轻钢结构设计.doc

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1、第一章 绪论11 钢构造的应用范围随着我国经济、技术的迅速开展与进步，钢构造已逐步成为各类工程构造中被广泛应用的建筑构造，如工业建筑、文化体育建筑、城市现代化建筑及城乡住宅建立等。从钢材的力学特性与环境保护方面来看，钢材是目前最理想的建筑材料；从经济性方面考虑，虽然我国的钢产量在逐年提高，钢材市场的供给有所改善，但由于国民经济各部门都需要用钢材，因此，钢材在我国仍是一种比拟贵重的建筑材料，必须合理应用。在房屋建筑中，以下情况宜采用钢构造。1工业厂房钢构造包括各类工业厂房，特别是重型厂房。重型厂房是指设有起重量很大(100t以上)或运行非常频繁(重级工作制)的吊车的厂房，以及直接承受很大振动荷载

2、或受振动荷载影响很大的厂房。例如，冶炼厂的平炉车间、热轧车间、混铁炉车间；重型机械厂的铸钢车间、锻压车间、水压机车间；造船厂的船体车间；飞机制造厂的装配车间等。2大跨度房屋钢构造随着构造跨度增大，构造自重对构造设计的影响迅速增加。由于钢构造具有强度高、自重轻的优点，用于大跨度构造时具有明显的经济效果。属于大跨度构造的有体育馆、展览馆、影剧院、大型交易市场、飞机库、火车站等。其构造体系主要有网架构造、悬索构造、拱式构造、预应力钢构造等。 3高层及多层建筑 钢构造由于构造自重轻、构件体积小、装配化程度高，对高层建筑特别有利。因此，在高层建筑，特别是超高层建筑中，宜采用钢构造或钢构造框架与钢筋混凝土

3、筒体相结合的组合构造。 近年来，在1216层的小高层与68层的多层建筑中也采用钢构造，钢构造还可用于多层工业厂房，如炼油工业中采用的多层多跨钢框架等。 4轻型钢构造 轻型钢构造是由弯曲薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢、圆钢等组成的构造。屋面与墙体常用压型钢板等轻质材料。由于轻型钢构造具有建造速度快，用钢量省、综合经济效益好等优点，适用于吊车吨位不大于20t的中、小跨度厂房、仓库及中、小型体育馆等太空间民用建筑。此外，由于轻型钢构造装拆方便，宜用于需要拆迁的临时构造。 5. 塔椽构造 塔桅构造包括电视塔、微波塔、无线电桅杆、高压输电塔、石油钻井塔、化工排气塔、导航塔及火箭发射塔(见图11)等，一般均宜

4、采用钢构造。 6板壳构造 板壳构造包括大型储气柜、储液库等要求密闭的容器及大直径高压输油管、输气管等。另外，还有高炉的炉壳、轮船的船体等均应采用钢构造。 7桥梁构造 钢构造一般用于跨度大于40m的各种形式的大、中跨度桥梁。 8移动式构造 移动式构造包括桥式起重机、塔式起重机、龙门式起重机、缆式起重机、装卸桥等起重运输机械及水工闸门、升船机等金属构造。第二章 单层厂房构造与普通钢屋盖 21 单层厂房钢构造的组成 钢构造单层工业厂房是工业与民用建筑中应用钢构造较多的建筑物。厂房构造是由屋盖(屋面板、檩条、天窗、屋架或梁、托架)、柱、吊车梁(包括制动梁或制动桁架)、墙架、各种支撑与根底等构件组合而成

5、的空间刚性骨架(见图21)，承受作用在厂房构造亡的各种荷载与作用，是整个建筑物的承重骨架。 这些构件按其所起作用可组成以下体系： 1横向框架 横向平面框架由柱与横梁组成，横向平面框架根本上承受厂房构造的全部竖向荷载与横向水平荷载，包括全部建筑物重量(屋盖、墙、构造自重等)、屋面雪荷载与其他活荷载、吊车竖向荷载与横向水平制动力、横向风荷载、横向地震作用等，并将这些荷载传到根底上。横梁通常是桁架式的(即屋架)，轻屋面与跨度较小时也町采用实腹式的。 2. 屋盖构造 屋盖构造由懔条、天窗架、屋架、托架与屋盖支撑所构成，承受屋面荷载。 3支撑体系 支撑体系包括屋盖支撑与柱间支撑，其作用是将单独的平面框架

