《鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)及分類課件.pptx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)及分類課件.pptx（38頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、1,鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)體系介紹,2,目錄 / Contents,鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分類門式剛架結(jié)構(gòu)空間桁架結(jié)構(gòu)張弦梁結(jié)構(gòu)弦支穹頂結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多高層結(jié)構(gòu),3,1、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類,什么是鋼結(jié)構(gòu)?用型鋼或鋼板制成基本構(gòu)件，根據(jù)使用要求，通過焊接或螺栓連接等方法，按照一定規(guī)律組成的承載機(jī)構(gòu)叫鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在各項(xiàng)工程建設(shè)中的應(yīng)用極為廣泛，如鋼橋、鋼廠房、鋼閘門、各種大型管道容器、高層建筑和塔軌機(jī)構(gòu)等。鋼結(jié)構(gòu)因其強(qiáng)度高、自重輕、工期快、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，被越來越廣泛應(yīng)用于廠房、體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、火車站、會(huì)展中心、高層建筑等領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)建筑在建設(shè)中所占的比例越來越大；鋼結(jié)構(gòu)建筑根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)大致可分為門式剛架結(jié)構(gòu)

2、、空間桁架結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)、弦支穹頂結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和多高層結(jié)構(gòu)；在一個(gè)工程中結(jié)構(gòu)類型的界限并不是十分明確，往往包含有多種結(jié)構(gòu)類型。,鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分類,3,4,1、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類,最能充分發(fā)揮材料受力性能的是受拉構(gòu)件，整個(gè)構(gòu)件在長度和截面都充分受力：=T/A；其次是受壓構(gòu)件，截面受力均勻，但存在構(gòu)件整體失穩(wěn)的問題，需折減穩(wěn)定系數(shù)： =N/（A）；最不能發(fā)揮材料受力性能的是受彎構(gòu)件，在構(gòu)件長度方向上有此部位彎矩大，有些部位小，在截面上也是離中性軸遠(yuǎn)受力大，離中性軸近受力小；因此最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是索結(jié)構(gòu)，其次是桁架結(jié)構(gòu)，最后是框架結(jié)構(gòu)。,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點(diǎn)及性能,4,5,2、門式剛架結(jié)構(gòu),概念：在

3、單層和多層房屋和一般構(gòu)筑物中，以熱軋型鋼、焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板和薄壁鋼管等作為主要受力構(gòu)件組成的，并采用輕型屋面和墻面的鋼結(jié)構(gòu)。門式剛架是輕鋼結(jié)構(gòu)中最常見一種結(jié)構(gòu)形式。門式剛架受力的主體結(jié)構(gòu)是門式框架，可以是單跨、多跨，還可以是多層結(jié)構(gòu)；門式剛架的經(jīng)濟(jì)跨度約為24-30米；,門式剛架結(jié)構(gòu)形式,5,6,2、門式剛架結(jié)構(gòu),門式剛架的主結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要是H型鋼，可根據(jù)受力部位設(shè)計(jì)為變截面，若受力較大還可采用格構(gòu)式柱或屋面桁架等組合構(gòu)件；,門式剛架的構(gòu)件類型,6,7,2、門式剛架結(jié)構(gòu),門式剛架是一種平面受力體系，平面內(nèi)剛性很大，承載能力強(qiáng)，但平面外是排架結(jié)構(gòu)，是不穩(wěn)定體系，框架間需加支撐系統(tǒng)；

4、支撐系統(tǒng)一般由剛性系桿、屋面水平支撐、柱間支撐組成；,門式剛架結(jié)構(gòu)支撐,7,8,2、門式剛架結(jié)構(gòu),屋面梁構(gòu)件平面外剛度很差，需加在梁下翼緣加隅撐與屋面檁條組成支撐體系來保證受壓翼緣的穩(wěn)定性；,受壓構(gòu)件平面外穩(wěn)定性,8,9,2、門式剛架結(jié)構(gòu),門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間通常采用高強(qiáng)螺栓連接，因此施工速度快且質(zhì)量易于保證，應(yīng)盡量避免現(xiàn)場(chǎng)焊接。,門式剛架結(jié)構(gòu)的連接,9,10,2、門式剛架結(jié)構(gòu),門式剛架通過地腳錨栓與混凝土基礎(chǔ)連接，根據(jù)螺栓的排布可分為鉸接和剛接。沒有桁車時(shí)一般采用鉸接，有桁車采用剛接。,門式剛架結(jié)構(gòu)的柱腳,10,11,2、門式剛架結(jié)構(gòu),門式剛架一般高度較小，構(gòu)件較輕，現(xiàn)場(chǎng)都是采用螺栓連接，因

