建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計第一章n

1、 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)教研室鋼結(jié)構(gòu)教研室2011年年4月月0 課程介紹課程介紹一、結(jié)構(gòu)：一、結(jié)構(gòu)：由由基本構(gòu)件基本構(gòu)件組成（組成（連接連接）的）的受力受力體系體系二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理與建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程區(qū)別和聯(lián)系二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理與建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程區(qū)別和聯(lián)系： 區(qū)別：區(qū)別： 材料性能材料性能連接連接基本構(gòu)件基本構(gòu)件構(gòu)造要求構(gòu)造要求理念、知識、方法對象對象共性的節(jié)點(diǎn)和基本構(gòu)件共性的節(jié)點(diǎn)和基本構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)力設(shè)計設(shè)計特點(diǎn)f局部、單個、零散局部、單個、零散設(shè)設(shè)計計原原理理結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)體系、特點(diǎn)、組成特點(diǎn)、組成結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置荷載

2、及計算荷載及計算內(nèi)力計算及組合內(nèi)力計算及組合理念、知識、方法對象對象具體的結(jié)構(gòu)具體的結(jié)構(gòu)概念概念設(shè)計設(shè)計特點(diǎn)特點(diǎn)承載力、剛度、延性承載力、剛度、延性整體整體 局部局部 整體整體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)設(shè)計構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)設(shè)計施工圖設(shè)計施工圖設(shè)計聯(lián)聯(lián)系系原理是從具體結(jié)構(gòu)中抽象出來的，是基礎(chǔ)原理是從具體結(jié)構(gòu)中抽象出來的，是基礎(chǔ)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計原理的應(yīng)用和擴(kuò)展具體結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計原理的應(yīng)用和擴(kuò)展二者是設(shè)計中不可分割兩個方面。二者是設(shè)計中不可分割兩個方面。本本課課程程學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)l概念設(shè)計概念設(shè)計l平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計l輕型門式剛架設(shè)計輕型門式剛架設(shè)計l多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計l普通鋼屋架單層

3、廠房設(shè)計普通鋼屋架單層廠房設(shè)計l鋼結(jié)構(gòu)施工及防腐蝕鋼結(jié)構(gòu)施工及防腐蝕l課程設(shè)計一周課程設(shè)計一周二、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程內(nèi)容二、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程內(nèi)容24學(xué)時學(xué)時32學(xué)時學(xué)時三、設(shè)計課程學(xué)習(xí)和思維方法三、設(shè)計課程學(xué)習(xí)和思維方法重視概念設(shè)計重視概念設(shè)計(方案設(shè)計）方案設(shè)計）重視每一結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)（特別是重視每一結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)（特別是受力特點(diǎn)）、組成、結(jié)構(gòu)布置、受力特點(diǎn)）、組成、結(jié)構(gòu)布置、計算簡圖、設(shè)計計算簡圖、設(shè)計步驟和方法步驟和方法把結(jié)構(gòu)看成構(gòu)件把結(jié)構(gòu)看成構(gòu)件:一棟大廈的結(jié)構(gòu)就是一根懸臂梁一棟大廈的結(jié)構(gòu)就是一根懸臂梁,(梁的壓應(yīng)力梁的壓應(yīng)力相當(dāng)于柱子的壓力相當(dāng)于柱子的壓力,梁的剪應(yīng)力相當(dāng)于樓中的梁

4、的剪應(yīng)力相當(dāng)于樓中的橫梁的軸力。樓板相當(dāng)于加勁肋。內(nèi)力與應(yīng)力橫梁的軸力。樓板相當(dāng)于加勁肋。內(nèi)力與應(yīng)力相照應(yīng)相照應(yīng)),一座桁架大鐵橋就是一根連續(xù)梁。一座桁架大鐵橋就是一根連續(xù)梁。鋼管適合做二力桿鋼管適合做二力桿,不宜做抗彎構(gòu)件等不宜做抗彎構(gòu)件等把構(gòu)件看成結(jié)構(gòu)把構(gòu)件看成結(jié)構(gòu)一個一個H型鋼構(gòu)件是由三塊板組成型鋼構(gòu)件是由三塊板組成,一個一個鋼管相貫的節(jié)點(diǎn)就是一個空間結(jié)構(gòu)。鋼管相貫的節(jié)點(diǎn)就是一個空間結(jié)構(gòu)。把握結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的特性把握結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的特性在設(shè)計和生活中學(xué)習(xí)設(shè)計在設(shè)計和生活中學(xué)習(xí)設(shè)計看到一個建筑物看到一個建筑物,就要考慮它就要考慮它的內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系、傳力方式、受力特點(diǎn)結(jié)構(gòu)體系、傳力方式、受力特點(diǎn)

