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文档简介

高层钢结构

框筒结构

框筒结构是筒体结构的一种结构布置(筒中筒)适用的建筑高度可超过90层(因横向刚度较大)结构及受力特点:1)内部设置剪力墙式的内筒,与其他竖向构件

主要承受竖向荷载;2)外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚接,形成一个悬臂筒(竖直方向)以承受侧向荷载;3)同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。高层钢结构

束筒结构

由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结构组成(减缓框筒结构的剪力滞后效应)

可较灵活地组成平面形式钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)

可将各筒体在不同的高度中止密柱深梁的钢结构筒体筒体结构种类

结构体系

非抗震设防抗震设防烈度钢结构

框架-支撑(剪力墙板)各类筒体

110

260

360

110

220

300

90

200

260

50

140

180

钢框架-混凝土剪力墙220

180

100

70

有混凝土剪力墙的钢结构

220

180

15070

6,789框架钢框架-混凝土核心筒钢框筒-混凝土核心筒钢结构和有混凝土剪力墙的

钢结构高层建筑的适用高度(m)

芯筒体系亦称悬挂结构(内筒受弯);打破了密柱深梁对建筑设计的桎梏;实现优势互补(充分发挥钢结构抗拉强度高和钢筋混凝土结构抗压性能好的优势);通常设置一些称为帽桁架和腰桁架的水平桁架。支撑框筒结构或桁架筒体结构

支撑系统覆盖了整个建筑物表面;是较框筒结构更为优越的抗侧力体系。框筒结构布置时的注意事项框筒结构高宽比不宜小于4;(更好地发挥框筒的立体作用)内筒的边长不宜小于相应外框筒边长的1/3;框筒柱距一般为1.5~3.0m,且不宜大于层高;框筒的开洞面积不宜大于其总面积的50%;内外筒之间的进深一般控制在10~16m之间;内筒亦为框筒时,其柱距宜与外框筒柱距相同,且在每层楼盖处都设置钢梁将相应内外柱相连接;框筒结构布置时的注意事项(续)控制角柱截面积为非角柱的1.5~2.0倍;外框筒为矩形平面时,宜将其作成切角矩形;(以削减角柱应力)为提高内外筒的整体性能以及缓解剪力滞后,可设置帽桁架和腰桁架;腰桁架一般布置于设备层;帽桁架和腰桁架一般是由相互正交的两组桁架构成,等距满布于建筑物的横(纵)向。基础埋深的考虑应敷设地下室(补偿基础、增大结构抗侧倾能力)有抗震设防时,高层结构部分的基础埋深宜一致、不宜采用局部地下室;基础埋深:(从室外地坪或通长采光井底面到承台底部或基础底部的深度)1)采用天然地基时,不宜小于H/152)采用桩基时,不宜小于H/20

H:室外地坪至屋顶檐口的高度当有可靠根据时,基础埋深可适当减小。室外地面标高至基础底面的距离高层建筑钢结构抗重力体系结构体系抗侧力体系竖向重力水平力抵抗抵抗高度增大抗侧力体系成为结构体系的主要部分高层钢结构的抗侧力体系抵抗一、抗侧力体系基本单元

抗侧力单元支撑桁架钢框架筒

高层建筑钢结构(包括钢—砼组合结构)钢框架支撑桁架筒抗侧力支撑桁架+框架密柱深梁钢砼剪力墙(密柱深梁)筒(支撑桁架+框架)筒(钢砼剪力墙内筒)筒钢框架或钢筒支撑桁架钢框架筒支撑桁架钢框架筒钢框架体系基本单元的组合支撑桁架钢框架筒支撑桁架钢框架筒钢框架—支撑体系基本单元的组合支撑桁架钢框架筒支撑桁架钢框架筒钢框架—筒体系基本单元的组合支撑桁架钢框架筒支撑桁架钢框架筒大型支撑体系基本单元的组合支撑桁架钢框架筒支撑桁架钢框架筒支撑—筒体系基本单元的组合支撑桁架钢框架筒支撑桁架钢框架筒基本单元的组合筒束体系筒中筒体系抗侧力体系钢框架体系钢框架—支撑体系钢框架—筒体系大型支撑体系支撑—筒体系筒束体系筒中筒体系抗侧力体系钢框架体系钢框架—支撑体系钢框架—筒体系大型支撑体系支撑—筒体系筒束体系筒中筒体系二、钢框架体系