5、此該類工程安裝都相對(duì)較簡單；門式剛架結(jié)構(gòu)通常是采用汽車吊在地面直接吊裝，吊車噸位一般不超過50T。,門式剛架的安裝,11,12,3、空間桁架結(jié)構(gòu),空間桁架是由鋼管組成，截面承載能力強(qiáng)，跨度大，截面可彎曲為曲線造型，外型優(yōu)美，內(nèi)部空間簡潔，常用于公共建筑；,空間桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),12,13,3、空間桁架結(jié)構(gòu),空間桁架實(shí)際上是一種平面受力體系，類似框架結(jié)構(gòu)，每個(gè)受力平面體系通過縱向桁架連接，作為縱向支撐，同時(shí)也保證對(duì)桁架受壓的整體穩(wěn)定性。,空間桁架結(jié)構(gòu)的受力,13,14,3、空間桁架結(jié)構(gòu),空間桁架通常采用三角型截面，這樣使得桁架雙向都具有較好的剛度，又利于制作；空間桁架腹桿與弦桿都是采用相貫線切割焊

6、接連接，弦桿需事先彎成設(shè)計(jì)所要求的曲線形；,空間桁架結(jié)構(gòu)的制作,14,15,3、空間桁架結(jié)構(gòu),空間桁架截面通常都很大，構(gòu)件超高超寬不能運(yùn)輸且很不經(jīng)濟(jì)，所以桁架都是在現(xiàn)場(chǎng)組立焊接，現(xiàn)場(chǎng)工作量大；,空間桁架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)拼裝,15,16,3、空間桁架結(jié)構(gòu),空間桁架跨度大，構(gòu)件重，用作公共建筑如機(jī)場(chǎng)、會(huì)展一般都是在樓面上施工，大型機(jī)械不能進(jìn)入，其它類型空間結(jié)構(gòu)施工基本上都會(huì)受場(chǎng)地條件限制，因此施工較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)吊裝、焊接工作量大；常用管桁架施工方法有大型機(jī)械吊裝法、高空散裝法、高空滑移法、整體提升法等。,空間桁架結(jié)構(gòu)的安裝,16,17,5、弦支穹頂結(jié)構(gòu),弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用索的張力產(chǎn)生一

7、個(gè)對(duì)梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；,弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),17,18,5、弦支穹頂結(jié)構(gòu),弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用索的張力產(chǎn)生一個(gè)對(duì)梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；弦支穹頂?shù)淖饔迷恚涵h(huán)形索張緊在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)徑向的拉力，支撐桿一根桿件受拉一根受壓，受壓桿對(duì)梁起到支撐作用可減小梁的跨度，重新分布彎矩，從而減小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結(jié)構(gòu)體系適合做類似圓形的屋蓋，如北京自行車館、安徽大學(xué)體育館等；弦支穹頂?shù)奈菝媪嚎梢允禽嗇検降膯?/p>

8、根梁，也可以是單層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕ぃ?弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),18,19,5、弦支穹頂結(jié)構(gòu),弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用索的張力產(chǎn)生一個(gè)對(duì)梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；弦支穹頂?shù)淖饔迷恚涵h(huán)形索張緊在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)徑向的拉力，支撐桿一根桿件受拉一根受壓，受壓桿對(duì)梁起到支撐作用可減小梁的跨度，重新分布彎矩，從而減小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結(jié)構(gòu)體系適合做類似圓形的屋蓋，如北京自行車館、安徽大學(xué)體育館等；弦支穹頂?shù)奈菝媪嚎梢允禽嗇検降膯胃海部梢允菃螌泳W(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹

9、頂?shù)氖┕ぃ?弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),19,20,5、弦支穹頂結(jié)構(gòu),弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用索的張力產(chǎn)生一個(gè)對(duì)梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；弦支穹頂?shù)淖饔迷恚涵h(huán)形索張緊在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)徑向的拉力，支撐桿一根桿件受拉一根受壓，受壓桿對(duì)梁起到支撐作用可減小梁的跨度，重新分布彎矩，從而減小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結(jié)構(gòu)體系適合做類似圓形的屋蓋，如北京自行車館、安徽大學(xué)體育館等；弦支穹頂?shù)奈菝媪嚎梢允禽嗇検降膯胃?，也可以是單層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕ぃ?弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),20,21,5、弦

10、支穹頂結(jié)構(gòu),弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用索的張力產(chǎn)生一個(gè)對(duì)梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；弦支穹頂?shù)淖饔迷恚涵h(huán)形索張緊在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)徑向的拉力，支撐桿一根桿件受拉一根受壓，受壓桿對(duì)梁起到支撐作用可減小梁的跨度，重新分布彎矩，從而減小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結(jié)構(gòu)體系適合做類似圓形的屋蓋，如北京自行車館、安徽大學(xué)體育館等；弦支穹頂?shù)奈菝媪嚎梢允禽嗇検降膯胃?，也可以是單層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕ぃ?弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),21,22,5、弦支穹頂結(jié)構(gòu),弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用

11、索的張力產(chǎn)生一個(gè)對(duì)梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；弦支穹頂?shù)淖饔迷恚涵h(huán)形索張緊在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)徑向的拉力，支撐桿一根桿件受拉一根受壓，受壓桿對(duì)梁起到支撐作用可減小梁的跨度，重新分布彎矩，從而減小梁截面；弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結(jié)構(gòu)體系適合做類似圓形的屋蓋，如北京自行車館、安徽大學(xué)體育館等；弦支穹頂?shù)奈菝媪嚎梢允禽嗇検降膯胃?，也可以是單層網(wǎng)殼；弦支穹頂?shù)墓?jié)點(diǎn)構(gòu)造；弦支穹頂?shù)氖┕ぃ?弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),22,23,6、網(wǎng)架結(jié)構(gòu),網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種較成熟的體系，它是由單根構(gòu)件通過球體連接成為一個(gè)整片的結(jié)構(gòu)，具有用鋼量省、空間

12、剛度大、整體性好、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)；但桿件過多顯得委很零亂，不如桁架結(jié)構(gòu)美觀；網(wǎng)架是一種高次超靜定結(jié)構(gòu)，施工時(shí)桿件初始應(yīng)力不好控制，所以會(huì)出現(xiàn)實(shí)際受力與計(jì)算不符情況，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題；網(wǎng)架按結(jié)構(gòu)體系可分為平面桁架系和角錐體系。平面桁架系網(wǎng)架：兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架；角錐體系網(wǎng)架：四角錐體網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架；網(wǎng)架的連接可采用螺栓球和焊接球連接，螺栓球一般適合較小跨度網(wǎng)架，焊接球適合大跨度網(wǎng)架；,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),23,24,7、多高層結(jié)構(gòu),鋼材延性大，結(jié)構(gòu)抗震性能好；自重輕，鋼結(jié)構(gòu)高樓的自重約為混凝土結(jié)構(gòu)的60%，可大幅降低基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的造價(jià)；工期短，鋼結(jié)構(gòu)由于工廠化程度高，施工速度比鋼筋

13、混凝土結(jié)構(gòu)約快1.5倍；結(jié)構(gòu)面積小，鋼構(gòu)構(gòu)柱面積約為混凝土柱的1/3，可節(jié)約3%的建筑面積；降低層高，鋼梁截面一般較混凝土矮，且管線可從鋼梁腹板穿越，同樣的高度可設(shè)計(jì)出更多的樓層增加建筑面積。,多高層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),24,25,7、多高層結(jié)構(gòu),由柱和梁組成框架，承受豎向力和側(cè)向力；剛框架抗側(cè)力性能較差，結(jié)構(gòu)側(cè)向變形大，一般適合20層以下結(jié)構(gòu)；柱子一般采用箱型鋼柱或鋼管混凝土柱；鋼管混凝土柱是在圓管柱或箱型柱中灌入混凝土，既具有鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用了混凝土抗壓好的特性。,框架結(jié)構(gòu),25,26,7、多高層結(jié)構(gòu),由柱和梁組成框架，在柱間設(shè)有支撐用于抵抗側(cè)向力；剛框架抗側(cè)力性能較較好，結(jié)構(gòu)側(cè)向變形較大

