华科房屋建筑钢结构设计第一章.pptx

建筑钢结构设计建筑钢结构设计华中科技大学土木工程与力学学院华中科技大学土木工程与力学学院钢结构教研室钢结构教研室2015年年4月月材料性能材料性能连接连接基本构件基本构件构造要求构造要求对象对象共性的节点和基本构件共性的节点和基本构件应力应力设计设计特点特点局部、单个、零散局部、单个、零散设设计计原原理理0 0 0 0 课程介绍课程介绍课程介绍课程介绍一、结构：由一、结构：由基本构件基本构件组成（组成（连接连接）的）的受力受力体系体系二、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：区别：结构体系、结构体系、特点、组成特点、组成结构布置结构布置荷载及计算荷载及计算内力计算及组合内力计算及组合对象对象具体的结构具体的结构概念概念设计设计特点特点承载力、刚度、延性承载力、刚度、延性整体整体 局部局部 整体整体结结构构设设计计构件、节点设计构件、节点设计施工图设计施工图设计0 0 0 0 课程介绍课程介绍课程介绍课程介绍联联系系原理是从具体结构中抽象出来的，是基础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。二者是设计中不可分割两个方面。0 0 0 0 课程介绍课程介绍课程介绍课程介绍本本课课程程学学习习内内容容l 概念设计概念设计l平台钢结构设计平台钢结构设计l轻型门式刚架设计轻型门式刚架设计l 多高层钢结构设计多高层钢结构设计l普通钢屋架单层厂房设计普通钢屋架单层厂房设计l钢结构施工及防腐蚀钢结构施工及防腐蚀l 课程设计一周课程设计一周24学时学时32学时学时0 0 0 0 课程介绍课程介绍课程介绍课程介绍第一章第一章 概念设计概念设计1.1 钢结构的适用范围钢结构的适用范围1.2 钢材的选用钢材的选用1.3 建筑钢结构荷载与作用的特点建筑钢结构荷载与作用的特点1.4 钢结构的计算钢结构的计算1.5 结构体系结构体系1.6 节点设计节点设计建筑钢结构设计建筑钢结构设计概念设计概念设计概念设计概念设计 o概念设计：概念设计：在结构选型与布置阶段，可依据从整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、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，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）措施。（主要针对水平荷载）o概念概念设计设计:是保证结构具有优良抗震性能的一种方是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减法。选择对抗震有利的结构方案和布置，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，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。应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等。概概念念设设计计力学关系力学关系破坏机理破坏机理震害震害试验现象试验现象工程经验工程经验结构选型结构选型与布置与布置全局全局的角度来确定的角度来确定控制结构的布置及控制结构的布置及细部构造措施细部构造措施设设计计思思想想地震、风地震、风概念设计概念设计概念设计概念设计 减少扭转、增加抗扭刚度减少扭转、增加抗扭刚度延性结构和构件延性结构和构件避免避免薄弱层薄弱层多道设防、刚柔结合多道设防、刚柔结合承载力、刚度、延性为主导承载力、刚度、延性为主导概念设计概念设计概念设计概念设计 1 1、概念设计不仅用于一些大的原则概念设计不仅用于一些大的原则,如确定结构方案如确定结构方案,结构结构布置等，而是贯穿整个设计过程中。布置等，而是贯穿整个设计过程中。2 2、结构设计不是、结构设计不是“规范规范+计算计算”更不是更不是“规范规范+一体化计算机一体化计算机结构设计程序结构设计程序”。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；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。