东南大学建筑结构设计课件-单层排 架建筑

单层排架结构设计欢迎学习单层排架结构设计课程。本课程将深入探讨单层排架的定义、特点、设计方法和应用实例。定义与特点定义单层排架是一种常见的工业建筑结构形式，由柱、梁和屋架组成。特点具有跨度大、空间利用率高、施工速度快等优势。应用广泛用于工厂、仓库、体育馆等大跨度建筑。单层排架结构的构造柱通常采用钢筋混凝土柱或钢柱，承担竖向荷载和水平力。梁连接柱与屋架，传递荷载并增加结构刚度。屋架承担屋面荷载，可采用钢桁架或预应力混凝土桁架。荷载作用恒载包括结构自重和屋面永久荷载。活载主要考虑屋面雪荷载和吊车荷载。风荷载对大跨度建筑影响显著，需重点考虑。地震作用根据建筑抗震设防要求进行设计。结构计算分析1静力分析计算各种荷载组合下的内力和变形。2动力分析进行结构自振周期和地震反应分析。3稳定性分析验算结构整体稳定性和局部稳定性。柱的设计截面选择根据荷载和跨度确定柱的截面尺寸。通常采用矩形或工字形截面。受力分析考虑轴力、弯矩和剪力的组合作用。计算偏心受压承载力。材料选择可选用钢筋混凝土或型钢，根据经济性和施工条件确定。配筋方法纵向钢筋按偏心受压构件设计，确定配筋率和钢筋直径。箍筋根据剪力和约束要求配置，注意加密区的布置。构造钢筋设置拉筋等构造钢筋，提高结构整体性。柱基础设计1基础类型选择2承载力验算3沉降计算4配筋设计柱基础设计需考虑地质条件、上部结构荷载和施工工艺等因素。梁的设计1截面设计2配筋计算3挠度验算4裂缝控制梁的设计要满足承载力和正常使用极限状态要求。梁的配筋受力钢筋根据弯矩计算配置底筋和顶筋。箍筋按剪力要求设置，注意最小配筋率。构造钢筋设置架立筋等，保证施工质量。桁架的设计布置方案确定桁架类型、高度和节点间距。内力分析计算各杆件轴力，确定受力最不利工况。截面设计选择合适的型钢或混凝土截面。连接设计设计节点连接，保证传力可靠。连接节点设计1柱梁连接设计刚接或铰接，保证荷载传递和变形协调。2梁屋架连接通常采用铰接，减小附加应力。3桁架节点设计焊接或螺栓连接，满足承载力要求。正常使用极限状态验算变形控制验算结构整体和构件局部变形，满足使用要求。裂缝控制计算混凝土构件裂缝宽度，确保耐久性。振动控制分析结构振动特性，避免共振和不适感。抗震性能分析1弹性分析计算地震作用下的内力和变形。2弹塑性分析评估结构的耗能能力和塑性变形。3性能目标评估验证结构是否满足多水准抗震设防目标。抗震设防类别甲类对生命线工程等重要建筑采用更高标准。乙类适用于一般工业建筑，按标准设防。丙类次要建筑可适当降低要求，但需保证安全。抗震措施结构布置保证平面和竖向的规则性。构造要求加强节点设计，提高延性。减震装置必要时采用阻尼器等减震措施。基础处理注意场地影响，必要时进行地基加固。节点力学性能分析应力分布分析节点区域的应力集中情况。变形特征研究节点在荷载作用下的变形规律。破坏模式预测可能的破坏形式，采取相应措施。节点构造设计刚接节点采用加劲板、翼缘板等增强节点刚度和承载力。铰接节点设计柔性连接，允许一定转动，减小附加应力。半刚性节点介于刚接和铰接之间，合理分配内力。梁柱比要求1强柱弱梁2承载力比3刚度比4变形协调合理的梁柱比可以保证结构的整体稳定性和抗震性能。构件施工工艺1预制工厂预制构件，现场组装，提高效率。2现浇适用于复杂节点，保证整体性。3装配式结合预制和现浇，平衡质量和效率。单层排架的优缺点优点跨度大，空间利用率高施工速度快，造价较低适应性强，易于扩建缺点抗侧刚度较弱，需加强抗风设计保温隔热性能较差，需注意节能设计外观单一，需注意建筑美学适用范围工业建筑适用于各类厂房、仓库、车间等。公共建筑可用于体育馆、展览馆、超市等大空间建筑。农业设施适合大型温室、畜牧棚等农业建筑。典型案例分析工业厂房分析大型制造厂房的设计要点。体育馆探讨大跨度体育场馆的结构解决方案。展览中心研究灵活多变的展览空间设计。案例一：现代化工业厂房项目概况某汽车制造厂，跨度50米，长200米，采用钢结构单层排架。设计重点大跨度屋盖设计，吊车梁设计，柱底铰接设计，抗风措施。案例二：多功能体育馆建筑特点圆形平面，直径80米，采用网壳结构与排架结合。结构创新环向桁架与径向排架相结合，提高整体刚度。功能设计可变空间布局，满足多种赛事需求。案例三：大型物流中心规模总建筑面积10万平方米，单层排架结构。功能分区集仓储、分拣、办公于一体的综合性建筑。节能设计采用自然采光、智能控制系统，提高能效。分析总结1结构效率单层排架在大跨度空间中表现出色。2经济性标准化设计和快速施工降低了成本。3适应性灵活的空间布局满足多样化需求。4可持续性结合新技术，提高了建筑的可持续性。设计要点总结合理布局优化结构平面和竖向布置。承载能力确保结构安全和使用功能。整体稳定加强抗侧力系统设计。细部设计注重节点和构造细节。课程思考与讨论1创新潜力如何