6、连成空间体系，从而保证了构造的刚度与稳定，同时也承受纵向风力与吊车的纵向制动力。 4吊车梁与制动梁(制动桁架) 厂房中常设置桥式吊车，其竖向与水平荷载由吊车梁承受。吊车梁两端支撑寸：柱的变截面平台或牛腿上。在吊车梁上翼缘平面内，通常沿水平方向设置制动梁或制动桁架，以便有效地将吊车的横向水平制动力传递到相邻的柱上。 5墙架 墙架一般由墙架梁与墙架柱(也称抗风柱)等组成，用以承受墙重与墙面风荷载。当墙为自承重砖墙时只承受墙面风荷载，而全部墙重那么传到底部搁置在相邻柱根底的钢筋混凝土根底梁上或专设的墙根底上。对纵向柱距较小的侧墙，只设墙架梁；对山墙与纵向柱距较大的侧墙那么需加设墙架柱作为墙架梁的支承

7、。墙架柱下端设根底，上端连于屋盖上弦或下弦水平支撑的节点上。 厂房钢构造的钢材用量指标与各类构件所占比重大致如表21所示。其中厂房单位面积钢材用量指标是评定设计经济合理性的一项重要指标。 为了改善厂房构造设计的技术经济指标，应该对整个厂房建筑与构造进展合理规划。规划时首先应使厂房满足工艺与使用要求，并能适应今后可能生产过程的变动与开展。规划的主要内容是确定车间的平面与高度方向的主要尺寸与控制标高，布置柱网，确定变形缝的位置与做法，并选择主要承重构造(横向平面框架、纵向平面框架、屋盖构造、吊车梁构造等)体系、布置与形式等。 规划时应充分考虑设计标准化、生产工厂化、施工机械化的要求，以提高建筑工业

8、化。第三章 轻钢构造设计 轻钢构造主要是指以轻型冷弯薄壁型钢，轻型焊接与高频焊接型钢，薄钢板、薄壁钢管，轻型热轧钢及其以上各种构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件，大量采用轻质围护材料的单层与多层轻型钢构造建筑。 与传统的混凝土构造与普通钢构造相比，轻型钢构造具有很多优越性。自重轻是轻型钢构造最显著的特点。其承重构造采用轻型焊接H型钢、冷弯薄壁型钢，这种型钢的截面形状可以按照实际受力情况与使用特点:轻型钢屋面系统的用钢量一般为815kgm2，单层轻钢仓库的用钢量一般为1630kgm2，接近甚至低于在一样条件下钢筋混凝土构造的用钢量，工程资料说明：10 t钢构造可减少70 t混凝土用量，

9、可节约大量木材、水泥及其他建筑材料。因此，轻钢构造可大幅度降低构造自重，一般轻钢构造自重约为同类普通钢构造的1/31/2，钢筋混凝土构造的1/301/10，房屋部构造重量的减轻大大降低了根底工程的材料用量及工程量。对于地基承载力较低的地区，这个优点更加突出。轻钢构造还有加工制造简单、工业化程度高、运输及安装方便等优点，而且不消耗木材，可工厂化预制、可拼装、可拆卸，以及建筑工期短、投资回收快、有利于环境保护等综合优势。近年来，轻钢构造得到了迅速的开展。 门式刚架构造是轻钢建筑应用最为广泛的一种构造形式(见图31)。轻型门式刚架构造体系始于美国。在日本与欧洲，轻型门式刚架构造体系的应用也较多。 美

10、国最初的轻型门式刚架构造用于建造兵营与一般的小型工业厂房。随着新型建筑材料的出现、加工设备的不断改善及设计形式的多样化，轻型门式刚架构造体系渐渐普及到大型工业厂房、商业建筑、交通设施等构造中，实现了设计分析、出图的程序化(如大型通用化设计软件包Loseke Building Software)；构件加工、安装施工、经营管理一体化流程。其中美国的Butler公司(Butler Manufacturing Company)与ABC公司(American Building Company)在这方面工作最为突出。他们具有经营、科研、设计、加工、运输、售前售后效劳等整体运作系统。 项10000m2建筑面