1、做法把梁柱刚接成整体,形成空间杆系结构是最早出现、也是最基本的抗侧力体系2、特点A、平面布置比较灵活,可以获得大空间B、安装简单方便,造价相对较低C、应用于30层以内的高层建筑结构种类结构体系非抗震设防抗震设防烈度6、789钢结构钢框架1101109070框架-支撑(剪力墙板)260220200140各类筒体360300260180D、在水平力作用下,抗侧力刚度小,顶层位移大顶层水平位移层间水平位移由柱弯曲剪切变形引起层间水平位移梁弯曲剪切变形引起框架弯曲变形引起柱弯曲、剪切变形引起层间位移δic

梁弯曲、剪切变形引起层间位移δig由柱弯曲剪切变形引起层间水平位移由梁引起框架弯曲变形引起相对较小梁、柱抗弯、抗剪刚度较小抗轴向刚度较大相对较大相对较大框架抗侧力刚度小,顶层位移大3、实例长富宫中心北京地上25层,地下2层,94m1987年建成2层以下和地下室为型钢砼结构,以上全部为钢框架结构结构钢材(日本钢材)柱及主梁:SM50A次梁及压型钢板:SS41高强度螺栓:F10T国名标准号钢号力学性能屈服点(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率%冷弯试验试件厚度钢种日本JIS3106(1975)SM41245401~510241.0a低碳钢SM50323490~608221.5a低合金钢SM53363520~637191.5a低合金钢SM58460568~715201.5a低合金钢SS41245401~510261.5a低碳钢SS50284490~608192.0a低碳钢SS55401≥540172.0a低合金钢构件截面柱焊接箱型截面厚度42—19450╳450框架梁焊接H型截面宽度200—250梁高650翼缘板厚度32—19腹板厚度12次梁轧制H型钢楼板1.2mm压型钢板上浇混凝土楼板压型钢板支承于跨度小于3m的钢梁上层高地下室—0.006.8m一层4.5m二层5.0m三—

