几种钢结构类型及使用条件

一、钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。

1、钢结构框架

2、桁架

桁(héng)架 (jià)(truss):一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。

桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力,可以充分发挥材料的作用,节约材料,减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。

3、网架

由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。构成网架的基本单元有三角锥,三棱体,正方体,截头四角锥等,由这些基本单元可组合成平面形状的三边形,四边形,六边形,圆形或其他任何形体。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;可用作体育馆、 影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱网架结构距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。

4、索膜

索膜结构体系起源于远古时代人类居住的帐篷(支杆,绳索与兽皮构成的建筑物)。 20世纪70年代以后,高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出现,加之工程计算科学的飞速发展,索膜建筑结构体系东山再起,现已大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。

5、轻钢结构

轻钢结构是一种年轻而极具生命力的钢结构体系,已广泛应用于一般工农业、商业、服务性建筑,如办公楼、别墅、仓库、体育场馆、娱乐、旅游建筑和低、多层住宅建筑等领域。

轻钢也是一个比较含糊的名词,一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”,是指用圆钢和小于L45*4和L56*36*4的角钢制作的轻型钢结构,主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构,现已基本上不大采用,所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。

6、塔桅结构

高度较大、横断面相对较小的结构,以水平荷载(特别是风荷载)为结构设计的主要依据。根据其结构形式可分为自立式塔式结构和拉线式桅式结构,所以高耸结构也称塔桅结构。

随着工业技术的发展,出现了各种类型的高耸结构。1889年为巴黎博览会建造了埃菲尔铁塔,塔高300米,1921年后在塔顶装设了无线电天线和电视天线,总高度为321米。

二、结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。

在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。

基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),如水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者,对抗震不利。

src柱

结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑,一般的说要刚度均匀,力学模型清晰,尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础,柱间抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风、震)的作用线,否则应考虑结构的扭转, 结构的抗侧应有多道防线, 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力,

框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

一分钟了解钢结构的技术术语和符号

一、术语

1、强度:构件截面材料或连接抵抗破坏的能力。强度计算是防止结构构件或连接因材料强度被超过而破坏的计算。

2、承载能力:结构或构件不会因强度、稳定或疲劳等因素破坏所能承受的最大内力;或塑性分析形成破坏机构时的最大内力;或达到不适应于继续承载的变形时的内力。

3、脆断:一般指钢结构在拉应力状态下没有出现警示性的塑性变形而突然发生的脆性断裂。

4、强度标准值:国家标准规定的钢材屈服点(屈服强度)或抗拉强度。

5、强度设计值:钢材或连接的强度标准值除以相应抗力分项系数后的数值。

6、一阶弹性分析:不考虑结构二阶变形对内力产生的影响,根据未变形的结构建立平衡条件,按弹性阶段分析结构内力及位移。

7、二阶弹性分析:考虑结构二阶变形对内力产生的影响,根据位移后的结构建立平衡条件,按弹性阶段分析结构内力及位移。

8、屈曲:杆件或板件在轴心压力、弯矩、剪力单独或共同作用下突然发生与原受力状态不符的较大变形而失去稳定。

9、腹板屈曲后强度:腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力。

10、通用高厚比:参数,其值等于钢材受弯、受剪或受压屈服强度除以相应的腹板抗弯、抗剪或局部承压弹性屈曲应力之商的平方根。

11、整体稳定:在外荷载作用下,对整个结构或构件能否发生屈曲或

失稳的评估。

12、有效宽度:在进行截面强度和稳定性计算时宽度。假定板件有效的那

13、有效宽度系数:板件有效宽度与板件实际宽度的比值。

14、计算长度:构件在其有效约束点间的几何长度乘以考虑杆端变形情况和所受荷载情况的系数而得的等效长度,用以计算构件的长细比。计算焊缝连接强度时采用的焊缝长度。

15、长细比:构件计算长度与构件截面回转半径的比值。

16、换算长细比:在轴心受压构件的整体稳定计算中,按临界力相等的原则,将格构式构件换算为实腹构件进行计算时所对应的长细比或将弯扭与扭转失稳换算为弯曲失稳时采用的长细比。

17、支撑力:为减小受压构件(或构件的受压翼缘)的自由长度所设置的侧向支承处,在被支撑构件(或构件受压翼缘)的屈曲方向,所需施加于该构件(或构件受压冀缘)截面剪心的侧向力。

18、无支撑纯框架:依靠构件及节点连接的抗弯能力,抵抗侧向荷载的框架。

19、强支撑框架:在支撑框架中,支撑结构(支撑桁架、剪力墙、电梯井等)抗侧移刚度较大,可将该框架视为无侧移的框架。

20、弱支撑框架:在支撑框架中,支撑结构抗侧移刚度较弱,不能将该框架视为无侧移的框架。

21、摇摆柱:框架内两端为铰接不能抵抗侧向荷载的柱。

22、柱腹板节点域:框架梁柱的刚接节点处,柱腹板在梁高度范围内的区域。

23、球形钢支座:使结构在支座处可以沿任意方向转动的钢球面作为传力的铰接支座或可移动支座。

24、橡胶支座:满足支座位移要求的橡胶和薄钢板等复合材料制品作为传递支座反力的支座。

25、主管:钢管结构构件中,在节点处连续贯通的管件,如桁架中的弦杆。

26、支管:钢管结构中,在节点处断开并与主管相连的管件,如桁架中与主管相连的腹杆。

27、间隙节点:两支管的趾部离开一定距离的管节点。

28、搭接节点:在钢管节点处,两支管相互搭接的节点。

29、平面管节点:支管与主管在同一平面内相互连接的节点。

30、空间管节点:在不同平面内的支管与主管相接而形成的管节点。

31、组合构件:由一块以上的钢板(或型钢)相互连接组成的构件,如工字形截面或箱形截面组合梁或柱。

32钢与混凝土组合梁:由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组合而成能整体受力的梁。

二、符号

1、作用和作用效应设计值

F——集中荷载;