5、,有有何優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。加深對結(jié)構(gòu)的何優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。加深對結(jié)構(gòu)的理解理解。注重結(jié)構(gòu)知識的注重結(jié)構(gòu)知識的積累積累。 蛋殼、蛋殼、 海螺殼、燕窩海螺殼、燕窩 （薄殼結(jié)構(gòu)）（薄殼結(jié)構(gòu)） 肥皂泡肥皂泡 （沖氣薄膜結(jié)構(gòu)（沖氣薄膜結(jié)構(gòu) 蜘蛛網(wǎng)蜘蛛網(wǎng) （索網(wǎng)結(jié)構(gòu)）（索網(wǎng)結(jié)構(gòu)） 蜂窩蜂窩 、鳥巢、鳥巢 （空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)（空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)) 棕櫚樹棕櫚樹 （折板結(jié)構(gòu)）（折板結(jié)構(gòu)） 樹木樹木 （樹狀結(jié)構(gòu)）（樹狀結(jié)構(gòu)） 竹子竹子 （筒體結(jié)構(gòu)）（筒體結(jié)構(gòu)）向大自然學(xué)習(xí)，自然界是結(jié)構(gòu)大師只有通過不斷探索，優(yōu)化的相對最優(yōu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有唯一解1 概念設(shè)計概念設(shè)計 概念設(shè)計：概念設(shè)計：在結(jié)構(gòu)選型與布置階段，可依據(jù)從整在結(jié)構(gòu)選型與布置階段

6、，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計思想，震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部構(gòu)造從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部構(gòu)造措施。（主要針對水平荷載）措施。（主要針對水平荷載） 是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強(qiáng)抗扭剛度的措施，設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，轉(zhuǎn)和加強(qiáng)抗扭剛度的措施，設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的

7、措施，避免薄分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避免設(shè)計靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等等。免設(shè)計靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等等。 1 概念設(shè)計概念設(shè)計 概概念念設(shè)設(shè)計計力學(xué)關(guān)系破壞機(jī)理震害試驗(yàn)現(xiàn)象工程經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)選型與布置全局全局的角度來確定的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部構(gòu)造措施細(xì)部構(gòu)造措施設(shè)計思想地震、風(fēng)減少扭轉(zhuǎn)、增加抗扭剛度延性結(jié)構(gòu)和構(gòu)件避免薄弱層多道設(shè)防、剛?cè)峤Y(jié)合承載力、剛度、延性為主導(dǎo)承載力、剛度、延性為主導(dǎo) 1 1、 概念設(shè)計不僅用于一些大的原則概念設(shè)計不僅用于一些大的原則 , ,如確

8、定結(jié)如確定結(jié)構(gòu)方案構(gòu)方案 , ,結(jié)構(gòu)布置等，而是貫穿整個設(shè)計過程中。結(jié)構(gòu)布置等，而是貫穿整個設(shè)計過程中。 2 2、 不可迷信電腦不可迷信電腦 , ,應(yīng)做電腦的主人。人的設(shè)應(yīng)做電腦的主人。人的設(shè)計計 , ,就是概念設(shè)計。就是概念設(shè)計。 3 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計不是、結(jié)構(gòu)設(shè)計不是“規(guī)范規(guī)范+ +計算計算”更不是更不是“規(guī)范規(guī)范+ +一體化計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計程序一體化計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計程序”。正確理解正確理解概念設(shè)計是在總體上把握抗震設(shè)計的主要原則，彌補(bǔ)由于地概念設(shè)計是在總體上把握抗震設(shè)計的主要原則，彌補(bǔ)由于地震作用及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的復(fù)雜性而造成抗震計算不正確的不足；震作用及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的復(fù)雜性而造成抗震計算不正確的