二十二层3.3m二十三层4.3m二十四层4.1m二十五层3.3m钢框架—支撑体系

1、做法把钢框架和支撑桁架共同组合,作为抗侧力体系2、特点A、平面布置比较灵活,不能获得大空间B、安装较为简单方便C、应用于30—60层的高层建筑D、抗侧力刚度比钢框架大结构种类结构体系非抗震设防抗震设防烈度6、789钢结构钢框架1101109070框架-支撑(剪力墙板)260220200140各类筒体360300260180剪切形3、支撑分类(两种分类方法)按支撑杆的设置方法轴交支撑支撑杆一端位于梁柱节点,另一端与另一支撑杆相交于框架梁或节点上偏交支撑支撑杆端点位于梁柱节点或节点之间耗能梁段存在轴交支撑(分沿中心布置和非中心布置)轴交支撑特点用于抗风或不太强的地震力当有强震作用时,会有如下严重后果A、地震反复作用下,两支撑杆会先后压屈,支撑抗侧力刚度降低C、往复的地震作用支撑斜杆会从受压的压屈状态受拉的拉伸状态支撑斜杆、节点、相邻构件中将产生很大附加应力结构受冲击作用D、地震反复作用下,两支撑杆会先后压屈后不能恢复(拉直)B、支撑的两侧柱子产生压缩变形和拉伸变形时,由于支撑的端点实际构造做法并非铰接,而导致支撑产生较大的附加内力及应力偏交支撑偏交支撑特点用于地震烈度大的地区A、存在一小段耗能梁段B、地震作用时,耗能梁段先屈服,消耗地震能量,保护支撑杆耗能梁段的剪切屈服承载力支撑杆受压承载力a、耗能梁段的受弯承载力大于受剪承载力设计思路b、耗能梁段的设计剪力不超过剪力承载力的80%c、提高支撑杆的受压承载力,使其至少应为耗能梁段屈服时相应支撑轴力的1.6倍d、塑性铰应出现在梁而不是柱上支撑桁架设置在中心位置时框架—竖向支撑体系加劲的框架—竖向支撑体系框架—竖向支撑体系框架—竖向支撑体系每层设置支撑跨层设置支撑每层设置跨层设置杆件、节点数量多,费用高,传力路线长与上面相反,但杆件长加拿大国家银行大厦蒙特利尔地上31层,地下7层,127.08m1983年建成7层以下为钢砼结构,以上全部为钢框架—竖向支撑体系构件截面柱焊接H型截面厚度50760╳760(最大)框架梁W610梁高610次梁W410楼板压型钢板肋高76mm,混凝土楼板140mm梁高410间距3m加劲的框架—竖向支撑体系在设置竖向支撑的基础上,在顶层和每隔15层左右,沿房屋两个方向全长设置横向的伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架15层设置伸臂桁架和腰桁架(帽桁架)楼层水平加强层设在设备层或避难层腰桁架(帽桁架)使外框架所有柱子均参与整体抗弯作用加劲的框架—竖向支撑体系伸臂桁架的作用4、支撑的等效件——嵌入式墙板支撑杆件易屈曲支撑杆件截面尺寸大为提高结构抗侧力刚度原因嵌入式墙板采用代替支撑杆件嵌入式墙板钢板剪力墙板内藏钢板剪力墙墙板带竖缝砼剪力墙墙板钢板剪力墙板采用厚钢板,四周通过高强度螺栓与梁柱相连做法设防烈度大于等于7时,钢板两侧焊纵向或横向加劲肋仅承担框架内四周的剪力,不承担框架梁上的竖向荷载特点侧向刚度大,重量轻,安装方便,但用钢量大内藏钢板剪力墙墙板钢板支撑的基础上,外包钢砼做法预制板仅在支撑的上下端节点处与钢框架相连钢支撑有外包砼,不考虑屈曲带竖缝砼剪力墙墙板预制板,中间带竖缝做法竖缝宽度10mm,竖向长度为墙板净高的一半,缝间距为缝长一半多遇地震,墙板处于弹性阶段,侧向刚度大预制板仅与框架柱用高强度螺栓连接受力特点罕遇地震,墙板处于弹塑性阶段而产生裂缝,起到抗震耗能的作用5、工程实例北京京广中心大厦地上52层,地下3层,196m高,1990年建成地下为钢骨砼框架和砼剪力墙,以上为钢框架—支撑体系结构钢材(日本钢材)钢板厚小于等于40mmSM50A

轧制H型钢SS41钢板厚大于40mmSM50B国名标准号钢号力学性能屈服点(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率%冷弯试验试件厚度钢种日本JIS3106(1975)SM41245401~510241.0a低碳钢SM50323490~608221.5a低合金钢SM53363520~637191.5a低合金钢SM58460568~715201.5a低合金钢SS41245401~510261.5a低碳钢SS50284490~608192.0a低碳钢SS55401≥540172.0a低合金钢6.荷载计算(1)恒荷载。(2)活荷载。(3)风荷载。(4)地震作用。

