钢结构范文第1篇结构体系选择1.5-6层以下的,可采用框架体系或框架-支撑体系,6层以上的可采用框架支撑体系或框架-混凝土剪力墙(核心筒)体系。多层房屋大多采用双重体系。2.框架柱有H型钢柱,钢管砼柱下面是小编为大家整理的2023年钢结构【五篇】(2023年),供大家参考。
钢结构范文第1篇
结构体系选择
1.5-6层以下的,可采用框架体系或框架-支撑体系,6层以上的可采用框架支撑体系或框架-混凝土剪力墙(核心筒)体系。多层房屋大多采用双重体系。
2.框架柱有H型钢柱,钢管砼柱和钢骨砼柱,后两种为组合柱。在小高层中,组合柱比H型钢柱省钢。
3.剪力墙比钢支撑的延性低,在大震时延性低的地震力大,延性好的地震力小,从抗大震的性能来说,钢支撑比砼剪力墙好。
4.钢框架-砼剪力墙体系属混合结构,对它的抗震性能目前研究还不够,未列入抗震规范,虽然现在应用较多,选用时应慎重。核心筒宜用小钢柱加强,也有利于安装。
般规定
1.钢结构,有低层和多层之分。低层一般不超过3层,用于别墅;
多层用于公寓。本文介绍多层公寓住宅钢结构设计中一些问题。
2.超过9层为高层。10-12层又称小高层。抗震规范GB50011对12层以下和12层以上的房屋提出不同要求。住宅钢结构一般不宜超过12层。
3.结构抗震性能与结构布置规则性有很大关系。结构布置不规则,地震时易损坏,而且除弹性设计外还要作弹塑性层间位移验算。因此应尽量使结构布置符合规则性要求。
4.住宅钢结构的平面布置应力求规则、对称。住宅钢结构常见的布置不规则,主要是平面不规则。如平面形状不规则,L形等,特别是支撑剪力墙偏置,明显不对称等。若楼层的最大弹性水平位移超过质心水平位移的1.2倍。就属于平面不规则。此时需对支撑剪力墙的配置进行调整。
楼板要求
1.楼板除了承受竖向荷载并将它传给框架外,还将水平力传到各个柱上,因此楼板平面内的刚度、整体性和承载力也很重要。作为建筑要求,住宅楼板还应能隔音。
2.现在用得较多的是压型钢板组合楼板,叠合板加现浇层,现浇楼板等。这几种楼板的整体性都很好。钢梁宜形成组合梁,梁上要设置栓钉。
3.预制板中应设预埋件,与钢梁焊接。
4.在强震区或重要建筑,柱周边宜设置钢筋和箍筋,以免楼板在水平力下被柱子压坏。
抗震计算的基本要求
1.对双重体系,框架部分独立承担的水平力不应少于结构底部剪力的25%。其目的是检验框架作为抗震二道防线是否满足要求。检验方法是忽略支撑或剪力墙进行,仅对框架部分进行验算。有的单元式住宅柱子很少,用隔墙支撑钢梁,往往不满足此项要求。
2.验算是否符合强柱弱梁,这关系到结构倒塌机制,很重要。
3.框架柱长细比应符合规定。
4.验算节点域的稳定性、强度和屈服条件。
节点和支撑构造要求
1.节点设计应符合抗震规范和《高钢规程》的要求。
2.柱通过小悬臂与梁拼接,可以绕过梁柱直接连接的构造困难,这是一个好办法。此时梁拼接大多采用翼缘焊接腹板拼接,也可采用全截面螺栓连接。在以上拼接中,腹板拼接要考虑弯矩。
3.翼缘的坡口全熔透焊缝,要求用一级焊缝以确保焊接质量。有的标准规定压力容器才用一级焊缝。这是一种误解。压力容器很重要,梁翼缘与柱连接同样很重要,不能用二级。
4.梁与钢管砼柱的刚性连接,现在用外加劲肋和内隔板的都有,都是可以的。但要注意钢管壁板与隔板或环板的厚度匹配。
5.7层以上时,框架-支撑体系中的框架梁柱应刚性连接。
6.支撑与钢管砼连接时,不应将节点板焊在钢管管壁上,以防管壁拉开。
7.不应在钢管支撑内灌砼,对抗震不利。
8.12层以下可以不设地下室,但此时柱脚的计算反力要加大,严格说来要做到承受大震时的反力而不破坏。6、7度区允许采用外包式柱脚,但8度及以上时应采用埋入式柱脚。不允许用铰接柱脚。
附:对框架结构的一般说明
1.房屋既要承受竖向荷载,又要承受水平力。承受竖向荷载靠梁、柱,承受水平靠抗侧力构件。
2.高层建筑结构的特点是,结构受水平位移控制,结构设计主要使水平位移不超过控制值。
3.在住宅钢结构中,抗侧力结构主要有三种:钢架、支撑框架、剪力墙。
4.住宅钢结构常用的结构体系是:钢架(纯框架)、框架-支撑,框架-剪力墙。
5.这里的“框架”都是指节点钢接的框架。严格说来,框架包含钢接和铰接框架,习惯叫法框架是指钢接的,铰接时则称为铰接框架。
