钢结构住宅节点构造设计理论与方法
浅析钢结构住宅节点构造设计的理论与方法【摘要】本文围绕着钢结构的节点构造设计,首先介绍了影响节点构造设计的因素以及节点构造设计应遵循的原则,然后以钢结构住宅围护构件——基础与门窗的构造设计以及构件连接节点的构造设计为例,详细介绍了这些节点构造设计的技术及注意事项等问题。
【关键词】钢结构住宅节点构造设计引言在所有的钢结构住宅的建筑设计系统中,节点构造系统的技术含量最大。
它包括选择材料和组织材料两个方面,和结构系统、设备系统等有着密切的关系。
因此,钢结构住宅的节点构造设计比一般砖混结构住宅和钢筋混凝土结构住宅的节点构造设计更为复杂,主要体现在:它与平面功能设计、立面造型设计、材料和结构设计以及设备设计和工业化生产程度都密切相关。
因此钢结构住宅的节点构造设计的研究既要研究内部各节点构造的技术及相互关系,又要注意研究和其他分项设计的关系,并从其他系统中汲取营养。
一、影响节点构造设计的因素钢技术在住宅建筑中的应用为住宅的发展注入了新的活力,同时也给建筑师提出了新的要求。
我国己进行了“改善住宅功能和质量”的研究,从声、光、热、空气质量、使用功能、环境质量等多方面提出了目标、任务和方法,这就要求建筑师通过对居住环境的全新认识和深刻理解,充分考虑各种因素的影响,在经济的、现实的、可能的情况下,为社会提供高质量、高效益、高情感的居住环境。
影响钢结构住宅节点构造设计的因素大致分为以下几个方面:1.1 法规、规范及方针政策建筑类法规及规范是我国建筑界常用的标准的表达形式。
它是以建筑科学、技术和实践经验的综合成果为基础,经有关方面认定,由国务院有关部委批准、颁发,作为全国建筑界共同遵守的准则和依据,设计人员必须遵守各种规范、标准与方针政策来完成设计工作。
目前,我国的钢结构住宅建设还处于试验性阶段,主要规范有《住宅建筑设计规范》、《钢结构设计规范》、《高层民用建筑钢结构技术规程》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《钢结构住宅建筑产业化技术导则》等。
1.2 自然条件钢结构住宅的节点构造设计要受到自然条件包括温湿度、日照、雨雪、风力等气候条件及地形、地质条件以及地震烈度等的限制和制约。
我国幅员辽阔,南北东西气候差别悬殊,因此建筑构造设计应与各地的气候特点相适应。
在做节点构造设计时,必须掌握建筑物所在地区的自然条件,明确影响性质和程度,对建筑物各部位采取相应的措施。
如对于寒冷地区,应满足保温、防寒、防冻、防止冷风渗透等要求,且外窗的大小、层数及墙体的材料与厚度受到一定的限制。
炎热地区的建筑,则应保证通风、隔热等要求。
此外,构造设计还应考虑到自然界的风、地震等自然灾害,必须采取相关措施以防止建筑产生严重破坏,确保建筑的安全和正常使用。
1.3 外力的影响外力的大小和作用方式决定了结构的型式、构件的用料、形状和尺寸,而构件的选材、形状和尺寸与建筑物节点构造设计有着密切的关系,是节点构造设计的依据。
钢结构住宅的承重骨架采用经济型钢材,围护结构采用轻质高强的新型材料,其抵抗外荷载的能力明显增强,因此,结构杆件多采用“壁薄杆细”的截面形式,在做节点构造设计时要予以重视。
此外,影响钢结构住宅的节点设计的因素还有对住宅的使用要求、物质技术条件、经济条件等,在这里就不一一详细介绍。
二、节点构造设计原则钢结构住宅由于其使用材料的特殊性,在做节点构造设计时,除需满足建筑设计的一般要求外,还要针对住宅建筑的特点,充分发掘钢构件和围护构件的性能,满足以下设计原则:(1)满足功能要求满足住宅建筑设计的各项使用功能要求,如保温、隔热、隔声、防潮、防水、防火、防盗等,在构造设计时,综合有关技术知识,进行合理的设计、计算,并选择经济合理的构造方案。