9、不足；抗震計算為建筑抗震設(shè)計提供定量保證；構(gòu)造措施則為保證抗抗震計算為建筑抗震設(shè)計提供定量保證；構(gòu)造措施則為保證抗震概念與抗震計算的有效性提供保障。它們是一個不可割裂的震概念與抗震計算的有效性提供保障。它們是一個不可割裂的整體。整體。概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)造措施關(guān)系概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)造措施關(guān)系土木工程師不僅是可靠的應(yīng)力計算者，更應(yīng)該是一個有魄土木工程師不僅是可靠的應(yīng)力計算者，更應(yīng)該是一個有魄力、足智多謀、能正確判斷事物的設(shè)計者。力、足智多謀、能正確判斷事物的設(shè)計者。設(shè)計概念經(jīng)驗(yàn)悟性判斷力創(chuàng)造力結(jié)構(gòu)師專業(yè)素質(zhì)結(jié)構(gòu)師專業(yè)素質(zhì) 珍惜每一次的設(shè)計機(jī)會，珍惜每一次的設(shè)計機(jī)會，無論大小，都是一個完整的

10、有無論大小，都是一個完整的有機(jī)結(jié)構(gòu)，都應(yīng)激發(fā)自我的挑戰(zhàn)感、創(chuàng)造感和樂趣感。機(jī)結(jié)構(gòu)，都應(yīng)激發(fā)自我的挑戰(zhàn)感、創(chuàng)造感和樂趣感。概念、悟性、概念、悟性、判斷力判斷力和創(chuàng)造力不會憑空而來，都是在每和創(chuàng)造力不會憑空而來，都是在每一各工程的概念設(shè)計中，通過自身不斷的反饋、比較、總一各工程的概念設(shè)計中，通過自身不斷的反饋、比較、總結(jié)才能逐漸積累和充實(shí)。結(jié)才能逐漸積累和充實(shí)。1.1 1.1 鋼結(jié)構(gòu)的適用范圍鋼結(jié)構(gòu)的適用范圍鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)；材質(zhì)均勻、穩(wěn)定；生產(chǎn)工業(yè)化程度高，輕質(zhì)高強(qiáng)；材質(zhì)均勻、穩(wěn)定；生產(chǎn)工業(yè)化程度高，施工周期短；塑性韌性好；密封性好；耐腐蝕性施工周期短；塑性韌性好；密封性好；耐腐蝕性

11、差；耐火性差；單價較高（差；耐火性差；單價較高（？）。）。鋼結(jié)構(gòu)的適用鋼結(jié)構(gòu)的適用高、大、重、動、輕高、大、重、動、輕大跨度鋼結(jié)構(gòu)大跨度鋼結(jié)構(gòu)重型廠房鋼結(jié)構(gòu)重型廠房鋼結(jié)構(gòu)受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)可拆卸的結(jié)構(gòu)可拆卸的結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑容器和其他構(gòu)筑物容器和其他構(gòu)筑物輕型鋼結(jié)構(gòu)輕型鋼結(jié)構(gòu)1.2 鋼材選用鋼材選用原則原則結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性荷載性質(zhì)（靜載或動載）荷載性質(zhì)（靜載或動載）連接方法（焊接、鉚接或螺栓連接）連接方法（焊接、鉚接或螺栓連接）工作條件（溫度及腐蝕介質(zhì)）工作條件（溫度及腐蝕介質(zhì)）鋼板的厚度鋼板的厚度對于重要結(jié)構(gòu)、直接承受動載的結(jié)

12、構(gòu)、處于低溫條件下對于重要結(jié)構(gòu)、直接承受動載的結(jié)構(gòu)、處于低溫條件下的結(jié)構(gòu)及焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用質(zhì)量較高的鋼材。的結(jié)構(gòu)及焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用質(zhì)量較高的鋼材。注意焊接結(jié)構(gòu)選用焊接結(jié)構(gòu)選用B B級以上的鋼材（如級以上的鋼材（如Q235B)Q235B)鋼材強(qiáng)度剛度控制時，選低等級剛度控制時，選低等級強(qiáng)度控制時，選高等級強(qiáng)度控制時，選高等級桿系（如支撐）穩(wěn)定控制時（如長細(xì)比控制），桿系（如支撐）穩(wěn)定控制時（如長細(xì)比控制），選低等級。選低等級。沖沖擊擊韌韌性性質(zhì)量等級：A、B、C、D、E（Q235無）按選擇因子查表： 最高選擇因子：3*3*3*381溫度：20C、0C、-20C、-40C在沖擊荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生斷

