钢结构设计复习重点

1、第八章节点设计原理节点设计时应尊循下列的基本原则：1. 连接点应有明确的传力路线和可靠地构造保证。2. 便于制作、运输和安装。3. 经济合理。梁与柱的连接一般分为三类：1铰接连接。2刚接连接。3半刚接连接。柱脚按其与基础的接连方式不同，分为铰接和刚接两种形式。第九章单层厂房钢结构单层厂房钢结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁、各种支撑以及墙架等构成组成的空间体系。横向框架按其静力计算模式来分，主要有横梁和柱铰接和横梁与刚接两种情况。如按跨度来分，则有单跨、双跨和多跨。柱间支撑与厂房钢结构框架柱相连接的，其作用为：1. 组成坚强的纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度。2. 承受单层厂房钢结

2、构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传支基础。3. 可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为上层支撑，在吊车梁以下的部分称为下层支撑。柱间支撑的计算：1.纵向风荷载 2.吊车纵向水平荷载 3.纵向水平地震作用4.保证柱子平面外稳定的支撑力屋盖结构体系：1.无檩条屋盖结构体系 2.有檩条屋盖结构体系3天窗架形式 4.托架形式钢屋盖支撑1.上弦横向水平支撑 2.下弦横向水平支撑 3.下弦纵向水平支撑 4.垂直支撑5.系杆 屋架正常工作的作用：1. 保证屋盖形成空间不变几何结

3、构体系，增大空间刚度。2. 承受屋盖各种纵向、横向水平荷载，并将其传至屋架支座。3. 为上、下 弦在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性。4. 保证屋盖结构安装时的便利和稳定。檩条通常是双向弯曲杆件，分为实腹式和桁架两大类。檩条的计算：1.强度2.整体稳定性 3.刚度4.檩条的连接与构造压型钢板根据其波形截面可分为：高波板：波高大于 75mm，适用于作屋面板；中波板：波高5075mm，适用于作楼面板及中小跨度的屋面板； 低波板：波高小于 50mm，适用于作墙面板。压型钢板的选用：压型钢板为薄壁受弯板件，目前许多常用的压型钢板生产厂家已给岀了按强度和刚度条件进行选用的表格可资利用，设计者

4、可根据檩距，压型钢板是悬臂、简支还是连续（跨越多道檩条）和屋面荷载情况等直接选用合适的型号。普通钢桁架按其外形可分为：三角形、梯形、平行弦三种。桁架上弦有节间荷载时，除整体分析求得的轴向力外还有节间荷载引起的杆件局部弯矩。作为有节间荷载作用的桁架上弦的局部弯矩；端节间正弯矩取 M1=0.8 M 0;其他节间的正弯矩和节点负弯矩取 M2= ±）.6 Mo。Mo为相应节间按简支梁算的最大弯矩。桁架杆件的截面形式：1.桁架上弦、2桁架下弦3.其他腹杆5. 间距：对压杆IdW 40i，对拉杆IdW 80i节点板的厚度一一所有节点中间板均采用同一种厚度，支座点板由于节点板受力很大且很重 要，厚

5、度比中间的增大 2mm。节点板的厚度对于梯形普通桁架等可按受力最大的腹杆内力确定， 对于三角形普通桁架则按其弦杆最大内力确定。Kab/Kac绍 满足要求为钢接，如不满足为铰接。 框架柱按结构形式可分为等截面杆、阶形柱和分离式柱三大类。规范规定，单层厂房框架下端刚性固定的单阶柱，下柱段的计算长度系数丄取决于上段柱的线刚度比值 Ki=IiH2/ I2H1和临界参数 上柱段的计算长度系数 u仁ui/n 1具体的取法是：当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支撑构件时，上段柱的计算长度可取制动 结构顶面至屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高度：下柱段的计算长度可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。第一章概述根据

