这里小编给大家分享一些钢结构构件连接设计方法有几种?,本文共10篇,方便大家学习。本文原稿由网友“梅干菜肉包”提供。
篇1:钢结构构件连接设计方法有几种?
钢结构构件连接设计方法有几种?
实用设计法、精确计算设计法、常用简化设计法和等强度连接设计方法,
一、实用设计法是按被连接的翼缘的净截面面积等强度条件进行拼接连接,而腹板的连接除对作用在拼接位置的剪力进行计算外,尚应按腹板净截面面积的抗剪承载力的1/2或构件两端弯矩之和除以构件的净跨长度所得到的剪力来确定。
二、精确计算设计法是被连接的构件翼缘和腹板按其惯性矩比例分担截面处的弯矩,而剪力全部由腹板承担,
三、常用简化设计法是按构件翼缘承担所有的弯矩,而腹板承担所有的剪力来进行拼接设计的。
四、等强度设计法是按被连接的翼缘或腹板的净截面面积等强度的条件来进行拼接的。抗震节点设计遵循的原则除了受力明确减少应力集中和便于加工安装以外,最重要的一点就是满足强连接弱构件的原则,避免因连接较弱而使结构整体破坏。等强度连接设计方法的目的就是使构件连接的承载力与构件承载力相等或者比构件承载力更高。所以等强度连接设计方法经常用于结构按抗震设计或弹塑性设计中的构件拼接设计,以保证构件的连续性和具有良好的延性。
篇2:浅谈现代钢结构构件的连接与设计论文
浅谈现代钢结构构件的连接与设计论文
[论文摘要]设计钢结构时,应从工程实际情况出发,合理选用材料、结构方案和构造措施,满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求,实际情况常常是有限的型钢选择与为数不多的成型连接构件,所以设计方法就显得尤为重要。
[论文关键词]钢结构;构件;连接;设计
众所周知,“鸟巢”是我国第29届奥林匹克运动会的主体育场。它是由普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的。整个体育场结构的组件相互支撑,形成网格状的构架,外观看上去就仿若树枝织成的鸟巢,它是现代最先进的完美地钢结构设计。设计钢结构时,应满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求,所以设计方法就显得尤为重要,即使这些方法或手段常常带有纯粹表现的色彩。
1分解
分解的对象是结构概念中抽象的单一构件,在实际连接中常表现为构件数量的分解或截面形式的分解。这一手法在包括了钢结构的杆件体系的连接设计中颇为常见,如悬挂结构中的受压杆常分解成几根杆的组合;柱子常分解为束柱等等。这些分解有的是出于结构受力的需要,有的仅仅是为了在构件中制造间隙,方便连接。复杂节点采用分解设计有利于提炼出连接的基本形式,从而达到简化连接概念,整合节点设计的目的。
2转化
截面形式的考量与尺寸的转化也是连接设计的主要。转化的目的是为了缩小构件截面,方便连接设计。构件截面一般可分为两大类:管状类截面(如圆钢管)及非管状类截面(如工字钢)。前者之间的连接往往需要缩小截面,如网架球节点处的缩小了的实心钢管。后者之间的连接通常对构件做简化处理,如去掉宽翼,只保留型钢的高度部分,而且常与分解设计相结合。
3整合
整合设计立足于减少构件种类及数量,简化连接方式,强调结构形式方面的整体性,使得这类设计作品往往具有优雅的形象。这种方法有两个前提:①各节点受力方式相同。②结构构件截面形状类似、尺度近似。受力方式相同保证了选择相似截面的`性,截面形式相似、尺度近似则保证了视觉的整体性。钢结构构件的另外一个特点是截面多样性:一方面,钢材的各向匀质性使得它可以被加工成各种形状,这与木材的各向非匀质性区别显著:同为线性结构构件,钢结构的截面多样性是木结构所无法比拟的,这也是有工字钢而没有“工字木”的原因,杆件结构中连接构件几乎全部是钢也说明了这一点;另一方面,钢结构构件的截面形状也对连接设计也产生强烈的影响。在受力范围允许的情况下,不同型钢的选择可以导致不同形式的连接。钢材种类繁多,耐受力也不尽相同,连接设计通常受到以下因素的制约:
3.1 材料来源承重结构的钢材,应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。.