6.纯框架体系最简单,它的延性好,抗震性能也是最好的(26层的北京长富宫饭店就采用纯框架)。它的缺点是用钢较多。但对多层建筑特别是两个方向开间较多的,纯框架用钢并不多。在日本60米以下的钢结构大部分采用这种体系。
钢结构范文第2篇
关键词:钢梁 土木工程 钢结构
轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑,而钢结构本身具备自重轻、强度高、施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。钢结构体系有着巨大的发展潜力和理想的发展前景,钢梁作为钢结构中的重要受力构件,其力学性能必将在今后的发展中更加完善、合理。
1钢结构的应用
世界上已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑,如美国纽约帝国大厦,美国纽约世界贸易中心,美国芝加哥西尔斯大厦,马来西亚双塔石油大厦等。巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系[1],它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展前景的钢结构。
大跨度或较大跨度大多采用钢结构,大跨度钢结构多用于多功能体育场馆、会议展览中心、博览馆、候机厅、飞机库等。最早的大跨度平板网架是上世纪60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆。世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥,最大的悬索桥为日本的名石大桥,公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是美国雷里竞技馆。另外,历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。
2钢梁的力学特性
钢梁在其对称轴平面内的横向荷载作用下,一般只在该平面内产生弯矩、剪力和挠度。但是,由于钢梁的截面通常为高而窄的工字形或槽形,侧向抗弯刚度和抗扭刚度较小,还可能发生侧向弯曲扭转屈曲而丧失整体稳定[2]。对于组合梁而言,当腹板或翼缘相对较薄时,还可能在受压区发生局部失稳而破坏。因此,设计钢梁时须全面考虑并分别验算其弯应力与剪应力强度、挠度、整体稳定和局部稳定。
在竖向荷载作用下,钢梁一般只产生竖向位移,但对侧向刚度较差的工字形截面或槽形截面钢梁,当梁的自由长度较大时,荷载加大到一定程度,常会迅速产生较大的侧向位移和扭转变形,使梁随即丧失承载能力的现象称为丧失整体稳定或侧扭屈曲。根据试验,一般低碳钢和低合金钢试件在受弯时,如同简单拉伸试验一样,也存在着屈服强度和屈服台阶,可视作理想的弹性塑性体。而且在超过弹性范围受弯时仍符合弯曲构件应变的平面假定。因此,在静力荷载作用下,钢梁的弯曲大致可划分为三个应力阶段。
钢梁的强度包括抵抗弯曲、剪切以及竖向局部承压的能力。抗弯能力可由材料力学中的弯曲应力公式求得。当按塑性设计时,考虑梁上形成塑性铰及由此引起的内力重分布。采用塑性设计的钢梁,与按弹性阶段设计的梁相比较,可减小截面尺寸,节省钢材,但一般只适用于受静力荷载的热轧型钢梁和等截面焊接组合梁,同时组合梁板件的宽厚比应有较严格的限制,以免板件局部失稳而降低梁的承载能力。当按弹性阶段设计时,取计算截面的边缘纤维应力达到钢材的屈服点作为极限状态。边缘纤维应力达到屈服点后,梁实际上还可继续承受荷载。随着荷载的继续加大,最大弯矩所在截面上的塑性变形沿截面从边缘向中央不断发展和扩大,最后在该截面处形成塑性铰。梁上出现使梁成为可动机构的一定数量的塑性铰后,梁即到达抗弯的极限状态而破坏。钢梁的抗剪能力,也可按材料力学中的有关公式计算。为了简化,通常假定剪力完全由腹板的计算截面平均承受。型钢的腹板较厚,抗剪强度一般都能满足设计要求。当梁的抗弯强度按塑性阶段设计时,剪力的存在会加速塑性铰的形成;
因此,对最大弯矩截面上的剪应力,应有比较严格的限制。
钢梁上承受固定集中荷载处,当荷载作用在翼缘上时,该处翼缘与腹板交界部位的腹板水平截面,应具有足够的抗竖向局部压力的能力。承受竖向局部压力的腹板水平截面的面积,为该竖向压力在所验算水平截面上的假定分布长度与腹板厚度的乘积,并假定竖向压应力在该水平截面上为均匀分布。若计算截面的抗竖向局部承压能力不足,可放大支承竖向荷载垫板的长度,或在该处设置腹板的加劲肋。
