鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計教程-青島理工

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一章 輕鋼結(jié)構(gòu)1.1 概述單層門式剛架結(jié)構(gòu)是以主要承重骨架、檁條、墻梁、屋面、墻面、保溫隔熱材料、支撐組成的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系。 單層門式剛架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有以下特點： (1)質(zhì)量輕 (2)工業(yè)化程度高，施工周期短 (3)綜合經(jīng)濟效益高 (4)柱網(wǎng)布置比較靈活 門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用大約始于20世紀(jì)80年代初期。近年來其應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，主要用于輕型的廠房、倉庫、建材等交易市場、大型超市、體育館、展覽廳及活動房屋、加層建筑等。1.2 結(jié)構(gòu)形

2、式和結(jié)構(gòu)布置門式剛架又稱山形門式剛架。其結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨雙跨和多跨按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。 結(jié)構(gòu)布置： 1.剛架的建筑尺寸和布置：(1).跨度取橫向剛架柱間距離，跨度宜為936m (2).高度應(yīng)取地坪柱軸線與斜梁軸線交點的高度，宜取4.59m (3).門式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、或9m (4).溫度分區(qū) ：縱向溫度區(qū)段300m 橫向溫度區(qū)段150m 2.檁條和墻梁的布置： (1).屋面檁條一般應(yīng)等間距布置。但在屋脊處，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(一般小于200mm)，在天溝

3、附近應(yīng)布置一道檁條，以便于天溝的固定。確定檁條間距時，應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計算確定。 (2).側(cè)墻墻梁的布置，應(yīng)考慮設(shè)置門窗、挑檐、遮雨篷等構(gòu)件和圍護材料的要求。 (3).支撐和剛性系桿的布置： 在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐，以構(gòu)成幾何不變體系。 端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個開間。柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向受力情況及安裝條件確定，一般取30-45m；有吊車時不宜大于60m。 當(dāng)房屋高度較大時，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置；當(dāng)房屋寬度大于60m時，內(nèi)柱列宜適當(dāng)設(shè)置支撐。 當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系

4、桿。 剛性系桿可由檁條兼任，此時檁條應(yīng)滿足壓彎構(gòu)件的承載力和剛度要求，當(dāng)不滿足時可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管、H形鋼或其它截面形式的桿件。1.3 剛架設(shè)計1. 在進行剛架內(nèi)力分析時，所需考慮的荷載效應(yīng)組合主要有：（1）1.2永久荷載+0.91.4積灰荷載+max屋面均布活荷載、雪荷載+0.91.4(風(fēng)荷載+吊車豎向及水平荷載) （2）1.0永久荷載+1.4風(fēng)荷載 組合(1)用于截面強度和構(gòu)件穩(wěn)定性計算， 組合(2)用于錨栓抗拉計算。 2. 剛架梁、柱構(gòu)件的強度、整體穩(wěn)定計算正應(yīng)力驗算：剪應(yīng)力驗算：彎矩作用平面內(nèi)：彎矩作用平面外：3. 變截面柱的整體穩(wěn)定計算變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算 ： 變截

5、面柱在剛架平面外的整體穩(wěn)定計算：4. 節(jié)點設(shè)計門式剛架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點有：梁與柱連接節(jié)點、梁和梁拼接節(jié)點及柱腳。當(dāng)有橋式吊車時，剛架柱上還有牛腿。 門式剛架斜梁與柱的剛接連接，一般采用高強度螺栓端板連接。具體構(gòu)造有端板豎放、端板斜放和端板平放三種形式。斜梁拼接時也可用高強度螺栓端板連接，宜使端板與構(gòu)件外邊緣垂直。 門式剛架的柱腳，一般采用平板式鉸接柱腳，當(dāng)有橋式吊車或剛架側(cè)向剛度過弱時，則應(yīng)采用剛接柱腳。1.4 壓型鋼板設(shè)計 壓型鋼板具有自重輕、強度高、剛度較大、抗震性能較好、施工安裝方便，易于維護更新，便于商品化、工業(yè)化生產(chǎn)的特點。壓型鋼板具有簡潔、美觀的外觀，豐富多彩的色調(diào)以及靈活的組合方式，