6、被连接构件的传力和相对变形性能，钢结构的节点分为刚接、半刚接和铰接点三类。以纯框架的整体变形以剪切变形为主。作为体系中的竖向支撑框架部分的整体变形弯曲变形为主，纯框架部分的整体变形以以剪切变形为主。结构体系的动力特性包括自振周期、振形和阻尼三部分，主要与结构体系的质量和刚度分布有关。第二章钢一混泥土组合结构试验表明当钢管纵向压应力 63超过比例极限之后，由于钢材的泊松比us小于核心混泥土的横向变形系数Uc，核心混泥土的横向变形将大于钢管的横向变形而受到钢管的约束，相互产生的分布作用力P称为紧箍力。组合梁按其钢和混泥土的交界面上抗剪连接件的纵向水平抗剪能力，分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组

7、合梁。抗剪连接件是组合梁的关键部位之一，主要用以传递混泥土翼板与钢梁之间的纵向水平剪 力，还可抵抗翼板与钢梁之间的的作用。组合梁的抗剪连接宜采用栓钉，也可采用槽钢、弯筋或有可靠的其他类型的连接件。试验表明：栓钉连接件在混泥土中的抗剪作用类似于弹性地基，在栓钉根部混泥土受局部承压作用，而栓钉本身承受剪、弯、拉作用，主要有两种形式，栓钉周围混泥土被挤压破坏或栓 钉杆被剪断。因此影响其抗剪承载力的主要因素： 栓钉截面面积、混泥土弹性模量和混泥土 的强度等级。组合梁（含部分抗剪连接组合梁和钢梁与压型钢板组合构成的组合梁）的挠度，应分别按荷载的标准组合和准永久组合按弹性方法进行计算。尚应考虑混泥土翼板与

8、钢梁之间的滑移效应对组合梁的抗弯刚度进行折减。最后按变截面计算连续组合梁的挠度。大量的圆钢管混泥土轴压短柱的试验计算结果表明，钢管混泥土柱的受压性能与套箍系数有密切关系。套箍系数的物理意义如下：E=Asfy/A cfck=afy/fckE越大，钢管的横向约束作用越大，核心混泥土三向受压性能越明显，强度和延性提高越大。当E<0，钢管对核心混泥土约束效果差，曲线有下降段并随E减少，塑性性能劣化，工作性能类似于钢筋混泥土短柱，当E在1.0左右时，达极限承载力能力后，曲线进入平缓的塑性阶段，延性很大；E>0时。曲线具有强化阶段，后期强度提高，延性甚好。钢管混泥土结构具有如下优点：1.承载力

9、提高 2.具有良好的塑性和抗震能力3.施工简单4.耐火和抗锈蚀鞥较好5.有利于高强混泥土的应用6.经济效益高矩形钢管混泥土结构与钢梁的连接形式：1.带短梁内隔板式连接2.外伸内隔板式连接 3.外隔板连接 4.内隔板式连接目前SRC结构构件的设计方法有两种，一种：是以我国行业标准钢骨混泥土结构设计规 程为代表的叠加法。另一种：是以我国行业标准型钢混泥土组合结构技术规程为代表的类 似于钢筋混泥土结构的极限设计法。第三章多层与高层钢结构多层与高层钢结构的建筑平面应力要求简单、规则、对称。抗侧力构件的布置符合下列要求：1.支撑在结构平面两个方向的布置均宜基本对称，支撑之间楼盖的长宽比不宜大于3 :剪力

10、墙或芯筒在结构平面两个方向的布置基本对称，墙厚不应小于140mm，剪力墙间楼盖的长宽比不宜超过规范规定。2.为减少剪力滞后效应，框架结构的柱距一般取1.53.0m，且不宜大于层高；框架结构如采用矩形平面， 长边与短边的比值不宜大于1.5。3于筒中筒结构，内筒的边长不宜小于相应外筒边长的1/3，且内框筒与外框的柱距宜相同，以便于钢梁与内外框筒的连接。4.在结构外面拐角处，应力集中现象比较严重，不宜布置电梯间和楼梯间；剪力墙和筒体等侧力结构应在平面内对称布置。平面部规则结构类型：1.扭转不规则 2.凹凸不规则 3.楼板局部不连续如必须设置变形缝时，可将温度缝、防震缝和沉降缝三者结合起来考虑。竖向不