整体。概念设计、结构计算、构造措施关系概念设计、结构计算、构造措施关系概念设计概念设计概念设计概念设计 1.1 1.1 钢结构的适用范围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，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（差；耐火性差；单价较高（？）。）。高高大大重重动动轻轻大跨度钢结构大跨度钢结构重型厂房钢结构重型厂房钢结构受动力荷载影响的结构受动力荷载影响的结构可拆卸的结构可拆卸的结构高耸结构和高层建筑高耸结构和高层建筑容器和其他构筑物容器和其他构筑物轻型钢结构轻型钢结构钢结构钢结构特点特点钢结构钢结构的适用的适用范围范围1.2 1.2 钢材选用钢材选用选用选用原则原则结构或构件的重要性结构或构件的重要性荷载性质（静载或动载）荷载性质（静载或动载）连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）工作条件（温度及腐蚀介质）工作条件（温度及腐蚀介质）钢板的厚度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。下的结构及焊接结构，应选用质量较高的钢材。注意注意焊接结构选用焊接结构选用B B级以上的钢材（如级以上的钢材（如Q235B)Q235B)钢材强度钢材强度选择选择刚度控制时，选低等级刚度控制时，选低等级强度控制时，选高等级强度控制时，选高等级杆系（如支撑）稳定控制时（如长细比控制），杆系（如支撑）稳定控制时（如长细比控制），选低等级。选低等级。影响影响因数因数结构结构重要性重要性荷载状况荷载状况连接状况连接状况使用温度使用温度选择因子选择因子值值类别类别三级三级静力静力全螺栓、无焊接全螺栓、无焊接不低于不低于0 0CC1 1二级二级一般动力一般动力大部分工厂焊、工地大部分工厂焊、工地螺栓螺栓不低于不低于-2020CC2 2一级一级疲劳动力疲劳动力大部分现场、高空焊大部分现场、高空焊不低于不低于-4040CC3 3表表1-11-1选择钢材冲击韧性指标的影响因数选择因子选择钢材冲击韧性指标的影响因数选择因子表表1-21-2选择因子之积选择因子之积u u与质量等级关系与质量等级关系选择因子选择因子之积之积u u2 221821818241824245424545454质量等级质量等级A AB BC CD DE E=1234 1.3 1.3 钢结构荷载钢结构荷载风荷载风荷载冰雪荷载冰雪荷载温度作用温度作用地震作用及抗震地震作用及抗震荷载与结构的变异荷载与结构的变异 1.3 1.3 钢结构荷载钢结构荷载一、风荷载一、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。数），体型系数，及风压高度变化系数组成。钢结构对钢结构对风敏感、往往成为控制荷载。注意风吸力和风压力。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，排向强处屋面外形设计的原则：快速排水，排向强处覆冰荷载覆冰荷载覆冰荷载危害的产生过程覆冰荷载危害的产生过程雪荷载与屋面活荷载不同时考虑雪荷载与屋面活荷载不同时考虑，取两者中较大者。积，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。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 1.3 钢结构荷载钢结构荷载竖向荷载应乘以动力系数竖向荷载应乘以动力系数1.05(1.05(吊车工作制吊车工作制A1A5)A1A5)或或1.1(A6A8)1.1(A6A8)。水平荷载见规范。水平荷载见规范。吊车荷载吊车荷载工作制等级工作制等级 轻级轻级 中级中级 重级重级 特重级特重级 工作级别工作级别 A1A1A3A3 A4,A5A4,A5 A6,A7A6,A7 A8A8 1.3 1.3 钢结构荷载钢结构荷载三、温度作用三、温度作用建筑结构的建筑结构的绝对温度绝对温度作用作用 （即时温度与合龙温度之最大差值）（即时温度与合龙温度之最大差值）例：一天例：一天2424小时，温度不断变化。气温每上升或下降小时，温度不断变化。气温每上升或下降1 1摄氏摄氏度，受热胀冷缩影响，钢结构桁梁就会伸长或缩短一些。