抗风柱设计
抗风柱设计 |
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钢材等级:Q345
柱距(m):8、000
柱高(m):12、100
柱截面:焊接组合H形截面:
H*B1*B2*Tw*T1*T2=400*200*220*6*10*10
铰接信息:两端铰接
柱平面内计算长度系数:1、000
柱平面外计算长度:7、000
强度计算净截面系数:1、000
设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
容许挠度限值[υ]: l/400 = 30、250 (mm)
风载信息:
基本风压W0(kN/m2):0、420
风压力体形系数μs1:1、000
风吸力体形系数μs2:-1、000
风压高度变化系数μz:1、050
柱顶恒载(kN):0、000
柱顶活载(kN):0、000
墙板自承重
风载作用起始高度 y0(m):1、100
----- 设计依据 -----
1、《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012)
2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015)
----- 抗风柱设计 -----
1、截面特性计算
A =6、4800e-003; Xc =1、1000e-001; Yc =2、0602e-001;
Ix =1、8694e-004; Iy =1、5547e-005;
ix =1、6985e-001; iy =4、8982e-002;
W1x=9、0740e-004; W2x=9、6371e-004;
W1y=1、4133e-004; W2y=1、4133e-004;
2、风载计算
抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3、528
抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3、528
3、柱上各断面内力计算结果
△组合号 1:1、35恒+0、7*1、4活
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(kN、m): 0、000 0、000 0、000 0、000 0、000 0、
000 0、000
轴力(kN) : 8、256 7、568 6、880 6、192 5、504 4、
816 4、128
断面号 : 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN、m): 0、000 0、000 0、000 0、000 0、000 0、
000
轴力(kN) : 3、440 2、752 2、064 1、376 0、688 0、
000
△组合号 2:1、2恒+1、4风压+0、7*1、4活
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(kN、m): 0、000 -24、902 -47、728 -65、554 -78、358 -86、
139 -88、899
轴力(kN) : 7、339 6、727 6、116 5、504 4、893 4、
281 3、669
断面号 : 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN、m): -86、638 -79、354 -67、048 -49、721 -27、371 0、
000
轴力(kN) : 3、058 2、446 1、835 1、223 0、612 0、
000
△组合号 3:1、2恒+0、6*1、4风压+1、4活
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(kN、m): 0、000 -14、941 -28、637 -39、332 -47、015 -51、
684 -53、340
轴力(kN) : 7、339 6、727 6、116 5、504 4、893 4、
281 3、669
断面号 : 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN、m): -51、983 -47、612 -40、229 -29、832 -16、423 0、
000
轴力(kN) : 3、058 2、446 1、835 1、223 0、612 0、
000
△组合号 4:1、2恒+1、4风吸+0、7*1、4活
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(kN、m): 0、000 24、902 47、728 65、554 78、358 86、
139 88、899
轴力(kN) : 7、339 6、727 6、116 5、504 4、893 4、
281 3、669
断面号 : 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN、m): 86、638 79、354 67、048 49、721 27、371 0、
000
轴力(kN) : 3、058 2、446 1、835 1、223 0、612 0、
000
△组合号 5:1、2恒+0、6*1、4风吸+1、4活
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(kN、m): 0、000 14、941 28、637 39、332 47、015 51、
轴力(kN) : 7、339 6、727 6、116 5、504 4、893 4、
281 3、669
断面号 : 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN、m): 51、983 47、612 40、229 29、832 16、423 0、
000
轴力(kN) : 3、058 2、446 1、835 1、223 0、612 0、
000
柱底剪力设计值:
风压力作用(kN): 24、696
风吸力作用(kN): -24、696
4、抗风柱强度验算结果
控制组合:4
设计内力:弯矩(kN、m):88、899; 轴力(kN):7、339
抗风柱强度计算最大应力比: 0、322 < 1、0