H——水平力;

M——弯矩;

N——轴心力;

P——高强度螺栓的预拉力;

Q——重力荷载;

R——支座反力;

V——剪力。

2、计算指标

E ——钢材的弹性模量;

Ec——混凝土的弹性模量;

G ——钢材的剪变模量;

Nat——个锚栓的抗拉承载力设计值;

Nbt、Nbv、Nbc——一个螺栓的抗拉、抗剪和承压承载力设计值;

Nrt、Nrv、Nrc——一个铆钉的抗拉、抗剪和承压承载力设计值;

Ncv——组合结构中一个抗剪连接件的抗剪承载力设计值;

NpjtNpjc——受拉和受压支管在管节点处的承载力设计值;

Sb——支撑结构的侧移刚度(产生单位侧倾角的水平力);

F ——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;

fv——钢材的抗剪强度设计值;

fce——钢材的端面承压强度设计值;

fst——钢筋的抗拉强度设计值;

fy——钢材的屈服强度(或屈服点);

fat——锚栓的抗拉强度设计值;

fbtfbvfbc——螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值;

frtfrvfrc——铆钉的抗拉、杭剪和承压强度设计值;

fwtfwvfwc——对接焊缝的抗拉,抗剪和抗压强度设计值;

fwt——角焊缝的抗拉、抗剪和抗压强度设计值;

fc ——混凝土抗压强度设计值;

Δu——楼层的层间位移;

[υQ]——仅考虑可变荷载标准值产生的挠度的容许值;

[υT]——同时考虑永久和可变荷载标准值产生的挠度的容许值;

σ ——正应力;

σc——局部压应力;

σf——垂直于角焊缝长度方向,按焊缝有效截面计算的应力;

Δσ——疲劳计算的应力幅或折算应力幅;

Δσ——变幅疲劳的等效应力幅;

[Δσ]——疲劳容许应力幅;

Σcrσc.crτcr——板件在弯曲应力、局部压应力和剪应力单独作用时的临界应力;

τ ——剪应力;

τf——沿角焊缝长度方向,按焊缝有效截面计算的剪应力;

ρ ——质量密度。

3、几何参数

A ——毛截面面积;

An——净截面面积;

H——柱的高度;

H1、H2、H3——阶形柱上段、中段(或单阶柱下段)、下段的高度;

I ——毛截面惯性矩;

It——毛截面抗扭惯性矩;

Iw——毛截面扇性惯性矩;

In——净截面惯性矩;

S ——毛截面面积矩;

W ——毛截面模量;

Wn——净截面模量;

Wp——塑性毛截面模量;

Wpn——塑性净截面模量;

ag ——间距,间隙;

b——板的宽度或板的自由外伸宽度;

bo——箱形截面翼缘板在腹板之间的无支承宽度;混凝土板托顶部的宽度;

bs——加劲肋的外伸宽度;

be——板件的有效宽度;

d ——直径;

de——有效直径;

do——孔径;

e ——偏心距;

h ——截面全高;楼层高度;

hc1——混凝土板的厚度;

hc2——混凝土板托的厚度;

he——角焊缝的计算厚度;

hf——角焊缝的焊脚尺寸;

hω——腹板的高度。

ho——腹板的计算高度;

i ——截面回转半径;

l ——长度或跨度;

ll——粱受压翼缘侧向支承间距离;螺栓(或铆钉)受力方向的连接长度;

lo——弯曲屈曲的计算长度;

lω——扭转屈曲的计算长度;

lw——焊缝的计算长度;

lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度;

s——部分焊透对接焊缝坡口根部至焊缝表面的最短距离;

t——板的厚度;主管壁厚;

ts——加劲肋厚度;

tw——腹板的厚度;

α ——夹角;

θ ——夹角;应力扩散角;

γb——梁腹板受弯计算时的通用高厚比;

γs——梁腹板受剪计算时的通用高厚比;

γc——梁腹板受局部压力计算时的通用高厚比;

γ ——长细比;

γo、γyz、γz、γuz——换算长细比,

4、计算系数及其他

C——用于疲劳计算的有量纲参数,

K1K2——构件线刚度之比;

ks——构件受剪屈曲系数;

Ov——管节点的支管搭接率;

n ——螺栓、铆钉或连接件数目;应力循环次数:

nl——所计算截面上的螺栓(或铆钉)数目;

nf——高强度螺栓的传力摩擦面数目;

nv——螺栓或铆钉的剪切面数目;

α——线膨胀系数;计算吊车摆动引起的横向力的系数,

αE——钢材与混凝土弹性模量之比;

αe——梁截面模量考虑腹板有效宽度的折减系数;

αf——疲劳计算的欠载效应等效系数;

αo——柱腹板的应力分布不均匀系数;