6、是一種較為理想的圍護結(jié)構(gòu)用材。 壓型鋼板通常采用由板厚度為0.5mm2.0mm的薄鋼板經(jīng)冷軋或沖壓成型。壓型鋼板基層應(yīng)優(yōu)先選用帶有鍍鋅或鍍鋁鋅的鋼卷板，鋼板表面帶有彩色涂層。亦可采用其它經(jīng)表面防腐處理的薄鋼板。 壓型鋼板的截面幾何特性采用“線性元件法”計算。可變荷載計算時要考慮施工檢修集中荷載的影響，剪應(yīng)力計算需要考慮腹板的高厚比影響。 壓型鋼板和用于檁條、墻梁的卷邊槽鋼和Z形鋼都屬于冷彎薄壁構(gòu)件，這類構(gòu)件允許板件受壓屈曲并利用其屈曲后強度。因此，在其強度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性一般以有效截面為準(zhǔn)。但對于對于翼緣寬厚比較大的壓型鋼板，設(shè)置尺寸適當(dāng)?shù)闹虚g縱向加勁肋，就可以保證翼緣受壓時全部有效

7、。 壓型鋼板的強度和撓度可取單槽口的有效截面，按受彎構(gòu)件計算。內(nèi)力分析時，把檁條視為壓型鋼板的支座，考慮不同荷載組合，按多跨連續(xù)梁進行。 壓型鋼板的構(gòu)造規(guī)定： （1）腹板與翼緣水平面之間的夾角不宜小于45。 （2）宜采用長尺寸板材，以減少板長度方向的搭接。 （3）長度方向的搭接端必須與支撐構(gòu)件(如檁條、墻梁等)有可靠的連接部 位應(yīng)設(shè)置防水密封膠帶。 （4）搭接長度不宜小于下列限值： 屋面： 高波（波高 70mm）壓型鋼板：375mm 屋面坡度 1/10時：200mm 墻面：壓型鋼板：120mm1.5 檁條設(shè)計檁條的截面形式可分為實腹式和格構(gòu)式兩種。當(dāng)檁條跨度(柱距)不超過9m時，應(yīng)優(yōu)先選用實腹

8、式檁條。 設(shè)置在剛架斜梁上的檁條在垂直于地面的均布荷載作用下，沿截面兩個形心主軸方向都有彎矩作用，屬于雙向受彎構(gòu)件。在進行內(nèi)力分析時，首先要把均布荷載分解為沿截面形心主軸方向的荷載分量qx 、qy。 1.檁條的截面驗算：(1)強度計算按雙向受彎構(gòu)件計算： 當(dāng)屋面能阻止檁條的失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)時，可按下列強度公式驗算截面： 2.整體穩(wěn)定計算：當(dāng)屋面不能阻止檁條的側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)時(如采用扣合式屋面板時)，應(yīng)按穩(wěn)定公式驗算截面： 3.變形計算：實腹式檁條應(yīng)驗算垂直于屋面方向的撓度。 對卷邊槽形截面的兩端簡支檁條： 對Z形截面的兩端簡支檁條 ： 4.檁條的構(gòu)造要求： 當(dāng)檁條跨度大于4m時，應(yīng)在檁條間跨中位置設(shè)

9、置拉條。當(dāng)檁條跨度大6m時，應(yīng)在檁條跨度三分點處各設(shè)置一道拉條。 拉條的作用是防止檁條側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)并且提供x軸方向的中間支點。此中間支點的力需要傳到剛度較大的構(gòu)件為此，需要在屋脊或檐口處設(shè)置斜拉條和剛性撐桿。1.6 墻梁、支撐設(shè)計一、墻梁設(shè)計墻架系統(tǒng)主要由墻梁、拉條、斜拉條、撐桿、以及墻面板等組成。墻梁的截面主要是C型和Z型兩種冷彎薄壁型鋼截面形式。 通常墻梁的最大剛度平面在水平方向（槽口方向向下），墻梁主要承擔(dān)水平風(fēng)荷載。 墻梁槽口的朝向應(yīng)視具體情況而定：槽口向上，便于連接，但容易積灰積水，鋼材易銹蝕；槽口向下，不易積灰積水，但連接不便。墻梁的間距取決于墻板的材料強度、尺寸、所受荷載的大小

