结构梁、板设计手算实例

钢结构设计计算公式及计算用表

钢结构设计计算公式及计算用表为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径按表1采用。钢铸件的强度设计值应按表2采用。连接的强度设计值应按表3~5采用。

3-钢结构优化分析及设计

例题3 钢框架结构分析及优化设计 1

例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计概要本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功能。本文主要讲述强度优化设计功能。此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计

例题钢框架结构分析及优化设计1.简介本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下：轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g）场地：II类设计地震分组：1组地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2；荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m；分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3

例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图

混凝土梁板结构设计计算书

混凝土梁板结构课程设计计算书
姓名：学号：专业：

混凝土梁板结构设计课程设计计算书
目录
1 设计题目 ................................................................................................................. 1 1.1 基本条件 ....................................................................................................... 1 1.2 基本条件 ....................................................................................................... 1 2 结构布置及截面尺寸 ............................................................................................. 1 2.1 结构的布置 ................................................................................................... 1 2.2 板的截面尺寸确定 ....................................................................................... 2 2.3 次梁截面尺寸确定 ....................................................................................... 2 3 板的设计计算 ......................................................................................................... 3 4 次梁的设计计算 ..................................................................................................... 5 5 主梁的设计计算 ..................................................................................................... 7 6 施工图 ................................................................................................................... 15
I

(梁板结构)混凝土结构设计复习题及答案

混凝土结构设计习题楼盖(200题) 一、填空题（共48题）１.单向板肋梁楼盖荷载的传递途径为楼面（屋面）荷载→次梁→主梁→柱→基础→地基。 2.在钢筋混凝土单向板设计中，板的短跨方向按计算配置钢筋，长跨方向按_ 构造要求配置钢筋。 3.多跨连续梁板的内力计算方法有_ 弹性计算法__和塑性计算法___ 两种方法。 4.四边支承板按弹性理论分析，当L2/L1≥_2__时为_单向板_；当L2/L1<__2 _时为_双向板。 5.常用的现浇楼梯有__板式楼梯___和___梁式楼梯___两种。 6．对于跨度相差小于10％的现浇钢筋混凝土连续梁、板，可按等跨连续梁进行内力计算。 7、双向板上荷载向两个方向传递，长边支承梁承受的荷载为梯形分布；短边支承梁承受的荷载为三角形分布。 g g q，折算 8、按弹性理论对单向板肋梁楼盖进行计算时，板的折算恒载'/2 q q 活载'/2 9、对结构的极限承载力进行分析时，需要满足三个条件，即极限条件、机动条件和平衡条件。当三个条件都能够满足时，结构分析得到的解就是结构的真实极限荷载。 10、对结构的极限承载能力进行分析时，满足机动条件和平衡条件的解称为上限解，上限解求得的荷载值大于真实解；满足极限条件和平衡条件的解称为下限解，下限解求得的荷载值小于真实解。 11、在计算钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中次梁在其支座处的配筋时，次梁的控制截面位置应取在支座边缘处，这是因为支座边缘处次梁内力较大而截面高度较小。 12、钢筋混凝土超静定结构内力重分布有两个过程，第一过程是由于裂缝的形成与开展引起的，第二过程是由于塑性铰的形成与转动引起的。 13、按弹性理论计算连续梁、板的内力时，计算跨度一般取支座中心线之间的距离。按塑性理论计算时，计算跨度一般取净跨。 14、在现浇单向板肋梁楼盖中，单向板的长跨方向应放置分布钢筋，分布钢筋的主要作用是：承担在长向实际存在的一些弯矩、抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力、将板上作用的集中荷载分布到较大面积上，使更多的受力筋参与工作、固定受力钢筋位置。 15、钢筋混凝土塑性铰与一般铰相比，其主要的不同点是：只能单向转动且转动能力有限、能承受一定弯矩、有一定区域（或长度）。 16、塑性铰的转动限度，主要取决于钢筋种类、配筋率和混凝土的极限压应变。当低或中等配筋率，即相对受压区高度值较低时，其内力重分布主要取决于钢筋的流幅，

