鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)體系

1鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)體系介紹2目錄/Contents鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分類門式剛架結(jié)構(gòu)空間桁架結(jié)構(gòu)張弦梁結(jié)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多高層結(jié)構(gòu)31、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類

什么是鋼結(jié)構(gòu)?用型鋼或鋼板制成基本構(gòu)件，根據(jù)使用要求，通過焊接或螺栓連接等方法，按照一定規(guī)律組成的承載機(jī)構(gòu)叫鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在各項(xiàng)工程建設(shè)中的應(yīng)用極為廣泛，如鋼橋、鋼廠房、鋼閘門、各種大型管道容器、高層建筑和塔軌機(jī)構(gòu)等。

鋼結(jié)構(gòu)因其強(qiáng)度高、自重輕、工期快、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，被越來越廣泛應(yīng)用于廠房、體育場館、機(jī)場、火車站、會(huì)展中心、高層建筑等領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)建筑在建設(shè)中所占的比例越來越大；鋼結(jié)構(gòu)建筑根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)大致可分為門式剛架結(jié)構(gòu)、空間桁架結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)、弦支穹頂結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和多高層結(jié)構(gòu)；在一個(gè)工程中結(jié)構(gòu)類型的界限并不是十分明確，往往包含有多種結(jié)構(gòu)類型。

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分類41、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

最能充分發(fā)揮材料受力性能的是受拉構(gòu)件，整個(gè)構(gòu)件在長度和截面都充分受力：σ=T/A；其次是受壓構(gòu)件，截面受力均勻，但存在構(gòu)件整體失穩(wěn)的問題，需折減穩(wěn)定系數(shù)：σ=N/（φA）；最不能發(fā)揮材料受力性能的是受彎構(gòu)件，在構(gòu)件長度方向上有此部位彎矩大，有些部位小，在截面上也是離中性軸遠(yuǎn)受力大，離中性軸近受力小；因此最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是索結(jié)構(gòu)，其次是桁架結(jié)構(gòu)，最后是框架結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點(diǎn)及性能52、門式剛架結(jié)構(gòu)

概念：在單層和多層房屋和一般構(gòu)筑物中，以熱軋型鋼、焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板和薄壁鋼管等作為主要受力構(gòu)件組成的，并采用輕型屋面和墻面的鋼結(jié)構(gòu)。門式剛架是輕鋼結(jié)構(gòu)中最常見一種結(jié)構(gòu)形式。門式剛架受力的主體結(jié)構(gòu)是門式框架，可以是單跨、多跨，還可以是多層結(jié)構(gòu)；門式剛架的經(jīng)濟(jì)跨度約為24-30米；

門式剛架結(jié)構(gòu)形式62、門式剛架結(jié)構(gòu)

門式剛架的主結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要是H型鋼，可根據(jù)受力部位設(shè)計(jì)為變截面，若受力較大還可采用格構(gòu)式柱或屋面桁架等組合構(gòu)件；

門式剛架的構(gòu)件類型72、門式剛架結(jié)構(gòu)

門式剛架是一種平面受力體系，平面內(nèi)剛性很大，承載能力強(qiáng)，但平面外是排架結(jié)構(gòu)，是不穩(wěn)定體系，框架間需加支撐系統(tǒng)；支撐系統(tǒng)一般由剛性系桿、屋面水平支撐、柱間支撐組成；

門式剛架結(jié)構(gòu)支撐82、門式剛架結(jié)構(gòu)

屋面梁構(gòu)件平面外剛度很差，需加在梁下翼緣加隅撐與屋面檁條組成支撐體系來保證受壓翼緣的穩(wěn)定性；

受壓構(gòu)件平面外穩(wěn)定性92、門式剛架結(jié)構(gòu)

門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間通常采用高強(qiáng)螺栓連接，因此施工速度快且質(zhì)量易于保證，應(yīng)盡量避免現(xiàn)場焊接。

門式剛架結(jié)構(gòu)的連接102、門式剛架結(jié)構(gòu)

