华科土木建筑钢结构设计第一章-n.ppt
- 文档编号:2746929
- 上传时间:2022-11-11
- 格式:PPT
- 页数:44
- 大小:3.40MB
华科土木建筑钢结构设计第一章-n.ppt
《华科土木建筑钢结构设计第一章-n.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《华科土木建筑钢结构设计第一章-n.ppt(44页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
建筑钢结构设计建筑钢结构设计华中科技大学土木工程与力学学院华中科技大学土木工程与力学学院钢结构教研室钢结构教研室2018年年2月月0课程介绍课程介绍一、结构:
一、结构:
由由基本构件基本构件组成(组成(连接连接)的)的受力受力体系体系二、钢结构设计原理与建筑钢结构设计课程区别和联系二、钢结构设计原理与建筑钢结构设计课程区别和联系:
区别:
区别:
材料性能材料性能连接连接基本构件基本构件构造要求构造要求理念、知识、方法对象对象共性的节点和基本构件共性的节点和基本构件应力应力设计设计特点局部、单个、零散局部、单个、零散设设计计原原理理结构体系、结构体系、特点、组成特点、组成结构布置结构布置荷载及计算荷载及计算内力计算及组合内力计算及组合理念、知识、方法对象对象具体的结构具体的结构概念概念设计设计特点特点承载力、刚度、延性承载力、刚度、延性整体整体局部局部整体整体结结构构设设计计构件、节点设计构件、节点设计施工图设计施工图设计联联系系原理是从具体结构中抽象出来的,是基础原理是从具体结构中抽象出来的,是基础具体结构设计是设计原理的应用和扩展具体结构设计是设计原理的应用和扩展二者是设计中不可分割两个方面。
二者是设计中不可分割两个方面。
本本课课程程学学习习l概念设计概念设计l平台钢结构设计平台钢结构设计l轻型门式刚架设计轻型门式刚架设计l多高层钢结构设计多高层钢结构设计l普通钢屋架单层厂房设计普通钢屋架单层厂房设计l钢结构施工及防腐蚀钢结构施工及防腐蚀l课程设计一周课程设计一周二、建筑钢结构设计课程内容二、建筑钢结构设计课程内容24学时学时32学时学时三、设计课程学习和思维方法三、设计课程学习和思维方法重视概念设计重视概念设计(方案设计)方案设计)重视每一结构体系的特点(特别是重视每一结构体系的特点(特别是受力特点)、组成、结构布置、受力特点)、组成、结构布置、计算简图、设计计算简图、设计步骤和方法步骤和方法把结构看成构件把结构看成构件:
一栋大厦的结构就是一根悬臂梁一栋大厦的结构就是一根悬臂梁,(梁的压应力梁的压应力相当于柱子的压力相当于柱子的压力,梁的剪应力相当于楼中的梁的剪应力相当于楼中的横梁的轴力。
楼板相当于加劲肋。
内力与应力横梁的轴力。
楼板相当于加劲肋。
内力与应力相照应相照应),一座桁架大铁桥就是一根连续梁。
一座桁架大铁桥就是一根连续梁。
钢管适合做二力杆钢管适合做二力杆,不宜做抗弯构件等不宜做抗弯构件等把构件看成结构把构件看成结构一个一个H型钢构件是由三块板组成型钢构件是由三块板组成,一个一个钢管相贯的节点就是一个空间结构。
钢管相贯的节点就是一个空间结构。
把握结构和构件的特性把握结构和构件的特性在设计和生活中学习设计在设计和生活中学习设计看到一个建筑物看到一个建筑物,就要考虑它就要考虑它的内部的内部结构体系、传力方式、受力特点结构体系、传力方式、受力特点,有有何优点和缺点。
加深对结构的何优点和缺点。
加深对结构的理解理解。
注重结构知识的注重结构知识的积累积累。
蛋壳、蛋壳、海螺壳、燕窝海螺壳、燕窝(薄壳结构)(薄壳结构)肥皂泡肥皂泡(冲气薄膜结构(冲气薄膜结构蜘蛛网蜘蛛网(索网结构)(索网结构)蜂窝蜂窝、鸟巢、鸟巢(空间网格结构(空间网格结构)棕榈树棕榈树(折板结构)(折板结构)树木树木(树状结构)(树状结构)竹子竹子(筒体结构)(筒体结构)向大自然学习,自然界是结构大师只有通过不断探索,优化的相对最优。