一般梁的设计方法与步骤

一般梁的设计方法与步骤一、梁截面的确定根据建筑功能的要求，确定梁系的布置形式后，按照建筑外立面造型、室内净高、外观要求、使用功能等需要，并结合结构受力和变形所需，综合确定梁截面的高度。当某梁高度因受力或变形所需而大于典型梁高时，需判断是否会对建筑使用功能造成影响，可能存在影响时，则必须跟建筑专业协商后确定最终解决方案。二、有关梁的基本计算参数的确定 SATWE中与梁有关的主要有如下参数： 1.梁端负弯矩调幅系数：因混凝土本身就是一种非纯弹性的材料，在梁的裂缝宽度没有超出规范限制的情况下，砼也会进入弹塑性的工作状态，故在竖向荷载作用下，钢筋混凝土框架梁设计允许考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座负弯矩，相应增大跨中正弯矩。为避免梁支座处出现过宽裂缝，对现浇结构，梁端负弯矩调幅系数可在0.8～0.9的范围内取值，一般可取0.85。 2.梁设计弯矩放大系数：通过此参数可将梁的正负设计弯矩均放大，提高其安全储备。工程设计一般取1.0，不必高于规范的标准而对梁弯矩进行专门的放大。 3.梁扭距折减系数：对于现浇楼板结构，当采用刚性楼板假定时，可以考虑楼板对梁抗扭的作用而对梁的扭距进行折减。折减系数一般可取0.4。 4.连梁刚度折减系数：结构设计允许连梁开裂，开裂后连梁的刚度有所降低，程序中通过连梁刚度折减系数来反映开裂后的连梁刚度。取值大小以尽量使连梁不超筋为宜，程序限定不小于0.5。 5.中梁刚度增大系数：

当采用刚性楼板假定时，可用此系数来考虑楼板对梁刚度的贡献。按《高规》第 5.2.2条的条文说明，通常现浇楼面的中梁可取2.0，边梁由程序自动计算为1.5。 6.梁柱重叠部分简化为刚域：一般点选该项，以使计算模型较接近实际。 7.梁主筋及箍筋强度：按实际情况取用。 8.梁箍筋间距：为加密区间距，对实际配箍没有影响，仅会影响计算配筋简图中输出的数值，为便于以统一的标准对计算配箍值进行判断，现规定设计时均取为100。此外，还需在计算模型中，准确地定义框架梁的抗震等级、框支梁、需进行刚度折减的连梁、需设置的计算铰等，才会得到较符合实际的、合理的计算结果。三、按计算配筋简图及规范的构造要求配置梁钢筋对于一个标准层对应多个计算层的平面，需经比较后选出一个配筋普遍较大的计算层作为配筋的基准平面，以该平面为依据完成配筋设计后，再对其它计算层中配筋较大的部位进行局部的修正。配筋的具体步骤按以下顺序进行： 1．配置梁箍筋一般设计人员习惯上往往较专注于梁纵筋的配置，而容易忽略梁计算箍筋超过说明中的箍筋缺省值的部位，从而造成若干部位配箍不足的情况时有发生。配箍不足会带来较不利的后果，原因为：（1）由于抗剪计算的复杂性，其结果的准确性远没有抗弯计算成熟，各国对抗剪承载力的计算还没有得出统一的计算模式，故某些部位即使按计算箍筋配足，亦不一定有太大的富裕（相对于受弯），因此当实际配箍与计算箍筋相差较大时，可能会在正常使用或经受风及小震作用时即发生剪切破坏或出现过宽

钢结构18m梯形屋架设计实例

钢结构课程设计任务书一、题目某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。 2.屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载（1）无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以kN/m2为单位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图

(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直

支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号（a）上弦横向水平支撑布置图（b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重

钢结构设计实例含计算过程

设计资料北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。一、选择钢材和焊条根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。二、屋架形式及尺寸无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。＝L-300＝20700mm，屋架计算跨度为L ＝1990mm，端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm，屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。屋架杆件几何长度（单位：mm）三、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。