11、规则结构类型：1.侧向刚度不规则 2.竖向抗侧力构件不连续3.楼层承载力突变基本的抗侧力结构体系有：框架结构体系、框架一支撑结构体系、筒体结构体系和巨型结构 体系四类。结构在水平荷载下的变形以剪切变形为主。钢框架构件的翼缘、腹板和加劲肋均较薄，梁柱节点并非理想的刚性节点，在框架梁柱节点 域实际存在剪切变形，这种剪切变形会使钢框架产生不容忽视的水平位移，计算时应给考虑。 研究表明，节点域剪切变形对框架内力的影响较小，可以忽略。K形支撑因受压屈曲或受拉屈服时，会使柱中承受横向水平力而破坏，因此抗震设防的结构 不得采用K形支撑。采用柔形单斜杆支撑时，因其职能受拉，为承受反复的水平地震作用，应 成对称

12、设置。具有良好抗震性能的结构要求在刚度、承载力和耗能之间保持均衡。中心支撑框架虽然具有 良好的刚度和承载力， 但能量耗散性能较差。 无支撑纯框架具有优良的耗能性能，但其刚度较差；要获得足够的刚度，有时会使设计很不经济。为了同时满足抗震对结构刚度、承载力和耗能的要求，结构应兼有中心支撑框架刚度好、承载力较高和纯框架耗能大的优点。在中、小地震作用下，偏心支撑框架的所有构件处于弹性工作阶段，这时支撑提供主要的抗侧力刚度，其工作性能与中心支撑框架结构相似；在大地震作用下， 保证支撑不发生受压屈曲，而让耗能梁段屈服消耗地震能量，这时偏心支撑框架结构的工作性能与纯框架结构相似。由此可见，偏心支撑框架结构式

13、介于中心支撑框架结构和纯框架结构之间的一种地震结构形式。在水平力作用下，框筒结构中的深梁以剪切变形为主，而柱子主要产生于框筒整体弯曲相适 应的轴向变形。由于深梁的剪切变形，使得框筒结构中柱子的轴力分布与实体的筒体结构的应力 分布效应不完全一致，而呈非线性分布，这种现象称为剪力滞后效应。影响框筒结构剪力滞后效应的主要因素是梁与柱的线刚度比和结构平面的长宽比。高层建筑钢结构节点域不加厚时，其剪切变形对结构侧移的可达10%-20%甚至更大，所以此时应计入梁柱节点域剪切变形多侧移的影响。节点域剪切变形对内力的影响， 一般在10%以内，影响较小，因而可不计其影响。根据理论分析和实例计算，如将结构的层间位

14、移、柱的轴压比和长细比限制在一定的范围内，就能控制二阶效应对结构极限承载力的影响。所以，高层民用建筑钢结构技术规程通过层间位移、柱子的轴压比和长细比的限制，来考虑结构整体稳定问题。当高层建筑钢结构同时符合下列两个条件时，可不验算结构的整体稳定。第一个条件主要是考虑梁柱效应，第二个主要考虑二阶效应。结构抗震计算的常用方法有：底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法三种方法。在大风作用下容易发生以下几种破坏情况：1.由于时间的振动，结构因材料疲劳或侧移失稳而破坏。2.因结构变形过大，填充墙和隔墙开裂。3.建筑外墙装饰物和玻璃幕墙，因较大局部风压而破坏。4.因振动加速度过大，使用产生头晕等不适症状，