抗风柱强度验算满足。
5、抗风柱平面内稳定验算结果
控制组合:2
设计内力:弯矩(kN、m):-88、899; 轴力(kN):7、339
平面内计算长度(m):12、100
抗风柱平面内长细比λx:71
轴心受压稳定系数φx:0、646
抗风柱平面内稳定计算最大应力(N/mm2): 100、003 < f=305、000
抗风柱平面内稳定应力验算满足。
抗风柱平面内长细比λx:71 < [λ]=180
6、抗风柱平面外稳定验算结果
控制组合:2
设计内力:弯矩(kN、m):-88、899; 轴力(kN):7、339
平面外计算长度(m):7、000
抗风柱平面外长细比λy:143
轴心受压稳定系数φy:0、241
受弯整体稳定系数φb:0、631
抗风柱平面外稳定计算最大应力(N/mm2): 0、851 < 1、0
抗风柱平面外稳定应力验算满足。
抗风柱平面外长细比λy:143 < [λ]=180
7、局部稳定验算
控制组合:1
腹板计算高厚比 H0/Tw=63、33 < 容许高厚比[H0/Tw]=250、0
翼缘宽厚比 B/T=10、70 < 容许宽厚比 [B/T] =12、4
8、挠度验算
△标准组合:1、0恒+1、0风
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
风压弯矩(kN、m): 0、000 -17、787 -34、092 -46、824 -55、970 -61、
风吸弯矩(kN、m): 0、000 17、787 34、092 46、824 55、970 61、
528 63、500
断面号 : 8 9 10 11 12 13
风压弯矩(kN、m): -61、884 -56、681 -47、892 -35、515 -19、551 0、
000
风吸弯矩(kN、m): 61、884 56、681 47、892 35、515 19、551 0、
000
抗风柱挠度计算结果:
断面号 : 1 2 3 4 5 6 7
风压挠度值(mm): 0、000 6、495 12、528 17、676 21、603 24、
069 24、926
风吸挠度值(mm): 0、000 -6、495 -12、528 -17、676 -21、603 -24、
069 -24、926
断面号 : 8 9 10 11 12 13
风压挠度值(mm): 24、122 21、700 17、798 12、647 6、573 0、
000
风吸挠度值(mm): -24、122 -21、700 -17、798 -12、647 -6、573 0、
000
风压最大挠度所在截面: 7
计算最大挠度: 24、926(mm) < 容许挠度: 30、250(mm)
风吸最大挠度所在截面: 7
计算最大挠度: -24、926(mm) < 容许挠度: 30、250(mm)
抗风柱挠度验算满足。
****** 抗风柱验算满足。******
抗风柱设计和支撑设计
一、 抗风柱设计和支撑设计 1、抗风柱设计 跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，每侧山墙设置两根抗风柱，形式为实腹工字钢。山墙墙面板及檩条自重为0.15kN/m 2，基本风压为0.55kN/m 2，试设计抗风柱的截面。 1）荷载计算 墙面恒载值2/15.0m kN p =; 风压高度变化系数0.1=z μ，风压体型系数9.0=s μ,风压设计值20/693.055.00.19.04.14.1m kN z s =×××==ωμμω； 单根抗风柱承受的均布线荷载设计值： 恒载m kN L p q /26.11815.03 14.1314.1=×××=×××=； 风荷载m kN L q W /82.518693.03 14.1314.1=×××=×××=ω。 2） 内力分析 抗风柱分析模型 抗风柱的柱脚和柱顶分别由基础和屋面支撑提供竖向及水平支承，分析模型如上图。可得到构件的最大轴压力为12.3kN ，最大弯矩为46.6m kN ?。 3） 截面选择 取工字钢截面为300x200x6x8，绕强轴长细比62，绕弱轴考虑墙面檩条隅撑的支承作用，计算长度取3米，那么绕弱轴的长细比为65，满足抗风柱的控制长细比限值[]λ150的要求。 强度校核： a a e MP MP W M A N 2152.90531209/106.464904/1230061<=×+=+=σ 稳定验算：
a a x by tx y MP MP W M A N 21509.93531209 97.0466000004904783.01230011<=×+×=+?β? 挠度验算： 在横向风荷载作用下，抗风柱的水平挠度为13.6mm 小于L/400(20mm)，满足挠度要求。 2、支撑设计 跨度18米的两端山墙封闭单层厂房，檐口标高8米，榀距6米，每侧边柱各设有一道柱间支撑，形式为单层X 形交叉支撑。取山墙面的基本风压0.55，试设计支撑形式及截面。 对于单层无吊车普通厂房，支撑采用张紧的圆钢截面，预张力控制在杆件拉力设计值的10%左右。 1）荷载计算 风压高度变化系数0.1=z μ，风压体型系数9.0=s μ，风压设计值20/693.055.00.19.04.14.1m kN z s =×××==ωμμω； 单片柱间支撑柱顶风荷载集中力： kN S F W 95.24188693.04 141=×××=××=ω。 2） 内力分析 柱间支撑分析模型 如上图的计算模型，考虑张紧的圆钢只能受拉，故虚线部分退出计算，得到的支撑杆件拉力值kN N 5.41=； 考虑钢杆的预加张力作用，在拉杆设计中留出20%的余量，杆件拉力设计值kN N 8.492.15.41=×=； 3)截面选择 杆件净面积223221549800mm f N A ===。取20φ的圆钢，截面积为314mm 2
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结构设计毕业设计 题目：某股份责任有限公司 办公楼一 专业：土木工程学号：*** 班级：***级本科姓名：***
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目录 第一章工程资料 (3) 第二章结构布置 (3) 第一节框架布置要求 (3) 第二节构件截面尺寸确定 (4) 第三章荷载计算 (5) 第一节面荷载标准值 (5) 第二节线荷载标准值 (6) 第三节风荷载计算 (7) 第四节地震荷载计算 (7) 第四章 PKPM设计 (13) 第一节PMCAD框架计算结果简图 (13) 第二节LTCAD楼梯钢筋计算书 (13) 第五章基础设计 (16) 第一节常用的基础 (16) 第二节基础选型 (17) 第三节基础计算 (17) 附录 (21) 参考文献 (33)