《钢结构设计禁忌及实例》资料

《钢结构设计禁忌及实例》《钢结构设计禁忌及实例》 2010年11月02日内容简介本书依据相干规范及工程实践经验，对钢结构设计中的一些误区和禁区进行了深进分析。书中第一先容了一些工程案例作为警示，进而按规范系统逐条列出r相干设计禁忌、算例以及对规范的修改提议等内容，提出哪些题目不能那样做，而应当如何做。本书内容翔实，实用性、对照性强，可供盛大结构设计职员利用，也供相干专业施工、科研、教学职员参考。索引第1章钢结构工程违禁犯讳案例【案例1.1】吊车分袂肢柱头的疲惫拉裂【案例1.2】将门式刚架钢柱改为混凝土柱【案例1.3】在多层建筑上扩建门式刚架轻钢结构【案例1.4】过量积灰积雪【案例1.5】在吊车梁上随意施焊【案例1.6】重型平台柱头的剪切破坏【案例1.7】电机与平台共振【案例1.8】防锈油漆与防火涂料起化学反映【案例1.9】柱脚抗剪键设置不到位【案例1.10】门式刚架设计、施工、治理题目【案例1.11】钢材选择或利用不当

【案例1.12】未分清钢结构设计图与施工图的关系【案例1.13】在预应力高强度锚栓上出现焊点【案例1.14】不留意柱脚锚栓d=72mm与M72的差别【案例1.15】吊车梁轨道联接的经常损坏【案例1.16】吊车梁端上部变形引起突缘支座纵向联接题目【案例1.17】箱形吊车梁真个梁、柱节点过于刚劲【案例1.18】插进式柱脚埋深未进行计算【案例1.19】忽视施工运输安设阶段担保结构安稳和平安的临时举措【案例1.20】温度区段的不正常办理【案例1.21】梁柱节点采用栓焊并用联接的差异算法第2章选料【禁忌2.1】对建筑结构钢材根本知识缺乏了解【禁忌2.2】设计文件中对所引用的国家轨范没有所有、正确地表示【禁忌2.3】不熟悉经常用钢材的性能及特殊要求【禁忌2.4】用建筑结构用钢板按号取代Q235等钢号的钢板【禁忌2.5】对铸钢有哪些国家轨范不清楚【禁忌2.6】对钢材及联接选料要求不足明白具体【禁忌2.7】对钢结构联接要领一知半解【禁忌2.8】不了解各种焊接选料的型号、表示办法和具体用途【禁忌2.9】采用的焊接选料与母材不匹配【禁忌2.10】对钢结构紧固件联接缺乏了解【禁忌2.11】不深切理解钢材及其联接的各项强度设计值

整体式单向板肋梁楼盖结构设计

XXXX大学工程技术学院本科生课程设计题目：整体式单向板肋梁楼板结构设计专业：土木工程 _________ 年级：土木1111 _________ 学号：__________________________ 学生：__________________________ 指导教师：_______________________ 完成日期： 2014 年06月15日

内容摘要按结构形式，楼盖可分为单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖（又称板柱结构）。本文以整体式单向板肋梁楼板结构设计为研究方向，以混凝土结构的相关理论为依据，结合现场施工工艺，对混凝土结构的应用现状及发展前景进行阐述，并根据设计题目给出的整体式单向板肋梁楼盖设计实例对结构平面进行计算并做出初步设计图，然后对结构的板、次梁、主梁进行合理化分析、设计。最后，详细深入的分析了混凝土结构的施工常见问题与质量通病，并结合混凝土结构施工中常见的质量通病问题及工程实例经验，全面的阐述了有关质量问题的解决方法。关键词：混凝土结构；截面有效高度；配筋计算；建筑施工质量

内容摘要.................................................................. I...引言.. (1) 1混凝土结构的应用及前景 (2) 1.1混凝土结构应用现状 (2) 1.2混凝土结构的发展前景 (2) 2整体式单向板肋梁楼盖设计实例 (3) 2.1基本设计资料 (3) 2.2结构平面布置，板、次梁、主梁截面尺寸选定 (4) 2.3板的设计 (5) 2.4次梁的设计 (7) 2.5主梁的设计 (10) 3 混凝土结构施工中常见的质量通病 (16) 3.1混凝土结构质量的重要性 (16) 3.2常见的建筑施工质量通病 (16) 参考文献 (19)