(2)保证结构安全要保证结构的安全,除根据荷载大小、结构的要求确定构件的必须尺度外,在节点构造上需采取措施,以保证构件与构件之间的连接,使之有利于结构的安全和稳定,并针对钢构件的不耐火、易锈蚀的缺点,采取有效防范措施。
(3)适应市场需求适应住宅市场多品种、多样化的居住需求,增强构件、部品和连接节点的灵活适应性,使之便于安装和拆卸,从时间和空间两方面考虑住宅的可改性,最大化满足住户对住宅功能和设备的高品位追求,便于住宅的更新改造。
(4)适应工业化要求适应工业化建筑的生产、加工、运输和施工要求,在构造设计时,大力推广先进技术,选择各种新型围护材料,采用标准设计和定型构件,为制品生产工厂化、现场施工机械化创造有利条件,发挥钢结构住宅预制装配化的优势,促进住宅产业的现代化。
另外,还要满足经济需求,做到精致美观,总之,在节点构造设计中,应全面贯彻“适用、安全、经济、美观”的建筑方针,并考虑住宅的使用功能、所处的自然环境、材料性能以及施工条件等因素,进行分析、比较,确定最佳方案。
三、基础构造设计方法基础是实现住宅安全的重要条件。
基础设计必须根据对地耐力的勘测结果而精心计算。
为了抵抗地震、台风等带来的非常荷载,已及防止家具、积雪等固定荷重所带来的不均匀沉降,一般钢结构住宅采用钢筋(骨)混凝土条形基础、钢筋混凝土独立基础和钢筋混凝土筏板基础。
3.1 钢筋混凝土条形基础钢筋混凝土条形基础(如图3.1),为了充分发挥钢筋的抗拉性和混凝上的抗压性的复合效应,基础的设计重点一方面是梁高和钢筋用量,另一方面是防止混凝土里的钢筋生锈。
在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、勒筋、基础筋和基础辅助筋五种钢筋的组合。
条形基础适用于多层钢结构住宅,条形外围外皮距a由承托外墙的需要决定。
图3.1 钢筋混凝土条形基础3.2 钢筋混凝土独立基础在钢筋混凝土独立基础(如图3.2)中留预埋件,再和钢柱用螺栓连接,连系梁底穿越管线。
独立基础适用于多层钢结构住宅。
图3.2 钢筋混凝土独立基础3.3 钢筋混凝土筏板基础钢筋混凝土筏板基础按与柱脚的连接方式可分为两种,外包式和埋入式(如图3.3)。
采用外包式刚性柱脚的钢筋混凝土筏板基础适用于多层和中高层钢结构住宅;采用埋入式刚性柱脚的钢筋混凝土筏板基础适用于中高层和高层钢结构住宅。
当钢结构住宅需要做地下室时,其地下部分应该是劲性混凝土柱,钢柱一般固定在地下室的顶板部位的梁中(如图3.4)。
由于钢结构柱基的构造高度,包括地脚螺栓和螺栓孔,一般为100--140mm。
因此,柱基的构造高度需要120——160mm。
图3.3 钢筋混凝土筏板基础图3.4 钢柱与劲性混凝土柱关系示意四、门窗构造设计作为外围护体系的重要组成部分,钢结构住宅的门窗除具有采光、通风、室内外交通的功能外,还要满足装配化、隔声、节能、防火等要求,其中节能技术最为关键,其基本要求如下:1.对窗户及阳台门上部的传热系数,要求根据采暖期度日数按jgj26—95《标准》确定各向门窗的设计参数;2.对窗户(包括阳台门上部)面积要求不宜过大,北向、东西向和南向的窗墙面积比,应分别控制在o.25,o.30和o35左右;3.窗户气密性等级在1—6层建筑中不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分析及检测方法》(gb7101)规定的3级水平。
提高窗户的保温隔热性能,满足各地节能《细则》的要求,对“门窗传热系数”、“窗墙面积比”和“窗的密封性”三项进行控制,是关系节能成败的重要环节。
降低窗户能耗的技术措施主要有三个方面:一是增加玻璃层数或使用热反射玻璃;二是阻断窗框热桥;三是加强密闭性。
当前市场上常见的塑钢窗、铝合金窗、彩钢板窗、钢窗等大多可以满足以上节能要求,在钢结构住宅设计中都可采用,可根据厂家提供的资料进行选用和安装。