第一章工程资料 按给定的办公楼建筑施工图进行结构设计和施工组织设计。拟建办公楼位于某市市 郊，层楼四层，气象及自然条件如下： 1、主导风向：夏季东南风，冬季东北风； 2、最大基本风压：0.75kN/㎡； 3、温度：最热平均温度290C； 4、相对湿度：最热平均80%； 5、平均年总降水量1300mm。 第二章结构布置 结构布置是结构设计的一个十分重要的步骤，其内容包括：结构体系的选择、框架布置、变形缝设计以及构件截面尺寸的确定等。 本建筑为办公楼，共4层，建筑造型简洁，本着“满足使用要求，受力合理，技术上可行，尽可能达到综合经济技术指标先进”的原则，结合地基环境，综合考虑技术经济条件和建筑艺术的要求，参考以上结构体系的优缺点，本建筑宜使用框架结构体系。 第一节框架布置要求 框架结构是由梁和柱连接而成的。梁柱交接处的框架节点通常为刚接，有时也将部分节点做成铰接或半铰接。柱底一般为固定支座，必要时也设计成铰支座。为利于结构受力，框架梁宜拉通、对直，框架柱宜纵横对齐、上下对称，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。 框架结构柱网布置应满足以下要求： （1）满足生产工艺的要求。在多层办公楼设计中，生产工艺的要求是厂房平面设计的主要依据，建筑平面布置主要有内廊式、统间式、大宽式等几种。与此相应，柱网布置方式可以分为内廊式、等跨式、对称不等跨式等几种； （2）满足建筑平面布置的要求。在旅馆、办公楼等民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调，一般常将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上，以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响。柱网的尺寸还受梁跨度的限制，梁跨度一般在6～9米之间为宜； （3）满足结构受力合理。多层框架主要承受竖向荷载。柱网布置时，应考虑到结构
抗风柱设计(相关知识)
抗风柱设计 | | 钢材等级：Q345 柱距(m)：8.000 柱高(m)：12.100 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=400*200*220*6*10*10 铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：7.000 强度计算净截面系数：1.000 设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 容许挠度限值[υ]: l/400 = 30.250 (mm) 风载信息： 基本风压W0(kN/m2)：0.420 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 风压高度变化系数μz：1.050 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 墙板自承重 风载作用起始高度 y0(m)：1.100 ----- 设计依据 ----- 1、《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012) 2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015) ----- 抗风柱设计 ----- 1、截面特性计算 A =6.4800e-003; Xc =1.1000e-001; Yc =2.0602e-001; Ix =1.8694e-004; Iy =1.5547e-005; ix =1.6985e-001; iy =4.8982e-002; W1x=9.0740e-004; W2x=9.6371e-004; W1y=1.4133e-004; W2y=1.4133e-004; 2、风载计算
抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3.528 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3.528 3、柱上各断面内力计算结果 △组合号 1：1.35恒+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 8.256 7.568 6.880 6.192 5.504 4.816 4.128 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 3.440 2.752 2.064 1.376 0.688 0.000 △组合号 2：1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -24.902 -47.728 -65.554 -78.358 -86.139 -88.899 轴力(kN) ： 7.339 6.727 6.116 5.504 4.893 4.281 3.669 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -86.638 -79.354 -67.048 -49.721 -27.371 0.000 轴力(kN) ： 3.058 2.446 1.835 1.223 0.612 0.000 △组合号 3：1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -14.941 -28.637 -39.332 -47.015 -51.684 -53.340 轴力(kN) ： 7.339 6.727 6.116 5.504 4.893 4.281 3.669 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -51.983 -47.612 -40.229 -29.832 -16.423 0.000 轴力(kN) ： 3.058 2.446 1.835 1.223 0.612 0.000
