建筑结构设计

1、钢钢 结结 构构国家大剧院国家大剧院 位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷，总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元，目前已进行过网壳部分设计与施工验收审查会议。 该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。 上海环球金

2、融中心上海环球金融中心 由日本森大厦株式会社的全额子公司森海外株式会社及日本具有代表性的银行、保险公司、商社等36家企业，偕同政府系统机构日本海外经济协力基金(OECF)联合投资的上海环球金融中心，总投资逾750亿日元。位于陆家嘴金融贸易区，建筑总面积335,420平方米，地下3层，地上94层。建成后的高度达460米 。总用钢量26000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱，目前正在施工阶段。轻型钢结构轻型钢结构陕西铜川天然气公司1000立方米天然气球罐大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐一、钢材一、钢材按冶炼方法分类按冶炼方法分类1. 平炉钢：生产周期长，成本高，质量

3、好平炉钢：生产周期长，成本高，质量好2. 转炉钢：转炉钢：氧气转炉钢：氧气转炉钢：生产周期短，成本低，质量与平炉钢接近生产周期短，成本低，质量与平炉钢接近空气转炉钢：空气转炉钢：质量较差，只能用于次要构件质量较差，只能用于次要构件按脱氧程度分类按脱氧程度分类1. 沸腾钢沸腾钢F：脱氧剂为脱氧剂为锰铁；锰铁；脱氧不完全，质量较差，成本低脱氧不完全，质量较差，成本低2. 半镇静钢半镇静钢b：介于两者之间介于两者之间3. 镇静钢镇静钢Z：脱氧剂为脱氧剂为锰铁加硅铝锰铁加硅铝；脱氧较完全，质量好，成本高；脱氧较完全，质量好，成本高4. 特殊镇静钢特殊镇静钢TZA. 分类分类按化学成分分类按化学成分分类

4、1. 碳素结构钢：碳素结构钢：标号：标号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275Q235-AF，表示屈服强度为，表示屈服强度为235N/mm2A级沸腾钢级沸腾钢2. 低合金钢：低合金钢：16Mn，表示平均含碳量，表示平均含碳量0.16%含锰的钢含锰的钢B. 钢材机械性能钢材机械性能以强度（以强度（屈服点、抗拉强度屈服点、抗拉强度）、塑性（）、塑性（伸长率伸长率）、）、冷弯性能、冲击韧冷弯性能、冲击韧性性衡量。衡量。C. 钢材的选择钢材的选择承重结构的钢材，宜选用承重结构的钢材，宜选用Q235、16Mn，16Mnq等等不宜使用不宜使用Q235-AF的结构：焊接结构中重级工作制结构，冬季

5、温度低的结构：焊接结构中重级工作制结构，冬季温度低于于-20的轻、中级工作制结构；非焊接结构中冬季温度低于的轻、中级工作制结构；非焊接结构中冬季温度低于-20的的重级工作制结构重级工作制结构二、钢结构计算方法二、钢结构计算方法以概率论为基础的极限状态设计法以概率论为基础的极限状态设计法三、钢结构的设计指标三、钢结构的设计指标钢材和连接的强度设计值等于材料的标准值除以抗力钢材和连接的强度设计值等于材料的标准值除以抗力分项系数，应根据钢材厚度或直径查表分项系数，应根据钢材厚度或直径查表一、轴心受力构件一、轴心受力构件包括包括轴心受拉构件轴心受拉构件和和轴心受压构件。轴心受压构件。A. 强度强度fA

6、Nn %15减减值值。对对单单角角钢钢构构件件，折折钢钢材材抗抗拉拉抗抗压压强强度度设设计计净净截截面面尺尺寸寸 fAnB. 刚度（长细比）刚度（长细比） AIi ,AIi,il,ilyyxxyyyxxx 00方方向向计计算算长长度度和和构构件件yxlloyox ,C. 整体稳定性整体稳定性fAN 911 系系数数，查查表表轴轴心心受受压压构构件件整整体体稳稳定定 验算钢屋架的受压腹杆见图。验算钢屋架的受压腹杆见图。N=148.5kN,计算长度计算长度lox=2291mm,loy=2864mm,A=1473.4mm2,ix=23.3mm,iy=33.7mm。钢材。钢材Q235。1. 强度（略）