建议采用中空玻璃窗,它具有良好的保温隔热性能,可有效节约能源,隔声量一般可达40db以上,有利于减少噪音污染,为住户提供高质量的居住环境。
五、构件连接节点的构造设计5.1 承重构件连接节点钢构件的连接方式一般有焊接连接、栓焊连接、高强螺栓连接、中螺栓连接、铆钉连接和自攻螺钉连接等,应遵循钢结构连接的一般规律,在满足结构要求、保证力的有效传递的前提下,综合考虑经济、美观、加工方便、有利于装配式生产等因素。
梁、柱与支撑节点主要通过节点板、角钢连接件和高强度的螺栓加以固定或以焊接的方式连接组合,连接时应保证构件的中心线重合。
梁柱连接分两种情况:只将梁的腹板连接到柱子,这种连接方式只传递剪力,按铰接考虑;梁的腹板与翼缘同时连接到柱子,这种连接方式既传递剪力又传递弯矩。
墙粱与柱通常采用角钢支托进行连接,角钢支托与柱焊接,墙梁与角钢通过螺栓连接。
墙梁与柱的连接有三种方式:(1)通过式,将墙梁以螺栓或卡具固定于柱的外侧,这种方法要考虑柱的侧向挠区的增加;(2)半通过式,将墙梁部分置于柱的外侧;(3)齐平式,使墙梁基本上与柱子齐平(如图4.1)。
图4.1 墙梁与柱子的关系钢结构住宅多采用现浇或预制的钢筋混凝土基础,由于钢柱的抗压强度远远低于混凝土,所以,为保证荷载的均匀分布,防止基础损坏,必须在柱子与基础间添加垫板(如图4.2)。
图4.2柱下垫板钢柱脚的连接方式可采用铰接或刚接(如图4.3),对多层和小高层及地下室层数较多时可采用铰接,但应考虑柱脚在地下部分的防腐,而对高层住宅,柱脚宜采用刚接。
图4.3 钢柱脚的连接方式5.2 墙与钢柱、钢梁连接节点在钢结构住宅设计中,钢构件与外墙的位置关系主要有以下四种情况:(1)在墙体外部,完全暴露于室外环境中,这时钢构件要经受很大的线性变化;(2)置于墙体以内而又与外部气温相接触,这时必须在其内表面加以绝缘,否则它就会成为热桥,并会由于内外温差大引起的不均匀膨胀而导致弯曲;(3)采用由两半组成的部件,并在接缝处加以绝缘隔热层,将会避免上述问题;(4)置于保温层以内,主要受室内稳定温度的影响,只有微小的温度变形。
钢构件导热系数大,设计中要尽量避免前两种情况,并采取相应的构造措施防止热桥的产生。
5.3.墙与门窗连接节点墙与门窗连接节点着重于接缝处的密封与防水、排水处理,并要满足装配化、安装方便等要求。
当前市场上常见的塑钢门窗、铝合金门窗、彩钢板门窗等均可在钢结构住宅设计中采用,可根据厂家提供的资料进行安装,构造节点与传统设计差别不大,这里就不赘述。
下面对金属披水板在外墙构造设计中的应用作一探讨。
披水板可以防止雨水向室内渗漏,避免雨水污染、损伤墙面。
目前国内多采用木条作披水板或用水泥砂浆抹滴水线,费时费事,不做或简做的在工程中普遍存在。
采用金属披水板可以在工厂生产,成本合理,质量稳定,现场安装方便,无湿作业,非常适合于装配式钢结构住宅部品的生产方式。
因其具有断面精巧、排水顺畅、不易爬水、自重轻、装饰效果好、维修更换简便等特点,在国外建筑中应用较多。
外墙金属披水板一般选用材料为镀锌铁皮、锌皮、铜皮、铝皮、不锈钢板、彩色压型钢板等,厚度约0.4—1.5mm,断面形状和尺寸变化很大,因具体设计而宜。
多高层房屋钢结构的节点连接设计
接节点设计,在整个设计工作中应将其视为一个非常
重要的组成部分。节点设计是否恰当,将直接影响到
结构承载力的可靠性和安全性。因此节点设计至关重
要,应予以足够的重视。但是,在多、高层房屋钢结
构中,连接节点很多 ( 如国家标准图 01SG5所1编9 制 的诸多节点也只是高层钢结构房屋中一般性的常用节
点 ),今天只能检其最主要的、如与梁柱刚性连接的
多高层房屋钢结构的节点连接 设计
多高层房屋钢结构的节点连接设计
主要内容
1 讲述多、高层房屋钢结构梁柱刚性连接节
