱子平面外穩(wěn)定的支撐力屋蓋結(jié)構(gòu)體系：1.無檁條屋蓋結(jié)構(gòu)體系 2.有檁條屋蓋結(jié)構(gòu)體系3天窗架形式 4.托架形式鋼屋蓋支撐1.上弦橫向水平支撐 2.下弦橫向水平支撐 3.下弦縱向水平支撐 4.垂直支撐5.系桿 屋架正常工作的作用：1. 保證屋蓋形成空間不變幾何結(jié)

3、構(gòu)體系，增大空間剛度。2. 承受屋蓋各種縱向、橫向水平荷載，并將其傳至屋架支座。3. 為上、下 弦在屋架平面外的計(jì)算長度，提高其側(cè)向剛度和穩(wěn)定性。4. 保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時的便利和穩(wěn)定。檁條通常是雙向彎曲桿件，分為實(shí)腹式和桁架兩大類。檁條的計(jì)算：1.強(qiáng)度2.整體穩(wěn)定性 3.剛度4.檁條的連接與構(gòu)造壓型鋼板根據(jù)其波形截面可分為：高波板：波高大于 75mm，適用于作屋面板；中波板：波高5075mm，適用于作樓面板及中小跨度的屋面板； 低波板：波高小于 50mm，適用于作墻面板。壓型鋼板的選用：壓型鋼板為薄壁受彎板件，目前許多常用的壓型鋼板生產(chǎn)廠家已給岀了按強(qiáng)度和剛度條件進(jìn)行選用的表格可資利用，設(shè)計(jì)者

4、可根據(jù)檁距，壓型鋼板是懸臂、簡支還是連續(xù)（跨越多道檁條）和屋面荷載情況等直接選用合適的型號。普通鋼桁架按其外形可分為：三角形、梯形、平行弦三種。桁架上弦有節(jié)間荷載時，除整體分析求得的軸向力外還有節(jié)間荷載引起的桿件局部彎矩。作為有節(jié)間荷載作用的桁架上弦的局部彎矩；端節(jié)間正彎矩取 M1=0.8 M 0;其他節(jié)間的正彎矩和節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩取 M2= ±）.6 Mo。Mo為相應(yīng)節(jié)間按簡支梁算的最大彎矩。桁架桿件的截面形式：1.桁架上弦、2桁架下弦3.其他腹桿5. 間距：對壓桿IdW 40i，對拉桿IdW 80i節(jié)點(diǎn)板的厚度一一所有節(jié)點(diǎn)中間板均采用同一種厚度，支座點(diǎn)板由于節(jié)點(diǎn)板受力很大且很重 要，厚

5、度比中間的增大 2mm。節(jié)點(diǎn)板的厚度對于梯形普通桁架等可按受力最大的腹桿內(nèi)力確定， 對于三角形普通桁架則按其弦桿最大內(nèi)力確定。Kab/Kac紹 滿足要求為鋼接，如不滿足為鉸接。 框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面桿、階形柱和分離式柱三大類。規(guī)范規(guī)定，單層廠房框架下端剛性固定的單階柱，下柱段的計(jì)算長度系數(shù)丄取決于上段柱的線剛度比值 Ki=IiH2/ I2H1和臨界參數(shù) 上柱段的計(jì)算長度系數(shù) u仁ui/n 1具體的取法是：當(dāng)設(shè)有吊車梁和柱間支撐而無其他支撐構(gòu)件時，上段柱的計(jì)算長度可取制動 結(jié)構(gòu)頂面至屋蓋縱向水平支撐或托架支座之間柱的高度：下柱段的計(jì)算長度可取柱腳底面至肩梁頂面之間柱的高度。第一章概述根據(jù)

6、被連接構(gòu)件的傳力和相對變形性能，鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)分為剛接、半剛接和鉸接點(diǎn)三類。以純框架的整體變形以剪切變形為主。作為體系中的豎向支撐框架部分的整體變形彎曲變形為主，純框架部分的整體變形以以剪切變形為主。結(jié)構(gòu)體系的動力特性包括自振周期、振形和阻尼三部分，主要與結(jié)構(gòu)體系的質(zhì)量和剛度分布有關(guān)。第二章鋼一混泥土組合結(jié)構(gòu)試驗(yàn)表明當(dāng)鋼管縱向壓應(yīng)力 63超過比例極限之后，由于鋼材的泊松比us小于核心混泥土的橫向變形系數(shù)Uc，核心混泥土的橫向變形將大于鋼管的橫向變形而受到鋼管的約束，相互產(chǎn)生的分布作用力P稱為緊箍力。組合梁按其鋼和混泥土的交界面上抗剪連接件的縱向水平抗剪能力，分為完全抗剪連接組合梁和部分抗剪連接組