(5)温度作用。(6)施工荷载。注意:对楼层数较多、竖向荷载较大的结构,应考虑竖向构件在竖向静载作用下发生弹性压缩变形对结构所产生的不利作用。结构在风荷载作用下,顶点质心位置的侧移不宜超过建筑高度的1/500,各楼层质心位置的层间侧移不宜超过楼层高度的1/400。8.荷载作用下的框架内力分析(可采用任一适用的结构力学方法)(1)恒载设计值=1.2X恒载标准值(2)活荷载设计值=1.4×活荷载标准值

为便于内力组合,可将活荷载分跨布置进行计算。因非上人屋面活荷载一般较小,可不考虑活荷载的最不利布置,将活荷载在屋面满跨布置。(3)风荷载作用下的框架内力(建议采用D值法)

风荷载设计值=1.4×风荷载标准值

对非对称框架,应分别计算左风和右风作用下的结构内力。2、当考虑抗震要求时结构的主要荷载地震荷载结构可能进入塑性状态作用时塑性区附近的节点塑性区内的杆件特殊的设计要求节点设计原则满足构件内力要求特殊设计要求针对构件塑性时的局部稳定节点极限承载力梁塑性时的侧向稳定A、节点极限承载力Mu≥1.2MpVu≥1.3(2Mp/l)Mu、Vu—

节点的极限受弯、受剪承载力Mp—

梁的全塑性弯矩承载力l—

梁的净跨度梁柱节点极限承载力Ru≥1.2An•fyRu—

支撑连接沿轴向的极限承载力An—

支撑杆净截面面积fy—

支撑杆材料的屈服强度支撑节点极限承载力B、构件进入塑性状态时,板件的局部稳定应有保证框架梁板件7度及以上6度和非抗震设防工字形梁和箱形梁翼缘悬伸部分b/t911工字形梁和箱形梁腹版h0/tw72-100N/Af85-120N/Af箱形梁翼缘在两腹板之间的部分b0/t3036框架梁板件宽厚比限值注:1、表中,N为梁的轴向力,A为梁的截面面积,f为梁的钢材强度设计值;

2、表列值适用于Q235钢,当钢材为其它牌号时应乘以C、受弯构件塑性区应设置侧向支撑点避免梁发生侧向的弯扭失稳目的L0

两相邻支撑点之间的间距设置方法L0/b0≤表值(根据钢结构规范)b0

受压翼缘的宽度B、对于容易发生撕裂的部位,应要求严格检查A、尽量避免焊缝收缩方向垂直钢板板面方向C、在满足承载力要求的前提下,尽量减少焊缝尺寸构造措施3、在确定框架吊装单元时,应根据构件重量、运输和起吊设备综合确定柱二层或三层楼高一根(一、四层也可)梁每跨梁一根密柱深梁的框筒三根柱+三根梁树状柱吊装单元三根柱+二根梁5、梁若需要现场接头,其位置应根据内力、运输、支撑综合确定一般距离柱轴线约0.5-1.5mB、半刚性连接介于刚性和铰接之间,有较大的延性和吸能性能用于低烈度地震区,层数不多的钢框架梁-柱端板连接C、铰接连接梁可绕节点转动,节点不能传递弯矩M连接方法简单,施工方便当不考虑钢框架抵抗水平力时,可以考虑铰接梁-柱的柔性连接2、柱柱节点宽翼缘工字型矩型管截面A、柱截面热轧宽翼缘工字型截面焊接的工字型截面四块钢板通过焊接而成B、柱腹板、翼缘之间的焊接构造①焊接的工字型截面角焊缝,承受腹板、翼缘之间的竖向剪力②焊接的矩形管截面a、当不考虑抗震要求时部分熔透的“

V”

型熔透的“

U”

型转角处焊缝hf≥1/3t;hf≥14mm箱形柱角部组合焊缝(a)部分熔透焊缝;(b)全熔透焊缝C、柱接头做法①不考虑抗震要求a、柱上下两段应设置耳板,厚度大于10mm宽翼缘工字型矩型管截面设于柱翼缘两相对的翼缘上耳板b、柱接头处采用部分焊透的单边“

V”

“J”