13、裂時所吸收的能量影響因影響因數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)重要性結(jié)構(gòu)重要性荷載狀況荷載狀況連接狀況連接狀況使用溫度使用溫度選擇因選擇因子值子值類別三級靜力全螺栓、無焊接不低于0C1二級一般動力大部分工廠焊、工地螺栓不低于-20C2一級疲勞動力大部分現(xiàn)場、高空焊不低于-40C33214表1-1選擇鋼材沖擊韌性指標(biāo)的影響因數(shù)選擇因子表1-2選擇因子之積u與質(zhì)量等級關(guān)系選擇因子之積u22181824245454質(zhì)量等級ABCDE 1.3鋼結(jié)構(gòu)荷載鋼結(jié)構(gòu)荷載風(fēng)荷載一般指標(biāo)準(zhǔn)值，由基本風(fēng)壓，風(fēng)振系數(shù)（或陣風(fēng)系數(shù)），一般指標(biāo)準(zhǔn)值，由基本風(fēng)壓，風(fēng)振系數(shù)（或陣風(fēng)系數(shù)），體型系數(shù)，及風(fēng)壓高度變化系數(shù)組成。體型系數(shù)，及風(fēng)壓高度變化系數(shù)

14、組成。鋼結(jié)構(gòu)對風(fēng)敏感、鋼結(jié)構(gòu)對風(fēng)敏感、往往成為控制荷載。吸力和壓力往往成為控制荷載。吸力和壓力。冰、雪荷載和積灰荷載冰、雪、積灰的自重荷載冰、雪、積灰的自重荷載冰凌是過冷卻的液態(tài)降水（凍雨）碰到地面物體后直接是過冷卻的液態(tài)降水（凍雨）碰到地面物體后直接凍結(jié)而成的毛玻璃狀或透明的堅硬冰層，外表光滑凍結(jié)而成的毛玻璃狀或透明的堅硬冰層，外表光滑或略有隆突。比重：或略有隆突。比重：8.8kN/m3）注意雪荷載與屋面活荷載不同時考慮雪荷載與屋面活荷載不同時考慮，取兩者中較大者。，取兩者中較大者。積灰荷載與屋面活荷載或雪荷載兩者中較大者同時考積灰荷載與屋面活荷載或雪荷載兩者中較大者同時考慮。慮。吊車荷載豎

15、向荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)豎向荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)1.05(1.05(吊車工作制吊車工作制A1A5)A1A5)或或1.1(A6A8)1.1(A6A8)。水平荷載見規(guī)范。水平荷載見規(guī)范。工作制等級工作制等級 輕級輕級 中級中級 重級重級 特重級特重級 工作級別工作級別 A1A1A3A3 A4,A5A4,A5 A6,A7A6,A7 A8A8吊車等級 地震荷載：地震荷載：按抗震設(shè)計規(guī)范按抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001GB50011-2001采用。另見采用。另見P4P4。概念措施：采用輕質(zhì)維護(hù)材料的板材、提高結(jié)構(gòu)的延性、提高采用輕質(zhì)維護(hù)材料的板材、提高結(jié)構(gòu)的延性、提高結(jié)構(gòu)和附屬體整體抗震阻尼比。結(jié)構(gòu)和附

16、屬體整體抗震阻尼比。溫度作用溫度作用相對不敏感，大跨和超長結(jié)構(gòu)考慮相對不敏感，大跨和超長結(jié)構(gòu)考慮（1 1）溫差大時，鋼結(jié)構(gòu)安裝要考慮施工時段；）溫差大時，鋼結(jié)構(gòu)安裝要考慮施工時段；（2 2）超出下表中數(shù)值時）超出下表中數(shù)值時, ,應(yīng)考慮溫度應(yīng)力和溫度應(yīng)考慮溫度應(yīng)力和溫度變形的影響變形的影響溫度收縮縫 : 結(jié)構(gòu)情況結(jié)構(gòu)情況 縱向溫度區(qū)段縱向溫度區(qū)段( (垂直屋架或構(gòu)垂直屋架或構(gòu)架跨度方向架跨度方向) )橫向溫度區(qū)段橫向溫度區(qū)段( (屋架或構(gòu)屋架或構(gòu)架跨度方向架跨度方向) )柱頂為剛接柱頂為剛接柱頂為鉸接柱頂為鉸接采暖房屋和非采采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋暖地區(qū)的房屋熱車間和采暖地?zé)彳囬g和采暖地區(qū)的