10、等，一般墻梁的間距取11.5米左右，遇有窗口位置等情況作特殊處理。 墻梁的計算： 墻梁的荷載組合有兩種： 1.2豎向永久荷載+1.4水平風(fēng)壓力荷載 1.2豎向永久荷載+1.4水平風(fēng)吸力荷載 墻梁承擔(dān)雙向荷載，為一雙向受彎構(gòu)件。當(dāng)荷載未通過截面彎曲中心時，尚應(yīng)考慮因荷載偏心產(chǎn)生的雙彎扭力矩B（單側(cè)掛墻板）。 當(dāng)墻梁雙側(cè)掛墻板（圖a），且墻板與墻梁牢固連接時，墻梁受荷不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)，此時雙彎扭力矩B0； 當(dāng)墻梁單側(cè)掛墻板時（圖b），由于豎向荷載和水平風(fēng)載均不通過墻梁中心A，且單側(cè)掛墻板不能有效阻止墻梁的扭轉(zhuǎn)，此時墻梁將產(chǎn)生雙彎扭力矩B。 墻梁截面的驗算： 首先根據(jù)墻梁跨度、荷載和拉條設(shè)置情況，初選墻

11、梁截面，然后對墻梁截面進行驗算。 截面驗算包括：正應(yīng)力驗算，剪應(yīng)力驗算，整體穩(wěn)定驗算以及剛度驗算。 二、支撐設(shè)計柱間支撐的截面型式：采用兩個角鋼組成的T型截面、圓鋼管截面。 柱間支撐的布置:一般布置在廠房兩端第一開間或者是第二開間，若廠房長度超過60米時，則需要在中部再加設(shè)一道支撐。 柱間支撐的型式：根據(jù)廠房使用要求可以布置成十字型或者八字型。 柱間支撐作用：主要傳遞山墻傳來的風(fēng)荷載，增加房屋整體剛度。 柱間支撐斜桿按拉桿設(shè)計，如圖所示，當(dāng)桿件受壓時退出工作，另一個斜拉桿承載。 柱間支撐計算： 按拉桿設(shè)計，所受拉力為： 強度驗算: 剛度驗算: 1.7 建筑構(gòu)造設(shè)計天窗結(jié)構(gòu)通常由天窗架、檁條（或

12、太空輕質(zhì)大型屋面板）、側(cè)窗橫檔和天窗架支撐系統(tǒng)組成。 天窗架的跨度和高度根據(jù)廠房的采光和通風(fēng)要求確定。其跨度一般為屋架跨度的1/31/2，高度為其跨度的1/51/2。 為了防止外墻面壓型鋼板腐蝕以及被硬物碰撞，延長壓型鋼板使用壽命，在建筑構(gòu)造上應(yīng)采取以下措施： 1）在基礎(chǔ)地梁上砌筑一段砌塊墻體，高度一般為0.91.2m。 2）屋面采用有組織內(nèi)排水。第二章 重型廠房鋼結(jié)構(gòu) 基本要求1. 了解重型廠房的組成、屋架外形及腹桿形式，掌握柱間支撐及屋蓋支撐的作用與布置。 2. 掌握剛架內(nèi)力分析方法及內(nèi)力組合原則。 3. 掌握鋼屋架桿件截面的選取，了解一般構(gòu)造要求。 4. 了解吊車梁的荷載及截面組成，掌握

13、吊車梁的連接構(gòu)造及截面驗算方法。 教學(xué)內(nèi)容 重點難點本章內(nèi)容包括廠房結(jié)構(gòu)布置、計算原理、鋼屋架設(shè)計和吊車梁設(shè)計四部分，其中鋼屋架設(shè)計和吊車梁設(shè)計是本章的重點。通過本章的學(xué)習(xí)，最終要求達到： （1）根據(jù)實際需求，確定鋼屋架的類型，并設(shè)計出此屋架； （2）掌握吊車梁的受力特點，荷載分析，節(jié)點設(shè)計與計算，并能繪制施工圖。2.1 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置 考慮工藝、結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟等因素確定，兼顧模數(shù)的要求。 1.計算單元 取相鄰柱距的平均值: 2.橫向框架 鉸接框架和剛接框架: 3.柱截面 格構(gòu)式柱與分離式柱: 4.柱間支撐 作用與布置: 5.屋蓋支撐 作用與布置:。 2.2 計算原理剛架內(nèi)力計算 引用