14、，一般適合40層以下結(jié)構(gòu)；,框架支撐結(jié)構(gòu),26,27,7、多高層結(jié)構(gòu),與框架支撐結(jié)構(gòu)類似，只是支撐換成剪力墻用于抵抗側(cè)向力；剪力墻一般為混凝土板或鋼板，或鋼混組合結(jié)構(gòu)，比支撐具有更好的抗側(cè)剛度，布置更靈活，可適合更高的建筑結(jié)構(gòu)。,框架剪力墻結(jié)構(gòu),27,28,7、多高層結(jié)構(gòu),框筒結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)體系一般是由鋼筋混凝土核心筒與外圈鋼框架組合而成;核心筒主要是由四片以上的鋼筋混凝土墻體圍成的方形、矩形或多邊形筒體，內(nèi)部設(shè)置一定數(shù)量的縱、橫向鋼筋混凝土隔墻。當(dāng)建筑很高時(shí)，核心筒墻體內(nèi)可能設(shè)置一定數(shù)量的型鋼骨架；外圈鋼框架是由鋼柱與鋼梁剛接而成；建筑的側(cè)向變形主要由核心筒來抵抗，這是高層中最常用的一種結(jié)構(gòu)

15、體系。,28,29,7、多高層結(jié)構(gòu),高層鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力措施-伸臂桁架,伸臂桁架是減小高層建筑側(cè)向變形的一項(xiàng)重要措施；伸臂桁架一般設(shè)在設(shè)備層或避難層，寬度貫通房屋全寬、高度為一層或兩層樓高，一般在整個(gè)樓層高度上設(shè)置三到四道；伸臂桁架的作用原理是當(dāng)建筑側(cè)向變形時(shí)外圍鋼柱的拉壓軸向力對(duì)伸臂桁架施加一個(gè)反向的力矩，從而達(dá)到減小側(cè)向變形的目的。,29,30,7、多高層結(jié)構(gòu),高層鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力措施-大型支撐,框筒是用于高層的一種高效抗側(cè)力構(gòu)件，然而其框架所固有的剪力滯后效應(yīng)，削弱了它的抗推剛度和抗傾覆能力；貫通房屋全寬的斜桿與柱組成大型支撐體系，使外框形成一個(gè)支撐筒體，具有很好的抗側(cè)剛度。,30,31,7

16、、多高層結(jié)構(gòu),樓承板,高層鋼結(jié)構(gòu)一般都使用樓承板以突出鋼結(jié)構(gòu)施工速度快的優(yōu)勢(shì);使用樓承板不需要搭設(shè)腳手架支撐和模板，樓承板可作永久性模板，施工速度快，還可部分取代樓板配筋；樓承板通常有開口型、閉口型、桁架式幾種。,31,32,7、多高層結(jié)構(gòu),開口型樓承板,32,33,7、多高層結(jié)構(gòu),閉口型樓承板,33,34,7、多高層結(jié)構(gòu),桁架式樓承板,34,35,7、多高層結(jié)構(gòu),高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作中的重難點(diǎn),厚板(60mm以上）、高強(qiáng)鋼的焊接；精工所做過的工程中最大板厚為140mm（北京新保利大廈），最高強(qiáng)度為Q460E（國家體育場(chǎng)）。,35,36,7、多高層結(jié)構(gòu),高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作中的重難點(diǎn),巨柱、異型截面十字柱、大截面圓管柱構(gòu)造復(fù)雜，焊接工藝要求高，加工制作難度大；構(gòu)件超重，單根重量往往在50T以上，對(duì)工廠桁車起重量要求高;鋼筋穿筋孔位置的確定、鋼筋接駁器的焊接；復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的制作及焊接殘余應(yīng)力的消除,必要時(shí)對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究；,36,37,7、多高層結(jié)構(gòu),高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作中的重難點(diǎn),伸臂桁架、環(huán)形桁架的加工、預(yù)拼裝精度的保證；超寬、超高構(gòu)件的運(yùn)輸，運(yùn)輸過程中的防變形；,