7、合梁。抗剪連接件是組合梁的關(guān)鍵部位之一，主要用以傳遞混泥土翼板與鋼梁之間的縱向水平剪 力，還可抵抗翼板與鋼梁之間的的作用。組合梁的抗剪連接宜采用栓釘，也可采用槽鋼、彎筋或有可靠的其他類型的連接件。試驗(yàn)表明：栓釘連接件在混泥土中的抗剪作用類似于彈性地基，在栓釘根部混泥土受局部承壓作用，而栓釘本身承受剪、彎、拉作用，主要有兩種形式，栓釘周圍混泥土被擠壓破壞或栓 釘桿被剪斷。因此影響其抗剪承載力的主要因素： 栓釘截面面積、混泥土彈性模量和混泥土 的強(qiáng)度等級。組合梁（含部分抗剪連接組合梁和鋼梁與壓型鋼板組合構(gòu)成的組合梁）的撓度，應(yīng)分別按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合按彈性方法進(jìn)行計(jì)算。尚應(yīng)考慮混泥土翼板與

8、鋼梁之間的滑移效應(yīng)對組合梁的抗彎剛度進(jìn)行折減。最后按變截面計(jì)算連續(xù)組合梁的撓度。大量的圓鋼管混泥土軸壓短柱的試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果表明，鋼管混泥土柱的受壓性能與套箍系數(shù)有密切關(guān)系。套箍系數(shù)的物理意義如下：E=Asfy/A cfck=afy/fckE越大，鋼管的橫向約束作用越大，核心混泥土三向受壓性能越明顯，強(qiáng)度和延性提高越大。當(dāng)E<0，鋼管對核心混泥土約束效果差，曲線有下降段并隨E減少，塑性性能劣化，工作性能類似于鋼筋混泥土短柱，當(dāng)E在1.0左右時，達(dá)極限承載力能力后，曲線進(jìn)入平緩的塑性階段，延性很大；E>0時。曲線具有強(qiáng)化階段，后期強(qiáng)度提高，延性甚好。鋼管混泥土結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.承載力

9、提高 2.具有良好的塑性和抗震能力3.施工簡單4.耐火和抗銹蝕鞥較好5.有利于高強(qiáng)混泥土的應(yīng)用6.經(jīng)濟(jì)效益高矩形鋼管混泥土結(jié)構(gòu)與鋼梁的連接形式：1.帶短梁內(nèi)隔板式連接2.外伸內(nèi)隔板式連接 3.外隔板連接 4.內(nèi)隔板式連接目前SRC結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法有兩種，一種：是以我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼骨混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī) 程為代表的疊加法。另一種：是以我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型鋼混泥土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程為代表的類 似于鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)的極限設(shè)計(jì)法。第三章多層與高層鋼結(jié)構(gòu)多層與高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑平面應(yīng)力要求簡單、規(guī)則、對稱。抗側(cè)力構(gòu)件的布置符合下列要求：1.支撐在結(jié)構(gòu)平面兩個方向的布置均宜基本對稱，支撐之間樓蓋的長寬比不宜大于3 :剪力

10、墻或芯筒在結(jié)構(gòu)平面兩個方向的布置基本對稱，墻厚不應(yīng)小于140mm，剪力墻間樓蓋的長寬比不宜超過規(guī)范規(guī)定。2.為減少剪力滯后效應(yīng)，框架結(jié)構(gòu)的柱距一般取1.53.0m，且不宜大于層高；框架結(jié)構(gòu)如采用矩形平面， 長邊與短邊的比值不宜大于1.5。3于筒中筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒的邊長不宜小于相應(yīng)外筒邊長的1/3，且內(nèi)框筒與外框的柱距宜相同，以便于鋼梁與內(nèi)外框筒的連接。4.在結(jié)構(gòu)外面拐角處，應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴(yán)重，不宜布置電梯間和樓梯間；剪力墻和筒體等側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)在平面內(nèi)對稱布置。平面部規(guī)則結(jié)構(gòu)類型：1.扭轉(zhuǎn)不規(guī)則 2.凹凸不規(guī)則 3.樓板局部不連續(xù)如必須設(shè)置變形縫時，可將溫度縫、防震縫和沉降縫三者結(jié)合起來考慮。豎向不