11、积的单层工业厂房，从设计到钢构造制作、屋面墙面金属板压型，全部完成的周期为两个月。Butler公司以门式刚架构造作为构造体系的根本单元，进展组合与延伸，开展了大跨度系统、Landmark系统、三角托梁系统、多层建筑系统、特殊型建筑系统等构造体系。ABC公司除了轻钢产品外，还生产各种隐藏式金属压型板，用于墙面与屋面。由于厂房构造定型化，标准化，可以采用计算机对整个厂房的各种构件进展优化设计。 美国轻型门式刚架构造体系主要用在商业(如仓库、小卖店、事务所、银行、车库)、制造业(如制造上场、仓库)与文化娱乐业(如学校、教堂、娱乐、福利设施)等。 在口本，轻型门式刚架构造体系有两种类型：第一种类型是闩

12、本自身开展起来的，已实现了构件标准化、定型化、装配化，经营管理、设计、生产、施工、售后效劳系统化；第二种类型是1989年以来，由美国引进的轻钢构造体系的根底上开展起来的。日本工程界目前正就550MPa级钢材大断面Z型冷弯薄壁型钢檩条及墙梁、高强度螺栓在椭圆孔处的受力状态等几个方面进展研究。 我国轻型门式刚架构造体系起步较晚，是在引进国外的相关材料与软件的根底上开展起来的。近年来，随着压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产得以实现，轻型门式刚架构造体系得到了较为广泛的推广，主要应用于工业厂房(可布置悬挂吊车、中轻级工作制桥式吊车、重级工作制吊车的起重量分别不超过5t、10t与20t)、机库、

13、候车室、码头建筑、超市、仓库、农贸市场、饮食娱乐用房、体育设施以及各种临时性建筑。工程应用的开展推动了该种体系在我国的设计、成型一体化进程。许多大型钢构造公司都增加了轻型门式刚架构造体系的生产线。程序化设计已经取代手工设计，采用国外设计软件逐渐采用我国自行编制的设计软件所替代。为了适应轻型门式刚架构造体系迅速兴起的市场需求，我国工程建立标准化协会发布了?门式刚架轻型房屋钢构造技术规程?)(CECS 102：2002)，该规程为我国轻型门式刚架构造体系的实际、生产、施工提供了依据。 31 轻钢构造常用建筑材料 1，彩色涂层钢板 彩色涂层钢板是指由保护性与装饰性的有机涂料或薄膜连续涂覆于钢或铝带外

14、表制成的预涂层冶金产品。它主要是由金属基板、化学转化膜与有机涂层三局部组成，有机涂层可配置各种色彩，并可借助印花、压花技术制成多种图案花纹。可取代传统的油漆装饰。 目前国际上建筑用彩板的基板种类主要有：热镀锌钢板、热镀锌合金化钢板、热镀铝第四章 多、高层钢构造设计41 多、高层钢构造的特点与构造体系411 多、高层钢构造的特点 现代高层建筑是随着社会生产的开展与人们生活的需要而开展起来的，是商业化、工业化与城市化的结果。而科学技术的进步、轻质高强材料的出现及机械化、电气化、计算机在建筑中的广泛应用等，又为高层建筑的开展提供了物质与技术条件。在兴旺国家，大多数高层建筑采用钢构造。在我国，随着高层

15、建筑建造高度的增加，已开场采用高层钢构造。 多、高层建筑钢构造的开展已有100多年的历史。世界上第一幢高层钢构造是美国芝加哥的家庭保险公司人楼(10层，高55m)，建于1884年。20世纪开场，钢构造高层建筑在美国大量建成，最具代表性的几幢高层钢构造如建于1931年的102层、高381m的纽约帝国大厦；建于1974年的110层、高443m的芝加哥西尔斯大厦等，均为当时世界最高。 我国多、高层建筑钢构造自20肚纪80年代中期起步，随后在北京、上海、深圳、大连等地陆续建成广阔量的多、高层建筑钢构造。较具代表性的几幢钢构造如28层、高94米的北京长富宫中心饭店，是钢框架构造体系；71层、高294m的