門式剛架通過地腳錨栓與混凝土基礎(chǔ)連接，根據(jù)螺栓的排布可分為鉸接和剛接。沒有桁車時(shí)一般采用鉸接，有桁車采用剛接。

門式剛架結(jié)構(gòu)的柱腳112、門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)門式剛架一般高高度較小，構(gòu)件件較輕，現(xiàn)場都都是采用螺栓連連接，因此該類類工程安裝都相相對(duì)較簡單；門式剛架結(jié)構(gòu)通通常是采用汽車車吊在地面直接接吊裝，吊車噸噸位一般不超過過50T。門式剛架的安裝裝123、空間桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)空間桁架是由鋼鋼管組成，截面面承載能力強(qiáng)，，跨度大，截面面可彎曲為曲線線造型，外型優(yōu)優(yōu)美，內(nèi)部空間間簡潔，常用于于公共建筑；空間桁架結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)133、空間桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)空間桁架實(shí)際上上是一種平面受受力體系，類似似框架結(jié)構(gòu)，每每個(gè)受力平面體體系通過縱向桁桁架連接，作為為縱向支撐，同同時(shí)也保證對(duì)桁桁架受壓的整體體穩(wěn)定性?？臻g桁架結(jié)構(gòu)的的受力143、空間桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)空間桁架通常采采用三角型截面面，這樣使得桁桁架雙向都具有有較好的剛度，，又利于制作；；空間桁架腹桿與與弦桿都是采用用相貫線切割焊焊接連接，弦桿桿需事先彎成設(shè)設(shè)計(jì)所要求的曲曲線形；空間桁架結(jié)構(gòu)的的制作153、空間桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)空間桁架截面通通常都很大，構(gòu)構(gòu)件超高超寬不不能運(yùn)輸且很不不經(jīng)濟(jì)，所以桁桁架都是在現(xiàn)場場組立焊接，現(xiàn)現(xiàn)場工作量大；；空間桁架結(jié)構(gòu)的的現(xiàn)場拼裝163、空間桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)空間桁架跨度大大，構(gòu)件重，用用作公共建筑如如機(jī)場、會(huì)展一一般都是在樓面面上施工，大型型機(jī)械不能進(jìn)入入，其它類型空空間結(jié)構(gòu)施工基基本上都會(huì)受場場地條件限制，，因此施工較復(fù)復(fù)雜，現(xiàn)場吊裝裝、焊接工作量量大；常用管桁架施工工方法有大型機(jī)機(jī)械吊裝法、高高空散裝法、高高空滑移法、整整體提升法等。?？臻g桁架結(jié)構(gòu)的的安裝175、弦支穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)與與張弦梁結(jié)構(gòu)類類似，都是利用用索的張力產(chǎn)生生一個(gè)對(duì)梁的支支撐力以達(dá)到減減小梁的受力的的目的，但兩者者之間還是有顯顯著的區(qū)別：張張弦梁索是直線線張拉，弦支穹穹頂索是環(huán)形張張拉；弦支穹頂結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)185、弦支穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)與與張弦梁結(jié)構(gòu)類類似，都是利用用索的張力產(chǎn)生生一個(gè)對(duì)梁的支支撐力以達(dá)到減減小梁的受力的的目的，但兩者者之間還是有顯顯著的區(qū)別：張張弦梁索是直線線張拉，弦支穹穹頂索是環(huán)形張張拉；弦支穹頂?shù)淖饔糜迷恚涵h(huán)形索索張緊在節(jié)點(diǎn)處處產(chǎn)生一個(gè)徑向向的拉力，支撐撐桿一根桿件受受拉一根受壓，，受壓桿對(duì)梁起起到支撐作用可可減小梁的跨度度，重新分布彎彎矩，從而減小小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形形張拉因此這種種結(jié)構(gòu)體系適合合做類似圓形的的屋蓋，如北京京自行車館、安安徽大學(xué)體育館館等；弦支穹頂?shù)奈菝婷媪嚎梢允禽嗇椵検降膯胃?，，也可以是單層層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕す?；弦支穹頂結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)195、弦支穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)與與張弦梁結(jié)構(gòu)類類似，都是利用用索的張力產(chǎn)生生一個(gè)對(duì)梁的支支撐力以達(dá)到減減小梁的受力的的目的，但兩者者之間還是有顯顯著的區(qū)別：張張弦梁索是直線線張拉，弦支穹穹頂索是環(huán)形張張拉；弦支穹頂?shù)淖饔糜迷恚涵h(huán)形索索張緊在節(jié)點(diǎn)處處產(chǎn)生一個(gè)徑向向的拉力，支撐撐桿一根桿件受受拉一根受壓，，受壓桿對(duì)梁起起到支撐作用可可減小梁的跨度度，重新分布彎彎矩，從而減小小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形形張拉因此這種種結(jié)構(gòu)體系適合合做類似圓形的的屋蓋，如北京京自行車館、安安徽大學(xué)體育館館等；弦支穹頂?shù)奈菝婷媪嚎梢允禽嗇椵検降膯胃?