结构设计没有唯一解1概念设计概念设计概念设计:
概念设计:
在结构选型与布置阶段,可依据从整体在结构选型与布置阶段,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构造措施。
局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
(主要针对水平荷载)(主要针对水平荷载)是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。
选是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。
选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和构件,分析加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等等。
定结构,采取二道防线措施等等。
1概念设计概念设计概概念念设设计计力学关系破坏机理震害试验现象工程经验结构选型与布置全局全局的角度来确定的角度来确定控制结构的布置及控制结构的布置及细部构造措施细部构造措施设计思想地震、风减少扭转、增加抗扭刚度延性结构和构件避免薄弱层多道设防、刚柔结合承载力、刚度、延性为主导承载力、刚度、延性为主导11、概念设计不仅用于一些大的原则概念设计不仅用于一些大的原则,如确定结如确定结构方案构方案,结构布置等,而是贯穿整个设计过程中。
结构布置等,而是贯穿整个设计过程中。
22、不可迷信电脑不可迷信电脑,应做电脑的主人。
人的设计应做电脑的主人。
人的设计,就是概念设计。
就是概念设计。
33、结构设计不是、结构设计不是“规范规范+计算计算”更不是更不是“规范规范+一体化计算机结构设计程序一体化计算机结构设计程序”。
正确理解正确理解概念设计是在总体上把握抗震设计的主要原则,弥补由于地概念设计是在总体上把握抗震设计的主要原则,弥补由于地震作用及结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不正确的不足;震作用及结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不正确的不足;抗震计算为建筑抗震设计提供定量保证;构造措施则为保证抗抗震计算为建筑抗震设计提供定量保证;构造措施则为保证抗震概念与抗震计算的有效性提供保障。
它们是一个不可割裂的震概念与抗震计算的有效性提供保障。
它们是一个不可割裂的整体。
整体。
概念设计、结构计算、构造措施关系概念设计、结构计算、构造措施关系土木工程师不仅是可靠的应力计算者,更应该是一个有魄土木工程师不仅是可靠的应力计算者,更应该是一个有魄力、足智多谋、能正确判断事物的设计者。
力、足智多谋、能正确判断事物的设计者。
设计概念经验悟性判断力创造力结构师专业素质结构师专业素质珍惜每一次的设计机会,珍惜每一次的设计机会,无论大小,都是一个完整的有无论大小,都是一个完整的有机结构,都应激发自我的挑战感、创造感和乐趣感。
机结构,都应激发自我的挑战感、创造感和乐趣感。
概念、悟性、概念、悟性、判断力判断力和创造力不会凭空而来,都是在每一和创造力不会凭空而来,都是在每一各工程的概念设计中,通过自身不断的反馈、比较、总结各工程的概念设计中,通过自身不断的反馈、比较、总结才能逐渐积累和充实。
才能逐渐积累和充实。
1.11.1钢结构的适用范围钢结构的适用范围钢结构特点钢结构特点轻质高强;材质均匀、稳定;生产工业化程度高,轻质高强;材质均匀、稳定;生产工业化程度高,施工周期短;塑性韧性好;密封性好;耐腐蚀性施工周期短;塑性韧性好;密封性好;耐腐蚀性差;耐火性差;单价较高(差;耐火性差;单价较高(?