点 设 计及 其 相关 的 国家 标 准图 01SG519
的构造详图(上午)。
2 介绍国家标准图03SG519-1与04SG519-2 节
点连接设计的技术条件、图集的内容及其
使用方法(下午)。
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多高层房屋钢结构的节点连接设计
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1 第一种设计方法
(即按组合内力来设计的方法)
采用该法的理论根据是,认为在多遇地震作用下,
结构处于弹性阶段,连接设计只要根据组合内力,并
根据梁的应力强度比 R1(即梁的地震组合弯矩设计值
乘以梁的承载力抗震调整系数 0.75 后,在梁截面中产
生的弯曲应力与梁的钢材强度设计值之比)来进行设
比)只用到了 0.7S 5(0.9S)0.8 。3
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多高层房屋钢结构的节点连接设计
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3)如果在梁端仍不采用加强的作法,而是在梁端采
用栓焊连接的另一种常规作法(即梁腹板与柱之间采
用只传递剪力的螺栓连接,梁翼缘与柱之间采用只传
递弯矩的全熔透坡口对接焊)由于焊缝的抗弯承载力
最多只能作到梁截面抗弯承载力设计值的 85% ,此 时就必须要改用一个能承受 900.8 0 510k6N m 0的 梁截面,但此时由于梁截面只需用 75k0N m的弯矩 值来设计,梁的承载力更加富裕而不能充分利用,其
探讨钢结构装配式梁柱的连接节点性能
探讨钢结构装配式梁柱的连接节点性能摘要:随着建筑结构的不断发展,装配式钢结构建筑逐渐朝着多样化、标准化、机械化和工厂化的方向发展。
本文主要结合笔者多年工作经验,阐述了钢结构装配式梁柱的连接节点性能。
关键词:装配式;钢结构;梁柱;连接;节点;性能引言随着建筑行业的不断发展,装配式钢结构越来越广泛的应用在建筑结构设计中。
在装配式钢结构设计中,梁柱连接节点是设计的重点内容,节点构造形式对节点的强度、刚度和整体结构的受力和变形都会产生直接的影响,同时梁柱连接节点是钢结构现场施工的重点环节。
因而做好装配式钢结构梁柱连接节点设计对于钢结构建筑设计和施工都具有十分重要的意义。
1 钢结构住宅的主要优势自重轻,可减轻建筑物的重量约30%,可以建设在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地区;布置灵活、开间大,使房型丰富,一般的结构使用面积只是建筑面积的70%左右,而钢结构建筑可达到80~85%,有效地增加了使用面积与可利用空间;可工厂化生产、提高劳动生产率,变“现场建造”为“工厂制造”;施工周期大大缩短,减少湿作业量,且其节能指标可达50%。
2 钢结构构件梁柱节点设计2.1 钢结构构件节点强度的重要意义在地震作用下,对装配式钢结构体系影响最大的就是梁柱节点的破坏。
装配式钢结构梁柱连接节点必须要满足钢结构连接弱构件的强度,梁柱节点的承载能力不应该低于构件的承载力,否则的话节点就会先于构件发生破坏,塑性铰也就不会形成,从而给人们的生命和财产安全造成严重的威胁和影响。
2.2 梁柱节点的脆性破坏机理梁柱节点出现脆性破坏的主要原因在于梁柱焊接会产生集中应力。
梁柱节点产生的典型脆性破坏形式主要是:梁自下翼缘与柱翼缘相交处焊缝出现脆性裂纹,裂缝随着受力的不断增加而不断的伸长和扩展,最终导致不同的断裂形式的出现。
发生梁柱节点脆性破坏的主要位置是在梁端。
要想避免脆性破坏的发生,必须要减小或者避免梁端产生裂纹。