，，也可以是單層層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕すぃ幌抑я讽斀Y(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)205、弦支穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)與與張弦梁結(jié)構(gòu)類類似，都是利用用索的張力產(chǎn)生生一個(gè)對(duì)梁的支支撐力以達(dá)到減減小梁的受力的的目的，但兩者者之間還是有顯顯著的區(qū)別：張張弦梁索是直線線張拉，弦支穹穹頂索是環(huán)形張張拉；弦支穹頂?shù)淖饔糜迷恚涵h(huán)形索索張緊在節(jié)點(diǎn)處處產(chǎn)生一個(gè)徑向向的拉力，支撐撐桿一根桿件受受拉一根受壓，，受壓桿對(duì)梁起起到支撐作用可可減小梁的跨度度，重新分布彎彎矩，從而減小小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形形張拉因此這種種結(jié)構(gòu)體系適合合做類似圓形的的屋蓋，如北京京自行車館、安安徽大學(xué)體育館館等；弦支穹頂?shù)奈菝婷媪嚎梢允禽嗇椵検降膯胃?，，也可以是單層層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕す?；弦支穹頂結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)215、弦支穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)與與張弦梁結(jié)構(gòu)類類似，都是利用用索的張力產(chǎn)生生一個(gè)對(duì)梁的支支撐力以達(dá)到減減小梁的受力的的目的，但兩者者之間還是有顯顯著的區(qū)別：張張弦梁索是直線線張拉，弦支穹穹頂索是環(huán)形張張拉；弦支穹頂?shù)淖饔糜迷恚涵h(huán)形索索張緊在節(jié)點(diǎn)處處產(chǎn)生一個(gè)徑向向的拉力，支撐撐桿一根桿件受受拉一根受壓，，受壓桿對(duì)梁起起到支撐作用可可減小梁的跨度度，重新分布彎彎矩，從而減小小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形形張拉因此這種種結(jié)構(gòu)體系適合合做類似圓形的的屋蓋，如北京京自行車館、安安徽大學(xué)體育館館等；弦支穹頂?shù)奈菝婷媪嚎梢允禽嗇椵検降膯胃?，，也可以是單層層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕す?；弦支穹頂結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)225、弦支穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)與與張弦梁結(jié)構(gòu)類類似，都是利用用索的張力產(chǎn)生生一個(gè)對(duì)梁的支支撐力以達(dá)到減減小梁的受力的的目的，但兩者者之間還是有顯顯著的區(qū)別：張張弦梁索是直線線張拉，弦支穹穹頂索是環(huán)形張張拉；弦支穹頂?shù)淖饔糜迷恚涵h(huán)形索索張緊在節(jié)點(diǎn)處處產(chǎn)生一個(gè)徑向向的拉力，支撐撐桿一根桿件受受拉一根受壓，，受壓桿對(duì)梁起起到支撐作用可可減小梁的跨度度，重新分布彎彎矩，從而減小小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形形張拉因此這種種結(jié)構(gòu)體系適合合做類似圓形的的屋蓋，如北京京自行車館、安安徽大學(xué)體育館館等；弦支穹頂?shù)奈菝婷媪嚎梢允禽嗇椵検降膯胃?，，也可以是單層層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕す?；弦支穹頂結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)236、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種種較成熟的體系系，它是由單根根構(gòu)件通過球體體連接成為一個(gè)個(gè)整片的結(jié)構(gòu)，，具有用鋼量省省、空間剛度大大、整體性好、、施工速度快的的優(yōu)點(diǎn)；但桿件件過多顯得委很很零亂，不如桁桁架結(jié)構(gòu)美觀；；網(wǎng)架是一種高次次超靜定結(jié)構(gòu)，，施工時(shí)桿件初初始應(yīng)力不好控控制，所以會(huì)出出現(xiàn)實(shí)際受力與與計(jì)算不符情況況，容易出現(xiàn)質(zhì)質(zhì)量問題；網(wǎng)架按結(jié)構(gòu)體系系可分為平面桁桁架系和角錐體體系。