7、强度（略）yyxxy82. 刚度刚度 150857332864150398323229100 .il.ilyyyxxx566.03.98max 类类截截面面，查查表表，按按b3. 整体稳定性整体稳定性，满满足足223/215/1784.1473566.0105.148mmNfmmNAN 二、受弯构件二、受弯构件A. 抗弯强度抗弯强度fWMnxxx B. 抗剪强度抗剪强度VWfItVS D. 整体稳定性整体稳定性fWMxx C. 刚度刚度 lvlv max Fmax E. 局部稳定性：用局部稳定性：用高厚比高厚比限定限定为提高构件局部稳定性，可按规定设置为提高构件局部稳定性，可按规定设置加劲肋加

8、劲肋，包括横向加劲肋和纵，包括横向加劲肋和纵向加劲肋。向加劲肋。三、拉弯、压弯构件三、拉弯、压弯构件包括包括强度、刚度、稳定性强度、刚度、稳定性验算验算一、焊接连接一、焊接连接包括包括气焊、接触焊气焊、接触焊和和电弧焊电弧焊A. 焊缝的形式与构造焊缝的形式与构造1.对接焊缝对接焊缝2.角焊缝角焊缝杆件与节点板连接方式有杆件与节点板连接方式有两面侧焊、三面围焊、两面侧焊、三面围焊、L型围焊型围焊二、焊缝的计算二、焊缝的计算A. 对接焊缝计算对接焊缝计算wcwtworfftlN NNmmlw10焊缝长度减去焊缝长度减去焊缝长度，无引弧板为焊缝长度，无引弧板为 1. N作用作用2. M、V共同作用共

9、同作用max max WVWWWtwftIVSfWM Wtf1 . 1322 即即，算算腹腹板板和和翼翼缘缘交交接接处处验验算算前前两两项项外外，还还要要验验对对工工字字形形截截面面焊焊缝缝，除除VVMMmax 1 max 1 VVMM1验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。N=700KN，钢材，钢材Q235，E43焊条，质量等级为三级，不采用引弧板。焊条，质量等级为三级，不采用引弧板。1. 钢板承载能力验算钢板承载能力验算NN5008满足满足,700000860002158500NNAf 满足满足）（,/185/6 .17881050070000022mmNfm

10、mNtlNwtw 2. 焊缝承载能力验算焊缝承载能力验算B. 角焊缝计算角焊缝计算22. 17 . 0 ffeewffwefhhhflhN 焊缝有效计算高度，焊缝有效计算高度，1. 正面角焊缝：正面角焊缝：外力方向与焊缝长度方向外力方向与焊缝长度方向垂直垂直的焊缝的焊缝2. 侧面角焊缝：侧面角焊缝：外力方向与焊缝长度方向外力方向与焊缝长度方向平行平行的焊缝的焊缝wfwefflhN C. 角钢连接角钢连接三、螺栓连接（普通螺栓连接）三、螺栓连接（普通螺栓连接）抗剪螺栓计算抗剪螺栓计算螺栓杆剪断螺栓杆剪断螺栓抗剪强度计算螺栓抗剪强度计算板件挤压破坏板件挤压破坏螺栓抗压强度计算螺栓抗压强度计算板件削

11、弱处拉断板件削弱处拉断净截面计算计算净截面计算计算板件端部剪坏板件端部剪坏构造保证：控制端部最小距离构造保证：控制端部最小距离栓杆弯曲变形破坏栓杆弯曲变形破坏构造保证：杆长与杆径小于等于构造保证：杆长与杆径小于等于5等级表示：如等级表示：如4.6级指最低抗拉强度为级指最低抗拉强度为400N/mm2,屈强比为屈强比为0.6的螺栓的螺栓连接方式：连接方式：C级粗制螺栓和级粗制螺栓和A、B级精制螺栓级精制螺栓抗拉螺栓计算抗拉螺栓计算螺栓杆拉断螺栓杆拉断螺栓抗拉强度计算螺栓抗拉强度计算一、钢屋架类型一、钢屋架类型钢屋盖结构由钢屋盖结构由屋面、屋架屋面、屋架和和支撑支撑三部分组成三部分组成据屋面材料和屋架间距不同分：据屋面材料和屋架间距不同分：有檩屋盖有檩屋盖和和无檩屋盖