14、當(dāng)量慣性矩將格構(gòu)式柱和屋架換算為實腹式構(gòu)件進行內(nèi)力分析。 內(nèi)力組合原則 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，構(gòu)件和連接取簡化公式中的最不利值確定。 2.3 鋼屋架設(shè)計桁架內(nèi)力分析 按節(jié)點荷載作用下的平面鉸接桁架，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法分析內(nèi)力。 桁架桿件計算長度 見上冊。 桁架桿件截面型式選取 壓桿按兩主軸等穩(wěn)定原則確定。 屋架構(gòu)造要求 角鋼規(guī)格和節(jié)點板厚度。 桁架節(jié)點設(shè)計 見上冊。2.4 吊車梁設(shè)計 吊車荷載吊車最大輪壓: 吊車橫向水平力: 吊車梁截面單軸對稱工字型截面 帶制動梁的吊車梁 帶制動桁架的吊車梁 吊車梁與制動結(jié)構(gòu)的連接 吊車梁支座 平板支座和凸緣支座。 吊車梁的截面驗算強度驗算 單軸對稱工字型截面

15、 受壓區(qū) 受拉區(qū) 帶制動梁的吊車梁 帶制動桁架的吊車梁 整體穩(wěn)定驗算 設(shè)有制動結(jié)構(gòu)的吊車梁不需計算整體穩(wěn)定，單軸對稱工字型截面吊車梁按下式計算穩(wěn)定 剛度驗算 豎向撓度 水平撓度 疲勞驗算 第3章 大跨屋蓋結(jié)構(gòu) 基本要求:1. 了解大跨度結(jié)構(gòu)的體系類別及其特征。 2. 掌握雙層網(wǎng)架的常用形式及網(wǎng)架選型的原則。 3. 了解網(wǎng)架的計算要點。 4. 理解并掌握空間桿系有限元法，熟悉求解桿件內(nèi)力的過程。 5. 了解網(wǎng)架桿件設(shè)計的一般原則。 6. 掌握網(wǎng)架焊接空心球、螺栓球、支座的計算公式。 7. 了解網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式及一般計算原則。 教學(xué)內(nèi)容: 重點難點:本章講述了大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的主要形式。其中以雙層網(wǎng)架

16、為重點內(nèi)容。通過本章學(xué)習(xí)，最終要求達到：根據(jù)實際工程要求，能正確的選擇網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式，節(jié)點形式，能應(yīng)用相應(yīng)的大跨度計算軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計完成能運用本章的知識進行校對，并能分析該設(shè)計的準(zhǔn)確性。難點：空間桿系有限元法。3.1 結(jié)構(gòu)形式 大跨鋼結(jié)構(gòu)按幾何形狀、組成方法、結(jié)構(gòu)材料及受力特點的不同可分為平面結(jié)構(gòu)體系和空間結(jié)構(gòu)體系兩大類。屬于平面結(jié)構(gòu)體系的有：梁式結(jié)構(gòu)(平面桁是、空間桁架)，平面剛架和拱式結(jié)構(gòu)。屬于空間結(jié)構(gòu)體系的有：平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、斜拉結(jié)構(gòu)、張拉結(jié)構(gòu)等。3.2 網(wǎng)架的形式 網(wǎng)架按弦桿層數(shù)不同可分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架。雙層網(wǎng)架是由上弦、下弦和腹桿組成的空間結(jié)構(gòu)(圖1)，

