钢结构结构形式分析第一部分共三部分
2.1 结构形式和结构布置
第三章重型厂房结构设计
上层柱 间支撑
刚性系 杆
屋盖垂 直支撑
下层柱 间支撑
第三章重型厂房结构设计
3）设置规定： 每列柱都必须设置柱间支撑； 多跨厂房的中列柱的柱间支撑宜与其边列柱的柱间支 撑布置在同一柱间； 每列柱顶均要布置刚性系杆； 下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少 纵向温度应力的影响。下层柱间支撑与柱和吊车梁一 起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵向构件 在温度发生变化时能较自由地伸缩，尽量减少温度应 力，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位 置高而车间总长度又很短时放在两端才是合理的。此 时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对 厂房纵向刚度却能提高很多时。 当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支 撑（图9.3.1,a）；如果温度区段长度超过90m，则在 它的1/3点处各设一道支撑（图9.3.1,b）
第三章重型厂房结构设计
②合理柱网尺寸：柱网布置应使总的经济效应最佳. ※ 在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重 量不小于50t时，柱距取12m较为经济； ※ 参数较小的厂房取6m柱距较为合适； ※ 当采用轻型围护结构时取大柱距15m，18m及24m较适 宜； ※ 位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 ③温度收缩缝的设置： ♫ 设置规定：厂房的纵向或横向的尺度超过表9.1.1规 定的数值时应设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过 大的温度应力。 ♫ 设置方法：原则上双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝 皆可采用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。
第三章重型厂房结构设计
（4）支撑构件截面验算 a．支撑构件的长细比验算 支撑的截面尺寸一般由杆件的长细比按构造要 求确定，即首先应满足其容许长细比的要求： max [ ] 式中[λ]为支撑杆件的容许长细比。 计算支撑杆件的λmax时，应符合下列规定： (1)张紧圆钢拉条的长细比不受限制。 (2)十字交叉支撑斜杆的计算长度： 平面内计算长度：取节点中心到交叉点间的距离； 平面外的计算长度：当按拉杆设计时，取节点中心 间的距离l(交叉点不作为节点考虑)； 当按压杆设计时，应按表8.3.1取用。
钢结构ppt
2008奥运会国家体育场
上海虹口足球场
二、我国钢结构应用
大跨度结构——剧院
上海大剧院
国家大剧院
二、我国钢结构应用
大跨度结构——机场、桥梁
首都机场
苏通大桥
浦东国际机场
二、我国钢结构应用 厂房
轻钢厂房
大众汽车三期工程
山东省日照市双禾家纺轻钢车间
二、我国钢结构应用 活动式结构
二、我国钢结构应用 可拆卸或移动结构
二、我国钢结构应用
钢结构应用种类繁多，造型新颖，规模宏大。按功能分主
要应用有：
会展场馆 体育建筑 机场 剧院
高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储 住宅
桥梁
储罐
其他构筑物
二、我国钢结构应用
大跨度结构——会展建筑
上海新国际博览中心
广州会展中心
湖南国际会展中心
二、我国钢结构应用
大跨度结构——体育建筑
上海八万人体育场
工厂制造
工地安装
钢材的检验、整理、保管
施工图放样
现场扩大拼装
吊装就位
几钢何材缺加工陷、材料缺陷、残余应力
临时固定
装配成构件
矫正焊接变形
调整、固定
除锈和涂漆
六、钢结构设计要求
一、足够强度、刚度和稳定性，结构安全可靠； 二、符合建筑使用要求，具有良好耐久性； 三、节约钢材，减轻重量； 四、制造简单、安装方便，节约劳动力； 五、便于运输、维护； 六、结构适当外露、美观。
四、钢结构的可能破坏形式
结构的塑性破坏、脆性破坏 属结构的强度破坏。 破坏时出现明显的变形的为塑性破坏； 破坏时无明显的变形的为脆性破坏。
结构的疲劳破坏 结构在反复荷载（低于屈服强度）作用下产生的破坏。
钢结构基础形式