3.2构件的来源上钢结构构件或是连接构件具有任意加工性,但在各具体项目中,结构构件与连接构件总会受到现实条件的制约。有经验的设计师通常选择容易获得,方便安装的型钢,并设计出简单有效的连接方式与连接构件。
3.3连接手段的限制钢结构的施工特点之一是采用工厂加工、现场装配。这是区别于传统砌筑方式而产生大量节点的原因。各种型钢之间的连接,主要有三种手段:铆接、焊接和栓接。钢结构建筑的早期多采用铆接,施工简单但需要在构件上挖出洞口而降低了断面性能,容易在节点处产生集中应力,近来较少采用。采用焊接的节点,外观简洁而荷载传递效率连续,但施工作业要求较高。后期出现的高强度螺栓连接,同样可以达到类似焊接的强度要求,在现代钢结构中大量采用。
3.4连接构件具有层级性钢结构建筑结构体系之间存在复杂而逻辑的层级关系,在连接层面,这种层级关系反映为构件尺寸与安装先后的差异。连接的目的是实现层级转换,也是实现力由三维向二维转化、最终传递到一维构件的关键。复杂的连接通常由立体连接构件、平面连接构件组合完成。连接构件所处的平面在多个构件的连接情况下,组合的平面构件可以与立体的受力情况相对应。钢结构建筑的结构构建包括杆件与索两种基本类型,由此产生的连接方式可分作索与索的连接,杆件与杆件的连接,索与杆件的连接。无论平面结构或是空间结构,由于构件单体的线性特质,结构体系的复杂与否并不会导致更多类型的连接,而复杂的连接可看作由这三种基本类型组合而成。虽然符合钢材性质的连接方式(铆接、焊接、拴接)必须要遵循这些定律并在钢材的允许范围内进行设计,但是优秀的设计仍然能够找到优美的连接的形式而不会因为受到约束而产生刻板的机械产品。即使美观在各个的评价标准存在差异,但一种内在的、符合材料逻辑的吸引力必然会突破风格或限定而达到美的真谛。
篇3:钢结构结构构件或连接时有哪些计算要点?
钢结构结构构件或连接时有哪些计算要点?
计算结构构件或连接时,规定的强度设计值应乘以相应的折减系数,
1 单面连接的单角钢:
1)按轴心受力计算强度和连接乘以系数 0.85;
2)按轴心受压计算稳定性:
等边角钢乘以系数 0.6+0.0015λ,但不大于1.0;
短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.0025λ,但不大于1.0;
长边相连的不等边角钢乘以系数 0.70;
λ为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20;
2 无垫板的单面施焊对接焊缝乘以系数 0.85;
3 施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接乘以系数 0.90;
4 沉头和半沉头铆钉连接乘以系数 0.80,
注:当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。
篇4:考试大钢结构构件的受力分析及连接类型自测题
14.钢结构构件的受力分析及连接类型自测题 来源:
一、单项选择题
1.梁的( )对截面起控制作用,所以设计中应首先计算它们。
a.强度 b.刚度
c.强度和刚度 d.柔度
2.梁的抗剪强度按( )设计。
a.塑性 b.弹性
c.弹塑性 d.刚弹性 来源:
3.梁必须具有一定的刚度才能有效地工作,刚度不足将导致梁( ),影响结构的正常使用。
a.强度太小 b.强度太大
c.挠度太小 d.挠度太大
4.设计钢梁除应满足各项强度要求之外,还应满足( )要求。
a.强度 b.柔度
c.刚度 d.稳定 来源:
5.梁腹板通常采用( )来加强腹板的局部稳定性。
a.锚栓 b.加劲肋
c.肋板 d.隔板
6.梁翼缘的局部稳定一般是通过限制板件的( )来保证的。
a.宽厚比 b.高宽比
c.高厚比 d.长宽比
7.型钢一般( )发生局部失稳。
a.不会 b.肯定会
c.多数会 d.不能确定
8.轴心受压构件的刚度是通过限制( )来保证的。
a.宽厚比 b.高宽比
c.高厚比 d.长宽比 来源:
9.轴心受压构件只需进行( )验算。