αy——钢材强度影响系数;

αl——梁腹板刨平顶紧时采用的系数;

α2i——考虑二阶效应框架第;层杆件的侧移弯矩增大系数;

β ——支管与主管外径之比;用于计算疲劳强度的参数;

βb——梁整体稳定的等效临界弯矩系数;

βf——正面角焊缝的强度设计值增大系数;

βm、βt——压弯构件稳定的等效弯矩系数:

βl——折算应力的强度设汁值增大系数;

γ ——栓钉钢材强屈比;

γo——结构的重要性系数:

γx、γy——对主轴x、y的截面塑性发展系数;

η——调整系数;

ηb——梁截面不对称影响系数;

η1、η2——用于计算阶形柱计算长度的参数;

μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数;柱的计算长度系数;

μ1、μ2、μ3——阶形柱上段、中段(或单阶柱下段)、下段的计算长度系数;

ξ——用于计算梁整体稳定的参数;

ρ——腹板受压区有效宽度系数;

φ——轴心受压构件的稳定系数;

φb、φ’b——梁的整体稳定系数;

ψ——集中荷载的增大系数;

ψn、ψa、ψd——用于计算直接焊接钢管节点承载力的参数。

钢结构工程数据

一、钢结构工程开工前要做的资料:

1、钢结构工程深化施工图审查文件

2、图纸会审

1)施工图设计文件会审记录(一)

2)施工图设计文件会审记录(二)

3、方案

1)划分方案

(1)分部划分方案:分部(系统)所属子分部(和子系统)工程划分方案

(2)子分部划分方案:子分部(子系统)所属分项工程划分方案

(3)分项划分方案:分项工程质量验收检验批划分方案

(4)检验批划分方案:检验批质量验收抽样检验计划方案

2)钢结构施工方案

①施工组织设计(工程方案)报审表

②施工组织设计(工程方案)封面

③目录

④方案具体内容

3)钢结构工程实体检测方案

①施工组织设计(工程方案)报审表

②施工组织设计(工程方案)封面

③目录

④方案具体内容

4、钢结构工程开工报告

1)工程开工令

2)单位(分部)工程开工报审表

5、各分项工程施工技术交底记录

6、基座、埋件交接记录

二、钢结构工程开工后要做的资料:

1、施工物资产品进场检查验收记录

2、钢结构焊接工程

(1)建筑钢结构焊接工艺评定报告(焊接前)

(2)(物资)质量证明文件汇总表(所有焊接试验报告取回后汇总)

(3)钢(铝合金)结构焊缝外表检查记录

(4)钢结构焊接检验批质量验收记录

(5)焊钉(栓钉)焊接工程检验批质量验收记录

3、紧固件连接工程

(1)高强度螺栓连接副施工质量检查记录

(2)网架工程挠度测量记录

(3)高强度螺栓连接检验批质量验收记录

(4)普通紧固件连接检验批质量验收记录

(5)螺栓球检验批质量验收记录

4、钢零件及钢部件加工工程

(1)钢结构零、部件加工工程检验批质量验收记录表

(2)钢结构钢材质量检查及外观质量检验批质量验收记录表

(3)钢结构封板、锥头和套筒质量检查及外观质量检验批质量验收记录表

5、钢构件组装工程

(1)钢构件组装检验批质量验收记录

(2)钢(铝合金)结构构件(整体)侧向弯曲测量记录

6、钢构件预拼装工程

(1)钢构件预拼装检验批质量验收记录

7、单层钢结构安装工程

(1)单层钢结构安装检验批质量验收记录

基础

施工层基线复核记录

钢(铝合金)结构隐蔽工程质量验收记录

钢柱

(1)施工层基线复核记录

(2)大型构件吊装记录

屋面

(1)钢桁架外形尺寸允许偏差检查记录表

(2)钢墙架、檩条、支撑系统钢构件外形尺寸检查记录

(3)钢吊车梁及动荷载安装一般项目检查记录表

(4)膜结构节点安装就位记录

8、多层及高层钢结构安装工程

(1)多层及高层钢结构安装检验批质量验收记录

基础

(1)施工层基线复核记录

(2)钢(铝合金)结构隐蔽工程质量验收记录

各层钢柱

(1)施工层基线复核记录

(2)单层钢结构安装检验批质量验收记录

(3)大型构件吊装记录

屋面

(1)大型构件吊装记录

(2)膜结构节点安装就位记录

9、钢网架结构安装工程

(1)钢网架制作检验批质量验收记录

(2)钢网架安装检验批质量验收记录

(3)膜结构节点安装就位记录

(4)网架工程挠度测量记录

(5)球、毂加工检验批质量验收记录

(6)钢(铝合金)结构焊缝外表检查记录

10、压型金属板工程

(1)压型金属板检验批质量验收记录

11、钢结构涂装

(1)防腐漆(膜)厚度及附着力检查记录

(2)防腐涂料涂装检验批质量验收记录

(3)防火涂层厚度检查记录

(4)防火涂料涂装检验批质量验收记录

三、施工过程中要做的其他表格:

1、工程中间交接验收记录

2、建筑物沉降观测记录

建筑物沉降观测测量汇总表

3、垂直度、标高、全高测量记录

四、钢结构施工完成后验收前做的资料:

1、(物资)质量证明文件汇总表

2、施工物资产品合格证收集整理表

3、分项工程质量验收记录(通用表)

4、施工物资产品质量证明文件汇总核查表

5、主体结构分部工程质量控制资料核查记录

6、主体结构分部工程安全和功能检验资料核查及主要功能抽查记录

7、钢结构卷内目录讲解

8、分部(子分部)工程质量验收申请表

五、验收时做的资料

1、钢结构分部(系统)工程质量验收记录(通用表)

2、钢结构分部工程质量验收纪要

六、验收后要办理的资料:

1、钢结构分部工程质量验收登记表

钢构工程资料移交目录

钢结构资料组卷目录

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钢结构缺陷如此明显,但一些人决心掩盖它。难道仅仅因为红砖的价格上涨了吗?