17、是最常用的網(wǎng)架形式。而雙層網(wǎng)架的常用形式主要如下：（圖2） 1）兩向正交正放網(wǎng)架：適用于在矩形建筑平面中，網(wǎng)架的弦桿垂直于及平行于邊界。（圖3）2）兩向正交斜放網(wǎng)架：適用于兩個方向網(wǎng)格尺寸不同的情況。（圖4）3）三向網(wǎng)架：三個方向的平面桁架相互交角60。比兩向網(wǎng)架剛度大，適合大跨度，適用于正三角形，正六三角形平面。（圖5）4）正放四角錐網(wǎng)架：正放四角錐網(wǎng)架空間剛度較好，但桿件數(shù)量較多，用鋼量偏大。適用于接近方形的中小跨度網(wǎng)架，宜采用周邊支承。（圖6）5）正放抽空四角錐網(wǎng)架：將正放四角錐網(wǎng)架適當(dāng)抽掉一些腹桿和下弦桿，如每隔一個網(wǎng)格抽去斜腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格的寬度等于上弦網(wǎng)格的二倍，從而減小桿

18、件數(shù)量，降低了用鋼量。（圖7）6）棋盤形四角錐網(wǎng)架：保持正放四角錐網(wǎng)架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正交斜放，上弦桿呈正交正放。克服了斜放四角錐網(wǎng)架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點。（圖8）7）斜放四角錐網(wǎng)架：上弦網(wǎng)格呈正交斜放，下弦網(wǎng)格為正交正放。網(wǎng)架上弦桿短，下弦桿長，受力合理。 適用于中小跨度周邊支承，或周邊支承與點支承相結(jié)合的矩形平面。（圖9）8）星形四角錐網(wǎng)架：星形網(wǎng)架上弦桿比下弦桿短，受力合理。豎桿受壓，內(nèi)力等于節(jié)點荷載。星形網(wǎng)架一般用于中小跨度周邊支承情況。（圖10）9）三角錐網(wǎng)架:受力均勻、整體性和抗扭剛度好，適用于平面為多邊形的大中跨度建筑。（圖11）10

19、）抽空三角錐網(wǎng)架：保持三角錐網(wǎng)架的上弦網(wǎng)格不變，按一定規(guī)律抽去部分腹桿和下弦桿，可得到抽空三角錐網(wǎng)架。抽桿后，網(wǎng)架空間剛度受到削弱。下弦桿數(shù)量減少，內(nèi)力較大。抽空三角錐網(wǎng)架適用于平面為多邊形的中小跨度建筑。 11）蜂窩形三角錐網(wǎng)架：上弦網(wǎng)格為三角形和六邊形，下弦網(wǎng)格為六邊形。腹桿與下弦桿位于同一豎向平面內(nèi)。節(jié)點、桿件數(shù)量都較少，適用于周邊支承，中小跨度屋蓋。蜂窩形三角錐網(wǎng)架本身是幾何可變的：借助于支座水平約束來保證其幾何不變。網(wǎng)架的選型應(yīng)結(jié)合工程的平面形狀、建筑要求、荷載和跨度的大小、支承情況和造價等因素綜合分析確定。3.3 網(wǎng)架的計算要點 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)對使用階段荷載作用下的內(nèi)力和位移進行計算，

20、并應(yīng)根據(jù)具體情況對地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及施工安裝荷載引起的內(nèi)力和位移進行計算。網(wǎng)架的直接作用和間接作用如下（圖14） 3.4 空間桿系有限元法 空間桿系有限元法也稱空間桁架位移法?？臻g桿系有限元法是計算精度最高的一種方法，適用于各種類型、各種平面形狀、不同邊界條件的網(wǎng)架，靜力荷載、地震作用、溫度應(yīng)力等工況均可計算。能考慮網(wǎng)架與下部支承結(jié)構(gòu)的共同工作 。計算程序見下流程圖（圖15） 3.5 網(wǎng)架桿件設(shè)計 網(wǎng)架桿件可采用鋼管、熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼。在截面積相同的條件下，管截面具有回轉(zhuǎn)半徑大，截面特性無方向性，抗壓屈承載力高等優(yōu)點，鋼管端部封閉后，內(nèi)部不易銹蝕，是目前網(wǎng)架桿件常用