参考文献
钢结构范文第3篇
关键字:钢结构住宅;
可持续发展
中图分类号:TU37文献标识码:
A 文章编号:
能源是发展国民经济、改善人民生的重要物质基础。目前我国能源形势相当严峻,在今后的长时期内地将难以缓解。在我国居住面积增长10%,因居住引起的能源消耗增长约30%,如果把建房过程中所消耗的能源也计算在内,将占到一次性能源消耗总量的37%。而我国与同纬度的发达国家相比,墙体、屋顶和门窗单位面积的传热量占建筑能耗比重高达75%;
且房屋的保温隔热性能相差3倍以上;
我国建筑能源消耗占我国全年能源消耗总量的1/4。放任这种高耗能建筑持续发展下去,能源生产热必难以长期支撑此种浪费型需求。如果达到产业化节能减排等要求,可以将容积率提高5%,即让开发商多出5%的建筑面积,当然是一个不小的数值和效益。钢结构住宅与传统结构相比,在使用功能、设计、施工以及综合经济方面具有优势,主要体现在以下方面。
一、功能区分割灵活利用钢材强度高的特点,采用大开间柱网布置,使建筑平面能够合理分隔,灵活方便,为建筑师提供了设计的回旋余地,又给用户提供了根据不同用途改变结构的可能,可以利用非承重墙体灵活分隔室内空间,创造开放式住宅,钢结构断面小室内建筑布局灵活,与钢筋混凝土结构相比可增加建筑面积8%左右。而传统结构(砖混结构、砼结构)由于材料性质限制了空间布置的自由,以往开间一般常在3.2米、3.4米、3.6米,如果过大,就会造成板厚、梁高、柱大,出现"肥梁胖柱"现象,不但影响美观,而且自重增大,增加造价,购房者在二次装饰时,经常由于自行改变墙置,增加隐患。
二、自重轻、抗震性能好相同建筑面积的建筑楼层,钢结构自重轻,根据比较,六层轻钢结构住宅的重量,仅相当于四层砖混结构住宅的重量。而且钢材具有延性,能比较好的消耗地震带来的能量,所以抗震性能好,结构安全度高钢结构自重比较轻,钢结构自重比钢筋混凝土结构要轻30%~50%;
三、工业化程度高 .施工方便、工期短混凝土住宅需要连续施工,受到施工季节的影响。钢结构住宅可以实行工厂化生产,现场安装,施工现场作业量小,减少了施工临时用地,与传统建筑材料相比,对周围环境污染小,提高了施工的机械化水平。由于钢结构本身可作为劲性结构承担结构荷载和施工荷载,施工时可以节省支模、拆模的材料,由此降低成本,大大加快施工速度。单栋钢结构住宅的主体结构从加工到现场安装完毕仅需10天左右,从基础施工到新房交付使用仅需1个月,而同类钢筋混凝土住宅则需要2个多月。
四、综合造价低
上部结构直接造价因建筑层数不同,钢结构与混凝土结构相差10%左右;
上部结构仅占工程建造价的30%左右,占总投资的8~15%。采用钢结构和混凝土结构的差异只占总投资1.0%左右。
钢结构自重比混凝土结构减轻约1/3,基础的造价减少约1/4。基础占工程建造价的15%左右,占总投资的4~7%,采用钢结构基础造价可节省总投资约1.2%。所以钢结构与混凝土结构结构主体的造价持平
钢结构范文第4篇
关键词:混凝土结构 砌体结构 钢结构加固措施
前言:三种材料在建筑工程的应用中优劣并存,随着人们生活水平的提高,人们对建筑工程工程的质量提出了新的要求,要求建筑物的稳固性增加,这就要求建筑物的结构更加稳固。
1.混凝土结构加固措施
混凝土是目前建筑结构中使用最为广泛的材料,对其加固一般采取直接加固或者间接加固的措施,加固手段的选择要根据实际的条件以及具体的环境进行确定。
1.1 直接加固的方法
1.1.1 加大截面的加固法
钢筋混凝土的受弯能力直接体现其稳固性,在其受弯构件受压区,加混凝土现浇层,这样可以增加截面的有效高度,扩大截面面积,提高构件的抗弯能力,斜截面抗剪能力和截面刚度,进而起到了一定的加固作用。这种方法相对简单,适用性强,而且经验成熟,便于施工,但其需要的施工时间较长,会对生活产生一定的不利影响。
1.1.2 混凝土置换
该方法在优势上与上一方法相同,而且其在加固后不会影响建筑物的净空情况,但缺点也是相似的,其主要适用于受压区混凝土强度偏低或者有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