11、規(guī)則結(jié)構(gòu)類型：1.側(cè)向剛度不規(guī)則 2.豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)3.樓層承載力突變基本的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)體系、框架一支撐結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系和巨型結(jié)構(gòu) 體系四類。結(jié)構(gòu)在水平荷載下的變形以剪切變形為主。鋼框架構(gòu)件的翼緣、腹板和加勁肋均較薄，梁柱節(jié)點(diǎn)并非理想的剛性節(jié)點(diǎn)，在框架梁柱節(jié)點(diǎn) 域?qū)嶋H存在剪切變形，這種剪切變形會使鋼框架產(chǎn)生不容忽視的水平位移，計(jì)算時應(yīng)給考慮。 研究表明，節(jié)點(diǎn)域剪切變形對框架內(nèi)力的影響較小，可以忽略。K形支撐因受壓屈曲或受拉屈服時，會使柱中承受橫向水平力而破壞，因此抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu) 不得采用K形支撐。采用柔形單斜桿支撐時，因其職能受拉，為承受反復(fù)的水平地震作用，應(yīng) 成對稱

12、設(shè)置。具有良好抗震性能的結(jié)構(gòu)要求在剛度、承載力和耗能之間保持均衡。中心支撐框架雖然具有 良好的剛度和承載力， 但能量耗散性能較差。 無支撐純框架具有優(yōu)良的耗能性能，但其剛度較差；要獲得足夠的剛度，有時會使設(shè)計(jì)很不經(jīng)濟(jì)。為了同時滿足抗震對結(jié)構(gòu)剛度、承載力和耗能的要求，結(jié)構(gòu)應(yīng)兼有中心支撐框架剛度好、承載力較高和純框架耗能大的優(yōu)點(diǎn)。在中、小地震作用下，偏心支撐框架的所有構(gòu)件處于彈性工作階段，這時支撐提供主要的抗側(cè)力剛度，其工作性能與中心支撐框架結(jié)構(gòu)相似；在大地震作用下， 保證支撐不發(fā)生受壓屈曲，而讓耗能梁段屈服消耗地震能量，這時偏心支撐框架結(jié)構(gòu)的工作性能與純框架結(jié)構(gòu)相似。由此可見，偏心支撐框架結(jié)構(gòu)式

13、介于中心支撐框架結(jié)構(gòu)和純框架結(jié)構(gòu)之間的一種地震結(jié)構(gòu)形式。在水平力作用下，框筒結(jié)構(gòu)中的深梁以剪切變形為主，而柱子主要產(chǎn)生于框筒整體彎曲相適 應(yīng)的軸向變形。由于深梁的剪切變形，使得框筒結(jié)構(gòu)中柱子的軸力分布與實(shí)體的筒體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力 分布效應(yīng)不完全一致，而呈非線性分布，這種現(xiàn)象稱為剪力滯后效應(yīng)。影響框筒結(jié)構(gòu)剪力滯后效應(yīng)的主要因素是梁與柱的線剛度比和結(jié)構(gòu)平面的長寬比。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)域不加厚時，其剪切變形對結(jié)構(gòu)側(cè)移的可達(dá)10%-20%甚至更大，所以此時應(yīng)計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形多側(cè)移的影響。節(jié)點(diǎn)域剪切變形對內(nèi)力的影響， 一般在10%以內(nèi)，影響較小，因而可不計(jì)其影響。根據(jù)理論分析和實(shí)例計(jì)算，如將結(jié)構(gòu)的層間位

14、移、柱的軸壓比和長細(xì)比限制在一定的范圍內(nèi)，就能控制二階效應(yīng)對結(jié)構(gòu)極限承載力的影響。所以，高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程通過層間位移、柱子的軸壓比和長細(xì)比的限制，來考慮結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定問題。當(dāng)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)同時符合下列兩個條件時，可不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。第一個條件主要是考慮梁柱效應(yīng)，第二個主要考慮二階效應(yīng)。結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的常用方法有：底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法和時程分析法三種方法。在大風(fēng)作用下容易發(fā)生以下幾種破壞情況：1.由于時間的振動，結(jié)構(gòu)因材料疲勞或側(cè)移失穩(wěn)而破壞。2.因結(jié)構(gòu)變形過大，填充墻和隔墻開裂。3.建筑外墻裝飾物和玻璃幕墻，因較大局部風(fēng)壓而破壞。4.因振動加速度過大，使用產(chǎn)生頭暈等不適癥狀，

15、甚至恐慌、不安。為了不影響結(jié)構(gòu)的正常使用和樂觀感，要求如下：1.頂層質(zhì)心位置的側(cè)移不宜超過建筑物高度的1/500，質(zhì)心層間位移不宜超樓層高度的1/400。2.在驗(yàn)算頂點(diǎn)位移時，結(jié)構(gòu)平面端部的最大位移不得超過質(zhì)心位移的1.2倍。3.對于以鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)為主要抗側(cè)力構(gòu)件的高層鋼結(jié)構(gòu)的位移。4.限制鋼的加速度。耗能梁段的屈服強(qiáng)度越高，屈服后的延性越差，耗能能力越小，因此耗能梁段的鋼材屈服強(qiáng)度不應(yīng)大于345MPa。節(jié)點(diǎn)及連接的設(shè)計(jì)：1.節(jié)點(diǎn)域的穩(wěn)定 2.節(jié)點(diǎn)域抗剪強(qiáng)度第四章大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)可以分為平面結(jié)構(gòu)類、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類和張力結(jié)構(gòu)類等三種基本類型。A 平面桁架系網(wǎng)架：1.兩向正交正放網(wǎng)架