21、的截面形式。管材可采用高頻焊管或無縫鋼管，有條件時也可采用薄壁管形截面。材質(zhì)主要有Q235鋼及Q345鋼。3.6 節(jié)點設(shè)計 網(wǎng)架節(jié)點數(shù)量多，節(jié)點用鋼量約占整個網(wǎng)架用鋼量的2025，節(jié)點構(gòu)造的好壞，對結(jié)構(gòu)性能、制造安裝、耗鋼量和工程造價都有相當(dāng)大的影響。網(wǎng)架的節(jié)點形式很多，目前國內(nèi)常用的節(jié)點形式主要有（圖16） 3.7 網(wǎng)殼 網(wǎng)殼是一個準(zhǔn)柔性的高次超靜定結(jié)構(gòu)，幾何非線性較其他結(jié)構(gòu)明顯，其整體穩(wěn)定性對結(jié)構(gòu)幾何形狀的變化也很敏感。目前網(wǎng)殼計算主要是采用考慮幾何非線性的有限單元法。一般情況下，雙層網(wǎng)殼連接節(jié)點多采用鉸接。單層網(wǎng)殼連接節(jié)點應(yīng)采用剛接，否則單元共面節(jié)點的法向剛度為零。對鉸接連接網(wǎng)殼采用空間

22、二力桿單元，對剛接連接網(wǎng)殼宜采用空間梁柱單元?？紤]與不考慮幾何非線性的有限單元法的區(qū)別在于前者(幾何非線性)考慮網(wǎng)殼變形對網(wǎng)殼內(nèi)力的影響；網(wǎng)殼的平衡方程建立在變形以后的位形上，后者(線性)的平衡方程則始終建立在初始狀態(tài)。第4章 多層及高層房屋建筑結(jié)構(gòu) 基本要求：1. 了解多高層房屋結(jié)構(gòu)的組成和特點，了解結(jié)構(gòu)布置的原則及需要考慮的問題。了解抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、抗震縫以及基礎(chǔ)埋深等設(shè)置方法。了解用于多、高層建筑的樓板類型，明確樓蓋結(jié)構(gòu)的作用及其布置方案設(shè)計與整體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，掌握壓型鋼板組合樓蓋的設(shè)計方法，能準(zhǔn)確繪出包含主（次）梁的壓型鋼板組合樓蓋施工圖。 2. 掌握框架柱的設(shè)計方法，會確定框架柱計算長度。

23、掌握常用的梁柱連接形式、明確梁柱連接連接的內(nèi)力傳遞方式，熟練掌握常用計算法，能準(zhǔn)確繪出梁柱節(jié)點連接的施工圖，了解水平支撐和豎向支撐的布置方法。 3. 了解多、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)計算模型的選取方法，了解常用的結(jié)構(gòu)靜力計算方法，能運用分層法和D值法進行框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算。 - 教學(xué)內(nèi)容：- 重點難點： 壓型鋼板組合樓蓋和梁柱節(jié)點的構(gòu)造設(shè)計，以及壓型鋼板組合樓蓋、梁柱節(jié)點連接的施工圖的繪制，既是本章的重點又是學(xué)習(xí)中的難點，要求一定掌握。4-1 多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成 1. 多高層結(jié)構(gòu)的常見類型：框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)，如圖4-1。 2. 多層房屋的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)：滿足側(cè)向剛度、部分柱參加抗側(cè)力工作或少

24、數(shù)柱之間加設(shè)斜撐，如圖4-2。 3. 多層房屋平面形式的選?。簯?yīng)首選由光滑曲線構(gòu)成的平面形式；盡可能地采用中心對稱或雙軸對稱的平面形式；避免以狹長形作平面形式；框筒結(jié)構(gòu)采用矩形平面形式時，應(yīng)控制其平面長度比小于1.5。 4. 需抗震設(shè)防時平面尺寸關(guān)系，如圖4-3。 5.平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：1）任一層的偏心率大于0.15時； 2）結(jié)構(gòu)平面形狀有凹角，凹角的伸出部分在一個方向的尺度，超過該方向建筑總尺寸的25； 3）樓面不連續(xù)或剛度突變，包括開洞面積超過該層總面積的50； 4）抗水平力構(gòu)件既不平行又不對稱于側(cè)力體系的兩個互相垂直的主軸。縫的設(shè)置：高層建筑一般不宜設(shè)置防震縫；高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，一般也無須設(shè)

