华科房屋建筑钢结构设计第一章ppt课件.ppt

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1、建筑钢结构设计华中科技大学土木工程与力学学院钢结构教研室2015年4月材料性能连接基本构件构造要求对象共性的节点和基本构件应力设计特点局部、单个、零散设计原理0课程介绍一、结构：由基本构件组成（连接）的受力体系二、钢结构设计原理与建筑钢结构设计课程区别和联系区别：结构体系、特点、组成结构布置荷载及计算内力计算及组合对象具体的结构概念设计特点承载力、刚度、延性整体局部整体结构设计构件、节点设计施工图设计0课程介绍联系原理是从具体结构中抽象出来的，是基础具体结构设计是设计原理的应用和扩展二者是设计中不可分割两个方面。0课程介绍本课程学习内容

2、概念设计平台钢结构设计轻型门式刚架设计多高层钢结构设计普通钢屋架单层厂房设计钢结构施工及防腐蚀课程设计一周24学时32学时0课程介绍第一章概念设计1.1钢结构的适用范围1.2钢材的选用1.3建筑钢结构荷载与作用的特点1.4钢结构的计算1.5结构体系1.6节点设计建筑钢结构设计概念设计概念设计：在结构选型与布置阶段，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。（主要针对水平荷载）概念设计:是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。选择对抗震有利

3、的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等。什么是概念设计？概念设计力学关系破坏机理震害试验现象工程经验结构选型与布置全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施设计思想地震、风概念设计减少扭转、增加抗扭刚度延性结构和构件避免薄弱层多道设防、刚柔结合承载力、刚度、延性为主导概念设计1、概念设计不仅用于一些大的原则,如确定结构方案,结构布置等，而是贯穿整个设计过程中。2、结构设计不是“规范+计

4、算”更不是“规范+一体化计算机结构设计程序”。概念设计是在总体上把握抗震设计的主要原则，弥补由于地震作用及结构地震反应的复杂性而造成抗震计算不正确的不足；抗震计算为建筑抗震设计提供定量保证；构造措施则为保证抗震概念与抗震计算的有效性提供保障。它们是一个不可割裂的整体。概念设计、结构计算、构造措施关系概念设计1.1钢结构的适用范围轻质高强；材质均匀、稳定；生产工业化程度高，施工周期短；塑性韧性好；密封性好；耐腐蚀性差；耐火性差；单价较高（？）。高大重动轻大跨度钢结构重型厂房钢结构受动力荷载影响的结构可拆卸的结构高耸结构和高层建筑容器和其他

5、构筑物轻型钢结构钢结构特点钢结构的适用范围1.2钢材选用选用原则结构或构件的重要性荷载性质（静载或动载）连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）工作条件（温度及腐蚀介质）钢板的厚度对于重要结构、直接承受动载的结构、处于低温条件下的结构及焊接结构，应选用质量较高的钢材。注意焊接结构选用B级以上的钢材（如Q235B)钢材强度选择刚度控制时，选低等级强度控制时，选高等级杆系（如支撑）稳定控制时（如长细比控制），选低等级。影响因数结构重要性荷载状况连接状况使用温度选择因子值类别三级静力全螺栓、无焊接不低于0°C1二级一般动力大部分工厂焊、工地螺栓不低于

6、-20°C2一级疲劳动力大部分现场、高空焊不低于-40°C3表1-1选择钢材冲击韧性指标的影响因数选择因子表1-2选择因子之积u与质量等级关系选择因子之积u22~1818~2424~54>54质量等级ABCDEµ=µ1×µ2×µ3×µ41.3钢结构荷载风荷载冰雪荷载温度作用地震作用及抗震荷载与结构的变异1.3钢结构荷载一、风荷载一般指标准值，由基本风压，风振系数（或阵风系数），体型系数，及风压高度变化系数组成。钢结构对风敏感、往往成为控制荷载。注意风吸力和风压力。二、冰、雪、积灰的自重荷载屋面外形设计的原则：快速排水，排向强处覆冰荷载覆

7、冰荷载危害的产生过程雪荷载与屋面活荷载不同时考虑，取两者中较大者。积灰荷载与屋面活荷载或雪荷载两者中较大者同时考虑。1.3钢结构荷载竖向荷载应乘以动力系数1.05(吊车工作制A1~A5)或1.1(A6~A8)。水平荷载见规范。吊车荷载工作制等级轻级中级重级特重级工作级别A1～A3A4,A5A6,A7A81.3钢结构荷载三、温度作用建筑结构的绝对温度作用（即时温度与合龙温度之最大差值）例：一天24小时，温度不断变化。气温每上升或下降1摄氏度，受热胀冷缩影响，钢结构桁梁就会伸长或缩短一些。合龙段长度随温度的变化而变化，需要通过测量距离及温度

8、来确定。建筑结构的相对温度作用（同一结构不同温度下的温差）相对不敏感，大跨和超长结构考虑1.3钢结构荷载三、温度作用（1）温差大时，钢结构安装要考虑施工时段；（2）超出下表中数值时,应考虑温度应力和温度变形