型坡口

c、柱接头位置一般在梁上1.0-1.3m处,以方便施工部分焊透焊缝工形柱工地拼接②考虑抗震要求a、柱上下两段应设置耳板,方法同上b、柱接头位于塑性区范围以外

1/10L和2h(取大值)c、对于工字型截面,翼缘熔透坡口焊,承受弯矩M

腹板高强度螺栓,承受剪力Q

轴力由两者共同承担d、矩形管截面,采用焊透的坡口焊箱形柱工地焊接③柱的变截面连接a、尽量不改变截面高度而改变翼缘厚度b、若改变截面高度,则做法如图c、变截面位置一般位于接头部位柱的变截面连接(1)柱的变截面连接(2)3、梁梁节点A、主梁的拼接拼接位置应在框架节点塑性区以外主梁的拼接形式B、主次梁的相互连接为防止受扭,宜采用铰接方法次梁与主梁的简支连接次梁高度较小时与主梁的连接次梁与主梁的刚性连接C、主梁的侧向隅撑为防止主梁塑性区侧向失稳,设置隅撑距离柱轴线1/8—1/10梁跨处设置设置在梁的下翼缘设置方法梁的侧向隅撑4、墙梁节点A、钢梁与砼墙的连接采用铰接,承受拉力和剪力钢梁与混凝土墙简支连接钢梁与混凝土墙简支连接B、钢梁与砼梁的连接钢梁与混凝土梁的连接高层建筑钢结构楼板设计内容楼板设计的基本要求楼板的类型作法每类楼板相关的内容特点设计方法构造要求建筑使用受力一、楼板设计的基本要求A、承受和传递荷载(水平和竖向荷载)B、隔音的要求具体满足两个方面的要求刚度强度保证住宅私密性C、防火要求采取防火措施,保护钢梁和楼板D、防水要求楼面和屋面,均应进行防水处理E、管线敷设要求管线竖向水平一般敷设在楼板内二、楼板的分类做法不同现浇钢砼楼板预制钢砼楼板压型钢板砼楼板四类钢砼叠合楼板1、现浇钢砼楼板做法由钢筋与砼现场浇注而成,两者共同受力特点B、由支模、拆模、扎筋、浇灌、养护等工序构成,施工复杂、繁琐,且影响钢构件的吊装A、可以浇住成任意平面形状,整体刚度好应用一般很少用于高层建筑钢结构C、楼板与钢梁表面之间应加抗剪连接件(栓钉)2、预制钢砼楼板做法直接由工厂或现场预制,置于钢梁上,用细实混凝土浇灌槽口和板缝特点B、省去了支模、拆模、扎筋、浇灌、养护等复杂工序,但需吊装,且影响钢构件的吊装A、楼板整体刚度差,不能与钢梁一起共同工作应用在高层建筑钢结构中应用不多分类预制预应力钢砼楼板预制钢砼楼板3、钢砼叠合楼板做法把钢砼楼板分两层特点B、省去了支模、拆模、扎筋、浇灌、养护等复杂工序,但需吊装,且影响钢构件的吊装A、楼板整体刚度好,但不能与钢梁一起共同工作应用在高层建筑钢结构中应用不多上层:在下层预制板上完成现浇作业下层:较薄的预制板,吊装到钢梁上,起模板作用4、压型钢板砼板三、压型钢板砼楼板的做法、特点做法把压型钢板首先铺在钢梁上,并与梁翼缘焊接,然后在压型钢板上现浇砼或钢砼。砼与压型钢板之间、压型钢板与钢梁之间均有抗剪构造连接件纵向水平剪切粘结破坏国产压型钢板板型国外板型组合板的组合方式压型钢板组合梁(a)肋平行于主钢梁(b)肋垂直于主钢梁压型钢板砼楼板特点施工设计从设计角度B、极限承载力大,达到30-50kN/m2A、组合后刚度大、延性好、抗震性能好C、楼板的刚度大,能有效地传递水平荷载D、楼板可作为钢梁的一部分,提高了钢梁的抗弯刚度和承载力(20-30%),增加了梁的侧向稳定E、合理利用材料,充分发挥其各自优势钢梁外露的组合梁从施工角度B、压型钢板一旦铺设,可作为工作平台A、压型钢板很轻,安装时方便、速度快C、浇灌砼可单独进行,与其它安装工序不打搅D、压型钢板的沟槽可以用来敷设管线E、不需要支模,大大方便了施工应用在高层建筑钢结构中应用非常普遍瑞金大厦,107m,地上29层,地下1层,上海,于1986年竣工10层以上采用压型钢板砼板,梁上抗剪栓钉:1Φ16@2302Φ16@230瑞金大厦北京,82.75m,地上26层,于1986年竣工京城大厦北京,地上25层,地下2层,94m,1987年建成长富宫中心北京,地上52层,地下3层,196m高,1990年建成京广中心中国,北京,153.55m,地下2层,地上39层中国国际贸易中心深圳,151m,地上40层,地下1层深圳发展中心大厦上海,地下1层,地上43层,143.62m上海静安希尔顿酒店上海,129.55m,地下2层,地上35层上海国际贸易中心现行《钢结构设计规范》新增加了下列主要内容:(1)连续组合梁负弯矩处的计算方法。(2)楼板为压型钢板组合板时组合梁的设计。(3)部份抗剪连接组合梁的设计。部份抗剪连接对梁的强度影响很小,只挠度增大,可节约连接件和施工费用。(4)组合梁的挠度计算(主要是考虑滑移效应的折减刚度的计算方法)。