a.强度 b.刚度
c.强度和刚度 d.稳定
10.轴心受压构件的截面设计时,通过考虑( )进行轴心受压构件的整体稳定计算。
a.整体强度系数 b.整体刚度系数
c.整体稳定系数 d.局部稳定系数
11.轴心受压构件的截面设计时,通过限制板件的( )来保证局部稳定。
a.宽厚比 b.高宽比
c.高厚比 d.长宽比
12.梁与轴心受压柱的连接应为( )
a.刚接 b.铰接
c.榫接 d.不能确定
13.当梁连续设置时,梁柱可以形成柱顶( )节点。
a.刚接 b.铰接
c.榫接 d.不能确定
14.为了防止梁端顶部向侧方向偏移或发生扭转,梁端靠近顶部处设( )将梁和柱相连。
a.钢板 b.构造螺栓
c.加劲肋 d.钢板并用构造螺栓
15.梁和柱刚接的构造中,翼缘通过( )与柱连接。
a.钢板 b.连接板或直接用全焊透的坡口焊缝
c.加劲肋 d.钢板并用构造螺栓
16.梁和柱刚接的构造中,腹板用高强度螺栓通过( )与柱连接
a.钢板 b.加劲肋
c.连接板 d.钢板并用构造螺栓 来源:
17.节点一般按弹性设计,梁端的弯矩由( )连接承受。
a.腹板 b.翼缘
c.加劲肋 d.连接板
18.节点一般按弹性设计,梁端剪力由( )连接承
a.腹板 b.翼缘
c.加劲肋 d.连接板
19.铰接柱脚,常用于( )
a.轴心受压 b.偏心受拉
c.轴心受拉 d.偏心受压
20.铰接柱脚中的锚栓起( )作用。
a.固定位置 b.安装
c.连接 d.固定位置和安装
21.刚接柱脚,一般用于( )柱。
a.轴心受压 b.偏心受拉
c.轴心受拉 d.偏心受压
二、多项选择题
1.钢梁的设计包括( )。
a.抗弯强度计算 b.抗拉强度计算
c.抗剪强度计算 d.刚度计算
e.钢梁的整体稳定和局部稳定计算
2.根据受力情况,受压构件可分为( )。
a.轴心受压构件 b.轴心受压构件
c.剪压构件 d.抗拉构件
e.格构式构件
3.按截面构造形式,受压构件可分为( )。
a.实腹式 b.空腹式
c.实心式 d.格构式
e.格构式
4.轴心受压构件的截面设计包括( )。
a.满足受弯要求 b.满足刚度要求
c.满足强度要求 d.整体稳定计算
e.局部稳定计算
5.柱脚和基础的连接有( )。
a.连接 b.刚接
c.铰接 d.榫接
e.搭接
6.柱脚节点通常由( )组成。
a.底板 b.螺钉
c.中间传力结构 d.锚栓
e.加劲肋
7.中间传力结构包括( )。
a.连接板 b.加劲肋
c.靴梁 d.肋板
e.隔板
考点14自测题答案:
一、单项选择题:1.c 2.b 3.d.4.c 5.b 6.a 7.a 8.c 9.c 10. c 11. a 12. b 13. a 14. d 15. b 16. c 17. b 18. a 19. c 20.d 21.d
二、多项选择题:1.acde 2.ab 3.ae 4.bcde 5.bc 6.acd 7.cde
篇5:钢结构概率极限状态设计方法有哪些?
钢结构概率极限状态设计方法有哪些?
(1) 极限状态:当结构或其组成部分超过某一特定 状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特 定状态称为结构的极限状态, 定状态称为结构的极限状态,
(2) 极限状态分为两类: 承载能力极限状态 极限状态: a.承载能力极限状态: 包括: 强度破坏、疲劳破坏、包括 : 强度破坏 、疲劳破坏 、不适于继续承载 的变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。 的变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。 极限状态: b.正常使用极限状态: 正常使用极限状态 包括: 影响正常使用或外观的变形、包括 : 影响正常使用或外观的变形 、影响正常 使用的振动、使用的振动、影响正常使用的或耐久性的局部破坏 等状态。 等状态。
篇6:钢结构构件制孔加工质量控制要点有哪些?
钢结构构件制孔加工质量控制要点有哪些?