钢结构课程设计参考示例

参考实例：钢结构课程设计例题－、设计资料某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示。图1 屋架形式及几何尺寸

屋架支撑布置见图2所示。符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆）图2 屋架支撑布置图

三、荷载与内力计算 1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。永久荷载标准值放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值雪荷载0.75kN/㎡积灰荷载0.50kN/㎡总计 1.25kN/㎡永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制）可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。

钢结构焊接、螺栓连接计算及实例

第一节钢结构的连接方法钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成基本构件，如梁、柱、桁架等；再通过一定的安装连结装配成空间整体结构，如屋盖、厂房、钢闸门、钢桥等。可见，连接的构造和计算是钢结构设计的重要组成部分。好的连接应当符合安全可靠、节约钢材、构造简单和施工方便等原则。钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种(详见附图十三)。一、焊缝连接焊接是现代钢结构最主要的连接方法。其优点是不削弱构件截面（不必钻孔），构造简单，节约钢材，加工方便，在一定条件下还可以采用自动化操作，生产效率高。此外，焊缝连接的刚度较大密封性能好。焊缝连接的缺点是焊缝附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区，热影响区由高温降到常温冷却速度快，会使钢材脆性加大，同时由于热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力及残余变形，甚至可能造成裂纹，导致脆性破坏。焊接结构低温冷脆问题也比较突出。二、铆钉连接铆接的优点是塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查和保证，可用于承受动载的重型结构。但是，由于铆接工艺复杂、用钢量多，因此，费钢又费工。现已很少采用。三、螺栓连接螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。普通螺栓通常用Q235钢制成，而高强度螺栓则用高强度钢材制成并经热处理。高强度螺栓因其连接紧密，耐疲劳，承受动载可靠，成本也不太高，目前在一些重要的永久性结构的安装连接中，已成为代替铆接的优良连接方法。螺栓连接的优点是安装方便，特别适用于工地安装连接，也便于拆卸，适用于需要装拆结构和临时性连接。其缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量；螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件，因而比焊接连接多费钢材。第二节焊接方法、焊缝类型和质量级别一、钢结构中常用的焊接方法焊接方法很多，钢结构中主要采用电弧焊，薄钢板（mm t 3 ）的连接有时也可以采用电阻焊或气焊。 1．电弧焊