15、甚至恐慌、不安。为了不影响结构的正常使用和乐观感，要求如下：1.顶层质心位置的侧移不宜超过建筑物高度的1/500，质心层间位移不宜超楼层高度的1/400。2.在验算顶点位移时，结构平面端部的最大位移不得超过质心位移的1.2倍。3.对于以钢筋混泥土结构为主要抗侧力构件的高层钢结构的位移。4.限制钢的加速度。耗能梁段的屈服强度越高，屈服后的延性越差，耗能能力越小，因此耗能梁段的钢材屈服强度不应大于345MPa。节点及连接的设计：1.节点域的稳定 2.节点域抗剪强度第四章大跨度房屋钢结构大跨度房屋钢结构可以分为平面结构类、网络结构类和张力结构类等三种基本类型。A 平面桁架系网架：1.两向正交正放网架

16、2.两向正交斜放网架3.两向斜交斜放网架4.三向网架5.单向折线形网架B. 四角椎体系网架：1.正放四角锥网架 2.正放抽空四角锥网架 3.斜放四角锥网架 4.棋盘 形四角锥网架 5.星形四角锥网架C. 三角椎体系网架：1.三角锥网架 2.抽空三角锥网架 3.蜂窝形三角锥网架网壳的分类通常有按层数划分、按高斯曲率划分和按曲面外形划分。A. 按高斯曲率划分：1.零高斯曲率的网壳 2.正高斯曲率的网壳3.负高斯曲率的网壳B. 按曲面外形划分：1.球面网壳2.双曲面网壳 3.柱面网壳4.圆锥面网壳 5.扭曲面网壳6. 单快扭网壳 7.双曲抛物面网壳 8.切割或组合形成的曲面网壳单层球面网壳的形式，按

17、网络划分主要有：1.肋环型球面网壳 2.施威德勒型球面网壳3.联方型球面网壳 4.三向网络型球面网壳5凯威特型球面网壳 6.短程线球面网壳双层球面网壳的形式，双层球面网壳可由交叉桁架体系和角锥体系组成，主要形式有：1.交叉桁架体系 2.角锥体系3.联方型三角锥球面网壳4.平板组合式球面网壳单层柱面网壳的形式，单层柱面网壳按网络形式划分有：1.单斜杆柱面网壳 2.弗普尔型柱面网壳3.双斜杆型柱面网壳 4.联方网络型柱面网壳5.三向网络型柱面网壳双层柱面网壳形式很多，主要有交叉桁架体系和四角椎体系组成，主要形式：1.交叉桁架体系2.四角锥体系 3.斜置正放四角锥柱面网壳三角锥体系：1.三角锥柱面网

18、壳 2.抽空三角锥柱面网壳双曲面抛物线网壳沿直纹两个方向可以设置直线杆件。主要形式：1.正交正放类 2.正交斜放类单层悬索体系中索的受力与单根悬索相似，其形状稳定性不佳，这包括有相互联系的两层含义：1.悬索是一种可变体系，其平衡形状随荷载分布方式而变。2.抗风能力差。为使单层悬索体系具有必要的形状稳定性，一般有如下几种做法：1.采用重屋面，如装配式钢筋混泥土屋面板等。2.采用预应力钢筋混泥土悬挂薄壳3.采用横向加劲构件4.采用双层悬索体系双层悬索体系由一系列凹的承重索和上凸的稳定索。不考虑温度应力条件：1.支座节点的构造允许网架侧移时，其可侧移值应等于或大于规范规定的公式。2.周边支撑的网架，当网架验算方向小于 40mm，支撑结构应为独立柱或砖壁柱。3.在单位力作用下，柱定位移等于或大于规范规定的公式。对网架的一般静动力计算，其基本假定可归纳为：1.节点为铰接，杆件只承受轴向力； 2.按小挠度理论计算；3.按弹性方法分析。对于网壳结构采用空间杆单元模型进行结构分析的有限值单元法，称为空间桁架位移法。按 空间梁单元进行结构分析的有限单元法，称为空间钢架位移法。采用空间桁架位移法分析时，网壳结构计算的基