16、深圳地王大厦，是钢筋混凝土核心筒外钢框架构造体系；60层、高208m的北京京广中心，是钢框架带钢边框的钢筋混凝土剪力墙构造体系；44层、高144m的上海希尔顿饭店，是钢筋混凝土核心筒外钢框架构造体系；91层、高365m的上海金茂大厦，是钢筋混凝土核心筒外钢骨混凝土构造体系等。1998年底，我国正式公布了?高层民用建筑钢构造技术规程?(JGJ 9998)，为我国高层建筑钢构造的迅速开展提供了技术保障。 高层建筑采用钢构造具有良好的力学性能与综合经济效益，其特点主要表现在： 1)自重轻。钢材的抗拉、抗压、抗剪强度高，因而钢构造构件构造断面小、自重轻。采用钢构造承重骨架，可比钢筋混凝上构造减轻自重约

17、1/3以上。构造自重轻，可以减少运输与吊装费用，根底的负载也相应减少，在地质条件较差地区，可以降低根底造价。 2)抗震性能好。钢材良好的弹塑性性能，可使承重骨架及节点等在地震作用下具有良好的延性。此外，钢构造白重轻也可显著减少地震作用，一般情况下，地震作用可减少40左右。 3)有效使用面积高。钢构造的构造断面小，因而构造占地面积小，同时还可适当降低建筑层高。与同类钢筋混凝上高层构造相比，可相应增加建筑使用面积约4。 4)建造速度快。钢构造的构件一般在工厂制造，现场安装，因而可提供较宽阔的现场施工作业面。钢梁与钢柱的安装、钢筋混凝土核心筒的浇注及组合楼盖的施工等可实施平行立体穿插作业。与同类钢筋

18、混凝土高层构造相比，一般可缩短建立周期约1/41/3。 5)防火性能差。不加耐火防护的钢构造构什，其严均耐火时限约15min左右，明显低于钢筋混凝土构造。故当有防火要求时，钢构件外表必须用专门的防火涂料防护，以满足?高层民用建筑设计防火标准?(GB5004595)的要求。412 多、高层钢构造的构造体系 在高层建筑中，抵抗水平力成为设计的主要矛盾。因此，抗侧力构造体系确实定与设计成为构造设计的关键问题。高层建筑中根本的抗侧力单元是框架、剪力墙、框筒及支撑。 常用的高层建筑钢构造的构造体系主要有：框架构造体系、框架支撑(剪力墙板)构造体系及简体体系。钢构造房屋的最大高度不应超过表41的规定，高宽

19、比的限值不应超过表42的规定。1，框架构造体系 纯框架构造一般适用于层数不超过30层的高层钢鲒构，见图41。框架构造体系是指沿房屋的纵向与横向，均采用框架作为承重与抵抗侧力的主要构件所形成的构造体系。 框架构造的优点是建筑平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间。需要时，可用隔断分隔成小房间，或撤除隔断改成大房间，因而使用灵活。外墙用非承重构件，可使立面设计灵活多变。如果采用轻质隔墙与外墙，就可大大降低房屋自重，节省材料。 框架构造各局部刚度比拟均匀。框架构造有较大延性，自振周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。 但框架构造的抗侧刚度小，侧向位移大。框架构造的侧移由两局部组成：第一局部侧

20、移由柱与梁的弯曲变形产生。柱与梁都有反弯点，形成侧向变形。框架下部的梁、柱内力大，层间变形也大，愈到上部层间变形愈小，使整个构造呈现剪切型变形。第二局部侧移由柱的轴向变形产生。在水平荷载作用下，柱的拉伸与压缩使构造出现侧移。这种侧移在上部各层较大，愈到底部层间变形愈小，使整个构造呈现弯曲型变形。框架构造中第一局部侧移是主要的；随着建筑高度加大，第二局部变形比例逐渐加大，但合成以后框架仍然呈现剪切型变形特征。框架因梁柱节点腹板较薄，节点域将产生较大剪切变形，从而使框架侧移增大。 水平荷载作用下，钢框架因截面尺寸较小，侧移值较大，其上的竖向荷载作用于几何第五章 平板网架构造设计 51 网架构造的特