钢结构基础形式标题：钢结构基础形式及其应用一、引言钢结构作为一种广泛应用的建筑结构形式，以其强度高、重量轻、施工速度快、抗震性能优良等特点，在现代建筑中占据着重要地位。
而钢结构基础作为整个钢结构体系的重要组成部分，其设计和施工质量直接影响到整个结构的安全稳定与持久耐用。
本文主要探讨钢结构基础的主要形式及其在实际工程中的应用。
二、钢结构基础的形式1. 独立基础独立基础是钢结构中最常见的一种基础形式，适用于地基承载力较好的情况。
其特点是每个钢柱下均设置一个独立的基础，各个基础之间互不影响，具有构造简单、施工方便的特点。
2. 条形基础条形基础主要用于多跨连续钢结构，如工业厂房等，由连续的钢筋混凝土板或墙构成，能够有效分散上部结构荷载，并适应地基不均匀沉降。
3. 桩基础当地基土质条件较差或者上部结构荷载较大时，常采用桩基础。
桩基础通过将荷载传递至较深处承载力较高的土层或岩石层，以保证结构稳定性。
其中，钢桩因其高强度、可预制、施工速度快等优点，在钢结构建筑中得到广泛应用。
4. 桩承台基础桩承台基础是将桩体顶部连接成一体的承台，共同承担上部钢结构的荷载，适用于大型钢结构建筑或软弱地基地段。
三、钢结构基础的设计与施工要点钢结构基础设计应遵循安全可靠、经济合理的原则，充分考虑地质条件、上部结构类型及荷载分布等因素。
施工过程中要确保基础与上部钢结构的有效连接，严格控制混凝土浇筑质量，以及做好防腐处理，延长钢结构基础的使用寿命。
四、结论钢结构基础形式多样，且各有其适用范围和优势。
科学合理地选择并设计钢结构基础，不仅能够保障建筑物的整体安全性，还能提高施工效率，节约建设成本。
随着钢结构技术的发展与进步，未来钢结构基础形式的设计与应用将更加丰富和完善。
钢结构第六章 钢桁架与门式刚架
第三节 桁架设计
一、桁架的内力计算 二、桁架的计算长度 三、桁架杆件的截面形式 四、杆件截面设计 五、桁架的节点设计 六、桁架的节点构造和计算 七、桁架的施工图
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一、桁架的内力计算
一般情况按铰接桁架进行计算。
承受节点荷载时，数解法（节点法或截面法）、图解法或 有限元法。
第六章 钢桁架与门式刚架
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目录
第一节 概述 第二节 支撑设计 第三节 桁架设计 第四节 门式刚架设计
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第一节 概述
一、桁架的特点和应用 二、平面钢桁架的外形和腹杆体系 三、门式刚架的特点和应用 四、门式刚架的结构形式 五、结构平面布置
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一、桁架的特点和应用
桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格 构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力，材料性能发 挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结构。
杆件在桁架平面内和外的计算长度见表。 ➢ 交叉腹杆 >> ➢ 受压弦杆 >>
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➢ 压杆：与它相交的另一斜杆受拉且二杆皆不中断时，取为0.5l； 与它相交另一斜杆受拉，两杆中有一杆中断并以节点板相搭接 时取为0.7l； 其它情况，如两杆皆受压（此时不宜有杆件中断）时，取为l。
柱间支撑的计算简图可按支承于柱脚基础上的悬臂桁架计算。 支撑的交叉杆按拉杆设计。水平系杆按压杆设计。为了加强
房屋的纵向刚度，柱间交叉支撑有时也可按压杆设计。
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（3）隅撑
在框架梁中，隅撑设置在下翼缘受压的区段内，隅撑与框 架梁腹板的夹角不宜小于45°，一般在45°～60°之间。
在框架柱中，隅撑一端与框架柱的内翼缘或靠近内翼缘的 腹板用螺栓连接，另一端则与墙梁腹板相连，布置数量应 根据墙梁位置等具体情况而定，构造与框架梁中的隅撑相 同。
钢结构设计
1钢结构的基本构件：轴心受力构件、柔性拉索、受弯构件、拉弯和压弯构件、薄板和薄壳等；基本构件通过节点连接而成。
连接包括：螺栓和焊缝2平面结构体系：工程中应用最多的梁、板、柱体系大多为平面结构体系，如工业厂房的横向框架、变截面门式钢架，房屋建筑中的多跨多层刚架，以及大跨结构中的梁式桁架体系、拱式体系、单向悬索或悬挂体系等。