平面桁架架系網(wǎng)架：兩向向正交正放網(wǎng)架架、兩向正交斜斜放網(wǎng)架；角錐錐體系網(wǎng)架：四四角錐體網(wǎng)架、、三角錐網(wǎng)架；；網(wǎng)架的連接可采采用螺栓球和焊焊接球連接，螺螺栓球一般適合合較小跨度網(wǎng)架架，焊接球適合合大跨度網(wǎng)架；；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)247、多高層結(jié)構(gòu)鋼材延性大，結(jié)結(jié)構(gòu)抗震性能好好；自重輕，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)高樓的自重約約為混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的60%，可大幅降低基基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的造造價(jià)；工期短，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)由于工廠化程程度高，施工速速度比鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)約快1.5倍；結(jié)構(gòu)面積小，鋼構(gòu)構(gòu)構(gòu)柱面積約為混混凝土柱的1/3，可節(jié)約3%的建筑面積；降低層高，鋼梁截截面一般較混凝土土矮，且管線可從從鋼梁腹板穿越，，同樣的高度可設(shè)設(shè)計(jì)出更多的樓層層增加建筑面積。。多高層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)257、多高層結(jié)構(gòu)由柱和梁組成框架架，承受豎向力和和側(cè)向力；剛框架抗側(cè)力性能能較差，結(jié)構(gòu)側(cè)向向變形大，一般適適合20層以下結(jié)構(gòu)；柱子一般采用箱型型鋼柱或鋼管混凝凝土柱；鋼管混凝土柱是在在圓管柱或箱型柱柱中灌入混凝土，，既具有鋼結(jié)構(gòu)的的優(yōu)點(diǎn)，又充分利利用了混凝土抗壓壓好的特性。框架結(jié)構(gòu)267、多高層結(jié)構(gòu)由柱和梁組成框架架，在柱間設(shè)有支支撐用于抵抗側(cè)向向力；剛框架抗側(cè)力性能能較較好，結(jié)構(gòu)側(cè)側(cè)向變形較大，一一般適合40層以下結(jié)構(gòu)；框架支撐結(jié)構(gòu)277、多高層結(jié)構(gòu)與框架支撐結(jié)構(gòu)類類似，只是支撐換換成剪力墻用于抵抵抗側(cè)向力；剪力墻一般為混凝凝土板或鋼板，或或鋼混組合結(jié)構(gòu)，，比支撐具有更好好的抗側(cè)剛度，布布置更靈活，可適適合更高的建筑結(jié)結(jié)構(gòu)?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)287、多高層結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)此種結(jié)構(gòu)體系一般般是由鋼筋混凝土土核心筒與外圈鋼鋼框架組合而成;核心筒主要是由四四片以上的鋼筋混混凝土墻體圍成的的方形、矩形或多多邊形筒體，內(nèi)部部設(shè)置一定數(shù)量的的縱、橫向鋼筋混混凝土隔墻。當(dāng)建建筑很高時(shí)，核心心筒墻體內(nèi)可能設(shè)設(shè)置一定數(shù)量的型型鋼骨架；外圈鋼框架是由鋼鋼柱與鋼梁剛接而而成；建筑的側(cè)向變形主主要由核心筒來抵抵抗，這是高層中中最常用的一種結(jié)結(jié)構(gòu)體系。297、多高層結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)側(cè)力措施----伸臂桁架伸臂桁架是減小高高層建筑側(cè)向變形形的一項(xiàng)重要措施施；伸臂桁架一般設(shè)在在設(shè)備層或避難層層，寬度貫通房屋屋全寬、高度為一一層或兩層樓高，，一般在整個(gè)樓層層高度上設(shè)置三到到四道；伸臂桁架的作用原原理是當(dāng)建筑側(cè)向向變形時(shí)外圍鋼柱柱的拉壓軸向力對(duì)對(duì)伸臂桁架施加一一個(gè)反向的力矩，，從而達(dá)到減小側(cè)側(cè)向變形的目的。。307、多高層結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)側(cè)力措施----大型支撐框筒是用于高層的的一種高效抗側(cè)力力構(gòu)件，然而其框框架所固有的剪力力滯后效應(yīng)，削弱弱了它的抗推剛度度和抗傾覆能力；；貫通房屋全寬的斜斜桿與柱組成大型型支撐體系，使外外框形成一個(gè)支撐撐筒體，具有很好好的抗側(cè)剛度。317、多高層結(jié)構(gòu)樓承板高層鋼結(jié)構(gòu)一般都都使用樓承板以突突出鋼結(jié)構(gòu)施工速速度快的優(yōu)勢;使用樓承板不需要要搭設(shè)腳手架支撐撐和模板，樓承板板可作永久性模板板，施工速度快，，還可部分取代樓樓板配筋；樓承板通常有開口口型、閉口型、桁桁架式幾種。327、多高層結(jié)構(gòu)開口型樓承板承載能力

1、波型對(duì)稱，正反彎矩受力接近，板加勁肋使得有效面積大，施工階段承載能力強(qiáng)；

2、使用階段樓承板可部分取代底部配筋。防火性能樓承板不能防火，板底部需配筋,樓承板不需刷防火涂料施工樓承板鋪設(shè)速度快，但鋼筋綁扎較慢使用樓板底面有波型凹凸不平，外觀不夠平整經(jīng)濟(jì)性樓承板板型利用率高，價(jià)格便宜，底部凹槽可減少樓板25%左右的混凝土用量，降低建筑的自重，還節(jié)省主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)費(fèi)用。

337、多高層結(jié)構(gòu)閉口型樓承板承載能力1、板底部平整施工階段板有效面積小，施工階段承載能力差；

2、使用階段樓承板可部分取代底部配筋。防火性能樓承板基本上不能防火，板底部需配筋,樓承板不需刷防火涂料施工樓承板鋪設(shè)速度快，但鋼筋綁扎較慢使用樓板底面平整，底部槽口方便吊掛。經(jīng)濟(jì)性樓承板板型利用率低，價(jià)格較高，能稍微降低樓板混凝土用量和自重

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