17、非采暖房屋區(qū)的非采暖房屋 露天結(jié)構(gòu)露天結(jié)構(gòu) 220220120120150150180180100100125125120120-1.4 鋼結(jié)構(gòu)計算鋼結(jié)構(gòu)計算 1.1.鋼結(jié)構(gòu)的計算：概率極限狀態(tài)設(shè)計法：強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形鋼結(jié)構(gòu)的計算：概率極限狀態(tài)設(shè)計法：強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形容許應(yīng)力法：疲勞、網(wǎng)殼穩(wěn)定容許應(yīng)力法：疲勞、網(wǎng)殼穩(wěn)定2 2、承重結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算、承重結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算1.1.鋼結(jié)構(gòu)的計算鋼結(jié)構(gòu)的計算概率極限狀態(tài)設(shè)計法：強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形概率極限狀態(tài)設(shè)計法：強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形容許應(yīng)力法：疲勞、網(wǎng)殼穩(wěn)定容許應(yīng)力法：疲勞、網(wǎng)殼穩(wěn)定2 2、承重結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算、承重結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算1.4 鋼結(jié)構(gòu)計算鋼結(jié)構(gòu)計算圖圖1-2 極限狀態(tài)

18、驗(yàn)算公式關(guān)系圖極限狀態(tài)驗(yàn)算公式關(guān)系圖0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： (按1，2，3級?。?.1,1.0,0.9)活載組合系數(shù)：雪載：0.7；積灰：0.9;吊車：0.7或0.95(硬鉤和A8軟鉤）；風(fēng)載：0.6（1）永久荷載分項系數(shù)）永久荷載分項系數(shù) 當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時 -對可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.2; -對永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35; 當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時 -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.0； -對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取0.9。（2）可變荷載

19、的分項系數(shù)）可變荷載的分項系數(shù) -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.4； -對標(biāo)準(zhǔn)值大于對標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取1.3。3.3.結(jié)構(gòu)效應(yīng)結(jié)構(gòu)效應(yīng) 一般滿足（一般滿足（1-11-1）、（）、（1-31-3） 常遇地震作用時常遇地震作用時 取取1.01.0，此時風(fēng)組合系數(shù)取，此時風(fēng)組合系數(shù)取0.20.2 罕遇地震作用時所有的分項系數(shù)均為罕遇地震作用時所有的分項系數(shù)均為1.01.0 正常使用極限狀態(tài)實(shí)為廣義變形：線位移、角位移、加速度、正常使用極限狀態(tài)實(shí)為廣義變形：線位移、角位移、加速度、沉降、長細(xì)比等。沉降、長細(xì)比等。4.4.

20、結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力R R及正常使用限值及正常使用限值C C: :。 （1 1）鋼材強(qiáng)度變化：鋼材厚度不同、強(qiáng)度不同；單角鋼受力，）鋼材強(qiáng)度變化：鋼材厚度不同、強(qiáng)度不同；單角鋼受力，整體按軸壓構(gòu)件計算時，強(qiáng)度修正；單角鋼單肢連接時，連整體按軸壓構(gòu)件計算時，強(qiáng)度修正；單角鋼單肢連接時，連接強(qiáng)度修正；地震作用時強(qiáng)度的提高修正。接強(qiáng)度修正；地震作用時強(qiáng)度的提高修正。 （2 2）正常使用極限狀態(tài)下變形限值）正常使用極限狀態(tài)下變形限值C C：按：按GB50017-2003GB50017-2003查找。查找。 預(yù)拱問題：樓面、屋面、曲梁、懸臂梁等取拱，荷載啟用預(yù)拱問題：樓面、屋面、曲梁、懸臂梁等取拱，荷載啟用