在承载力和变形许可的条件下,采用部分抗剪连接可以减少连接件用量,降低造价并方便施工。对采用压型钢板混凝土组合板为翼板的组合梁,由于受板肋几何尺寸的限制,栓钉布置的数量有限,有时也不得不采用部分抗剪连接的设计方法。由于梁的跨度愈大对连接件柔性性能要求愈高,所以用这种方法设计的组合梁其跨度不宜超过20m。

对于单跨简支梁,部分抗剪连接的抗弯强度计算方法是根据简化塑性理论按下列假定确定的:(1)在所计算截面左右两个剪跨内,

取连接件承载力设计值之和nr

的较小者作为混凝土翼板中的剪力;(2)梁与混凝土翼板间产生相对滑移,以至混凝土翼板与钢梁有各自的中和轴。

部分抗剪连接时,混凝土翼板受压区高度由抗剪连接件能够提供的最大剪力所确定:——部分抗剪连接时一个剪跨区的抗剪连接件数目;

——每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力。钢梁受压区面积为:

A——钢梁截面面积。

部分抗剪连接时组合梁截面抗弯承载力为:

y1——钢梁受拉区截面形心至混凝土翼板受压区形心的距离;

y2——钢梁受拉区截面形心至钢梁受压区形心的距离。部分抗剪连接组合梁在负弯矩作用区段的抗弯强度,按nr

和Astfst

两者中的较小值计算。计算略偏保守,以补偿混凝土的抗拉作用、钢筋的强化作用以及构造钢筋的作用。

随着抗剪连接件数目的减少,钢梁与混凝土翼板的共同工作能力不断降低,导致二者交界面产生过大的滑移,从而影响钢梁塑性性能的充分发挥,并使构件在承载力极限状态时延性降低。为了保证部分抗剪连接的组合梁能有较好的工作性能,在任一剪跨区内,规范规定部分抗剪连接时连接件的数量不得少于按完全抗剪连接设计时该剪跨区内所需抗剪连接件总数的50%,否则将按单根钢梁计算,不考虑组合作用。