某钢结构工业厂房的设计实例

建　筑　科　学６５科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 最近十几年高层钢结构房屋在我国得到了快速的发展,在激烈的市场竞争中,业主通常要求既要保证钢结构厂房的结构安全和使用功能,又对项目的质量、工期及造价提出了更高的要求。作为一位钢结构厂房的设计人员,需要熟练掌握钢结构的设计过程及要点。本文以某工程钢结构工业厂房设计为例,对设计要点进行了总结,希望能够给予该领域的设计人员提供借鉴。 1 工程概况项目内容为高层钢结构工业厂房,总高度30m,共5层,每层6m,厂房占地面积49*14米,每层均为10跨,厂房内部结构空旷没有维护墙体,局部楼层无铺板为全房间洞口;二层楼面上设置了2套压力容器,荷载为2500～4600kN,设备体型高大,贯穿三层楼面;其它楼层内设置许多中小型设备,以管道相互连接;因整个厂房内管道和设备数量众多,楼面需预留孔洞很多,给楼层平面布置带来一定困难;该厂房柱子全部运用焊接H 型钢制作,且柱子竖向荷载最大可达3100kN,载荷较大;框架梁和次梁大部分选用轧制H 型钢,仅二层支撑压力容器的几根框架梁选用焊接H 型钢制作;楼面选用8mm 厚花纹钢板铺成,其活动荷载约为5kPa;在设计中还需考虑堆载及检修设备的需要。 2 设计时需要注意的问题 2.1厂房结构的选择本设计本设计采用支撑和钢架的混合体系,横向为钢连接框架式体系,纵向为支撑和钢架混合型式,靠两者的相互作用共同抵消水平力,这种混合体系可以有效地降低柱的纵向弯矩,但却要求楼面的刚度较大,否则就会使柱子相互间的变形量不协调,不能完全发挥出柱子支撑的功能。同时以8mm 厚的花纹钢板替代了钢筋混凝土楼面,在厂房各层内均按需设置了横向及纵向的水平支撑,以增加楼层的刚度。2.2大型压力容器的布置厂房内的大型压力容器的布置决定着柱网的布置,也限制了支承梁翼缘的宽度。因大型设备重心高、荷载大,而支撑点位于二层楼面且接近设备底部,地震时产生的倾覆力矩很大,非常不利于支承梁的受力,因此在设备外围设置四根柱子,并使柱子和支承梁直接连接成框架梁,使其中心线和设备的中心线重合,这样设计可以直接地传力,利于竖向荷载的传递;把设备的固定螺栓设置在梁腹板的外侧,利于支承梁抵抗扭矩;为了保证预留洞的尺寸,支承梁翼缘也要保证合理宽度;在计算机输入设备荷载时,还要考虑地震产生的倾覆力矩;还要全面考虑其它中小型设备对结构布置的影响。所以,在设计开始阶段要密切配合各专业工艺设备,必要时适当调整工艺专业设备的位置,确定好柱网以满足结构布置的要求[1]。 2.3次梁设计的要点为了避免板挠度过大让人出现不安全感而影响正常使用,在进行楼层平面梁格布置设计时,需要同时考虑设备情况及铺板的最大支承长度。在进行铺板与梁的相互作用分析时,钢板和梁的连接良好,就认为相互形成有效支撑,无需对梁整体稳定性进行计算。如钢板和梁只是在四周进行焊接,中间没有进行焊接,只能按跨中无侧向支撑的情况来计算梁平面外稳定性。次梁虽然载荷较小,也宜采用轧制H 型钢,而不应采用平面外稳定性较差的普通槽钢。2.4钢结构内力分析的要点在工程设计领域,计算机越来越被广泛应用,施工图绘制的工作量得到大幅降低,计算机的这些优点,促使设计人员的大部分精力能够放到受力分析和制定方案中去,使设计出的构件更加经济合理,对方案设计应力分析的准确性上得到了提高。在对钢结构厂房进行设计时,可使用STS 等专业软件,结合PMPK 等系列软件中SATWE 和TAT,建立结构数模,再给数模进行载荷加载,进行空间的受力分析及杆件的截面验算。构件受力分析时要注意几点:由于工业厂房构件的梁格布置较复杂,如使用分析软件时,建立的模型完全依据实际的情况,就会生成许多的近节点,造成分析的结果存有偏差,因此,在实际建模时,要对数模进行相应的简化,但不可与实际情况出现较大偏差,否则计算就无意义了;采用柱间支撑来简化立面网格,把它当做受力杆件输入到结构模型里,因支撑的刚度影响着厂房纵向抗侧移刚度,而柱间支撑也会对两侧柱脚产生不利作用,在复杂的荷载作用下,柱脚锚栓会产生上拔力,这些柱脚剪力也会增加很多;确定柱间支撑杆件模型,厂房柱间的支撑形式大多都是剪刀撑,根据需要可设计为压杆或拉杆。若将柱间的支撑形式设计成压杆式,则可利用计算机程序直接验算结果,若按拉杆式进行设计时,计算机程序会提示强度验算不足,这主要是由于支撑无法被程序处理为单拉杆所致,但结构空间的受力分析结果是不会受到影响的,作为设计者,应用笔算的方法,通过杆件的拉力来验算杆件的强度;确定弹性楼板模型,TAT 与SATWE 程序的算法比较先进,可不考虑楼层约束作用,采用弹性节点的处理方法,由于本工程的设计中,因楼层内设置水平支撑,可假设楼层水平刚度无限大,由程序计算结果可知二者差别不大,可以验证楼层内水平支撑可协调柱子的变形[2]。2.5节点的设计要点要本着安全可靠,经济可行的原则进行节点的设计。框架和柱的连接节点是厂房中最重要的节点,节点的安全性可从强度和延性两个方面来衡量。本设计中采用刚性连接与柔性连接。刚性连接节点选用全焊接连接和栓焊混合连接,全焊接连接节点的梁翼缘和腹板全部焊接在柱子上,通常翼缘采用开剖口的熔透焊缝连接,腹板采用熔透焊缝或角焊缝连接,该种节点具有强度高、成本低及节省材料的特点,缺点焊接量大,高空作业多;栓焊混合连接节点的翼缘运用熔透焊缝连接,腹板使用高强螺栓连接,该种节点和全焊接节点的特点相似,缺点是前期工作量大,造价较高。柔性连接可传递剪力、轴力及较小的弯矩,可看成是铰接,具有很好地延性,在地震作用下的变形能力强,不会出现脆性破坏。2.6采用轧制H 型钢的注意事项采用轧制H 型钢能加快施工进度,极大低减少构件制作的工作量,但在使用时必须注意其不利影响。目前国内工业厂房的柱子通常不采用H 型钢板件,由于其轧制的厚度较薄。工业厂房柱子的轴力较大,通常需要腹板和翼缘较厚的钢板,但截面尺寸又不能过大。由于轧制H 型钢采用全截面拼接,带有不安全因素,如果都采用定尺型钢,势必会降低材料利用率,影响工期,同时还要控制拼接位置。 3 结语本工程的造价虽略高于钢筋混凝土结构方案,但施工周期短、施工便利,同时钢结构建筑绿色环保,属于可回收利用产品,隐性经济效益可观。所以在未来的工业厂房设计中,钢结构工业厂房具有广阔发展前景。参考文献 [1]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S].[2]李懿,浅析轻钢厂房结构设计要点[J]. 山西建筑,2006,32(17):54-55. 某钢结构工业厂房的设计实例康乐 (沈阳建伟钢结构工程有限公司辽宁沈阳 110014) 摘要:本文以某工程钢结构工业厂房设计为例,对设计要点进行了总结,希望能够给予该领域的设计人员提供借鉴。关键词:钢框架钢结构工业厂房作者简介:康乐,1979.6,男,汉,辽宁省沈阳市,大学本科,机械工程师,钢结构设计。