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来确定。度来确定。建筑结构的建筑结构的相对温度相对温度作用作用 （同一结构不同温度下的温差）（同一结构不同温度下的温差）相对不敏感，相对不敏感，大跨和超长大跨和超长结构考虑结构考虑 1.31.3钢结构荷载钢结构荷载三、温度作用三、温度作用（1 1）温差大时，钢结构安装要考虑施工时段；）温差大时，钢结构安装要考虑施工时段；（2 2）超出下表中数值时）超出下表中数值时,应考虑温度应力和温度变形的影响应考虑温度应力和温度变形的影响 结构情况结构情况 纵向温度区段纵向温度区段(垂直屋架或构垂直屋架或构架跨度方向架跨度方向)横向温度区段横向温度区段(屋架或构屋架或构架跨度方向架跨度方向)柱顶为刚接柱顶为刚接柱顶为铰接柱顶为铰接采暖房屋和非采采暖房屋和非采暖地区的房屋暖地区的房屋热车间和采暖地热车间和采暖地区的非采暖房屋区的非采暖房屋 露天结构露天结构 220220120120150150180180100100125125120120-1.3 1.3 钢结构荷载钢结构荷载四、地震荷载四、地震荷载按抗震设计规范按抗震设计规范GB50011-20GB50011-201010采用。采用。尽可能减小配套结构的重量（尽可能减小配套结构的重量（采用轻质维护材料的板材采用轻质维护材料的板材）提高钢结构的延性变形能力提高钢结构的延性变形能力利用一切附加因素提高阻尼比利用一切附加因素提高阻尼比五、荷载及结构的变异五、荷载及结构的变异在钢结构的建造及使用过程中，结构本身以及荷在钢结构的建造及使用过程中，结构本身以及荷载的状态都在不断变化。载的状态都在不断变化。1.1.4 4 钢结构的计算钢结构的计算钢结构计算的两种方法钢结构计算的两种方法 1、极限状态设计法极限状态设计法：强度、刚度、稳定：强度、刚度、稳定 2、许用应力法许用应力法：疲劳、对变形敏感结构的稳定：疲劳、对变形敏感结构的稳定结构极限状态验算结构极限状态验算 1.1.4 4 钢结构的计算钢结构的计算活载组合系数：雪载：活载组合系数：雪载：0.70.7；积灰：；积灰：0.9;0.9;吊车：吊车：0.70.7或或0.95(0.95(硬钩和硬钩和A8A8软钩）；风载：软钩）；风载：0.60.6（1 1）永久荷载分项系数）永久荷载分项系数 当其效应对结构不利时当其效应对结构不利时 -对可变荷载效应控制的组合，应取对可变荷载效应控制的组合，应取1.2;1.2;-对永久荷载效应控制的组合，应取对永久荷载效应控制的组合，应取1.35;1.35;当其效应对结构有利时当其效应对结构有利时 -一般情况下应取一般情况下应取1.01.0；-对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.90.9。（2 2）可变荷载的分项系数）可变荷载的分项系数 -一般情况下应取一般情况下应取1.41.4；-对标准值大于对标准值大于4kN/m4kN/m2 2的工业房屋楼面结构的的工业房屋楼面结构的 活荷载标准值应取活荷载标准值应取1.31.3。1.1.4 4 钢结构的计算钢结构的计算（3 3）、结构效应）、结构效应一般一般满足（满足（1-11-1）、（）、（1-31-3）常常遇地震作用时遇地震作用时 取取1.01.0，此时风组合系数取，此时风组合系数取0.20.2罕罕遇地震作用时所有的分项系数均为遇地震作用时所有的分项系数均为1.01.0正正常常使使用用极极限限状状态态实实为为广广义义变变形形：线线位位移移、角角位位移移、加加速速 度度、沉降、长细比等。、沉降、长细比等。（4 4）、结构抗力）、结构抗力R R及正常使用限值及正常使用限值C C 钢材强度变化：钢材厚度不同、强度不同；单角钢受力，钢材强度变化：钢材厚度不同、强度不同；单角钢受力，整体按轴压构件计算时，强度修正；单角钢单肢连接时，整体按轴压构件计算时，强度修正；单角钢单肢连接时，连接强度修正；地震作用时强度的提高修正。连接强度修正；地震作用时强度的提高修正。正常使用极限状态下变形限值正常使用极限状态下变形限值C C：按：按GB50017-2003GB50017-2003查找。查找。预拱问题：楼面、屋面、曲梁、悬臂梁等取拱，荷载启预拱问题：楼面、屋面、曲梁、悬臂梁等取拱，荷载启用用 合适。变形限值应通知其它工种的设计人员。