部分抗剪连接时,组合梁的抗剪连接件必须具有一定的柔性,即理想的塑性状态,因此规范规定栓钉直径d

22mm,杆长l

4d。此外,混凝土强度等级不能高于C40,以保证栓钉工作时全截面进入塑性状态。11.6钢梁板件的宽厚比当塑性中和轴在混凝土翼板内或板托内时,整个钢梁处于受拉状态,则不应对钢梁板件宽厚比提出要求。当塑性中和轴在钢梁内时,为保证截面塑性能充分发展,应按塑性设计的规定控制钢梁板件的宽厚比。受压翼缘板的外伸冤度b与其厚度t之比的控制式为b/t≤9。实际上此规定是偏于保守的,因受压翼缘焊有连接件,不易失去局部稳定。

塑性中和轴在钢梁内时,腹板小部分为受压区,大部分为受拉区,整个腹板属偏心受拉的工作状态。如果偏安全地参照塑性设计时偏心受压的控制式,得腹板总的计算高度h0与其厚度tw之比的控制式为:

也可以将塑性中和轴以上的受压区视为轴心受压构件的腹板,取:

式中h1为腹板受压区的高度。

由于连续梁内力重分配时负弯矩区需具有一定的转动能力,同时还需控制裂缝宽度,一般要求对纵向钢筋的配筋数量加以限制,即多数情况下,钢筋所承担的力与钢梁承担的力之比Astfst/Af小于0.37,此时,钢梁腹板高厚比应满足条件:11.7抗剪连接件的计算抗剪连接件是组合梁设计的关键技术之一,目前一般采用圆柱头栓钉、槽钢和弯起起钢筋等三种抗剪连接件,它们单位承载力的耗钢量之比约为1:2.5:5,以栓钉最省,弯筋耗钢量最大。所以在条件许可情况下,应尽可能采用以专门设备进行接触焊的圆柱头栓钉。

圆柱头栓钉连接件主要靠栓杆抗剪来承受剪力,用圆头抵抗掀拉力。根据试验,栓钉连接件主要有两种破坏模式,即栓钉根部混凝土受局部承压作用,根部混凝土区出现局部破碎或栓钉杆被剪坏。因而影响圆柱头栓钉连接件抗剪承载力的主要因素有:①栓杆的直径d(或栓钉的截面积As);②混凝土的弹性模量Ec;③混凝土的强度等级。

关于圆柱头栓钉的抗剪承载力,根据欧洲钢结构协会组合结构规范等资料,其承载力的限制条件为0.7Asfu。但在修订88规范时,认为我国使用经验不足,将fu改为f,即:

GBJ17-88规范发行以来,设计者在使用中发现,Nvc均由“≤0.7Asf”控制,“”不起作用,使栓钉数偏多,现将此限制条件改为:“0.7Asrf”,r为栓钉材料的强屈比,按规定,栓钉材料为4.6级,即f=215N/mm2,r=1/0.6=1.67。

以上对抗剪连接件承载力的计算公式,是根据正弯矩作用下的试验结果得到的,当栓钉位于负弯矩区时,混凝土翼板处于受拉状态,栓钉周围的混凝土对其约束程度不如正弯矩区的栓钉受到周围混凝土约束程度高,故位于负弯矩区的栓钉抗剪承载力应予折减。规范规定,对位于负弯矩区段的抗剪连接件,其抗剪承载力设计值对中间支座应乘以折减系数0.9,对悬臂部分应乘以折减系数0.8。