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体育场网架屋盖结构风振浅析 XXX （学校，南京，210016） 摘要：伴随着的材料科学发展和土木工程施工工艺的进步，新建的体育场看台多用外形美观、结构新颖的大跨度柔性结构方向发展，这不仅满足了结构使用功能的需要，同时也给观众提供了开阔的视野。大跨度网架屋盖结构在风荷载下会受到强大的吸力，并引起柔性屋面的振动。本文简要介绍了大跨结构表面风压分布特征，风致破坏机理和风洞试验在大跨屋盖结构的应用。 关键词：大跨网架屋盖结构；风致破坏；风洞试验 A Brief Analysis of Study on Wind Induced Dynamic Response of Long Span Grid Roof Structures XXX ( College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics ＆ Astronautics, Nanjing, 210016, China) Abstract：Along with the development of science and technology，the stands of stadium are often covered with long—span flexible roof structures with beautiful shapes and new structural systems.It not noly meets the function of use,but also provide the audience with good view.When wind flows around roofs,the airflow will be separated to form a high suction zone，and the flexible roofs will suffer from wind—induced buffeting response.The article made a brief introduction of the issue Key words：Long-span grid structures；wind damage；wind tunnel test 引言 风灾是自然灾害的主要灾种之一，虽然其作用幅度比一般地震荷载小，但其作用频度却比地震荷载高得多。随着结构规模的增加，风荷载变得越来越重要，以至于最后成为结构设计中控制性荷载，近年来，国内外建造了大量的重大工程建筑结构，在这些重大工程的设计中，强风作用下结构的风荷载往往决定着结构的安全性能。典型的实例是大跨度网架屋盖结构，此类结构不断出现在体育场馆、机场、文体活动中心和展览馆等大型公共建筑中。国内著名的大悬挑屋盖体育场有上海虹口足球场、青岛体育中心、上海八万人体育场以及台州体育中心主体育场等，国外实例有意大利罗马体育场、美国亚特兰大奥运会主体育场、加拿大蒙特利尔奥林匹克体育场等。此类建筑造价颇高，作为公共建筑，社会效益显著，多为当地标志性建筑。 此类体育场屋盖具有质量轻、跨度大、柔性大、阻尼小、自振频率低的特点，而且这类结构往往比较低矮，在大气边界层中处于风速变化大、湍流度高的区域，再加上屋顶形状多不规则，绕流和空气动力作用十分复杂，风在体育场内形成了一个大的三维空间的非定常湍流场，体育场内风流动的机理很复杂，所以这种大跨屋盖对风荷载十分敏感。风荷
钢结构抗风柱的设计样本
钢构造抗风柱设计 一、简介设立在房屋构造两端山墙内，抵抗水平风荷载钢筋混凝土构造柱简称为抗风柱。将抗风柱在水平方向连接起来、起整体加固作用钢筋混凝土梁简称为抗风横梁。普通用于高耸、内部大空间、横墙少砖混构造房屋，如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，咱们从图中可以看一下抗风柱位置状况： 抗风柱虽然在《钢构造设计规范》和《门式刚架规范》中均未有专门条文简介如何设计，但是作为构造受力构件，只要分析清晰它在构造体系中受力状态，按照规范有关条文进行计算分析，并满足规范规定构造规定，咱们就能合理设计出安全经济抗风柱。接下来咱们就抗风柱设计全面简介如下： 二、力学分析 抗风柱有三种布置办法： (1) 即抗风柱柱脚与基本刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。 (2) 即抗风柱柱脚与基本铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连接。按这两种布置办法，屋面荷载所有由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递竖向荷载，只承受墙体和自身重量和风荷载,成为名副其实“抗风柱”。 (3)按门式刚架轻钢构造布置，抗风柱与屋架梁刚接，与钢梁、钢柱一起构成门式刚架构造。即抗风柱柱脚与基本铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按
这种布置办法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同步承担竖向荷载和风荷载。 第一种布置方式即悬臂梁式。 重要特点是：抗风柱柱脚刚接，相称于咱们普通悬臂梁受力形式，抗风柱自身独立承受墙面传递风荷载。在过去重屋面单层工业厂房中，由于抗风柱和厂房构造柱所承受竖向荷载差距较大，为避免不均匀沉降对构造受力形式变化和不利影响，普通需要释放竖向约束。在轻钢厂房开始初期，咱们经常看到某些图纸中，在抗风柱顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是这种设计理念。 这种抗风柱重要特点是： 1）柱脚刚接； 2）截面依照实际状况，有时较大，有时就会很节约； 3）顶部弹簧板连接。 咱们当前把悬臂梁式抗风柱力学模型展示如图2所示：第二种为简支梁式，这种抗风柱特点是：柱脚铰接、顶部与主钢架铰接，这种抗风柱受力形式简朴，采用较小截面就能满足。风荷载通过抗风柱传递到主钢架，依托主钢架支撑体系承受水平风荷载。在轻型钢构造厂房设计中，受力形式简朴，力传递途径明确。 重要特点是： 1）主钢架承受竖向荷载和横向水平荷载；