合适。变形限值应通知其它工种的设计人员。1.5.1 1.5.1 结构体系与使用要求结构体系与使用要求o结构需满足建筑功能和空间要求结构需满足建筑功能和空间要求o框架结构：住宅、办公楼框架结构：住宅、办公楼o门式刚架：轻工厂房门式刚架：轻工厂房o空间结构（拱、壳、索、膜或杂交结构）：公共建筑空间结构（拱、壳、索、膜或杂交结构）：公共建筑1.5.2 1.5.2 主主 体钢结构的优化设计方向体钢结构的优化设计方向o框架结构：选择合适的截面，尽可能大的惯性矩和抗弯模量，框架结构：选择合适的截面，尽可能大的惯性矩和抗弯模量，同时满足局部稳定要求同时满足局部稳定要求o门式刚架：根据制造分段及内力状况分段确定各段两端截面门式刚架：根据制造分段及内力状况分段确定各段两端截面的高度和尺寸。一般直线变坡。的高度和尺寸。一般直线变坡。o空间结构：单个构件轴心受力，截面尺寸优化；整体几何尺空间结构：单个构件轴心受力，截面尺寸优化；整体几何尺寸或形态优化（找形分析）。寸或形态优化（找形分析）。1.1.5 5 结构体系结构体系 1.1.5 5 结构体系结构体系1.5.31.5.3辅助结构与主体结构的关系辅助结构与主体结构的关系主体结构：梁、柱、桁架、拱、壳、索、膜或杂交结构主体结构：梁、柱、桁架、拱、壳、索、膜或杂交结构辅助结构：支撑辅助结构：支撑关系：关系：o支撑与桁架或框架结构共同受力。支撑与桁架或框架结构共同受力。o支撑减小主要受力构件的计算长度支撑减小主要受力构件的计算长度o提高结构体系的整体性，提高结构的整体刚度提高结构体系的整体性，提高结构的整体刚度o在施工过程中保持结构的稳定性在施工过程中保持结构的稳定性o支撑结构与主体结构相互转换支撑结构与主体结构相互转换o主体结构是支撑结构的支座。主体结构是支撑结构的支座。1 1.6 6 节点设计节点设计1.6.11.6.1单元的划分与结合单元的划分与结合o计算单元：根据构件的不同种类、计算精度要求计算单元：根据构件的不同种类、计算精度要求o制作单元：便于制作分工，提高标准化、机械化，提高制作单元：便于制作分工，提高标准化、机械化，提高工厂化及效率。工厂化及效率。o运输单元：提高运输效率，节约运输成本。运输单元：提高运输效率，节约运输成本。o安装单元：考虑安装时间过程、空间状态、设备能力、安装单元：考虑安装时间过程、空间状态、设备能力、效率。效率。o所有的单元用节点连接成整体。所有的单元用节点连接成整体。1.6.2 1.6.2 节点分类节点分类受力分：刚接、半刚接、铰接受力分：刚接、半刚接、铰接1.1.刚接刚接:o抵抗和传递抵抗和传递M M、N N、V V；变形连续；变形连续o极限状态下，有一定的塑性变极限状态下，有一定的塑性变形能力，产生内力重分布和抗震耗能形能力，产生内力重分布和抗震耗能 1.1.6 6 节点设计节点设计2.2.半刚性连接：半刚性连接：有一定的有一定的抗弯能力，但抗弯刚度抗弯能力，但抗弯刚度不连续不连续处理：处理：o整体计算时，铰接。整体计算时，铰接。o局部分析时：取合适的局部分析时：取合适的计算模型，如刚接或承计算模型，如刚接或承受一半的弯矩等。受一半的弯矩等。梁柱半刚接 1.1.6 6 节点设计节点设计3.3.铰接：铰接：只承受和传递剪力，只承受和传递剪力，对结构变形不敏感。对结构变形不敏感。类型：销连接、支座端板的洗类型：销连接、支座端板的洗平顶紧、专用铰支座、普通螺平顶紧、专用铰支座、普通螺栓连接。栓连接。固定铰和滑动铰固定铰和滑动铰1.6.31.6.3焊接和螺栓连接焊接和螺栓连接1.1.选择：选择：塔架：螺栓连接塔架：螺栓连接其它：焊接和螺栓并用其它：焊接和螺栓并用原则：工厂焊接、现场螺栓连接，原则：工厂焊接、现场螺栓连接，尽量避免现场高空焊接。尽量避免现场高空焊接。趋势：工厂化生产、高效率安装、趋势：工厂化生产、高效率安装、节约资源和成本。节约资源和成本。梁柱铰接 1.1.6 6 节点设计节点设计2.2.焊接和螺栓连接中具体方法及质量等级的选择焊接和螺栓连接中具体方法及质量等级的选择焊接：焊接：o疲劳动力荷载：全熔透的一级对接焊缝疲劳动力荷载：全熔透的一级对接焊缝o一般动力荷载：全熔透的二级对接焊缝，并采用引弧板一般动力荷载：全熔透的二级对接焊缝，并采用引弧板o其他：三级对接焊缝或角焊缝其他：三级对接焊缝或角焊缝螺栓焊接：螺栓焊接：o疲劳、动力荷载：摩擦型高强螺栓疲劳、动力荷载：摩擦型高强螺栓o一般动力荷载、较大静力荷载：承压型高强螺栓或高强度一般动力荷载、较大静力荷载：承压型高强螺栓或高强度配套螺栓（加防松措施）配套螺栓（加防松措施）o其他：普通螺栓其他：普通螺栓C C级（加防松措施），级（加防松措施），A A、B B级仅用于单个销级仅用于单个销连接且长度可调的构件连接。