21、 合適。合適。 變形限值應(yīng)通知其它工種的設(shè)計人員。變形限值應(yīng)通知其它工種的設(shè)計人員。01.5結(jié)構(gòu)體系1.5.1結(jié)構(gòu)體系與使用要求 結(jié)構(gòu)需滿足建筑功能和空間要求 框架結(jié)構(gòu)：住宅、辦公樓 門式剛架：輕工廠房 空間結(jié)構(gòu)（拱、殼、索、膜或雜交結(jié)構(gòu)）：公共建筑1.5.2主體鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方向 框架結(jié)構(gòu)：選擇合適的截面，盡可能大的慣性矩和抗彎模量，同時滿足局部穩(wěn)定要求 門式剛架：根據(jù)制造分段及內(nèi)力狀況分段確定各段兩端截面的高度和尺寸。一般直線變坡。 空間結(jié)構(gòu)：單個構(gòu)件軸心受力，截面尺寸優(yōu)化；整體幾何尺寸或形態(tài)優(yōu)化（找形分析）。1.5.31.5.3輔助結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系輔助結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系主體結(jié)構(gòu)：

22、梁、柱、桁架、拱、主體結(jié)構(gòu)：梁、柱、桁架、拱、殼、索、膜或雜交結(jié)構(gòu)殼、索、膜或雜交結(jié)構(gòu)輔助結(jié)構(gòu)：支撐輔助結(jié)構(gòu)：支撐關(guān)系：關(guān)系： 支撐與桁架或框架結(jié)構(gòu)共同受力。支撐與桁架或框架結(jié)構(gòu)共同受力。 支撐減小主要受力構(gòu)件的計算長度支撐減小主要受力構(gòu)件的計算長度 提高結(jié)構(gòu)體系的整體性，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度提高結(jié)構(gòu)體系的整體性，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度 在施工過程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在施工過程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)換支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)換 主體結(jié)構(gòu)是支撐結(jié)構(gòu)的支座。主體結(jié)構(gòu)是支撐結(jié)構(gòu)的支座。1.6節(jié)點(diǎn)設(shè)計節(jié)點(diǎn)設(shè)計1.6.1單元的劃分與結(jié)合 計算單元：根據(jù)構(gòu)件的不同種類、計算精度要求 制作單元

23、：便于制作分工，提高標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化，提高工廠化及效率。 運(yùn)輸單元：提高運(yùn)輸效率，節(jié)約運(yùn)輸成本。 安裝單元：考慮安裝時間過程、空間狀態(tài)、設(shè)備能力、效率。 所有的單元用節(jié)點(diǎn)連接成整體。1.6.2 節(jié)點(diǎn)分類節(jié)點(diǎn)分類受力分：剛接、半剛接、鉸接1.剛接剛接: 抵抗和傳遞M、N、V 變形連續(xù) 極限狀態(tài)下，有一定的塑性變形能力，產(chǎn)生內(nèi)力重分布和抗震耗能。2.半剛性連接：半剛性連接：有一定的抗彎能力，但抗彎剛度不連續(xù)處理：處理： 整體計算時，鉸接。 局部分析時：取合適的計算模型，如剛接或承受一半的彎矩等。3.鉸接：鉸接：只承受和傳遞剪力，對結(jié)構(gòu)變形不敏感。類型：銷連接、支座端板的洗平頂緊、專用鉸支座、普通螺栓

24、連接。固定鉸和滑動鉸1.6.3焊接和螺栓連接焊接和螺栓連接1.選擇：塔架：螺栓連接其它：焊接和螺栓并用原則：工廠焊接、現(xiàn)場螺栓連接，盡量避免現(xiàn)場高空焊接。趨勢：工廠化生產(chǎn)、高效率安裝、節(jié)約資源和成本。2.焊接和螺栓連接中具體方法及質(zhì)量等級的選擇焊接和螺栓連接中具體方法及質(zhì)量等級的選擇焊接：焊接： 疲勞動力荷載：疲勞動力荷載：全熔透的一級對接焊縫全熔透的一級對接焊縫 一般動力荷載：一般動力荷載：全熔透的二級對接焊縫，并采用引弧板全熔透的二級對接焊縫，并采用引弧板 其他：其他：三級對接焊縫或角焊縫三級對接焊縫或角焊縫螺栓焊接：螺栓焊接： 疲勞、動力荷載：疲勞、動力荷載：摩擦型高強(qiáng)螺栓摩擦型高強(qiáng)螺栓