21、点 我国自从1964年建成第一幢平板形网架构造上海师范学院球类房屋盖(平面尺寸31. 4mX405m的正放四角锥网架)以来，据不完全统计，至2001年底，全国已建成各种大、中、小跨度网架、网壳构造约13 500幢，覆盖建筑面积近2000万m2，这在世界上列首位。其中12为网壳构造，约1600幢；2001年的年增长幅度约1500幢，280万m2。网架构造广泛用于体育场馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、候车(船)厅、飞机库、工业车间与仓库等建筑中。如1966年建成的首都体育馆，平面尺寸为99mX1122m，长期是我国矩形平面跨度最大的网架构造。2000年建成的沈阳博览中心(室内足球场)，平面尺寸1

22、44mX204m，成为我国跨度最大、单体覆盖建筑面积最大的网架构造。又如1 975年建成的上海体育馆，直径llOm，挑檐75m，是当前我国圆形平面跨度最大的网架构造。1996年建成的首都四机位机库，平面尺寸90mX(153+163)m，采用了三层网架，开口边与中轴线处那么选用四层构造的立体桁架，成为目前国内及亚洲最大的机库网架。再如援外工程中1980年建成的巴基斯坦伊斯兰堡体育馆，平面尺寸936m见方，四柱支承，采用顶升法施工，顶升时包括自重、屋面、吊顶等总重量共计1050t，是我国整体顶升、总重量最大的网架构造之一。由瑞士赫尔佐格德梅隆建筑事务所与中国建筑设计研究院联合体提出的鸟巢形国家体育

23、场是2021年北京奥运会的中标方案，其屋盖主体构造实际上是两向不规那么斜交的平面桁架系组成的3323mX 2964m椭圆平面网架构造。网架外形呈微弯形双曲抛物面，周边支承在不等高的24根立体桁架柱上，最高点高度685m，最低点高度428m，每榀桁架与约为140mX 70m长椭圆内环相切或接近相切，外形像鸟巢，不妨称之为鸟巢形网架(见图51)。这是当前在设计、施工的世界上最大跨度的网架构造。我国在多跨大柱距的工业厂房与车间中，自20世纪80年代初开场采用网架构造，其建筑覆盖面积至今已有约500万m2，是国际上在工业厂房中采用网架最多的国家。如1984年建成的北京燕山石化公司东风化工厂地毯车间，柱

24、网为18m18m，覆盖建筑面积近4万m2。云南五溪烟厂成片的工业厂房网架达12万m2。上海江南造船厂一车间，跨度60m，采用三层网架，是目前工业厂房中跨度最大的网架。 当前，除大中城市的大、中跨度建筑中较多地采用网架构造外，一千明显特点是，中小城市，遥远地区，甚至一些县城、乡镇，在中、小跨度的公共民用建筑与工业建筑中，也都在采用网架构造。与此同时，在多层与高层建筑中，也已建成了一批网架楼盖构造。可以这样说，现在全国每个省、市、白治区与人局部城市、地区都能白行设计、施丁网架构造，技术水平普遍得到了提高；专门生产网架杆件与节点的厂家或公司已开展到近100家，生产任务相当饱满，还承当与出口了一批国外

25、网架工程。 国外网架构造的应用以西欧、北美、日本诸国最多。这些国家的一个共同特点是，普遍选用各自的标准单元、定型节点，按各种规格在工厂大量成批生产，并将产品储存堆放在公司专门的仓库中，以备用户大批订货采用。国外网架构造节点体系主要有：英国的诺达斯(NODUS)体系、空间板(SPACE DECK)体系，法国的平屋顶(UNIBAT)体系、斯费罗巴特(SPHEROBAT)体系，德国的米罗(MERO)体系、克鲁普蒙泰(KRUPPMONTAI-)体系，加拿大的三级型(TRIODETIC)体系，日本的DAIMOND、NS体系，澳大利亚的HARLEY体系与俄罗斯的嵌楔式(HIIII)体系等。当前，世界上最大