连接且长度可调的构件连接。铸钢连接：复杂节点。铸钢连接：复杂节点。钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路1 1、判断结构是否适合钢结构判断结构是否适合钢结构高、大、重、动、轻、体形复杂、可持续发展住高、大、重、动、轻、体形复杂、可持续发展住宅宅2 2、结构选型与结构布置、结构选型与结构布置(结构方案结构方案)(1)(1)对结构定性对结构定性,在经验丰富的工程师下进行在经验丰富的工程师下进行.(2)(2)“概念设计概念设计”在结构选型与结构布置阶段尤其在结构选型与结构布置阶段尤其重要重要.(3)(3)可避免多次修改和试算可避免多次修改和试算,提高世纪设计效率提高世纪设计效率 钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路3 3、预估截面、预估截面:确定梁柱和支撑的断面与尺寸确定梁柱和支撑的断面与尺寸梁梁截面高度通常在跨度的截面高度通常在跨度的1/201/401/201/40之间之间选择选择,根据梁侧向支撑点间的距离根据梁侧向支撑点间的距离l/bl/b限值确限值确定翼缘宽度（整体稳定），根据局部稳定确定定翼缘宽度（整体稳定），根据局部稳定确定翼缘厚度翼缘厚度柱：长细比预估，通常，简单选择柱：长细比预估，通常，简单选择在在8080左右，左右，、结构分析、结构分析:线弹性分析，可考虑二阶线弹性分析，可考虑二阶效应效应电算或手算电算或手算 钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路 、工程判定：、工程判定：评估各向周期、总剪力、变评估各向周期、总剪力、变形特征等，根据判定结果，确定选择修改模型形特征等，根据判定结果，确定选择修改模型重新分析还是修正计算结果重新分析还是修正计算结果不同的软件会有不同的实用条件，初学者应充不同的软件会有不同的实用条件，初学者应充分明了此外，工程设计计算与精确的力学计分明了此外，工程设计计算与精确的力学计算通常有一定误差，为了获得实用的设计方法，算通常有一定误差，为了获得实用的设计方法，有时会用误差较大的假定，但对这种误差，要有时会用误差较大的假定，但对这种误差，要通过通过“适用条件、概念及构造适用条件、概念及构造”的方式保证结的方式保证结构的安全，这比定量计算更重要构的安全，这比定量计算更重要注重概念设计、工程判定和构造注重概念设计、工程判定和构造措施措施 钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路 、构件设计、构件设计材料：材料：、，强度控制是可选择、，强度控制是可选择，稳定和变形控制时，宜选择，稳定和变形控制时，宜选择，焊接时宜选择选择焊接时宜选择选择-或或-（）软件在做构件（柱）的截面验算时，（）软件在做构件（柱）的截面验算时，计算长计算长度系数度系数的取定有时不符合规范的规定对于节点连的取定有时不符合规范的规定对于节点连接情况复杂或变截面的构件，应该逐个检查接情况复杂或变截面的构件，应该逐个检查（）截面不满足：（）截面不满足：强度不足时强度不足时，通常加大组成截面的板件厚度，其中，通常加大组成截面的板件厚度，其中，抗弯不足加大翼缘厚度，抗剪不足加大腹板厚度抗弯不足加大翼缘厚度，抗剪不足加大腹板厚度变形超限：变形超限：通常不应加大板件厚度而应考虑加大截通常不应加大板件厚度而应考虑加大截面面高度高度 钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路7 7、节点设计、节点设计(1)(1)是钢结构设计中重要的内容之一是钢结构设计中重要的内容之一,在分析在分析之前之前,应该对节点形式有充分的思考和确定应该对节点形式有充分的思考和确定.最终设计的节点与模型中的形式不完全一致最终设计的节点与模型中的形式不完全一致,应控制在应控制在5%5%内内,否则应避免否则应避免.节点分节点分刚结、刚结、铰铰接和半刚接接和半刚接.