25、 一般動力荷載、較大靜力荷載：一般動力荷載、較大靜力荷載：承壓型高強(qiáng)螺栓或高強(qiáng)度承壓型高強(qiáng)螺栓或高強(qiáng)度配套螺栓（加防松措施）配套螺栓（加防松措施） 其他：普通螺栓其他：普通螺栓C級（加防松措施），級（加防松措施），A、B級僅用于單個級僅用于單個銷連接且長度可調(diào)的構(gòu)件連接。銷連接且長度可調(diào)的構(gòu)件連接。鑄鋼連接：鑄鋼連接：復(fù)雜節(jié)點(diǎn)。復(fù)雜節(jié)點(diǎn)。1 1 、 判斷結(jié)構(gòu)是否適合鋼結(jié)構(gòu)判斷結(jié)構(gòu)是否適合鋼結(jié)構(gòu)高、大、重、動、輕、體形復(fù)雜、可持續(xù)發(fā)展住高、大、重、動、輕、體形復(fù)雜、可持續(xù)發(fā)展住宅宅2 2 、結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置( (結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)方案) )(1)(1)對結(jié)構(gòu)定性對結(jié)構(gòu)定性, ,在

26、經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師下進(jìn)行在經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師下進(jìn)行. .(2)“(2)“概念設(shè)計概念設(shè)計”在結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置階段尤在結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置階段尤其重要其重要. . (3) (3)可避免多次修改和試算可避免多次修改和試算, ,提高世紀(jì)設(shè)計效率提高世紀(jì)設(shè)計效率 3 3 、預(yù)估截面預(yù)估截面: : 確定梁柱和支撐的斷面與尺寸確定梁柱和支撐的斷面與尺寸梁截面高度通常在跨度的梁截面高度通常在跨度的1/201/401/201/40之之間選擇間選擇, ,根據(jù)梁側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離根據(jù)梁側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離l/bl/b限值限值確定翼緣寬度（整體穩(wěn)定），根據(jù)局部穩(wěn)定確確定翼緣寬度（整體穩(wěn)定），根據(jù)局部穩(wěn)定確定翼緣厚度定翼緣

27、厚度柱：長細(xì)比預(yù)估，通常，簡單選擇柱：長細(xì)比預(yù)估，通常，簡單選擇在在8080左右，左右， 、結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)分析: :線彈性分析，可考慮二階線彈性分析，可考慮二階效效應(yīng)電算或手算應(yīng)電算或手算15050 、工程判定：、工程判定：評估各向周期、總剪力、變評估各向周期、總剪力、變形特征等，根據(jù)判定結(jié)果，確定選擇修改模型形特征等，根據(jù)判定結(jié)果，確定選擇修改模型重新分析還是修正計算結(jié)果重新分析還是修正計算結(jié)果不同的軟件會有不同的實(shí)用條件，初學(xué)者應(yīng)充不同的軟件會有不同的實(shí)用條件，初學(xué)者應(yīng)充分明了此外，工程設(shè)計計算與精確的力學(xué)計分明了此外，工程設(shè)計計算與精確的力學(xué)計算通常有一定誤差，為了獲得實(shí)用的設(shè)計方法，算

28、通常有一定誤差，為了獲得實(shí)用的設(shè)計方法，有時會用誤差較大的假定，但對這種誤差，要有時會用誤差較大的假定，但對這種誤差，要通過通過“適用條件、概念及構(gòu)造適用條件、概念及構(gòu)造”的方式保證結(jié)的方式保證結(jié)構(gòu)的安全，這比定量計算更重要構(gòu)的安全，這比定量計算更重要注重概念設(shè)計、工程判定和構(gòu)造措施注重概念設(shè)計、工程判定和構(gòu)造措施 、構(gòu)件設(shè)計、構(gòu)件設(shè)計材料：材料： 、，強(qiáng)度控制是可選擇、，強(qiáng)度控制是可選擇，穩(wěn)定和變形控制時，宜選擇，焊接時，穩(wěn)定和變形控制時，宜選擇，焊接時宜選擇選擇宜選擇選擇- -或或- -（）軟件在做構(gòu)件（柱）的截面驗(yàn)算時，（）軟件在做構(gòu)件（柱）的截面驗(yàn)算時，計算長度計算長度系數(shù)系數(shù)的取定有