16、2.兩向正交斜放網(wǎng)架3.兩向斜交斜放網(wǎng)架4.三向網(wǎng)架5.單向折線形網(wǎng)架B. 四角椎體系網(wǎng)架：1.正放四角錐網(wǎng)架 2.正放抽空四角錐網(wǎng)架 3.斜放四角錐網(wǎng)架 4.棋盤 形四角錐網(wǎng)架 5.星形四角錐網(wǎng)架C. 三角椎體系網(wǎng)架：1.三角錐網(wǎng)架 2.抽空三角錐網(wǎng)架 3.蜂窩形三角錐網(wǎng)架網(wǎng)殼的分類通常有按層數(shù)劃分、按高斯曲率劃分和按曲面外形劃分。A. 按高斯曲率劃分：1.零高斯曲率的網(wǎng)殼 2.正高斯曲率的網(wǎng)殼3.負(fù)高斯曲率的網(wǎng)殼B. 按曲面外形劃分：1.球面網(wǎng)殼2.雙曲面網(wǎng)殼 3.柱面網(wǎng)殼4.圓錐面網(wǎng)殼 5.扭曲面網(wǎng)殼6. 單快扭網(wǎng)殼 7.雙曲拋物面網(wǎng)殼 8.切割或組合形成的曲面網(wǎng)殼單層球面網(wǎng)殼的形式，按

17、網(wǎng)絡(luò)劃分主要有：1.肋環(huán)型球面網(wǎng)殼 2.施威德勒型球面網(wǎng)殼3.聯(lián)方型球面網(wǎng)殼 4.三向網(wǎng)絡(luò)型球面網(wǎng)殼5凱威特型球面網(wǎng)殼 6.短程線球面網(wǎng)殼雙層球面網(wǎng)殼的形式，雙層球面網(wǎng)殼可由交叉桁架體系和角錐體系組成，主要形式有：1.交叉桁架體系 2.角錐體系3.聯(lián)方型三角錐球面網(wǎng)殼4.平板組合式球面網(wǎng)殼單層柱面網(wǎng)殼的形式，單層柱面網(wǎng)殼按網(wǎng)絡(luò)形式劃分有：1.單斜桿柱面網(wǎng)殼 2.弗普爾型柱面網(wǎng)殼3.雙斜桿型柱面網(wǎng)殼 4.聯(lián)方網(wǎng)絡(luò)型柱面網(wǎng)殼5.三向網(wǎng)絡(luò)型柱面網(wǎng)殼雙層柱面網(wǎng)殼形式很多，主要有交叉桁架體系和四角椎體系組成，主要形式：1.交叉桁架體系2.四角錐體系 3.斜置正放四角錐柱面網(wǎng)殼三角錐體系：1.三角錐柱面網(wǎng)

18、殼 2.抽空三角錐柱面網(wǎng)殼雙曲面拋物線網(wǎng)殼沿直紋兩個方向可以設(shè)置直線桿件。主要形式：1.正交正放類 2.正交斜放類單層懸索體系中索的受力與單根懸索相似，其形狀穩(wěn)定性不佳，這包括有相互聯(lián)系的兩層含義：1.懸索是一種可變體系，其平衡形狀隨荷載分布方式而變。2.抗風(fēng)能力差。為使單層懸索體系具有必要的形狀穩(wěn)定性，一般有如下幾種做法：1.采用重屋面，如裝配式鋼筋混泥土屋面板等。2.采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混泥土懸掛薄殼3.采用橫向加勁構(gòu)件4.采用雙層懸索體系雙層懸索體系由一系列凹的承重索和上凸的穩(wěn)定索。不考慮溫度應(yīng)力條件：1.支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移時，其可側(cè)移值應(yīng)等于或大于規(guī)范規(guī)定的公式。2.周邊支撐的網(wǎng)架，當(dāng)網(wǎng)架驗(yàn)算方向小于 40mm，支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)為獨(dú)立柱或磚壁柱。3.在單位力作用下，柱定位移等于或大于規(guī)范規(guī)定的公式。對網(wǎng)架的一般靜動力計(jì)算，其基本假定可歸納為：1.節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只承受軸向力； 2.按小撓度理論計(jì)算；3.按彈性方法分析。對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用空間桿單元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的有限值單元法，稱為空間桁架位移法。按 空間梁單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的有限單元法，稱為空間鋼架位移法。采用空間桁架位移法分析時，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)計(jì)算的基