连接节点的不同对结构影响较大连接节点的不同对结构影响较大.有的刚接节有的刚接节点虽然承受弯矩没问题点虽然承受弯矩没问题,但会产生较大的转动但会产生较大的转动,不符合结构分析中的假定不符合结构分析中的假定,会导致实际变形大会导致实际变形大于计算数据的不利结果于计算数据的不利结果.钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路(2)(2)设计方法有设计方法有等强设计等强设计和和实际受力设计实际受力设计,初学者可偏安全选前者初学者可偏安全选前者.(3)(3)焊接焊接:对焊缝的尺寸及形式、质量等级对焊缝的尺寸及形式、质量等级,规范有强制规定规范有强制规定,应该严格执行应该严格执行.焊条的选焊条的选用应与被连接金属材质相适应用应与被连接金属材质相适应.E43.E43与与Q235,E50Q235,E50对对Q345,Q235Q345,Q235与与Q345Q345连接是选用连接是选用E43.E43.设计中不得任意加大焊缝设计中不得任意加大焊缝.焊缝重心应焊缝重心应尽量与被连接构件接近尽量与被连接构件接近.质量等级不宜要求质量等级不宜要求太高太高,不要一律按一级或二级质量要求不要一律按一级或二级质量要求,应应根据结构重要性、受力性质、焊缝形式、根据结构重要性、受力性质、焊缝形式、工作环境及应力状态等情况区别对待工作环境及应力状态等情况区别对待.钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路(4)(4)焊接焊接:铆接铆接很少用很少用,普通螺栓普通螺栓抗剪性能差抗剪性能差用在次要结构部位用在次要结构部位,高强螺栓使用广泛高强螺栓使用广泛,分分8.88.8级和级和10.910.9级级,设计分承压型和摩擦型设计分承压型和摩擦型,计计算方法不同算方法不同,最小规格为最小规格为M12,M12,常用规格为常用规格为M16M30;M16M30;自攻自攻螺钉用于板材与薄壁型钢间的次要连接螺钉用于板材与薄壁型钢间的次要连接.钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路(5)(5)连接板连接板:净截面抗剪和抗拉计算净截面抗剪和抗拉计算.连接板厚连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加度可简单取为梁腹板厚度加4MM,4MM,除短梁或有除短梁或有较大集中荷载的梁外较大集中荷载的梁外,常不须验算抗剪常不须验算抗剪(6)(6)梁腹板梁腹板:应验算栓孔处梁腹板的净截面抗应验算栓孔处梁腹板的净截面抗剪剪.承压型型还须验算孔壁局部承压承压型型还须验算孔壁局部承压.(7)(7)必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等间及构件吊装顺序等.还应尽可能使工人能方还应尽可能使工人能方便进行现场定位与临时固定便进行现场定位与临时固定.(8)(8)考虑制造厂的工艺水平考虑制造厂的工艺水平.如钢管连接节点如钢管连接节点的相惯线的切口可能需要数控机车等设备才的相惯线的切口可能需要数控机车等设备才能完成能完成.钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路8 8、图纸编制、图纸编制:设计图和施工详图设计图和施工详图(1)(1)设计图设计图:是提供制造厂编制施工详图的依是提供制造厂编制施工详图的依据据,深度及内容完整但不冗余深度及内容完整但不冗余.内容包括设计内容包括设计依据、荷载资料依据、荷载资料(包括地震作用包括地震作用)、技术数、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求据、材料选用及材质要求、设计要求(包括包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输运输)、结构布置、构件截面选用以及结构、结构布置、构件截面选用以及结构的主要接点构造等的主要接点构造等,主要材料应列表表示主要材料应列表表示.(2)(2)施工详图施工详图:加工图或放样图由施工单位编加工图或放样图由施工单位编制制,应有详尽的材料表应有详尽的材料表请学习第请学习第2章章谢谢谢谢!请思考教材请思考教材P10习题习题