26、的网架构造是巴西圣保罗展览中心的屋盖构造，平面尺寸260mX 260m，为正放四角锥铝管网架，共有杆件41 800根，25个支点，采用地面总拼、提升到14hi设计标高就位的施工方法。最大的单跨四柱支承网架构造为1978年建成的瑞士苏黎世克洛腾机场喷气机库的屋盖构造，它是一座三层的干板形网架，平面尺寸为125mXl28m，采用4台液压千斤顶顶升至标高24m就位，顶升时的网架重为3600t，当顶到25m标高后，安装天花板及3台10t吊车，此时总重量共达5300t。覆盖建筑面积最大的双向多跨大柱距网架是德国杜赛尔多夫展览大厅屋盖，由114个单元网架组成，每个单元的千面尺寸为30mX 30m，建筑面积

27、共为102 600mz，最近又扩建了50 000多平方米，总建筑面积达156 000m2。英国伯明翰国立展览中心屋盖，采用93个单元为30mX 30m网架，覆盖建筑面积也相当可观，为83 700m2。 国内、外大量的工程实践说明，网架构造已成为大跨度空间构造中应用最为广泛的构造形式之一。它之所以获得如此快的开展与如此广泛的应用，除了计算机技术的进步为之提供有利条件外，主要是由于网架构造是一种受力性能很好的空间构造体系，并具有以下优越性： 1)省钢材。网架系三维受力构造，较平面构造节省材料，网架构造比传统的钢构造节省2030的用钢量，如采用轻屋面经济效果将会更显著。如天津科学宫礼堂1Sm X21

28、m，网架用钢量为626kgm2，河南中原机械厂冲压车间18m X 60m，网架用钢量为676 kgm2；连云港集装箱厂集装箱车间(3X 37m)X 204m、(227)X156m，网架用钢量18 kgm2。 2)应用范围广。网架构造不仅用于中小跨度的工业民用建筑，如工业厂房、俱乐部，食堂、会议室等，而更适用于大跨构造的公共建筑如体育馆等。首都体育馆(99 mX1122m)共11 000m2，耗钢量65kem2。上海体育馆(柱内直径110m，共9500m2)，耗钢量47kgm2。近几年来采用最多的是大柱网的工业厂房，柱网从12m X12m到36m X36m，面积从几千m2到十几万m2，它既适用于

29、周边支承，也适用于三边支承一边开口，或两边支承两边开口，或四点及多点支承，网架构造还适于局部增加集中荷载。 3)便于管道安装。网架构造的上下弦之间是由一定规律的腹杆所组成，雨水管道、空调管道、工艺管道均可在上下弦之间的空间穿过，这样可以降低层高，降低造价，获得良好的经济效果。 4)抗震性能好。网架构造整体空间刚度大，稳定性能及抗震性能好，平安储藏高，对于承受集中荷载，非对称荷载、局部超载、地基不均匀沉陷等均为有利。网格尺寸小，上弦便于设置轻屋面，下弦便于设置悬挂吊车，也可在两个方向设置悬挂吊车，国内一般常用 第六章 钢构造设计软件介绍61 钢构造设计软STS611 STS的根本功能特点 钢构造

30、CAD软件STS是PKPM系列的一个模块，既能独立运行，又可以与PKPM其他模块数据共享，可以完成钢构造的模型输入、优化设计、构造计算、连接节点设计与施工图辅助设计。它具有如下特点： 1)专业钢构造一体化CAD软件，可完成钢构造的模型输入，构造计算，强度与稳定性验算，节点设计，以及绘制施工图。 2)可以设计多、高层钢框架，轻钢门式刚架，钢桁架，钢支架，钢排架，以及钢混凝土混合构造。软件自动化程度高，易学易用。 3)施上图包括多高层钢框架，轻钢门式刚架，钢桁架，钢支架，钢排架柱、吊车梁等。节点类型丰富，全部可以自动设计。施工图有构件图与节点详图，可到达施工详图的深度。 4)截面类型有70多种，包