用压型钢板作混凝土翼板的底模时,其抗剪连接件一般用栓钉,栓钉根部无混凝土约束,当压型钢板垂直于钢梁时,混凝土肋是不连续的。压型钢板组合梁的破坏主要表现为混凝土肋的破坏。其承载力极限状态首先表现为混凝土肋和压型钢板的粘结破坏,然后是混凝土肋剪切破坏,此时栓钉的承载力要低于混凝土实板的情况,故栓钉的抗剪承载力应予折减,规范规定的折减系数是根据试验分析而得的,分为两种情况。当压型钢板的肋平行于钢梁布置时,栓钉承载力折减系数为:

bw——混凝土凸肋的平均宽度,当肋的上部宽度小于下部宽度时改取上部宽度;

he——混凝土凸肋高度;

hd——栓钉高度。当压型钢板的肋平行于钢梁布置时,栓钉承载力折减系数为:一个板肋中布置的栓钉数

11.8挠度计算组合梁的挠度计算与钢筋混凝土梁类似,可按结构力学公式进行,计算时应分别考虑在荷载标准组合及荷载准永久组合下的截面折减刚度,并以其中的较小值作为挠度计算的依据。由于组合梁在荷载的标准组合作用下产生的截面弯矩小于组合梁在弹性阶段的极限弯矩,即组合梁在正常使用阶段仍处于弹性工作状态,因此组合梁的变形计算可按弹性理论进行。组合梁采用的柔性连接件在传递钢梁与混凝土翼板交界面的剪力时本身会发生变形,周围的混凝土也会产生压缩,导致钢梁与混凝土翼板的交界面产生滑移应变,从而引起附加挠度,因此,组合梁的挠度计算,其截面刚度应采用考虑滑移效应的折减刚度。折减刚度按下式确定:影响折减刚度的主要因素有截面几何特征、抗剪连接件的刚度及布置方式。组合梁的换算截面惯性矩刚度折减系数

当按连续梁设计时,组合梁挠度一般不会超过容许值,但按塑性铰理论进行承载力极限状态设计时,仍需对挠度进行验算。由于连续梁负弯矩区混凝土开裂退出工作,造成组合梁沿长度方向刚度不均匀。一种简化方法是,在中支座两侧各0.15倍跨度范围内只考虑钢梁和纵向钢筋对刚度的贡献,在其余区段取相应的折减刚度,按变刚度连续梁来进行挠度计算。1、大跨度钢结构2、组合结构3、钢结构住宅在我国的应用和前景4、我国钢结构建筑的历史和未来现代钢结构进展第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题,文字是您思想的提炼,为了最终演示发布的良好效果,请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用:

1.主机的启动、换向;

2.辅机的启动;

3.为气动装置提供气源;

4.为气动工具提供气源;

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位:m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类:按排气压力分:低压0.2~1.0MPa;中压1~10MPa;高压10~100MPa。按排气量分:微型<1m3/min;小型1~10m3/min;中型10~100m3/min;大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类:往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速(1460RPM),动件少(轴承与滑片),润滑油在机件间形成保护膜,防止磨损及泄漏,使空压机能够安静有效运作;平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机,至今使用十万小时以上,依然完好如初,按十万小时相当于每日以十小时运作计算,可长达33年之久。因此,将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间,当转子开始转动时,空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围,同时停止进气。3.转子不断转动,气密范围变小,空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间,当转子开始转动时,空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围,同时停止进气。3.转子不断转动,气密范围变小,空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳,噪音低,是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统:

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统:

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统:

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机,由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好,尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机,已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计,使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付,只有磨合没有磨损,因而寿命更长,被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静,又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少,只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔,当动涡卷作平动运动时,使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环(单级压缩)工作循环:4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环(单级压缩)

压缩分类:绝热压缩:1—2耗功最大等温压缩:1—2''耗功最小多变压缩:1—2'耗功居中功=P×V(PV图上的面积)加强对气缸的冷却,省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环(单级压缩)1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因:1)余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时,发生膨胀,使实际吸气行程(容积)减小。Vc有利的好处—

(1)形成气垫,利于活塞回行;(2)避免“液击”(空气结露);(3)避免活塞、连杆热膨胀,松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C:低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv=0.65—0.901)余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高,则λv越小。保证Vc正常的措施:余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因:二、实际工作循环(单级压缩)第一节活塞式空压机的工作原理2)进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度,用压力系数λp表示:保证措施:合适的气阀升程及弹

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