钢结构门式钢架设计实例

门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m ，长度90m ，柱距67.5m ，檐高8m ，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢，间距为1.5m ，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。基本风压 20.55/O W KN m ，基本雪压 20.2/KN m ，地面粗糙度B 类。二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m ，跨度24m ，柱距67.5m ，共有1613榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。厂房长度>60m ，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为1.5m ；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高＞柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。刚架平面布置见图 1，刚架形式及几何尺寸见图 2。图1 刚架平面布置图

图2 刚架形式及几何尺寸三、荷载的计算（一）计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用刚接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高8m ；屋面坡度为1：10。（二）荷载取值计算 1．屋盖永久荷载标准值屋面板 20.30/K N m 刚架斜梁自重（先估算自重） 20.15/KN m 合计 0.45 2/KN m 2．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 2/KN m 。

雪荷载：0.22 / KN m 取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 2 / KN m，不考虑积灰荷载。 3．轻质墙面自重标准值0.25 2 / KN m 4．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。基本风压ω0=0.55 2 / KN m，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。（三）各部分作用荷载：（1）屋面荷载：标准值： 1 0.456 2.71/ cos KN M θ ??= 柱身恒载：0.256 1.5/ KN M ?= （2）屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载 1 0.506 3.01/ cos KN M θ ??=

梁板柱混凝土结构设计

《混凝土设计》课程设计学生姓名: 张奇指导教师：徐晓红学生班级：土木08-1班学生学号：16 任务参数：序号一 D 序号二 3 设计时间：2011 年 5 月26 日至2011 年 6 月 5 日