31、括各类型钢截面、焊接截面、实腹式组合截面、格构式组合截面等截面类型。程序自带型钢库，包含了世界各国的标准型钢。 5)空间建模可以接口TAT、SATWE或PMSAP完成钢构造空间计算与应力验算，也可以由空间建模数据形成平面框架、连梁数据文件进展钢构造平面计算与应力验算。可以分别接空间、平面计算结果进展节点设计与绘图。 6)平面建模灵活方便，框架、桁架、门式刚架快速建模，各种荷载类型全面，吊车荷载(包括抽柱排架吊车荷载)地震参数等数据交互输入。 7)轻钢门式刚架，刚桁架的截面优化设计，以构造重量最轻为目标函数。 8)钢构造平面杆系计算程序可以设计“单拉杆件，完成平面杆系钢构造的内力分析，位移与梁挠

32、度的计算活荷不利布置，荷载效应自动组合，可采用?钢构造设计标准?(GB 500172003)、?门式刚架轻型房屋钢构造技术规程?(CECS 102；2002)等标准进展杆件的强度与稳定性验算。 9)STS工具箱提供了常用的一些钢构造根本构件的设计与施工图，包含吊车梁计算与施工图，檩条(包含连续檩条)、墙梁、隅撑、屋面支撑、柱间支撑计算与施工图，抗风柱计算，连接节点计算，组合梁计算、蜂窝梁计算，简支梁计算，钢梯施工图等程序模块。 10)可以进展复杂的空间构造建模及分析，可以完成复杂的空间杆系构造(如空间桁架、塔架等)的模型分析。612 STS的主菜单 STS的包含的功能模块有：门式刚架、框架、桁

33、架、支架、框排架、工具箱及其他构造。各模块的主要功能如下： 1门式刚架构造 用于门式刚架构造类型的三维模型的输入，屋面、墙面的设计，钢材统汁与报价；门式刚架二维模型的输入，截面优化，构造计算，节点设计与施工图绘制。 门式刚架可以采用三维模型输入的方法。执行本模块的15是用三维模型输入的方法输入门式刚架构造整体模型，布置屋面、墙面构件，统计用钢量与报价，可以在布置图中点取檩条、墙梁、隅撑、屋面支撑、柱间支撑等构件单独进展计算或绘图。对于三维模型，可以通过形成PK文件菜单，形成任意一轴线的二维刚架模型，采用平面杆系构造分析，用?门式刚架轻型房屋钢构造技术规程?(CECS 102：2002)规程来验

34、算。 也可以直接采用二维模型输入方法。执行菜单A建立二维门式刚架模型，完成截面优化，构造分析计算，节点设计与施工图。 2框架构造 用于多、高层框架构造类型的三维模型输入，为TAT、SATWE或PMSAP三维汁算提供建模数据，可以接三维计算软件的设计内力完成全楼节点的连接设计，绘制节点施工图、构件施工详图、平面、立面布置图与构造三维模型图，还可以进展框架二维模型的输入、构件计算、节点设汁与施工图绘制。 三维框架节点设计可以单独修改各节点的连接螺栓直径、连接方式等参数，做到各个节点可以有不同的设计参数与连接方式，对节点设计结果可以进展修改与重新归并，设计结果文件详细地输出了节点计算的过程与校核结果

35、。 三维框架施工图局部可以绘制节点施工图、构件施工详图、构造平面与立面布置图，提供的实际构造三维模型图可以从各个角度观察节点的实际连接形式与效果，可以准确的统计整个构造最终的用钢量，绘制钢材订货表与高强度螺栓表。 3桁架构造 用于桁架构造类型的二维模型的输入、截面优化、构造计算、节点设计与施工图绘制，人机交互桁架纵向垂直支撑、屋面水平支撑施工图，可以绘制纵向垂直支撑、屋面水平支撑的施工图。 4支架构造 用于支架构造类型的二维模型的输入、结果计算、节点设计与施工图绘制。 5排架构造 用于排架、框排架构造的二维模型的输入，构造计算。可以进展实腹式组合截面、钢管混凝土截面等复杂截面的输入。对于焊接H

36、形截面柱，可以进展牛腿设计与柱脚设计，绘制排架柱施工图。 6工具箱 包括檩条，墙梁，隅撑，吊车梁计算与施工图绘制，吊车梁平面布置与节点图，屋面支撑。第七章 钢构造的制作、安装与防护 71 钢构造制作的主要工序 由于钢材的强度高，硬度大，对钢构造的制造精度要求较高，因而钢构造构件的制造必须在具有专门机械设备的金属构造制造厂中进展。 钢构造的制造从钢材进厂到构件出厂，一般要经过生产准备、零件加工、装配与油漆装运等一系列上序。因而金属构造制造厂通常由钢材仓库与准备车间，放样间、零件加上车间、半成品仓库、装配车间与油漆装运车间等组成。在钢材仓库与准备车间内进展材料验收、分类存放，并在供料前进展矫正。在