随着近些年来的政策扶持,越来越多的农村家庭纷纷推翻旧房盖新屋,虽然大多数人还是按照原来的样子盖红砖房,但也不乏一些家庭,选择了钢结构住宅;对比传统的红砖房,钢结构的横空出世的确影响了一大批人,现在的某些农村也有一些专门的钢结构施工队。

到底我们是看上了钢结构的哪点?还是说它有什么特有的优势是红砖比不上的?或者只是因为红砖涨价,才选择了钢结构住宅?抱着这些问题,我们来一一解答!

所谓的钢结构,是指建筑结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,抗震性优,受到越来越多人的喜爱!

凡事有一有二,钢结构优缺点我们来进行一个总的说明,先来看看它的优点:

节水(减少污水排放):钢结构住宅为现场装配化施工为主,建造过程中可大幅减少用水及污水排放。省心省力的同时,还能降低基础能耗,毕竟咱们农村人的钱来之不易,能省一点是一点。

节时:钢结构由各种型材组成,制作简便。大量的钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造;精确度高。制成的构件运到现场拼装,采用螺栓连接,且结构轻,故施工方便,施工周期短。此外,已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。

环保:装配化施工,降低施工现场噪音扰民、废水排放及粉尘污染;减少沙石开采和建筑垃圾排放,保护环境,开创新时代建筑文明;

主材回收与再生:建筑拆除时,钢结构住宅主体结构材料回收率在90%以上,较传统混凝土垃圾排放量减少约60%。

缺点主要有以下几点:

不耐火:温度超过250℃以内时,钢结构材质容易发生较大变化,不仅强度逐步降低,还会发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载。

易断裂:钢结构在低温和某些条件下,可能发生脆性断裂,还有厚板的层状撕裂。

优缺点咱们都进行了说明,大家心里也有一个数,相比钢结构的缺点,它的优点更加出彩,抗震施工快,定制生产好,不仅仅只是红砖涨价的问题,更多的是它所带来的好处。

右上角关注头条号:装配式建筑,500套别墅图纸,别墅施工专家答疑。

广州白云火车站:约4000吨钢结构“花瓣”组装完成

中新网广州6月7日电(郭军 何建明)记者7日从中铁建工集团有限公司(以下简称“中铁建工”)了解到,粤港澳大湾区重点交通基础设施项目——广州白云火车站,已于近日完成约4000吨的钢结构“花瓣”拼装工程节点,白云火车站站房“木棉花开”的外观初现雏形。

广州白云火车站:约4000吨钢结构“花瓣”拼装完成。何建明 摄

据中铁建工广州白云站项目负责人介绍,白云火车站站房一期钢结构花瓣与广州市市花–木棉花相呼应,由12榀飘带花瓣、15榀内花瓣、25榀外花瓣共52榀花瓣组成,其中飘带花瓣高15米,最大悬挑10米;内花瓣高15米,最大悬挑15米;外花瓣单榀高19米,最大悬挑28米。

体量大、节点多、悬挑远是白云火车站钢结构花瓣的主要特点,高空作业风险大、特殊环境作业范围广、各专业交叉作业多、临近既有线施工防护要求高是此项节点工程的重难点。为确保花瓣焊接质量受控,该项目首次应用“无轨导全位置爬行焊接机器人”,该机器人应用了光视觉传感技术、焊缝跟踪智能系统和焊炬摆动系统,仅需要输入焊接指令,将焊接设备磁吸在花瓣构件上,即可自动完成焊接作业。

广州白云火车站是中国“十三五”铁路规划中的重要项目,是粤港澳大湾区的重点工程,是按照“轨道上的大湾区”建设理念打造的一座世界级现代综合交通枢纽特大型火车站,该项目建成后将承接广州火车站和广州东火车站的全部普速旅客列车,预计2023年年底竣工。白云火车站站房工程项目由中铁建工承建。(完)

钢结构“刚性连接”和“铰链连接”简介

刚性连接与铰性连接

钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度 ,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。

半刚性连接则介于二者之间。

梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下:

(1)端板连接 在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。

(2)上下角钢连接 用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。

连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。

抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。

连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。

转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。

1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。

2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动.

能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。

这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。

“如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨,应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键

刚接与铰接的 区别:

1.刚接能传递弯矩合剪力,铰接则只能传递剪力.

2.二者在构造上也有区别:刚接如为H型钢则其上下翼缘和腹板均需有连接构造;铰接如为H型钢则只需腹板有连接构造即可.

一点看法!!