1、设计资料某综合商场混凝土结构楼板设计，根据建筑方案要拟采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖。柱采用400400?的方形截面，楼面活荷载为2 5.3m kN 。（1）楼面做法：楼面采用mm 20厚水泥砂浆抹面，下铺mm 50厚水泥焦渣，梁板下面采用mm 20厚石灰砂浆粉刷。（2）材料：梁板混凝土均采用20C 级，钢筋直径大于mm 12时，采用335HRB 级钢（月牙纹），直径小于mm 12时，采用235HPB 级钢。 2、楼盖结构平面布置（1）、主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为m 5.7，次梁的跨度为m 6，主梁每跨内布置2根次梁，板的跨度为m 5.2，则 4.25 .26 0102==l l ，因此，可按单向板设计。（2）、按照跨高比条件，要求板厚5.6240 2500 =≥h ，对民用建筑的楼盖板，要求mm h 70≥，因此，取板厚mm h 70=。（3）、次梁的截面高度应满足：500~33312 6000 ~186000 12~ 18 === l l h ，取截面高度mm h 450=，截面宽度取mm b 200=。（4）、主梁截面高度750~50010 ~ 15 == l l h ，取截面高度mm h 700=，宽度取 mm b 300=。楼盖平面布置见图12-

图2-1楼盖平面布置图、板的设计板按考虑塑性变形内力重分布方法计算。取m 1宽板带为计算单元。（1）荷载： mm 20厚水泥砂浆 232.002.020m kN m kN =? mm 50厚水泥焦渣 2 3 7.005.014m kN m kN =?

钢结构课程设计例题

钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图屋架计算跨度=24000-300=23700mm。屋架端部高度H0= mm。二、支撑布置

三、荷载计算 1、荷载永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1500N/m2=1.5 KN/m2 屋架自重（120+11×24）=0.384 KN/m2 防水层 380N/m2 =0.38 KN/m2 找平层2cm厚 400N/m2 =0.40 KN/m2 保温层 970N/m2 =0.97 KN/m2 支撑自重 80N/m2 =0.08 KN/m2

小计∑3.714 KN/m2 可变荷载活载 700N/m2=0.70 KN/m2 以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，因此各荷载均按水平投影面积计算。永久荷载设计值：1.2×3.714=4.457kN/m2 可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kN/m2 2、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN （3）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P3=1.2×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kN 作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载 P4=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kN 以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。四、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力

钢结构案例分析

案例一：美国亚特兰大体育馆（佐治亚穹顶）索穹顶结构索穹顶结构是20世纪80年代美国工程师盖格（Geiger）发展和推广富勒（Fuller）拉整体结构思想后实现的一种新型大跨结构，是一种结构效率极高的力集成体系或全力体系。它采用高强钢索作为主要受力构件，配合使用轴心受压杆件，通过施加预应力，巧妙地拉成穹顶结构。该结构由径向拉索、环索、压杆、拉环和外压环组成，其平面可建成圆形、椭圆形或其他形状。整个结构除少数几根压杆外都处于力状态，可充分发挥钢索的强度，这种结构重量极轻，安装方便，经济合理，具有新颖的造型，被成功地应用于一些大跨度和超大跨度的结构。 1992年，美国工程师维（M.P.Levy）和T.F.Jing对盖格设计的索穹顶结构中索网平面刚度不足和易失稳的特点进行了改进，将辐射状脊索改为联方型，消除了结构部存在的机构，并取消起稳定作用的谷索，成功设计了佐治亚穹顶（Georgia Dome）（1992年建成，椭圆形平面，240.79m*192.02m），成为1996年亚特兰大奥运会的主体育馆屋盖，用钢量不到30kg/m2。佐治亚穹顶体育馆位于亚特兰大的中心地带，1992年作为美国橄榄球联盟亚特兰大大猎鹰队的主场开放。该馆因成为1996年奥运会主体育场馆，是世界上最大的电缆支撑穹顶形体育馆。佐治亚穹顶，是目前世界上最大的索穹顶结构，双曲抛物面型拉整体索穹顶结构，由美国工程师列维等设计，是1996年亚特兰大奥