1.1.3 外包钢加固的措施
采用型钢或者钢板包在被加固的构件的外面,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,进行加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。其优势是受力可靠,施工方便,工作的量小,但是其耗费材料较多,在高温场所施工必须做好防护工作,主要适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
1.1.4 粘钢加固手段
在外部承载力不同的区段,在其表面进行粘贴钢板,可以提高被加固的构件的承载力,改措施施工简单易行,受到影响小,但其效果受到了胶粘工艺的影响较大,而且受到操作人员水平的限制,波动性较大。
1.1.5 其他方法
除了以上的加固措施外,针对钢筋混凝土结构的加固还有其他手段,包括粘贴纤维增强塑料加固法 ,绕丝法,锚栓锚固法,都是各有优缺点,要根据建筑的场合,环境的条件进行对比,选择经济成本最低,效果最好的方法进行加固处理,提高建筑物的结构稳固性。
1.2 间接加固的措施
1.2.1 预应力加固法
预应力加固法是目前建筑结构加固的主要措施,其还可以分为预应力水平拉杆加固与下撑拉杆加固的措施,其加固效果良好,受到了普遍的欢迎,目前的应用范围较广,但是仍存在一些不足有待完善。
1.2.2 增加支撑加固法
该方法主要是通过降低受弯构件的计算跨度,提高结构的承载水平,相对而言,这一措施简单可靠,但容易损坏建筑物本身的形态以及使用的功能,而且会降低建筑物的使用空间,其主要适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
1.3 加固的辅助措施
混凝土的加固措施除了以上的方法外,还要使用部分辅助措施才能进行加固,才能实现加固的目的,例如托换技术、植筋技术、裂缝修补技术等。
2.砌体结构加固措施
与混凝土结构的加固方法相同,砌体结构的加固同样分为直接加固与间接加固两类。
2.1 直接加固法
目前,对砌体的加固采取的直接加固法主要有三中欧那个,第一,钢筋混凝土外加层加固,主要是对复合截面进行加固,其施工工艺简单,适应性强,在进行加固后,其效果显著增强,但其作业时间场,会影响正常的工作,而且加固后的建筑物净空有一定的减小。第二钢筋水泥砂浆外加层加固法,该方法主要适用于砌体墙的加固。第三,增设扶壁柱加固法,其承载力较高,但其抗震效果不佳,一般应用于非震区的地区。
2.2 间接加固法
间接加固法目前只有两种,无粘结外包型钢加固法与预应力撑杆加固法,第一种方法是传统的加固方法,耗费较高,而且需要辅助钢结构才能实现,但其工艺简单,受力可靠,应用较广;
第二种可以很好的提高砌体柱的承载能力,加固效果良好,但其在高温的环境中应用能力较弱。
3.钢结构的加固措施
目前,建筑工程最常用的建筑结构是钢结构,其相对承载力较高,而且受压性能较高获得用户的普遍认可,其加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。
改变结构计算图形的加固措施是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;
加大构件截面的加固方法的要求是所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况;
连接的加固与加固件的连接方法主要是焊接、铆钉等。对钢结构的加固方法目前应用较为普遍,适用性较高。
结束语:
综上所述,我们对建筑工程结构的加固措施有了一定的了解,也对不同的结构的加固方法有了一定的认识,随着技术的不断提高,社会的不断进步,相信我国的建筑工程结构加固工艺可以不断地进步,促进建筑工程之类的提高。
参考文献:
[1] 周浩, 魏诗雅. 混凝土及预应力技术发展研究[J]. 大众商务, 2010, (14)
[2] 高寿江. 钢筋及预应力工程技术现状与发展方向[J]. 吉林交通科技, 2006, (03)
[3] 王丽娜. 混凝土动力本构模型研究现状及发展趋势[J]. 唐山学院学报, 2009, (06)
[4] 王世平. 浅谈结构稳定理论[J]太原城市职业技术学院学报, 2005, (01) .