对于柱脚受力分为:

(a) 铰接柱脚 (b) 刚接柱脚

砼结构柱脚均为刚接,即同时存在轴向力N、水平剪力V和弯矩M,故基础尺寸较大。

轻钢结构常见的柱脚型式有刚接和铰接两种,其受力是不同的,

1、对于铰接柱脚, 只存在轴向力N和水平力

2、对于刚接柱脚,除存在轴向力N和水平力V之外,还存在一定的弯矩M,

3、刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。

另外请注意:

对于刚接柱脚的节点设计:

1、当用于工业厂房且有桥式吊车时,宜将柱脚设计为刚性。

2、刚性柱脚应注意以下问题:

基础施工单位应有一定的技术水平

应设置抗剪件

* 关于刚接、铰接的问题, 理论上说,刚接铰接是指节点是否能转动,完全刚接指完全不转动,铰接是可自由转动。完全刚接就是说此节点不但能承担剪力 轴力 弯矩外,节点还具有足够刚度。使节点在弯矩作用下变形很小。理论上说,没有完全的刚接,只要有作用就有变形,在实际工程中,达到一定的刚度后,我们在工程中就认为是刚接了,如果虽然能承担弯矩,但变形较大,我们认为是半刚接,是弹性固定。

铰接好理解,可自由转动,就是不能承担弯矩,那么就只能抗剪力和轴力了。具体到一个构件,如工字型构件,翼缘主要受弯,腹板主要受剪。由于此处讨论的一些同志没有学过力学,我就浅显的讲一下,对于弯矩,离形心轴越远的地方,弯矩贡献越大,所以翼缘离形心最远弯矩贡献大。剪应力在形心处最大,所以腹板主要受剪。一般地讲,具体到节点,如端板连接,凡在翼缘外布置有螺栓的,端板厚度满足要求的,就为刚接。铰接节点螺栓布置在靠近形心轴处。

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掌握好钢结构的计算要点非常重要

刚开始学钢结构预算的时候,很多朋友都会觉得好难,特别是在进行钢结构算量时,总是不知道如何着手?初学者做钢结构预算前肯定是要必备一些理论知识,比如最基础的钢结构的施工工艺,具体到每道工序是如何领料、如何下料、如何施工的,这样我们在计算的时候才知道哪里的损耗多一些,帮助我们实践过程中少走一些弯路。除此之外,今天小编还为大家准备了以下钢结构算量的注意要点,你都掌握了么?

1、工作平台上的检修荷载应注意对主梁(0.85)和柱(0.75)的折减;

2、钢结构强度的取值,强度的修正,以及对于轴心受拉和轴心受压的构件应取较厚构件的强度;尤其注意对接焊缝无垫板时的修正和单面连接的单角钢强度(在格构式构件中验算缀条以及在屋架桁架验算腹杆采用单角钢时)。

3、变形和稳定、抗剪强度计算,采用毛截面;抗弯、抗拉、抗压强度计算采用净截面;

4、预先起拱量的计算:注意改善外观和使用条件与改善外观条件两种方式的区别;

5、在梁的抗弯强度计算时,塑性截面发展系数应注意翼缘自由外伸宽度与厚度的比值应控制在一定范围内;

H 型钢的表示方法(总高*翼缘总宽*腹板厚度*翼缘厚度),型钢表示方法,数字为型钢的高度。

6、折算应力的计算点应取梁的腹板计算高度边缘处;对于局部受压计算,集中荷载作用点处如有加劲肋,局部压应力可不验算。故该处的折算应力局部压应力可取0。

7、梁的计算:强度、整体稳定、局部稳定(腹板、加劲肋的计算(横向、纵向、短向,腹板计算点的选取));(内力、通用高厚比、临界应力)

8、组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算,梁按全截面有效确定的截面抵抗矩即最大惯性矩;

9、轴心受压强度计算应注意高强螺栓摩擦型连接的计算(同时应注意净截面的影响);轴心受压稳定计算应注意单轴对称截面应采用换算长细比以及对应的计算高度(支撑设置的影响);

局部稳定(翼缘和腹板的计算),与腹板局部稳定计算不符,可通过增设纵向加劲肋或采取有效腹板截面(仅考虑翼缘与腹板连接部分20tw,即考虑腹板屈曲后的强度)进行计算构件的强度和整体稳定,而稳定系数仍采用全部截面;

同时注意受压构件与受弯构件稳定系数计算不同,对于受压稳定系数主要由截面形式和长细比控制(注意板厚对截面类别的判定影响),受弯构件稳定系数应注意简化计算公式及相应的修正。

10、格构式构件的轴心受压计算,对实轴计算时与实腹式类似,而对虚轴须采用换算长细比;缀条、缀板的计算(轴心受压、线刚度以及连接焊缝的计算),注意分肢的长细比计算(分肢计算长度应注意缀板与分肢的连接方式是焊缝还是螺栓的影响)和构件绕虚轴的计算;同时注意缀板线刚度要求,即同一截面上的缀板线刚度要大于分肢线刚度的6 倍;

11、用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件,可按实腹式构件进行计算,但填板间的距离应满足要求(受压40i,两个侧向支撑点间填板间数不得少于2 个;受拉80i;i 为分肢回转半径);

12、轴心受压构件支撑构件的轴力计算(支撑点位置,单根柱或多根柱、支撑道数);

13、实腹式单向弯曲压弯构件的整体稳定计算:

弯矩作用平面内的计算(等效弯矩系数的计算,对于单轴对称截面构件,尚须对无翼缘一侧进行计算);