)。
)。
钢结构的适用钢结构的适用高、大、重、动、轻高、大、重、动、轻大跨度钢结构大跨度钢结构重型厂房钢结构重型厂房钢结构受动力荷载影响的结构受动力荷载影响的结构可拆卸的结构可拆卸的结构高耸结构和高层建筑高耸结构和高层建筑容器和其他构筑物容器和其他构筑物轻型钢结构轻型钢结构1.2钢材选用钢材选用原则原则结构或构件的重要性结构或构件的重要性荷载性质(静载或动载)荷载性质(静载或动载)连接方法(焊接、铆接或螺栓连接)连接方法(焊接、铆接或螺栓连接)工作条件(温度及腐蚀介质)工作条件(温度及腐蚀介质)钢板的厚度钢板的厚度对于重要结构、直接承受动载的结构、处于低温条件下对于重要结构、直接承受动载的结构、处于低温条件下的结构及焊接结构,应选用质量较高的钢材。
的结构及焊接结构,应选用质量较高的钢材。
注意焊接结构选用焊接结构选用BB级以上的钢材(如级以上的钢材(如Q235B)Q235B)钢材强度刚度控制时,选低等级刚度控制时,选低等级强度控制时,选高等级强度控制时,选高等级杆系(如支撑)稳定控制时(如长细比控制),杆系(如支撑)稳定控制时(如长细比控制),选低等级。
选低等级。
冲冲击击韧韧性性质量等级:
A、B、C、D、E(Q235无)按选择因子查表:
最高选择因子:
3*3*3*381温度:
20C、0C、-20C、-40C在冲击荷载作用下结构发生断裂时所吸收的能量影响因影响因数数结构重要性结构重要性荷载状况荷载状况连接状况连接状况使用温度使用温度选择因子选择因子值值类别三级静力全螺栓、无焊接不低于0C1二级一般动力大部分工厂焊、工地螺栓不低于-20C2一级疲劳动力大部分现场、高空焊不低于-40C3表1-1选择钢材冲击韧性指标的影响因数选择因子表1-2选择因子之积u与质量等级关系选择因子之积u22181824245454质量等级ABCDE1.3钢结构荷载钢结构荷载风荷载一般指标准值,由基本风压,风振系数(或阵风系数),一般指标准值,由基本风压,风振系数(或阵风系数),体型系数,及风压高度变化系数组成。
体型系数,及风压高度变化系数组成。
钢结构对风敏感、钢结构对风敏感、往往成为控制荷载。
吸力和压力往往成为控制荷载。
吸力和压力。
冰、雪荷载和积灰荷载冰、雪、积灰的自重荷载冰、雪、积灰的自重荷载冰凌是过冷却的液态降水(冻雨)碰到地面物体后直接冻是过冷却的液态降水(冻雨)碰到地面物体后直接冻结而成的毛玻璃状或透明的坚硬冰层,外表光滑或略结而成的毛玻璃状或透明的坚硬冰层,外表光滑或略有隆突。
比重:
有隆突。
比重:
8.8kN/m3)注意雪荷载与屋面活荷载不同时考虑雪荷载与屋面活荷载不同时考虑,取两者中较大者。
积,取两者中较大者。
积灰荷载与屋面活荷载或雪荷载两者中较大者同时考虑。
灰荷载与屋面活荷载或雪荷载两者中较大者同时考虑。
吊车荷载竖向荷载应乘以动力系数竖向荷载应乘以动力系数1.05(1.05(吊车工作制吊车工作制A1A5)A1A5)或或1.1(A6A8)1.1(A6A8)。
水平荷载见规范。
水平荷载见规范。
工作制等级工作制等级轻级轻级中级中级重级重级特重级特重级工作级别工作级别A1A1A3A3A4,A5A4,A5A6,A7A6,A7A8A8吊车等级地震荷载:
地震荷载:
按抗震设计规范按抗震设计规范GB50011-2001GB50011-2001采用。
另见采用。
另见P4P4。
概念措施:
采用轻质维护材料的板材、提高结构的延性、提高采用轻质维护材料的板材、提高结构的延性、提高结构和附属体整体抗震阻尼比。
结构和附属体整体抗震阻尼比。
温度作用温度作用相对不敏感,大跨和超长结构考虑相对不敏感,大跨和超长结构考虑(11)温差大时,钢结构安装要考虑施工时段;)温差大时,钢结构安装要考虑施工时段;(22)超出下表中数值时)超出下表中数值时,应考虑温度应力和温度应考虑温度应力和温度变形的影响变形的影响温度收缩缝:
结构情况结构情况纵向温度区段纵向温度区段(垂直屋架或构垂直屋架或构架跨度方向架跨度方向)横向温度区段横向温度区段(屋架或构屋架或构架跨度方向架跨度方向)柱顶为刚接柱顶为刚接柱顶为铰接柱顶为铰接采暖房屋和非采采暖房屋和非采暖地区的房屋暖地区的房屋热车间和采暖地热车间和采暖地区的非采暖房屋区的非采暖房屋露天结构露天结构220220120120150150180180100100125125120120-1.4钢结构计算钢结构计算1.1.钢结构的计算:
概率极限状态设计法:
强度、稳定、变形钢结构的计算:
概率极限状态设计法:
强度、稳定、变形容许应力法:
疲劳、网壳稳定容许应力法:
疲劳、网壳稳定22、承重结构的验算、承重结构的验算1.1.钢结构的计算钢结构的计算概率极限状态设计法:
强度、稳定、变形概率极限状态设计法:
强度、稳定、变形容许应力法:
疲劳、网壳稳定容许应力法
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土木 建筑 钢结构 设计 第一章
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)