常用 88s 和 109钢结构件s 两个

　　【精品】范文 参考文献 专业论文 钢框架结构设计简述 钢框架结构设计简述 摘 要：介绍钢框架设计的要求、步骤、原则。 关键词：钢框架设计；结构布置；结构计算 中图分类号：TU391 文献标识码：A 一、前言：钢框架结构是一种常用的钢结构形式，多用于大跨度 公共建筑、工业房和一些对建筑空间、建筑体型、建筑功能有特殊 要求的建筑物和构筑物中，如剧院、商场、体育馆、火车站、工业车 站等等。 二、钢框架设计的一般步骤： （一）结构布置方案的确定 对于钢框架结构，随着层数及高度的增加，除承受较大的竖向荷 载外，抗侧力（风荷载、地震作用等）要求也成为框架的主要承载特 点，其基本结构体系一般可分为三种：柱-支撑体系、纯框架体系、 框架-支撑体系。其中框架-支撑体系在实际工程中应用较多，这种体 系形式是在建筑的横向用纯钢框架， 在纵向布置适当数量的竖向柱间 支撑，用来加强纵向刚度，以减少框架的用钢量，并且由于横向纯钢 框架无柱间支撑，便于生产、人流、物流等功能的安排。 钢结构的布置要根据体系特征、 荷载分布情况及建筑性质等综合 考虑。一般要保证刚度均匀，力学模型清晰。尽可能限制大荷载或者 移动荷载的影响范围，使其以直接的线路传递到基础，柱间抗侧支 撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力的作用线，否则考虑结构 的扭转。结构的抗侧应有多道防线，比如有支撑框架结构，柱子至少 应能单独承受 1/4 的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置， 有时可以调整其荷载传递方向 以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使 主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把 次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （二）预估截面 【精品】范文 参考文献 专业论文 结构布置方案确定后，需要对构件截面做初步估算，主要是梁、 柱和支撑等构件的截面形状与尺寸进行预估初选。 钢梁可选择槽钢、轧制或者焊接的 H 型钢截面等。根据荷载与支 座情况，其截面高度通常在跨度的 1/50~1/20 之间选择。翼缘宽度根 据梁间侧向支撑的间距按 1/b 限制确定。 确定了截面高度和翼缘宽度 后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 柱截面按长细比预估，通常 50λ 150,一般取 100 左右值。根 据轴心受压、双向受弯的不同，可选择钢管或 H 型钢截面等；在柱较 高或对纵横向刚度有较大要求时，宜采用十字型截面或方管截面，若 外观等有特殊要求，亦可采用圆管截面。 （三）结构分析 结构分析的核心问题是计算模型的确定， 包括计算简图和采用的 计算理论。这部分通常采用手算和电算相结合。目前钢结构实际设计 中，结构分析通常为线弹性分析。新近的一些有限元软件可以部分考 虑几何非线性及钢材的弹塑性能，为更的分析结构提供了条件， 但并不是所有的结构都需要使用软件进行设计，如：(a)典型结构可 通过查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形； （b）简单结构通 过手酸进行分析； （c）复杂结构需要运行建模设计。 （四）工程判定 要正确使用结构设计软件，还应对其输出结构做“工程判定”， 比如，评定各向周期、总剪力、变形特征等。根据“工程判定”决定 是修改模型重新分析，还是直接修正计算结果。 （五）构件设计 构件的设计首先是材料的选择。钢框架设计比较常用的钢材是 Q235 和 Q345。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。出于经济 的考虑， 也可以选择不同强度钢材的组合截面。 当强度起控制作用时， 可选择 Q345；而稳定起控制作用时，宜使用 Q235。 （六）节点设计 连接节点的设计师钢结构设计中的重要内容之一。 节点设计与构 造是保证钢结构安全的重要环节， 对结构受力性能有着极其重要的影 响。各种钢结构灾害事故（如美国北岭的地震和日本阪神地震造成的 【精品】范文 参考文献 专业论文 破坏）分析表明，许多钢结构是由于节点区首先破坏而导致建筑物的 整体破坏的。 钢结构节点区的受力状况比较复杂， 构造要求相当严格， 应引起设计人员的足够重视。 节点设计一般应遵循以下原则： 1.节点受力应力应满足传力简洁、明确的原则，尽量使计算分析 与节点的实际受力情况一致； 2.保证节点连接点的连接有足够的强度， 使结构不致因连接较弱 而引起破坏； 3.节点连接应具有良好的延性，避免节点的局部压屈或脆性破 坏，应采用合理的细部构造； 4.构件的拼接一般应按等强度原则设计； 5.尽量简化节点构造，便于加工与现场安装调整。 在结构分析前，就应该对节点的形式有充分的思考与确定。常常 出现的一种情况是， 终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不 完全一致，必须避免。按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接 三种。连接的不同对结构影响很大。比如，有的刚接节点虽然承受弯 矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定，会导致 实际工程变形大于计算数据等不利结果。 节点设计应考虑一下主要内容： 1.焊接： 对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守。焊 条的选用应和被连接金属材质适应。E43 对应 Q235，E50 对应 Q345。 Q235 与 Q345 连接时，应该选择低强度的 E43，而不是 E50。 焊接设计中不得任意加大焊缝， 焊缝的重心应尽量与被连接构件 的重心接近。其他详图内容可查规范中关于焊缝构造方面的规定。 2.栓接： 在建筑工程中，现已多采用栓接。 普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用。 高强度螺栓使用日益广泛。常用 8.8s 和 10.9s 两个强度等级。 根据受力特点分为承压型和摩擦型。高强度螺栓小规格为 M12，常 用 M16～M30。 【精品】范文 参考文献 专业论文 连接板：可简单取其厚度为梁腹板厚度加 4mm，然后验算净截面 抗剪。 梁腹板：应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓连接 还需验算孔壁局部承压。 节点设计必须考虑安装螺栓、 现场焊接等施工的空间及构件吊装 顺序等。 节点设计还应考虑制造的工艺水平。 比如钢管连接节点的相贯 线的切口需要数控机床等设才能完成。 参考文献： [1]《钢结构设计规范》GB50017-2003. [2]《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98. [3] 陈树华， 《钢结构设计》2007（6）. [4] 王燕， 《钢结构设计》2009（5）. [5] 陈绍番《钢结构》. [6] 钢结构 CAD 软件 STS. ------------【精品】范文
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