弯矩作用平面外的计算;

实腹式双向弯曲压弯构件的整体稳定计算,两个方向均应进行计算;

格构式构件与实腹式类似(弯矩绕虚轴,平面内整体稳定计算,其长细比应采用换算长细比求稳定系数,对于平面外稳定,仅需对分肢构件按轴心受力构件考虑,而对于双向压弯构件,分肢的计算按实腹式单向弯曲压弯构件的整体稳定考虑,注意计算长度以及分肢轴力和弯矩的取值);

14、构件的计算长度:桁架与框架结构(注意摇摆柱的修正及对应梁的远端铰接修正)、有支撑与无支撑的区别,横梁的计算刚度的修正:轴心压力较大,远端的节点连接);对于在强轴方向即x 轴有支撑,则是减小弱轴方向即y 轴方向的计算长度。注意对于屋架上双脚钢组合的T型截面强轴(x 轴)和弱轴(y 轴)对应的计算长度求解,注意支撑设置的平面对其影响。通常y方向大于x 方向,注意对于排架柱和框架柱的拉弯和压弯计算,应注意弯矩作用平面内和弯矩作用平面外所对应的是否有支撑,而相应影响的有无侧移及计算长度,如对于排架结构,往往在纵向设置支撑,则在纵向为无侧移而横向有侧移,强弱支撑框架的验算:注意支撑在单位侧倾角产生的水平力。

15、连接计算,焊缝的尺寸限制,螺栓最小布置要求;

工字型(T 字型)截面对接焊缝受弯计算采用折算应力评价;

角焊缝应注意正焊缝(作用力垂直于焊缝方向,提高系数)和侧面焊缝(计算长度不宜大于60hf)的计算不同,角焊缝长度不得小于8hf 和40mm;

对于对接焊缝在受弯矩时,有效焊缝的惯性矩应注意扣除无引弧板的焊缝长度(每条焊缝均应扣除2t);

对于角焊缝的惯性矩及面积,应在焊缝端部扣除hf,焊缝拐角处不需进行扣除(即焊缝长度的计算在端部若转角处有焊缝则不需减hf),而焊缝宽度取有效宽度进行计算面积及惯性矩(he=0.7hf),同时应注意参与计算的焊缝条数,不能遗漏;

注意单角钢焊缝连接,验算焊缝强度应乘以0.85系数。注意加劲肋的传递荷载路径(注意顶紧(承压计算)与采用焊缝(正面角焊缝)传递的区别)。

16、螺栓受剪的计算:

普通螺栓取受剪承载力(剪切面数)和承压面承载力(最小承压厚度,按受力方向进行考虑)的较小值;

高强螺栓承压型注意剪切面的位置(栓杆或螺纹处),普通螺栓取栓杆直径;高强螺栓摩擦性直接与摩擦面和预拉力有关;螺栓群的受力计算,注意连接长度对轴心受力的修正(注意连接长度的计算,仅在螺栓群受剪计算中体现),以及螺栓数量的增加修正(如填板、单面连接、短角钢连接以及铆钉铆合总厚度),螺栓受拉计算取螺纹处有效截面;

在验算螺栓连接强度后,还需验算连接钢板及连接板的强度(取连接钢板和连接板最小净截面,同时注意折线面的考虑,以及角钢最小净截面的计算,将角钢展开成平面进行计算);

17、螺栓群偏心受拉计算,普通螺栓群先按小偏心受拉(假定中和轴在螺栓群中心处,且最下排螺栓受拉力而非压力)计算,若不满足,则按大偏心受拉计算(假定中和轴在最外排螺栓的中心线上,即用力的平衡进行求解螺栓的力),高强螺栓按小偏心受拉计算,而纯受弯构件则按大偏心受拉构件计算;注意梁柱连接,支托的作用可用来承担梁传递过来的剪力;

18、钢—砼组合结构,在进行强度、抗裂、变形计算时,不考虑粱托的作用;对于负弯矩区计算,应注意组合梁塑性中和轴的求解;抗剪连接件的计算应注意连接件承载力的修正;

19、组合梁挠度的计算,应注意标准组合与准永久组合换算截面惯性矩的求解(不考虑压型钢板的贡献)以及对刚度的折减;组合板的计算,压型钢板混凝土中有效高度的确定,在进行抗弯承载力计算时,应将混凝土抗压强度和压型钢板钢材强度乘0.8 折减系数,并对自振频率要求不得小于15Hz;

20、混合结构(多遇地震作用下的阻尼系数可取0.04),型钢混凝土柱轴压比计算应考虑混凝土和型钢的强度,注意与钢筋混凝土结构的不同,轴压比可用来求解型钢的面积;

21、钢结构的疲劳计算,对于往复承受动力荷载需要进行此项计算,采用容许应力方法,应力按弹性状况计算;计算时应注意计算点的位置(焊缝(16 项第8 类)、其他均为主体金属)、受力方式、施工方式等;荷载采用标准值,且不需考虑动力系数;在疲劳验算时,不能忽略在基本组合下的强度验算;疲劳计算主要针对动力部分(即重力荷载可不考虑),组合工字梁翼缘与腹板的焊缝计算见规范7.3.1 条;