平面结构体系构造简单，传力直接、明确；易于实现标准化、定型化，可简化制作、安装，加快施工进度。
缺点：形式单调、空间整体性差，需在受力平面外设置支撑系统；某些平面结构形式经济性较差3空间结构体系：指具有三维受力特性并呈空间工作状态的结构。
如大跨房屋中目前应用较多的平板网架、网壳和空间悬索结构。
优点：空间结构体系较平面结构体系传力合理、均匀，结构的整体性强，可以减少甚至省掉支撑结构，有效的节省钢材；空间结构形式多样，较易于满足使用功能和建筑造型的要求。
缺点：某些空间结构形式难于实现标准化、定型化，制作和安装的难度大；空间结构的受力分析比平面结构复杂，计算和设计工作量大4框架结构：梁和柱均以弯曲变形为主，框架结构各层间的相对侧移因各层的水平剪力不同，自底层向上逐层减少，类似于剪切变形为主的悬臂杆的变形，因此，纯框架的整体变形以剪切变形为主。
由于各主要受力构件的变形以弯曲变形为主，因此构件材料的利用效率较低，结构体系的整体侧向刚度较小。
虽然该种体系构造简单、受力明确，更层刚度分布均匀，延性较好，自振周期较长，有利于抗震，但受变形控制，不宜于高度超过30层的建筑中5支撑框架结构：梁、柱和支撑构件均以承受轴向力为主，构件的变形也以轴向变形为主，由于竖向构件的拉、压变形的累加作用，支撑框架结构的层间侧向位移由底层向上逐层加大，类似于弯曲变形为主的悬臂杆的变形，因此，支撑框架结构的整体变形以弯曲变形为主。
6钢结构稳定问题的基本方法：传统的计算长度方法。
多层多跨框架失稳模式：对称失稳模式和侧移失稳模式。
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）张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张力集成体系或全张力体系。
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，巧妙地张拉成穹顶结构。
该结构由径向拉索、环索、压杆、内拉环和外压环组成，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张力状态，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，美国工程师李维（M.P.Levy）和T.F.Jing对盖格设计的索穹顶结构中索网平面内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，消除了结构内部存在的机构，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，双曲抛物面型张拉整体索穹顶结构，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内，以提供26个屋顶连接点。
钢结构构件受力分析ppt课件
对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，
塑性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取 x= y =1.0。
第三章 构件截面强度
2 抗剪强度
1.剪力中心
在构件截面上有一特殊点S，当外力产生的剪力作用在该点时 构件只产生线位移，不产生扭转，这一点S称为构件的剪力中心， 也称弯曲中心。
若不通过剪力中心，梁在弯曲的同时还要扭转，由于扭转是 绕剪力中心取矩进行的，故S点又称为扭转中心。剪力中心的位置 仅与截面的形状和尺寸有关，而与外荷载无关。 剪力中心S位置的一些简单规律
Vy Sx Ixt
fv
图3.9 工字形和槽形截面梁中的剪应力
（3-10）
Vy ——计算截面沿腹板平面作用的剪力； Sx ——计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩； Ix——毛截面惯性矩；fv——钢材抗剪设计强度； t——计算点处板件的厚度。
第三章 构件截面强度
3.3 梁的局部压应力和组合应力
m
ax
(
l0 i
)m
ax
[
]
第三章 构件截面强度
80 400
截面特性计算
截面积：上、下翼缘及腹板截面积之和
y
－200×20
A 20 2 10 2 361 96cm2 中和轴（形心）位置：按全截面对某轴的面积 x 矩等于各块板分别对该轴的面积矩之和求得。
b
y1
x
10
y1
[]350
查得2∟100×10, ix 3.05cm ,iy 4.52cm.