运会主赛馆的屋盖结构，其长轴为240米，短轴为193米，为钻石形状，曾被评为全美最佳设计。整个结构由联方型索网、三根环索、不连续撑杆及中央桁架组成。佐治亚体育馆的结构是一个空间桁架，其底部弦杆由环形索代替。这个屋顶为240m*193m的椭圆形，是同类索膜结构中世界上最大的。它由涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维膜覆盖。屋面呈钻石状，看上去象水晶一般。整个屋顶由7.9m宽、1.5m厚的混凝土受压环固定，共52根支柱支撑着700m周长的混凝土受压环，钢焊接件被预埋进受压环，以提供26个屋顶连接点。为了使屋顶的热膨胀不影响下部结构，受压环座落在“特氟隆”承压垫上。这样，外力作用下承压垫只能径向移动，并可将风力和地震力均匀传向基础。脊索及底部环索上的连接件均为焊接件。这些接头沟通过钢板与其他杆件连接。飞杆的底部与斜索和环索固定，飞杆的连接件做成铰接件，以使其易于安装并在不均匀承重情况下允许接头旋转。外景

梁板结构设计

【梁板结构设计】一、填空题： 1.混凝土楼盖按结构型式可分为肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖等型式。 2.设计现浇单向肋梁楼盖中的纵向配筋时，跨中截面按形截面考虑，支座截面按形截面考虑。 3.工程中常用的现浇楼梯根据受力特点可分为、、折板悬挑楼梯和螺旋式楼梯等。 4.按弹性理论计算单向板肋梁楼盖的内力时，其杆件的简化包括梁、板和两个方面的简化 5.当采用弹性薄板理论进行现浇双向板肋梁楼盖某区格板跨中最大正弯矩和支座最大负弯矩计算时，其活荷载的最不利布置方式分别为和。 6.对周边支承的矩形板，现行《混凝土结构设计规范》规定：当长边与短边的边长比值l y／l x 时，可按沿短边方向受力的单向板计算；当l y／l x时，应按双向板计算。7.均布荷载作用下的方板A和B沿两边支承：板A为对边固定，属于向板；板B为邻边固定，属于向板。 8. 钢筋混凝土梁纵筋弯起应满足的三个条件是：保证承载力；保证承载力；保证承载力。 9.梁式楼梯梯段板的受力钢筋应沿(倾斜／水平)方向并靠(里／外)层布置，分布钢筋则应沿(倾斜／水平) 方向布置。（选择正确的答案打√） 10.板式楼梯梯段板的受力钢筋应沿(倾斜／水平)方向并靠(里／外)层布置，分布钢筋则应沿(倾斜／水平) 方向布置。（选择正确的答案打√） 11.伸缩缝的设置主要取决于。 12.5跨以上的等跨连续梁可简化为5跨计算，即所有中间跨的内力均取与第跨相同。 13.支撑梁的纵向钢筋配筋方案，按连续梁的及材料图确定纵向筋弯起和切断。 14.超静定结构才有内力重分布,静定结构只有重分布。 15.在现浇楼盖结构力的传递方式为板荷载传给两个方向梁，然后传给或，其次传给基础。 16.μ为泊桑比，混凝土的μ＝。 17.梁板内力计算方法有按弹性理论计算方法和理论计算方法。 18.结构设计原则是保证结构的安全性、适用性、。 19.钢材和混凝土为不燃烧材料，因此混凝土结构的耐火设计主要考虑其。 20.欲求某跨跨中最大正弯距，除布置活荷载外，还应在布置活载。 21.影响结构的非荷载作用主要有温度、沉降、收缩、。 22.梯段板由斜板和踏步组成。梯段斜板不做刚度验算时，斜板厚度通常取 h= l0。 l0 为斜板水平方向的跨度。二、单项选择题 1.对于承载力、刚度和裂缝控制有较高要求的结构，应采用（）的计算方法。 A、弹性理论 B、塑性内力重分布 2.当结构实际跨数多于5跨时，可按（）进行内力计算。 A、3跨 B、5跨 C、2跨