22、塑性设计:材料要求,构造要求,允许长细比,构件承载计算(塑性惯性矩,即指塑性中和轴上下部分对中和轴的面积矩,对工字型截面包含翼缘和腹板),对于压弯构件,包含平面内稳定、平面外稳定(需根据侧向支撑点和弯矩进行分段计算,长细比根据侧向支撑点的分段进行确定)计算,而对于弯曲构件仅有平面内计算;平面外的侧向支撑点间距即为计算区段的计算长度。

23、钢管结构计算:构造要求(外径与壁厚之比),焊缝长度计算(分圆管与圆管、矩形管与矩形管,矩形管与圆管三种形式),杆件承载力的计算:应考虑节点管的截面形状(分圆管与圆管、矩形管与矩形管,矩形管与圆管三种形式),节点形式(X、T 或Y、TT、K、KK),支管的受力状态(受压、受拉)。

24、对于压弯构件,应验算弯矩作用平面内、弯矩作用平面外稳定,对单轴对称截面,验算弯矩作用平面内稳定时,对于翼缘受压时,还应验算另一侧的腹板端点。

25、节点板的验算,应注意板件有效宽度的计算(钢结构设计规范,7.5.2);

26、部分焊透的对接焊缝按角焊缝进行计算,应根据焊缝的坡口形式(V 单边双边,K,J,U)确定焊缝的有效宽度,熔合线处的焊缝截面边长等于或接近最短距离s 时,抗剪强度应乘以0.9。

钢结构的连接方式直接影响钢结构的工作性能。有四种连接方法

钢结构建筑算得上是日常建筑了,我们身边的厂房、车间甚至有的住房都在使用钢结构,钢结构的优点众多这是不容置疑的,细节上对于钢结构的处理也只有专业人士能说上几个,今天带大家一起来了解一下钢结构的连接方法有哪些?

【焊接】

焊接是钢结构公司常见的连接方法,它的优点是对几何形体的适应性强,构造简单,不削弱截面,可实现自动化操作,连接的密闭性好,结构刚度也大;焊接连接的时候不需要打孔,省时省工,不管什么形状的构件都可以直接连接,气密性、水密性好。

缺点就是对材质的要求高,热影响区内容易导致局部材质变形,焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低,焊接结构对裂纹非常敏感,低温冷萃问题较为突出,如果焊接裂缝一经发生,很容易扩展。

【铆接】 铆钉连接是将一端带有半圆形预制钉头的铆钉,将钉杆烧红后迅速插入连接件的钉孔中,然后用铆钉枪将另一端也打铆钉透,使得连接达到紧固。 铆接和焊接在构件加工制作中可以配合使用,铆接的优点是传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,抗动力荷载性能好,如果说它有哪些缺点,构造复杂、费钢费工。

【普通螺栓连接】 普通的螺栓连接在使用当中也使用比较频繁,它的优点就是装卸便利,设备简单;缺点就是螺栓的精度低时不宜受剪,螺栓精度高时加工和安装复杂,钢结构安装价格也较高。

在受力方向螺栓的端距过小的时候,钢材有剪断或者撕裂的可能(端距≥2d0),各排螺栓距和线距太小的时候,构件有沿折线或者直线破坏的可能,对于受压构件,当沿作用方向螺栓距过大时,被连板间容易发生鼓曲和张口的现象。

【高强螺栓连接】 高强度螺栓连接结构简单,机械性能好,摩擦剪切变形小,弹性好,可拆卸和可更换,耐疲劳。动态载荷下不松动的优点是一种很有前途的连接方法,承压型承载力高于摩擦型,连接紧凑;它的缺点是摩擦面的处理,因为安装工艺略微复杂,造价自然也高,承压型连接的剪切变形大,不利于使用在承受动力荷载的结构当中。 高强度螺栓连接按照受力特征分为高强螺栓摩擦型连接、高强螺栓承压型连接和承受拉力的高强度螺栓连接,其螺栓的构造、安装基本一样。

钢结构的连接方式及其质量的优劣直接影响钢结构的工作性能,钢结构的连接必须符合安全可靠、传力清晰、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。钢结构构件连接要有足够的强度,适宜与施行连接的足够空间。

中建五局钢结构公司:粽子制作大赛给端午节带来浓重味道

来源:人民网-湖南频道

端午临中夏,时清日复长。为引导职工了解和感受中华传统节日文化,弘扬中华优秀传统美德,增进园区各单位之间的联系和交流,推进园区和谐发展,中建五局钢结构公司湘潭高端汽车零部件产业园PPP项目在端午来临之际,开展“粽情端午”包粽子比赛。

本次包粽子比赛共有60余人报名参加,根据比赛规则,参赛选手3人一组,要在5分钟内包三角粽子,既要比谁包的速度快,也要看谁包的美观。粽子以“数量、速度、质量、美观”作为评判标准,最终根据所包粽子的成绩从高到低评选出获胜者。

6月2日上午,随着一声号令,包粽子比赛正式开始。大家围在一起,纷纷拿出看家本领,一较高下。捋粽叶、做漏斗状、填糯米、压紧实、封口、扎捆,一张张翠绿的粽叶在参赛者手中翩翩起舞,忽而四四方方,有棱有角;忽而又一头尖尖,好似龙角,不一会一个个有模有样的粽子迅速成型。现场被欢乐和谐的节日气氛包围,其乐融融。