29、時不符合規(guī)范的規(guī)定對于節(jié)點(diǎn)連接情的取定有時不符合規(guī)范的規(guī)定對于節(jié)點(diǎn)連接情況復(fù)雜或變截面的構(gòu)件，應(yīng)該逐個檢查況復(fù)雜或變截面的構(gòu)件，應(yīng)該逐個檢查（）截面不滿足：（）截面不滿足：強(qiáng)度不足時強(qiáng)度不足時，通常加大組成截面的板件厚度，其中，通常加大組成截面的板件厚度，其中，抗彎不足加大翼緣厚度，抗剪不足加大腹板厚度抗彎不足加大翼緣厚度，抗剪不足加大腹板厚度變形超限：變形超限：通常不應(yīng)加大板件厚度而應(yīng)考慮加大截面通常不應(yīng)加大板件厚度而應(yīng)考慮加大截面高度高度7 7 、節(jié)點(diǎn)設(shè)計、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(1)(1)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一, ,在分析在分析之前之前, ,應(yīng)該對節(jié)點(diǎn)形式有充分的思考

30、和確定應(yīng)該對節(jié)點(diǎn)形式有充分的思考和確定. .最終設(shè)計的節(jié)點(diǎn)與模型中的形式不完全一致最終設(shè)計的節(jié)點(diǎn)與模型中的形式不完全一致, ,應(yīng)控制在應(yīng)控制在5%5%內(nèi)內(nèi), ,否則應(yīng)避免否則應(yīng)避免. .節(jié)點(diǎn)分節(jié)點(diǎn)分剛結(jié)、剛結(jié)、 鉸接和半剛接鉸接和半剛接. .連接節(jié)點(diǎn)的不同對結(jié)構(gòu)影響較大連接節(jié)點(diǎn)的不同對結(jié)構(gòu)影響較大. .有的剛接有的剛接節(jié)點(diǎn)雖然承受彎矩沒問題節(jié)點(diǎn)雖然承受彎矩沒問題, ,但會產(chǎn)生較大的但會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動, ,不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定, ,會導(dǎo)致實(shí)際會導(dǎo)致實(shí)際變形大于計算數(shù)據(jù)的不利結(jié)果變形大于計算數(shù)據(jù)的不利結(jié)果. .(2)(2)設(shè)計方法有設(shè)計方法有等強(qiáng)設(shè)計等強(qiáng)設(shè)計和和實(shí)際受力

31、設(shè)計實(shí)際受力設(shè)計, ,初學(xué)者可偏安全選前者初學(xué)者可偏安全選前者. .(3)(3)焊接焊接: :對焊縫的尺寸及形式、質(zhì)量等級對焊縫的尺寸及形式、質(zhì)量等級, ,規(guī)范有強(qiáng)制規(guī)定規(guī)范有強(qiáng)制規(guī)定, ,應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行. .焊條的選焊條的選用應(yīng)與被連接金屬材質(zhì)相適應(yīng)用應(yīng)與被連接金屬材質(zhì)相適應(yīng).E43.E43與與Q235,E50Q235,E50對對Q345,Q235Q345,Q235與與Q345Q345連接是選用連接是選用E43.E43.設(shè)計中不得任意加大焊縫設(shè)計中不得任意加大焊縫. .焊縫重心應(yīng)焊縫重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件接近盡量與被連接構(gòu)件接近. .質(zhì)量等級不宜要求質(zhì)量等級不宜要求太高太高, ,不要一律按一級或二級質(zhì)量要求不要一律按一級或二級質(zhì)量要求, ,應(yīng)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、受力性質(zhì)、焊縫形式、根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、受力性質(zhì)、焊縫形式、工作環(huán)境及應(yīng)力狀態(tài)等情況區(qū)別對待工作環(huán)境及