25、置溫度縫。 6. 豎向布置的不規(guī)則結(jié)構(gòu)：1)樓層剛度小于其相鄰上層剛度的70%，且連續(xù)三層總的剛度降代超過50%； 2）相鄰樓層質(zhì)量之比超過1.5； 3）立面收進尺寸的比例為L1/L 0.75； 4）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)5）任一樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總剪承載力小于其相鄰上層的80。 7.基礎(chǔ)埋深的考慮： 1）敷設(shè)地下室；補償基礎(chǔ)、增大結(jié)構(gòu)抗側(cè)傾能力； 2）有抗震設(shè)防時，高層結(jié)構(gòu)部分的基礎(chǔ)埋深宜一致、不宜采用局部地下室； 3）當(dāng)有可靠根據(jù)時，基礎(chǔ)埋深可適當(dāng)減小。4-2 樓蓋的布置方案和設(shè)計1. 樓蓋結(jié)構(gòu)的作用： 直接承受豎向荷載，并將其傳遞給豎向構(gòu)件；起橫隔作用。 2. 多、高層建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)組成:

26、由樓板和梁系組成，起固定作用、傳遞水平剪力作用。 3.樓蓋結(jié)構(gòu)的方案選擇原則：1） 滿足建筑設(shè)計要求； 2） 較小自重； 3） 便于施工； 4） 有足夠的整體剛度。 4梁系的構(gòu)成：5. 斜向主梁的作用： 在框筒體系中，角柱往往產(chǎn)生高額軸向拉力，可通過斜向布置主梁得到向角柱傳遞較大的豎向荷載的目的。 6. 主次梁連接：簡支連接、剛性連接。 7.樓蓋結(jié)構(gòu)的布置方案：。 8. 組合樓板設(shè)計時的基本原則1）組合樓板的設(shè)計考慮兩個受力階段： a) 施工階段:對作為澆注混凝土底模的壓型鋼板進行強度和變形驗算. b) 使用階段:對于非組合板，壓型鋼板僅作為模板使用；驗算組合板在永久荷載和使用段的可變荷載作用

27、下的強度和變形. 2) 壓型鋼板的跨中變形時： 撓度w0大于20mm時，確定混凝土自重應(yīng)考慮撓曲效應(yīng)，在全跨增加混凝土厚度0.7 w0，或增設(shè)臨時支撐。 9.組合樓板施工階段的計算：實質(zhì)上是壓型鋼板的計算；只考慮荷載沿強邊方向傳遞(單向板)。 10.組合樓板使用階段的設(shè)計:1）非組合板:按常規(guī)鋼筋混凝土樓板設(shè)計,應(yīng)在壓型鋼板波槽內(nèi)設(shè)置鋼筋，并進行相應(yīng)計算。 2）組合板: a) 對于雙向彎曲板或單向彎曲板進行承載力驗算，即正截面抗彎承載力、抗沖剪承載力、斜截面抗剪承載力驗算； b) 對于單向彎曲簡支板進行變形驗算。 11.組合梁的設(shè)計： 彈性分析時，將受壓混凝土翼板的有效寬度bce折算成與鋼材等效的換算寬度beq；要求在混凝土翼板的有效寬度內(nèi)，縱向鋼筋和鋼梁受拉及受壓應(yīng)力均達到強度設(shè)計值；塑性中和軸受拉側(cè)的混凝土強度設(shè)計值可忽略不計；塑性中和軸受壓側(cè)的混凝土截面均勻受壓，并達到彎曲抗壓強度設(shè)計值。4-3 柱和支撐的設(shè)計（主要內(nèi)容）1. 框架柱的設(shè)計要求： 滿足強柱弱梁的設(shè)計要求，使塑性鉸出現(xiàn)在梁端而不是在柱端，抗震設(shè)防的柱在任一節(jié)點處，宜滿足下列要求： 2. 梁與柱的連接形式： 1) 按連接轉(zhuǎn)動剛度的不同分類：剛性連接、柔性連接、半剛性連接； 2) 剛性連接形式：完全焊接、完全栓接、栓焊