土木工程专业设计
目录 一.工程概况- 1 - 二.设计资料与设计依据- 1 - （一）基本条件- 1 - （二）设计依据- 1 - 三.建筑设计- 1 - （一）办公区- 1 - （二）大厅部分- 2 - 四.结构设计- 2 - （一）结构布置- 2 - （二）荷载计算- 5 - （三）内力分析- 12 - （四）内力组合- 22 - （五）截面设计- 24 - （六）框架部分板配筋计算- 36 - （七）楼梯设计- 39 - （八）檩条设计- 41 - （九）牛腿设计- 42 - （十）柱的吊装验算- 43 - （十一）抗风柱设计- 45 - （十二）基础设计- 47 - 致谢- 54 - 参考文献- 55 -
土木工程专业毕业设计 一.工程概况 本工程为某大学土木馆结构试验室，包括实验大厅与办公楼两部分，总建筑面积5232.49㎡，主要建筑功能为结构试验与办公，设有150kN 中级制A2级桥式吊车。总长48m ，厂房跨度15m ，室内外高差600mm 。 二.设计资料与设计依据 （一）基本条件 1、气象条件 基本风压0.55kN/m 2，基本雪压为0.4 kN/m 2。 2、设计标高 室内设计标高±0.000m,与绝对标高相当，室内外高差0.6m. 3、地质条件 地下水埋深0.3-1.5m ，各土层为：杂填土平均厚度1.36m ，主要成分为碎 石.坡积土；粉质粘土平均厚度1.57m ，含水量28.9%-13.0=w ，比重 2.74-2.7=s G ，重度19.6kN/m -18.8=γ,塑性指数4.185.8-=I p ，液性指数0.69--0.68=I ，承载力标准值为kPa f k 100=；中砂 平均厚度2.7m ，承载力标准值为kPa f k 85=；淤泥质粉土平均厚度7.86m ，塑性指数 9.102.6-=I p ，液性指数2.222.1-=I ，承载力标准值为kPa f k 60=；粘土在地面下13.02m ，塑性指数9.253.10-=I p ，液性指数33.031.0--=I 4、抗震设防 抗震设防烈度为七度，设计基本加速度为0.1g ，属第一组 （二）设计依据 1、建筑结构荷载规范（GB5009-2001） 2、混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 3、山东省建筑标准设计-建筑做法说明（DBJT14-2） 4、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 5、建筑设计防火规范（GBJ16-87） 6、抗震设计规范（GB50011-2001） 三.建筑设计 （一）办公区 1、屋面做法 现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚30mm ，2%自檐口向中间找坡， 102水泥砂浆找平层厚20mm ，二毡三油防水层，撒绿豆砂保护。 2、楼面做法 楼板顶面20mm 厚水泥砂浆找平，5mm 厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着 色粉面层，楼板底面为15mm 厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。 3、墙面做法 墙身为粉煤灰砌块，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面
太阳能路灯抗风设计
2.3.2 抗风设计 在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。 ⑴太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。 ⑵路灯灯杆的抗风设计 路灯的参数如下： 电池板倾角A = 16o 灯杆高度= 5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ= 4mm 灯杆底部外径= 168mm 如图3，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计
算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为 PQ = [5000+（168+6） /tan16o]×Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。 根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数， F = 1.3×730= 949N。 所以，M = F×1.545= 949×1.545= 1466N.m。 根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π× （3r2δ＋3rδ2＋δ3）。 上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。 破坏面抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3） =π×（3×842×4＋ 3×84×42＋43）= 88768mm3 =88.768×10－6 m3 风荷载在破坏面上作用矩引起的应力= M/W = 1466/（88.768×10－ 6）=16.5×106pa=16.5 Mpa＜＜215Mpa 其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。 所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。
建筑结构抗风设计