钢结构范文第5篇
【关键词】住宅结构,架支撑体,混凝土,设计形式
钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“h”型截面物做主梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式钢架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系,即轻钢结构体系。这种体系具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特点,因此结构更是非常理想。因此钢结构的结构及其设计形式更要更深刻了解
钢结构住宅结构的形式
1钢框架与混凝土筒体(墙体)的混合结构体系其特点是钢一混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋混凝土,形成主要的抗侧力结构,而外周的框架则采用钢框架这种结构体系将钢材的强度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大的特点有机地结合起来,外周梁柱连接一般采用刚性连接,而楼面钢梁与混凝墙则采用铰结,由于混凝土承担了绝大部分的水平力,故而混合结构的位移控制指标可参照钢筋混凝土结构采用,但框架部分承担的地震力不得小于结构底部剪力的20%和楼层最大剪力的1.8倍二者的较小值,在大多数情况下,后者往往起控制作用,这种体系的住宅平面上应限制无剪力墙部分框架的长度,否则楼面无限刚的假定将很难满足。这种的受力特点为结构整体破坏属于弯剪型,结构破坏主要集中于混凝土芯筒,特别是结构下部的混凝土筒体四角,对这部位应予加强,保证筒体的延性,此外钢梁与混凝土墙体的连接部位受力复杂,也是最易遭受破坏的地方,该节点应保证能承受钢梁可能出现的轴向力。这种体系的不足之为芯筒为混凝土,重量减少不是很多,现场浇捣混凝土的工作量仍然较大。从建筑平面布置的角度来看,柱子一般布置在阳台或转角部件,以利于住户的装修处理。
2.架支撑体系
对于多层及小高层建筑,可以建筑的外墙,结合门窗位置双向交叉支撑,支撑采用角钢、槽钢成圆钢,可按拉杆设计,而且在轻钢住宅结构中,撑也不一定必须从下到上同一位置设置,也可跳格布置,其目的主要是为了增加结构的刚度,对于外墙开有门窗时,也可在窗台高度范围内布置,形成类似周边带状桁架的结构形式,对结构整体刚度进行加强。对高层住宅,可选择山墙和内墙布置中心支撑或偏心支撑,值得注意的是当采用单斜柱体系时,应设置不同倾斜方向的两组单斜杆,以抵抗双向地震作用,在节点方面,若支撑足以承受建筑物的全部侧向力作用,则梁柱可部分或全部做成刚接。在高烈度地区,如果柱子比较细长,则大多采用偏心框架体系,这种体系的特点是,在小震或中等烈度地表作用下刚度足以承受侧向水平力,在强震作用下又具有很好的延性和耗能能力。支撑框架在水平力作用下,类似于竖向悬臂桁架,柱子像弦杆一样承担外部荷载产生的弯矩,斜支撑和梁如同腹杆承受水平力,腹杆承担水平剪力,弦杆的轴向变形对框架侧向变形的影响使结构产生弯曲的形而腹杆的变形对框架侧向变形的影响使结构产生"剪切的形状,最终形成的侧向变形形状是弯、剪两种曲线效果的组合,弯、剪效果的相对大小,主要取决了耗能支撑的刚度,一般在均衡的低层支撑结构中,剪切变形最为重要,有时它基本决定了结构的侧向变形,因此这种结构的底层层间变形较大;
在中高层结构中,柱子中较大的轴向力和变形以及二者沿高度的大量积累使弯曲变形占主导地位,在高宽比大于8的单对角支撑区格中,全部水平位移的60%~70%通常是弯曲变形引起的,因此这种结构的顶端或接近顶端的层间变形最大,据此认为,对于剪切型的低层结构,应注意在结构的底部设置耗能支撑;
对于弯曲型的中高层结构,不能忽视在结构的顶部设置耗能支撑,支撑布置时,不得采用支撑点在柱中的K形支撑,同时对支撑构件应控制其轴压比,7度时一般不得大与/fy。如果作为住宅结构层高较低,构件节间尺寸较小,导致支撑构件及节数量均较多,而且传力路线较长,抗侧效果差,支撑结构体系也可考虑采用跨层支撑。
3列桁架结构体系
错列桁架结构体系产生于20世纪60年代,由美国麻省理工学院首先提出,并成功用于多个公寓及旅馆建筑中。该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成,桁架高度等于层高,在相邻柱上为上下层交错布置,楼板一端搁置在桁架的上弦,另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架,且中间无柱子,所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元的灵活布置要求。这种体系的受力特点为:水平力主要通楼板传至相邻桁架的斜腹杆,如此水平荷载最终通过落地桁架的斜腹杆或底层支撑传至基础,楼层间的柱子主要承受轴力,其所受的剪力和弯矩很小。由于桁架有整层高,所以整个体系刚度较大,一般不需要增加柱子刚度以控制位移,由错列桁架结构体系中柱子主要承受轴力,其柱截面强轴可布置在纵向,故其纵向侧移刚度亦较大,这种体系的用钢量可较框架结构减少30~40%,因此该体系是一种经济、实用、高效的新型结构体系,目前湖南大学正对该体系作系统研究。