加强节点强度的措施主要有:①塑性铰位置外移法;②改进扇形切角构造;③对梁翼缘焊缝衬板进行缺口效应处理;④将梁腹板焊接在柱上;⑤用高冲击韧性的焊缝来替代。
钢结构住宅施工方案
一、工程概况——施工难点
1、该结构体系为新型结构体系,加工制作、现场安装、与参建各方协调配 合等均需探索;
2、钢结构住宅施工精度要求高、施工工期紧张; 3、单节钢柱分段多、焊接工作量大、变形不易控制,加工制作难度大; 4、构件规格小,现场安装、焊接、混凝土浇筑过程中,钢柱垂直度易发生 二次偏位,垂直度控制难度大; 5、与土建、外墙AC大板等交叉工序多、节点处理等均需探索; 6、后期水电安装,精装修施工,节点碰撞较多; 7、设计、施工均在摸索阶段,边做边优化。
R(m )
a
2
45 4
Rmin
R(Cmax )
mm
2.6 34.5
2.6 19
Cmax
kg
5000 1000
0
幅度(m)/起重量(kg)
10 15 10000
20 25 30 35 40 45
5000
4925 4178 3600
9439 7283 5861 4853 4102 3520
1#楼
三、现场吊装工艺——塔吊匹配分析
1
累计工期(天)
29
步骤11:2层楼板承重架搭设
单项工期(天)
1
累计工期(天)
30
步骤12:2层楼板木模板支设
单项工期(天)
2
累计工期(天)
32
三、现场吊装工艺——地上部分——方案一:逐层现浇
钢筋绑扎
楼板混凝 土浇筑
外墙AC 大板
步骤13:2层楼板钢筋绑扎
单项工期(天)
1
累计工期(天)
33
承重架
步骤14:2层楼板混凝土浇筑
四、现场吊装工艺——地上部分
三、现场吊装工艺——地上部分——方案一:逐层现浇
钢结构住宅平面设计与分析
型和 平面组织 方式原封不 动地移植到 钢结构住 宅平面 功能设 计系 统 中来, 多 至 作 一些 简单 的修 改 。这是 目前 中 国钢 结构 住宅 试 点研 究 中的 主要 观念 和 手 法 。依据 后者 的思维 , 结构住 宅建筑 设计 中的平 面功能 组织将 是主 动的, 钢 就 是利 用钢 结构 结构系 统的特 性, 进行住 宅平 面功 能的 开放 设计 。虽然其 他体 系 的住宅 也可 以进行 这方面 的研 究, 但钢结 构住 宅可 能更 具其优 势 。下面我 们就 从钢结构 可能对 住宅 平面功 能组织 带来 的特 殊要 求来研 究钢 结构住宅 的 建筑 平 面 功 能 系 统 。 2 1平 面设计 的规整 性 . 钢结 构住宅 适合 于平 面基本 规正 、均匀 、凹 凸变化 较少 的建筑 平面 , 它 的平 面要 尽可 能地规 整,以符合 结构 的受 力特 性 。 由于钢 结构住宅 的结 构属 于框 架结构 体系, 不适 宜轴线 错开较 多, 形心 和 质 心距离较大 和易于产 生较大扭转 的住宅平 面, 柱网布置 应首先满 足规则性 要 求 ,宜 以住宅 单 元 或套 型 为单 位 实现 模 块 化,以模 块的 平 接 、错接 、对称 接 、 凹凸 接 等多 种 拼接 适 应 总 平面 布 置 的变 化 。 近 几年 中国设计 市场 比较流 行的住宅设计 平面, 一梯两户, 砖混结 构, 两室 两厅 和三室两厅搭 配, 面动静分 区, 平 靠近楼梯 间布置 厨卫, 远离楼梯 问布置客 厅两 个卧 室 。某 钢结构 住宅平 面, 建筑 设计 系统 角度看 , 从 同样 是一 梯两户 , 两室两 厅和三室两 厅搭配, 平面动静 分区, 靠近 楼梯 间布 置厨卫, 远离楼 梯间布 置客 厅两个 卧室 。但从 结构 设计系统 角度来 看, 前者 平面前 后凹 凸较多 , 线 轴 错开较 多, 适宜用砖 混结构建造 , 而后 者除可 以用 砖混结构 建造外, 更适 合用 钢 结构建造 。 2 2 平面布置 的灵 活性 基于大 框架 设计的钢 结构住宅 , 以最大 限度地做 到 自由平面, 高住 宅 可 提 平面的灵活性。 