建筑结构抗风设计在如今经济高速发展的同时，建筑的高度也飞速增高，而且建筑体型越来越复杂。高楼引来“风速杀手”。由于高层、超高层建筑鳞次栉比而引发峡谷效应，使城市街道风速加大，以致危及行人和行车安全。这种峡谷效应还表现在某些高楼部分外墙表面因风速过大产生巨大负压，玻璃幕墙或大墙板块会像雪崩一样脱落，高档门窗等也常常会发生突然崩塌、坠落伤人事故。所以，建筑高度的增高和复杂的体型使得建筑结构抗风设计的难度也在不断提高。我们要明白风对建筑的危害机理才能更好地进行抗风设计。风是紊乱的随机现象。风对建筑物的作用十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建筑物风作用的计算方法；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人和商店有很大影响；当附近还有别的高层建筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道也会造成危害。风对建筑物表面的作用力大小，与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。 我国是世界上遭受台风灾害最为严重的国家之一,每年因台风灾害造成的经济 损失十分惨重。城市各类建筑物的损坏与倒塌是风灾直接损失的主要组成部分,快速预测和评估城市建筑物遭受风灾后的损伤情况,对城市防灾减灾工作至关重要,也是目前土木工程领域急待解决的一个问题。接下来让我们看一些比较成功的抗风设计的实例。 1974年美国芝加哥建成443m高（加上天线达500m）110层的西尔斯大楼成为当时世界最高的建筑，纽约的世界贸易中心大厦(412m，110层)只能让位，退居第二。大楼由9个标准方形钢筒体(22．9mx22．9m）组成。该结构由SOM设计．建筑师为FazlurKahn。建造到52层减少2个简体．到67层再减少2个简体．到92层再
抗风柱设计
抗风柱设计 抗风柱就是一根梁，无非是两段都是铰接，或是一端铰接一端固结，或者都是固结。 抗风柱受力的模型： 大家可以清楚的看到，抗风柱只是承受一个均部的风荷载（如果考虑高度变化的话，其实应该是一个梯形荷载，就是下端小，上端大）。这里还需要注意一个问题，就是抗风柱其实也是多少承担一些屋面梁的恒载和活载的。不过我们通常的做法是不考虑屋面梁恒载和活载传递给抗风柱的。而实际上，就是考虑也没有多少力量，轴向力对于抗风柱来说就无关紧要了。（大家注意，我们一定要忽略一些对主体影响很小的因素，这样才能保证我们计算的简单化）
抗风柱的计算要点： A 需要参考的是轻钢规程附录的风荷载规定
我们来简单解释下轻钢规程中的风荷载规定： 轻型房屋钢结构的风荷载，是以我国现行国家标准《建筑结构荷载规范》为基础确定的。计算这种房屋结构风荷载标准值时所需的风荷载体型系数，由于我国现有资料不完备，因此主要采用了美国金属房屋制造商协会《低层房屋体系手册》（）中有关小坡度房屋的规定。分析研究表明，当柱脚铰接且刚架的小于 和柱脚刚接且小于（例如，檐口高度为，刚架跨度分别小于和）时，采用规定的风荷载体型系数计 GB50009MBMA 1996l/h 2.3l/h 3.0h 8m l 18m 24m GB50009
算所得控制截面的弯矩，较按规定的体型系数计算所得值低，即严重不安全。因此，需要采用的规定值。 手册中关于风荷载的规定，是在有国际权威性的加拿大西安大略大学边界层风动试验室，由美国钢铁研究会、美国和加拿大钢铁工业结构研究会等专业机构共同试验研究得出，是专门针对低层钢结构房屋的，内容全面且详尽，已为多国采用，并纳入国际标准。 手册规定的风荷载体型系数必须与以年一遇的最大英里风速为基础的速度风压配套使用。因此转换到与我国荷载规范规定的以年一遇的平均最大风速为基础的基本风压㎡配套使用时，必须乘以的平均换算系数。此外，美国规范规定，这遇风组合时，结构构件设计的允许应力可提高 倍。考虑到这两个因素的影响，引用的体型系数后，我国的基本风压值应乘以综合调整系数即。 关于阵风系数，荷载规范的说明中指出，“对于低矮房屋的围护结构，按本规范提供的阵风系数确定的风荷载，与某些国外规范专为低矮房屋制定的规定相比，有估计过高的可能。考虑到近地面湍流规律的复杂性，在取得更多资料以前，本规范暂不明确低矮房屋围护结构风荷载的具体规定，容许设计者参照国外对低矮房屋的边界层风洞试验资料或有关规定进行设计”。由于手册中规定的风荷载体型系数已经包含了阵风效应，且是内、外压力的峰值组合，因此可以不用考虑阵风系数。 MBMA 0~60%MBMA MBMA AISI MBMA SICC ISO MBMA 50(mph)(psf)GB500095010min (m/s)(kN/) 1.41.33MBMA 1.05( 1.4/1.33)GB50009MBMA
高层建筑结构的抗风设计
高层建筑结构的抗风设计 【摘要】随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已成为控制结构安全性能和使用性能的关键因素。根据建设规模，我国城市建设中占据比例最大的是高层建筑，而高层建筑结构的多变性和复杂性，使得结构设计工作成为建筑施工的重点和难点。面对高层建筑结构设计的相关问题，本文将对高层建筑抗风结构常见结构的问题进行分析。 【关键词】高层，建筑结构，抗风设计 一.前言 随着我国经济的快速发，在建筑方面高层建筑结构与低层建筑结构一样，需要同时承受结构自身自重（及其他荷载）产生的垂直作用和风荷载产生的水平作用，相对于低层建筑结构水平荷载对整个结构受力影响通常较小的状况，在高层建筑结构中水平风荷载会成为高层（超高层）建筑结构设计的受力控制因素。针对我国高层建筑结构的抗风设计进行深入的研究和探讨。 二.高层建筑结构抗风设计中存在的问题 1.设计风压等级的确立 设计风压等级的建立需要考虑多种因素的影响。目前，我国还没有对结构设计风压等级给出明确定义，具体的划分原则和范围界定还需进一步的研究探讨。 2.风振系数的确定 我国目前确定结构风震系数时采用的阻尼比是按已建建筑在微振下所获取的阻尼比实测值确定的，而抗风设计所取的风载是30-100年一遇的大风荷载。此时，结构的振动将不是微小振动，而是有较大位移的振动，而大位移振动与微振的结构阻尼比是不同的，一般前者比后者大;而阻尼比增大，将使风振系数减小。因此目前我国进行高层建筑钢结构抗风设计所取的风振系数可能偏大。 3.风振舒适度的考虑 《高规》中规定重现期为10年的最大加速度限值为：公共建筑0.28m/s2；公寓建筑0.20m/s2。本文认为存在如下有待完善之处：首先，重现期取为10年已不能满足要求。《建筑荷载设计规范》中对一般结构基本风压重现期已规定为50年，且对特殊结构还要进行重现期为100年的舒适度验算；其次，该规定只将民用建筑分为公共建筑和公寓建筑两类，不够具体；再次，将峰值加速度限值仅定为0.28m/s2和0.20m/s2，不够精确。 三.高层建筑的抗风设计
抗风柱计算书