37、放样间根据施工图制成实际尺寸的样板，以供加工车间号料用。在加下车间进展号料、切割、制孔、边缘加工与弯曲等上序并送入中间仓库存放。在装配车间进展装配，焊接，铆前扩孔，铆接，铣端与钻安装孔等工序。在整个制造过程中，必须及时对零件或构件进展矫正，以满足设计要求。在装配，焊接及铆接过程中，必须对构造进展全面的技术枪查与验收。验收合格的构什或运输单元送到油漆装运车间进展油漆与编号，然后运往安装工地。 从各工序所费的平均劳动量来看，对焊接构造最费工的工序足切割，装配与焊接；它们几乎占其全部劳动量的60以上，在设计时构件应尽量采用焊接，但应尽量减少焊缝总量，构件间的连接应尽量采用高强度螺栓连接，以提高钢构造

38、的制造与安装质量，节约钢材与降低钢构造的制造费用。711 一般要求 1)钢构造的制作与安装必须根据施工图进展，并应符合现行?钢构造工程施工质量验收标准?(GB 502052001)的规定。对钢构造与焊接，应符合?建筑钢构造焊接技术规程?(JGJsl2002)的规定。对高层钢构造应符合现行?高层民用建筑钢构造技术规程?(JGJ9998)的规定。 2)施工图应按设计单位提供的设计图及技术要求编制。如需要修改设汁图时，必须取得原设计单位同意，并签署设计变更文件。 3)钢构造的制作与安装单位在施工前，应按设计文件与施工图要求编制工艺流程与安装的施工组织设计(或施工方案)，并认真贯彻执行。 4)在制作与

39、安装过程中，应严格按工序检验，合格后，下道工序方能施工。 5)钢构造的制作与安装上作，应遵守国家现行的劳动保护与平安技术等方面的有关规定。 6)钢材应附有质量保证书，并符合设计文件的要求。如对钢材的质量有疑义时，应抽样检验，其结果符合国家标准的规定与设计文件的要求时方可采用。 7)钢材外表锈蚀、麻点或划痕的深度不得大于该钢材厚度负偏差值的一半；断口处如有分层缺陷，应会同有关部门研究处理。8)连接材料(焊条、焊丝、焊剂、高强度螺栓、圆铸头焊钉、精制螺栓、普通螺栓等)与涂料(底漆及面漆等)均应附有质量保证书，并符合设计文件的要求与国家标准的规定。 9)严禁使用药皮脱落或炸芯生锈的焊条，受潮结块或已

40、熔烧过的焊剂及锈蚀、碰伤或混批的高强度螺栓。712 钢构造制作的主要工序 钢构造制造的各工序简述如下。 1钢材矫正 从轧钢厂运到钢构造制造厂的钢材，常因长途运输，装卸不慎而产生较大的变形，主要表现为线材的弯曲与板材的起拱、翘曲等，给加上造成田难，影响制造的精度。为保证制作精度，减少构件初弯曲对承载力的影响，在加工前必须进展矫正使之平直。 钢材的变形矫正有手上、机械与热加工三种方法。手工矫正是以锤击的方法使金属粒子发生位移重新排列而到达矫正的目的，一般仅用于尺寸较小构件的局部变形的矫正；机械矫正法是利用机械施力给变形部位的作用，迫使钢材反向变形与原变形相抵，来到达矫直轧平的目的。机械矫正有拉力机、压力机与辊压机三种，分别用于不同材料的矫正，如表71所示。钢构造加工厂一般采用辊床对大型钢板进展矫正，其上作简图见图71；槽钢与工字钢一般用水平直弯机矫正，工作简图见图72。热加工矫正是利用可燃气体(乙炔)与助燃气体(氧气)混合燃烧所释放出的热量使钢材变形部位升温(至1000左右)，从而使钢材变形得到矫正。第 23 页