住宅建 筑可 变性 的要求, 更积极 的促 使住 宅建 筑广泛 运用钢 结 构 。因为 人类 在各 个领 域 内技 术的 迅速发 展, 以及对 各种 设备 要求 的有 效质量 愈来 愈 高, 对于 建筑物 原来 的 内部布 置和 设备, 很快就 认 为不适应 或不完 全恰 当。一 个住宅 建筑, 果结构 的改变比较灵 活, 如 能适 应技术要 求的变化, 则会 获得更长 的使用年 限。 个现 有建筑 物, 为了适应 条件变 化而 需要改造 时, 当发现 改变结构 并不 合算, 决定拆 除重 新另建 的方 案, 则 是最 合乎道理 的, 国高层建筑 的平均使 用 美 年限不 到 3 年 。新建 工程 中考 虑选 用结构 体系 的类型 时, O 在造价 比较 中要注 意拆卸难 易的经 济意义 。钢结构 建筑拆 卸 比较 快, 花钱 不多, 没有 讨厌 的噪声
钢结构设计的八大要点
钢结构设计的八大要点钢结构设计要点钢结构设计简单步骤和设计思路(一)判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二)结构选型与结构布置此处仅简单介绍。
详请参考相关专业书籍。
由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要。
对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。
所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
(无论结构软件如何强大,扎实的结构概念和力学分析,及可靠的手算能力,才是过硬的素质。
)钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。
结构选型时,应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
屋面上雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。
总雪载释放近一半。
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。
关于钢结构梁柱节点设计中几个问题的探讨
全承受 ,使板件问不会发生相对 滑移变 形 ,即螺栓杆和孑 壁 问始终保持 原有空 L
隙 。连 接件 按 弹 性 整 体 受 力 考 虑 。
入 ,尤其是缺乏使用经 验。我们采用承 压 型高 强 度螺 栓 的承 载 力不 超 过按 摩 擦型计算 的1 倍确 保结构 安全 可靠 。 ~3 此外按规范规定结构 的平 均荷载分项系 数约为l ,满足此 项要求 的承 压型高 一3 强度螺栓在荷载标准值情况 不致产生滑 移 ,则对保证结构 的变形是 有利 的 ,但 不能 充 分 发挥 承 型 高 强度 螺 栓 的效 能 ;而采用承压型高强 度螺 栓的前提是
关 键 词 :轻钢结构 设计
问题 用钢量
在我 国,传统意 义上 的轻钢结构主
要 是指 由圆钢 、小 角 钢组成 的小 型或小 跨
的出现和应用,轻钢结构的概念发生 了根 本性变化。现代轻钢结构除具有传统钢结
构的所有I l外 ,更加突出了 “ L ' , 轻”的特
设计理论 、高强度钢材 、新型结构体系 ,
弹性 刚度 明显要低 ,这样的节点形式设
计 时一 般 不 采 用 。
件 ”的原则适 当加强节点 ,在不发生失
稳 的情 况下 ,可适当削弱梁 。在梁上 出
现 “ 塑性 铰”时 ,尽量减少结构和焊接 接头部位 的应力集 中,腹板上 的工艺孔