#、#抗风柱计算书 ------------------------------- | 抗风柱设计| | | | 构件：KFZ1 | | 日期：2012/11/09 | | 时间：09:09:59 | ------------------------------- ----- 设计信息----- 钢材等级：Q235 柱距(m)：8.800 柱高(m)：7.440 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=300*250*250*6*10*10
铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：7.440 强度计算净截面系数：1.000 设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》容许挠度限值[υ]: l/400 = 18.600 (mm) 风载信息： 基本风压W0(kN/m2)：0.400 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 风压高度变化系数μz：1.000 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 考虑墙板荷载 风载、墙板荷载作用起始高度y0(m)：0.000 ----- 设计依据----- 1、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)
2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002) ----- 抗风柱设计----- 1、截面特性计算 A =6.6800e-003; Xc =1.2500e-001; Yc =1.5000e-001; Ix =1.1614e-004; Iy =2.6047e-005; ix =1.3186e-001; iy =6.2444e-002; W1x=7.7428e-004; W2x=7.7428e-004; W1y=2.0837e-004; W2y=2.0837e-004; 2、风载计算 抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3.520 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3.520 3、墙板荷载计算 墙板自重(kN/m2) : 0.200 墙板中心偏柱形心距(m): 0.260 墙梁数: 6
高层建筑结构的抗风设计
高层建筑结构的抗风设计 一、前言 当前，我国高层建筑的高度不断增加，加之全球气候和环境问题，使得高层建筑抗风设计受到人们的广泛关注。 二、高层建筑抗风的研究方法 结构抗风性能研究的主要方法有风洞试验、CFD数值模拟、理论分析和现场实测四种。 1、风洞试验方法 风洞试验，即在大气边界层风洞中用模型试验来模拟实际结构在风的作用下静力和动力效应。常用的风洞试验方法包括刚性模型测压试验、高频动态天平试验、节段模型测力试验、节段模型测振试验和气动弹性模型试验等。刚性模型测压试验也就是按照外形几何相似的原则，以一定缩尺比例制作测压模型进行风洞测压试验。这种试验方法是一种结构表面上的所有压力测点的同步压力测试法，它要求所有测点同步测试，结构响应的计算可以考虑多模态的影响，但较多测点的同步测试需要较好的试验测试设备。 高频动态天平试验得到理想状态下的结构响应，较容易实现，在高层建筑模型的风洞试验中该方法应用较广，但是它只能考虑一阶直线型模态，不能考虑高阶模态影响，一般只能从理论上进行修正或加入一定的假定来弥补试验的不足。节段模型测力试验和节段模型测振试验一般使用刚性或弹性支座模型，通常用于桥梁结构，也可以用于其它细长形状的结构。气动弹性模型试验能够全面考虑结构和气流的相互耦合作用，较为真实地反映结构在大气边界层中的动力响应形式，是进行结构风致响应研究的一种重要手段，但是模型制作和试验都比较复杂。 2、计算流体力学数值模拟的方法 CFD数值模拟，即应用计算流体力学(CFD)技术在计算机上模拟建筑物周围的风压场变化并求解建筑物结构表面的风荷载分布。它拥有直接模拟实际风环境的能力，但是，建筑物位于大气边界层中，气流在大气边界层中的流动状态十分复杂，往往是计算流体力学中最难模拟的内容。同时，钝体建筑物周围流场也十分复杂，它是由撞击、分离、回流、环绕和旋涡等组成的，因此就目前来说，CFD 数值模拟方法还是无法替代风洞试验。
钢结构抗风柱地设计
钢结构抗风柱的设计 一、介绍设置在房屋结构两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造 柱简称为抗风柱。将抗风柱在水平方向连接起来、起整体加固作用的钢筋混凝 土梁简称为抗风横梁。一般用于高耸、内部大空间、横墙少的砖混结构房屋， 如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，我们从图中可以看一下抗 风柱的位置情况： 抗风柱虽然在《钢结构设计规范》和《门式刚架规范》中均未有专 门条文介绍如何设计，但是作为结构受力构件，只要分析清楚它在结构体系中 的受力状态，按照规范相关条文进行计算分析，并满足规范规定的构造要求， 我们就能合理的设计出安全经济的抗风柱。接下来我们就抗风柱的设计全面介 绍如下： 二、力学分析 抗风柱有三种布置方法： (1) 即抗风柱柱脚与基础刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。 (2) 即抗风柱柱脚与基础铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连接。按这两种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,成为名副其实的“抗风柱”。 (3)按门式刚架轻钢结构布置，抗风柱与屋架梁刚接，与钢梁、钢柱一起组成门式刚架结构。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同时承担竖向荷 载和风荷载。 第一种布置方式即悬臂梁式。 主要特点是：抗风柱柱脚刚接，相当于我们一般的悬臂梁受力形式，抗风柱本身独立承受墙面传递的风荷载。在过去重屋面的单层工业厂房中，因