A=2×19.26cm2
AnI = 2× (2×45+ 402+1002 - 2×20) ×10=3150 mm2
钢结构设计
工业厂房的钢结构设计
总结词
工业厂房的钢结构设计需要考虑的因素 包括工艺要求、设备荷载、环保和安全 等，其设计需要满足生产工艺和设备安 装的要求。
VS
详细描述
工业厂房的钢结构设计需要考虑的因素包 括工艺要求、设备荷载、环保和安全等。 在设计过程中，需要充分了解生产工艺和 设备安装的要求，采用合理的结构形式和 材料，以满足生产工艺和设备安装的要求 。同时，还需要考虑结构的耐久性和可维 护性，以及结构的环保和安全性能等因素 。
板梁节点设计
板梁节点形式
板梁节点可根据结构形式和受力要求采用不同的形式，如T型、L 型、X型等。
板梁节点受力分析
板梁节点的设计应进行详细的受力分析，以确保节点能够承受结构 的荷载和变形要求。
板梁节点构造要求
板梁节点的设计应满足构造要求，如加强板的设置、加劲肋的布置 等，以提高节点的承载能力和稳定性。
施工便利
环保节能
钢结构设计应考虑施工便利性，合理规划 构件尺寸和连接方式，方便加工、运输和 安装。
钢结构设计应注重环保节能，采用环保材 料和节能技术，降低能耗和资源消耗，减 少对环境的影响。
02
钢结构材料与特性
钢材的种类与特性
01
02
03
高强度钢
具有较高的屈服点和抗拉 强度，常用于大型建筑和 高层建筑的承重结构。
钢结构设计
汇报人：可编辑 2024-01-05
目录
• 钢结构设计概述 • 钢结构材料与特性 • 钢结构设计基础 • 钢结构节点设计 • 钢结构施工图设计 • 钢结构设计实例分析
01
钢结构设计概述
定义与特点
定义
钢结构设计是指根据建筑要求和相关 规范，对钢结构的布局、构件和连接 进行设计，以满足结构安全、功能和 施工要求的过程。
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第二章 钢结构的材料
二、钢材的规格
－宽 厚 －400 20 ，如 1. 热轧钢板 板长 1200
2. 热轧型钢（P318，附录 型钢表） （1）工字钢 普通工字钢 Ⅰ20a H型钢 HW300×300×10×15 T型钢 TW150×300×10×15 （2）槽钢 [ 32b （3）角钢 L125×10 L125×80×10 （4）钢管 φ400×6 3. 冷弯薄壁型钢
钢结构结构形式分析
钢结构的特点
1. 轻质高强，塑性、韧性好★ 2. 材质均匀，性能稳★
3. 制作简便，施工工期短★
4. 密闭性好 5. 耐腐蚀性差 6. 耐热不耐火★
1. 轻质高强
Q235钢 密度：7850kg/m3 强度：235N/mm2 强度：14.3N/mm2
C30混凝土 密度：2450kg/m3
轻质——材料的质量密度与强度的比值 f 小 Q235钢 C30混凝土
f 1.7 ~ 3.7 104 / m
f 17104 / m
2. 塑性、韧性好
塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量
塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。
塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而
1.2 钢结构的建造过程和内在缺陷
第二章 钢结构的材料
2.5 钢的种类和钢材规格
一、钢的种类 1. 化学成分
普通碳素钢 Q235 普通低合金钢 Q345、Q390、Q420 2. 炉种 平炉 成本高，质量好（6小时100t左右） 氧气顶吹转炉 成本低，质量也可（15分钟150t）
3. 脱氧程度 沸腾钢（F） 脱氧较差 镇静钢（Z） 脱氧充分 半镇静钢（b） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 特殊镇静钢（TZ）
门式钢架轻钢厂房
钢排架
轻钢板房
钢结构住宅
钢结构住宅
钢框架结构
框架连接节点
钢结构办公楼
钢框架安装
香港中银大厦
大跨度空间结构
一、网架结构 二、桁架结构 三、张弦梁结构 四、组合结构
小跨度：30 m以下 中跨度：30~60 m 大跨度：60m以上
常见的网架结构
按连接节点形式可分为： 螺栓球网架 焊接球网架
螺栓球节点
焊接球节点
网架的形式
点支撑形式
网架的安装方法
一、高空散拼法 二、发条或分块安装 三、高空滑移法 四、整体吊装法 五、整体提升法（周边多点支撑的网架） 六、整体顶升法（适用较少点支成的网架） 七、满堂红脚手架平台
北京老山自行馆
突然断裂，给人以安全保证
韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。
韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。
1.1.2 钢结构的应用范围
（1）重：重工业厂房★ （2）大：大跨度结构★ （3）高：高层建筑、高耸结构★ （4）动：受动荷载作用的厂房 （5）轻：荷载较小的轻钢结构★ （6）小：小型、可拆装的结构
老山内部
放样定位
谢谢大家
壁厚1.5～5mm
2.5 钢的种类和钢材规格
2.2 结构应用
厂房钢结构 轻型钢结构 多层框架结构 大跨度钢结构 桥梁钢结构 高耸钢结构 高层钢结构 综合应用
• (1)厂房钢结构 厂房钢结构一般指重型、大型车间的承重 骨架。通常由檩条、天窗架、屋架、托架、 柱、吊车梁、制动梁（桁架）、各种支撑 及墙架等构件组成。
最典型工程——鸟巢
埃菲尔钢塔
央视大楼
英国
世博会——法国馆
第一章 绪论
钢结构的建造过程
建造的两个主要步骤：工厂制造、工地安装
一、工厂制造的工序：
钢材的验收、整理、保管 按图放样 加工如切割、冲孔等 构件整平 构件装配 变形矫正 除锈涂漆
二、工地安装的工序：
现场的扩大拼装 子结构吊装就位 精确就位后固定