杆 、水平杆 或加上斜杆组成抗侧力 的框 架 、或框 架 支撑 结 构 。这 些杆 件 的组 合 ,之 所以能成为一个承力构件 ,能 承 担一定 的竖 向荷 载和水平荷载 ,靠 的就 是各杆件之 间的节点将这些杆件用各种 不 同的连接方式 和连接件将它们连接成 为一个 非机动构架 ,这种杆件系统 的构 件 ,在 外荷 载作用下 ,一旦节点发生破 坏 ,整 个结 构就会成为机动构架而失去 承载能力 。钢结构连接节点设计是钢结 构整个设计 工作 中的一个重要环节 ,连
钢结构销轴节点的设计
钢结构销轴节点的设计I. 引言A. 研究背景和意义B. 文章目的和结构II. 销轴节点的基本参数A. 轴力和扭矩的作用原理B. 销的数量和位置C. 销的直径、长度和材料选择D. 插销的安装方式III. 销轴节点的受力分析A. 轴向受力计算B. 剪切受力计算C. 扭转受力计算D. 轴力和剪力的相互作用分析IV. 销轴节点设计的步骤和方法A. 基本设计原则B. 销轴节点设计步骤C. 实例分析V. 销轴节点的加强措施和新技术A. 加强轴向承载能力的设计方法B. 加强耐剪切的设计方法C. 新技术在销轴节点设计中的应用VI. 结论和展望A. 结论总结B. 研究不足和未来展望注:以上提纲只供参考,具体内容可能因研究领域、实际情况而异。
第1章:引言A. 研究背景和意义随着建筑、桥梁等基础设施建设的不断发展,钢结构作为一种高效、经济、环保的新型结构,在现代建筑中得到了广泛应用。
而销轴节点是钢结构中较为常见的连接方式,其结构简单、稳定性好、经济实用等优点,受到了广泛关注和重视。
然而,在钢结构设计的过程中,销轴节点作为钢结构的重要组成部分,必须要满足一系列严格的强度和稳定性要求,因此在销轴节点的设计过程中需要掌握一定的基础技术和理论知识。
同时,随着科技的进步与不断发展,钢结构销轴节点的实际工程需求也在不断提高,因此科学、合理的钢结构销轴节点设计也越来越具有重要的现实意义。
B. 文章目的和结构本文旨在综述钢结构销轴节点的设计原则、参数、受力分析方法,并介绍设计步骤和加强措施。
文章分为五个章节:在第一章,本文将介绍研究背景和意义,并明确本文的目的和结构;第二章将介绍销轴节点的基本参数,包括轴力和扭矩的作用原理、销的数量和位置、销的直径、长度和材料选择以及插销的安装方式等;第三章将进行销轴节点的受力分析,介绍轴向受力计算、剪切受力计算、扭转受力计算以及轴力和剪力的相互作用分析等方法;在第四章节,本文将介绍销轴节点设计的步骤和方法,包括基本设计原则,销轴节点设计步骤和实例分析等;第五章将介绍销轴节点的加强措施和新技术,包括加强轴向承载能力的设计方法、加强耐剪切的设计方法以及新技术在销轴节点设计中的应用等。
钢结构梁柱连接节点研究综述
引言
近年来,随着我国钢铁行业的不断发展,钢结构呈快速发 展形势,越来越多的民用、工业建筑采用钢结构体系。在钢结 构的设计、生产、施工中,梁柱节点一直是关键。梁柱节点的 设计直接影响了后续的生产加工以及现场的安装。节点的刚度 对整栋建筑的安全性起到了至关重要的作用。所以梁柱节点的 设计在钢结构中显得尤节点在实际工程中应用较为广泛,能很好地将柱
壁—钢梁连接,使柱壁受力及变形较为平均,传力路径明确。内 隔板式节点的缺点主要体现在加工上,需要将柱壁分开,分别与 隔板焊接完成再重新拼装,过程显得较为烦琐。由于节点处隔板 与柱壁之间的连接需采用全熔透焊缝,故对于焊接成型钢管柱可 采用内隔板式节点,对于成品钢管柱不可采用此类节点。
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Construction & Decoration
建筑技术
钢结构梁柱连接节点研究综述
张晓凡 合肥工业大学/土木与水利工程学院 安徽 合肥 230009