为抗风柱和厂房结构柱所承受的竖向荷载差距较大，为避免不均匀沉降对结构 受力形式的改变和不利影响，一般需要释放竖向约束。在轻钢厂房开始的初期，我们经常看到一些图纸中，在抗风柱的顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是 这种设计理念。 这种抗风柱的主要特点是： 1）柱脚刚接； 2）截面根据实际情况，有时较大，有时就会很节省； 3）顶部弹簧板连接。 我们现在把悬臂梁式抗风柱力学模型展示如图2所示：第二种为简 支梁式，这种抗风柱的特点是：柱脚铰接、顶部与主钢架铰接，这种抗风柱的 受力形式简单，采用较小的截面就能满足。风荷载通过抗风柱传递到主钢架， 依靠主钢架的支撑体系承受水平风荷载。在轻型钢结构厂房设计中，受力形式 简单，力的传递途径明确。 主要的特点是： 1）主钢架承受竖向荷载和横向水平荷载； 2）抗风柱承受和传递水平纵向风荷载； 3）支撑体系承受纵向水平荷载。 这种抗风柱的优点是： 1）受力形式简单，截面较小； 2）铰接节点加工和安装比较方便，成本低； 3）充分发挥了整体结构的承载能力，总体成本低。 我们现在把简支梁式抗风柱力学模型展示如图3所示： 三、设计计算对于抗风柱首先要满足《钢结构设计规范》中对于钢柱的基 本规定： 1、容许长细比
结构抗风抗震感想
结构抗风抗震感想 结构抗风抗震是个庞大的学科，但最主要的是桥梁抗风与抗震，桥梁抗风抗震无论是在中国还是在国外，都有着一定的发展历史，长期的发展历程。整个世界每天都在改变，而桥梁抗风抗震也随科学的进步而发展。力学的发现，材料的更新，不断有更多的科学技术引入桥梁中。以前只能建在小的地方的桥，现在不仅可以建各种类型的大跨度桥，更要追求美观，不同的思想，不同的科学，推动了桥梁抗风抗震的发展，使其更加完美的融入结构抗风抗震中。 结构抗风抗震也是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的桥梁抗风抗震将在人们的桥梁建设生活中占据更重要的地位。这是一门需要心平气和和极大的耐心和细心的专业。因为成千上万，甚至几十万根线条要把桥梁的每一处结构清楚的反映出来。没有一个平和的心态，做什么事情都只是浮在表面上，对任何一座桥梁的结构，对要从事的事业便不可能有一个清晰、准确和深刻的认识，这自然是不行的。从事这个行业，可能没有挑灯夜战的勇气，没有不达目的不罢休的精神，只会被同行所淘汰。这是一个需要责任感和爱心的行业。要有一颗负责的心——我一人之命在我手，千万人之命在我手。既然选择了桥梁抗风抗震建设，就应该踏踏实实的肩负起这个责任。这更是一个不断追求完美的行业。金字塔，壮观吧；长城，雄伟吧......但如果没有一代又一代人的不断追求，今天的我们或许还用那种最古老的办法来造这同样的桥梁建筑。设计一座桥梁的结构是很繁，但是这都是经历了数个世纪的涤荡，经过不断的积累，不断改良，不断创新所得到的。而且这样的追求，绝不局限于过去。试想，如果设计一座桥梁能够像计算一加一等于二一样简单而易于掌握，那何了而不为呢？因此，桥梁抗风抗震大师总是在不断的求索中。一个最简单的结构，最少的耗费，最大的功用。选择研究桥梁抗风抗震，选择了一条踏实勤奋，不断创新，追求完美的道路。随着人们生活的水平的不断提高，人们对自己所处的地球空间已经不仅仅单纯从数量上提出更高的要求，而且从速度上也提了更高的要求，要求快速，有一定抗风险能力。这就需要对桥梁进行必要的加固。如果说桥梁主体工程构成了桥梁的骨架，那么装饰后的桥梁抗风减震则成了有血有肉的有机体，最终以丰富的，完善的面貌出现在人们的面前，最佳的桥梁抗风抗震应该充分体现各种材料的有关特性，结合现有的施工技术，最有效的手法，来达到构思所要表达的效果。桥梁设
(完整版)土木工程结构设计开题报告
南京工程学院 毕业设计开题报告 课题名称：南京公寓住宅楼设计 学生姓名：史精 指导教师：何培玲 所在系部：建筑工程学院 专业名称：土木工程 南京工程学院 2013年3月4日
1．根据南京工程学院《毕业设计（论文）工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5.开题报告检查原则上在第2?4周完成，各系完成毕业设计开 题检查后，应写一份开题情况总结报告。
课题名称 南京公寓住宅楼设计 本工程总建筑面积约为3000平方米左右，总占地面积为400平方米 左右。层数约为6层。主要立面临街。采用框架结构。主要用房：客厅, 卫生间，卧室，厨房，阳台，书房等。底层层高大约2.48m ,标准层2.9m ， 底层是储藏间和车库。一栋住宅楼分为两个单元，每个单元每层两户住 房，在单元中间设置楼梯。屋面为上人屋面。顶层以上设置阁楼。 参考密度：30%-50%、参考容积：1-2、绿化率：25%以上 依据： 所学教材：房屋建筑学，建筑制图，混凝土结构，材料力学，结构 力学，施工技术与组织管理，土力学，基础工程，建筑抗震设计等； 图集：建筑制图标准等； 国家现行有关规范和标准：混凝土结构设计规范，建筑结构何在规 范，高层建筑混凝土结构技术规程，建筑抗震设计规范，建筑制图标准 等，建筑防火设计，建筑防火规范，建筑工程标准荷载学； 其他：多高层框架结构，高等学校建筑工程专业毕业设计指导、公 寓住宅楼建筑设计规范等。 设计内容 （1） 建筑方案设计。 1 ?总平面设计：合理布置建筑主、次入口；尽可能考虑室外停车； 满足建 筑物防火间距及消防通道要求。 2. 平面设计：合理确定平面柱网尺寸；布置房间；确定楼梯数量、 位置及 形式；满足室内采光、通风要求。 3. 剖面设计：确定合理层高；给出楼（地）面、屋面、墙身工程做 法。 4. 立面设计：建筑风格、造型应富有创意，有时代感。 （2） 建筑施工图设计。 建筑施工图就是建筑工程上所用的，一种能够十分准确地表达出建筑 物的 外形轮廓、大小尺寸、结构构造和材料做法的图样。它是房屋建筑 施工的依 据。建筑施工图的组成部分：建筑平面、建筑立面和建筑剖面。 （3） 建筑结构设计与计算。 以建筑施工图为依据，确定结构平面、竖向布置方案；初定结构构件尺 寸及材料； 选定结构计算简图；进行竖向荷载统计，地震作用计算；风 荷载计算；完成选定 一榀框架的内力计算及内力组合；进行楼盖和屋盖 结构设计；结构零星构件（阳 台、雨篷、挑檐等）设计；楼梯设计；基 础设计等。 （4）绘制结构施工图。结构施工图是关于承重构件的布置 ，使用的材形 状，大小.及内部构造的工程图样，是承重构件以及其他受力构件施 工的依学生姓名 指导教师姓名 课题来源 史精 何培玲 自拟课题 240095330 专业 教授 所在系部 课题性质 土木工程 建筑工程 工程设计 毕业设计的内 容和意义