此次活动,不仅加强了园区内各单位之间的联系,增进邻里之间的感情,而且在园区内营造浓厚的节日文化氛围,增加了园区的凝聚力。“这次包粽子比赛,大家聚在一起过节,氛围感十足,幸福指数直接拉满,点赞!”参与比赛的选手说道。(桂国甦)

钢结构节点连接及设计方法

钢结构节点连接计算及构造设计是整个钢结构设计的重要环节,对保证钢结构的整体性和可靠度,制造安装的质量和进度,整个建设周期和成本有着直接的影响。

结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接:

1.焊接连接是钢结构的主要连接方法,主要优点在其构造简单,节约钢材,加工方便,容易自动化操作。焊接焊缝的尺寸及形式有相关的规范规定,焊条的选用应和被连接金属材质适应。焊接设计中不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。

2. 铆钉连接由于连接结构复杂且用钢量大,很少采用,但因为铆钉连接的塑性和韧性较好,专力可靠且容易检查,在重型和直接承受动力荷载的结构中,偶尔也采用。

3.螺栓连接又可分为普通螺栓连接和高强螺栓连接。普通螺栓连接施工简单、拆装方便,可在次要结构部位使用。高强螺栓一般用合金钢制成,根据受力特点分承压型和摩擦型。高强度螺栓制作工艺精准,操作工序较多且要求高。在桥梁及大跨度结构房屋和工业厂房广泛应用。

了解完,钢结构节点的三种连接方式,下面,我们一起来看下钢结构节点连接的设计规定和方式。

01、钢结构节点设计标准

根据现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017-2017,进行钢结构节点设计时,还应满足以下规定:

1.钢结构节点设计应根据结构的重要性、受力特点、荷载情况和工作环境等因素选用节点形式、材料与加工工艺。

2.节点设计应满足承载力极限状态要求,传力可靠,减少应力集中。

3.节点构造应符合结构计算假定,当构件在节点偏心相交时,尚应考虑局部弯矩的影响。

4.构造复杂的重要节点应通过有限元分析确定其承载力,并宜进行试验验证。

5.节点构造应便于制作、运输、安装、维护,防止积水、积尘,并应采取防腐与防火措施。

6.拼接节点应保证被连接构件的连续性。

其中,各构件的连接还应遵守以下规定:

连接板节点:节点板厚度宜根据所连接杆件内力的计算确定,但不得小于6mm。节点板的平面尺寸应考虑制作和装配的误差。

梁柱连接节点:梁柱连接节点可采用栓焊混合连接、螺栓连接、焊接连接、端板连接、顶底角钢连接等构造。

铸钢节点:铸钢节点应满足结构受力、铸造工艺、连接构造与施工安装的要求,适用于几何形式复杂、杆件汇交密集、受力集中的部位。铸钢节点与相邻构件可采取焊接、螺纹或销轴等连接方式。

预应力索节点:预应力高强拉索的张拉节点应保证节点张拉区有足够的施工空间,便于施工操作,且锚固可靠。预应力索张拉节点与主体结构的连接应考虑超张拉和使用荷载阶段拉索的实际受力大小,确保连接安全。

02、钢结构节点设计软件

为了简化钢结构构件连接设计,在钢结构设计中,我们一般会采用钢结构连接设计软件RAM Connection ,用以快速完成节点连接设计,并验证节点连接的正确性。

RAM Connection 是一款钢结构连接设计应用程序,通过综合计算(包括抗震合规性),进行分析和设计任意连接类型,并且数秒内就可以验证您的连接。通过与三维设计和详图绘制模型相集成且利用程序定制功能,可以实现工作流程的优化。

RAM Connection具体软件功能如下:

1.遵循抗震要求

根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统,生成抗震载荷。在设计元素和设计框架及更大的结构系统(如果适用)时考虑这些作用力。在按比例分配和详细设计元素时,遵循所选设计规范的延展性要求。

2.设计钢结构节点

设计和详细设计钢结构节点,包括梁到梁、梁到柱、拉撑头、锚到混凝土的节点以及复杂的多构件节点。借助综合的标准节点类型库简化钢板、加劲杆、螺栓和焊接点的布置。轻松比较节点方案的经济性和实用性。

RAM Connection 具有丰富的节点设计选项,可以进行如下的设计:

1)设计的节点连接样式:焊接样式、螺栓连接样式;

2)设计的节点参数:焊接长度(焊缝尺寸)、螺栓个数及螺栓布置、加劲肋个数、节点板尺寸等;

3)支持节点信息支持 ISM 结构同步( Structural Synchronizer );

4)支持自动批量节点设计或单个节点设计优化或节点验;

5)RAM Connection 显示的是逼真直观的三维模型使节点设计更。

3.国家标准的设计

在您的产品设计中,使用广泛的国际标准与规格,扩展您的业务实践,利用全球的设计机会。受益于国际标准的广泛支持,充满信心的完成您的设计。

  • 按照AISC 360 (LRFD 或 ASD) 规范做钢结构节点设计;
  • 按照 BS 5950规范做钢结构节点设计。
  • 按中国规范GB50017-2003进行节点设计

4.生成结构设计文档

自动生成结构设计文档,包括用于传递设计意图的必要平面图和立面图。对三维模型所作的更改会在文档中自动更新。

5.生成结构详图

利用在结构模型中建立的设计结果直接生成详细的二维工程图。使用软件中提供的设置自定义工程图的样式和格式。

软件详情:RAM Connection | 钢结构连接设计软件

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