摘 要 本文对钢结构梁柱连接节点形式做一个总结,对目前实际工程中常用的梁柱连接方式进行对比分析,对不 同结构中梁柱连接节点的选用提供比较。 关键词 梁柱节点;连接方式;钢结构;新型连接节点
3 结束语 ①梁柱连接节点是钢结构中重要组成部分,选用合适的节
点形式对于整体结构受力、外观造型、工厂加工、施工等有重 大影响。②现有的多种梁柱连接节点形式各具优点,在设计时 应综合考虑。 ③新型节点连接形式很好地解决了传统节点形式 施工不便、影响外观等缺点。
钢-混凝土组合结构设计理论及应用
钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要:本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题,并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。
关键词:钢-混凝土组合结构;设计;应用;节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体,共同受力、协调变形的结构,称其为组合结构。
钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架,与混凝土形成一体的结构,是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。
这种组合结构体系,主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。
钢结构住宅中常用楼盖体系分析
便于建 筑平 面布置和改造 ;③节省材料。 其 缺点 有 :①需 支模 ,施 工工艺复杂 ,技术难度较大 ,须 有配套 的现 场预应力 施工设备 、技术和管理 ;②延性 比普通钢 筋 混凝 土楼 盖差 ;③ 预应 力钢筋 、预应力锚具及张拉工艺费用 较高 ,增加了工程造价 。
3 现浇钢 筋混 凝土板 组合楼 盖
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图 2 现 浇 钢 筋混 凝 土板 组 合 楼 盖
4 混凝土 叠合板楼 盖
混凝土叠合板是将预制钢筋混凝土板支撑在工厂 制作 的焊 有 栓 钉 剪 力 连 接 件 的 钢 梁 上 ,在 铺 设 完 现 浇 层 中 的钢 筋 之 后 浇 灌混凝土 ,当现浇混凝 土达到一定的强度时 ,栓钉连接件使槽 口混凝土 、现浇层及预制板与钢梁连成整体共 同工作 ,形成钢 一 混凝 土叠合板组合梁 ,预制板和现浇层相结合形成叠合板 。
20 0 6年我 国钢 产量 达 41 t . 亿 ,我 国钢产量 已经供 大于求 , 在住宅建设 中推广使 用钢结构 已经成 为我 国的基本政 策之一 。 目前 限 制钢 结 构 住 宅 推 广 应 用 的一 个 原 因为 工 程 造 价 高 。钢 结 构 住 宅 工 程 造 价 的 提 高 ,主 要 原 因 是 楼 盖 和 内 外 墙 板 的 成 本 高。因此 ,降低钢结构 住宅造价首先要 研究开 发 出价格 合理 、 技术成熟的楼盖 、内外墙 板体 系。 楼板是水平承重结构 ,是建筑结构 的基本组成部 分。楼板 结构不但将荷载传递给竖 向承重结构 ,同时也将各竖 向承重结 构连接成一个整体 ,成为竖向承重结构的水平支撑 ,从 而增加 了竖 向承重结构的稳定性 ,使结 构的整体 性增加 ,刚度增 大 , 变 形 减 小 ,受 力 性 能 可 以更 好 的 发 挥 。 在 我 国 钢结 构 住 宅 建 筑 中 ,楼 板做 法 普 遍 沿 用 混 凝 土 楼 板 形式。但是 ,随着设计理论 、施工方法 的不 断发展 ,出现 了一 些适合 钢结构特点 的楼板形式 ,以下便 是对现阶段 国内钢结构 住宅常用楼板体系的优缺点分析。