1、制孔方法有钻孔(孔的精度高、孔壁损伤小)、冲孔、(制板厚度不大于12mm,冲孔后孔周边应用砂轮打磨平整)、割孔(孔径超过50mm时,也有用火焰割孔,
2、A、B级螺栓孔(I类孔)应具有H12的精度,孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5μm,
其孔径允许偏差应符合GB50205-表7.6.1-1的规定。C级螺栓孔(II类孔),孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm,其孔径允许偏差应符合表7.6.1-2的规定。
3、螺栓孔孔距的允许偏差应符合GB50205-2001表7.6.2的规定。
4、当螺栓孔距超过上表规定时,应采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。
篇7:有FM保险要求钢结构厂房项目设计方法
有FM保险要求钢结构厂房项目设计方法
本文对钢结构厂房领域有Factor Mutual(FM)保险项目结构设计策略重点进行了概述,期望能对钢结构设计同行在碰到类似设计时起到借鉴作用。
摘要:FM全球公司是世界上最大的工商业保险公司之一,FM全球公司通过其所属的FM认证(FM Approvals)机构向全球的工业及商业产品提供检测及认证服务。FM认证的证书在全球范围内被普遍承认,而且FM全球公司的保险客户也更倾向于使用通过了FM认证的产品,它向消费者表明该产品或服务已经通过美国和国际最高标准的检测。
关键词:Factor Mutual(FM)保险 钢结构设计
1.前言
近些年来,由于自然灾害频发,建筑行业业主的保险意识逐渐提高。尤其是在工业建筑领域,一旦厂房遭受自然灾害发生维护掀翻,房屋倾倒等灾害,造成的损失不仅仅是建筑本身的修复,对应的机械设备损失,建筑内成品、半成品损失乃至停工损失都不是小数目。为了规避自然灾害带来的损失,业主逐渐意识到给工业建筑买保险的必要性。FM保险就是被全世界广泛接受的建筑险种之一。
2.有 FM 要求的项目的几种情况
Factory Mutual是一家专业的工业财产保险公司, 因其的研究较全面和专业,它的标准有时也被其他保险公司或业主采用。有 FM要求的项目会有以下几种情况:
(1)Factory Mutual承保,需满足FM要求。
(2)非Factory Mutual的其他保险公司承保,套用FM的要求。
(3)建设方要求,但并无FM或其他保险公司参与。
本文主要针对第一种情况。第二和第三种情况,由于FM要求的执行和确认方不同,在操作上略有差异。
3.FM要求的内容
Factory Mutual对钢结构建筑的结构设计要求主要有以下几点:
(1)屋面活荷载要最小按 20psf考虑(20psf是对应美国规范的取值)。
(2)特殊的风荷载取值要求(3秒阵风风速)。
(3)特殊的'雪荷载取值要求。
(4)金属屋面的抗风升力的特殊计算。
(5)当屋面有采光板时采光板排部的要求。
(6)当屋面采用内天沟排水时要设溢出口。
以上只是FM要求中需要特别注意的, FM还有很多其他很多更全面的要求。有些要求如防火是非常严格的, 只是钢结构设计和材料提供方不需要也无法考虑。还有一些要求非常接近或低于于中国国家规范, 在这里不特别列出了,如雨水强度等等。FM有官方文件详细描述,其要求见FM官方的参考资料。
4.FM项目的设计中的协调
对于有FM要求的钢结构项目,FM公司的确认一般以当地的FM办事处及其主管的咨询工程师为准。
在项目设计开始前应会同FM咨询工程师, 业主和设计院明确所有基本的设计依据, 包括FM要求的一些设计荷载取值。 但要注意有时设计院因对FM不了解会把FM最小20psf活载的要求, 简单地转化为100kg/m2与其他中国规范的荷载一起提出, 这样会对项目的用钢量有很大的影响。 我们应当及时的情设计院将FM的要求与中国规范的荷载区分开来, 也可会同FM咨询工程师澄清这一理由。
应尽早地将FM的确认设计图提供给业主及FM咨询工程师, 并在产品设计前获得FM的确认。 有疑问和争议尽快交流以避开不必要的返工或材料损失。
对于有些FM要求与当地规范有矛盾时, 应及时通知FM咨询工程师并请FM咨询工程师及时与当地规范执行部门解释说明, 原则上只能以当地规范为准。 如采光板的布置要求, FM要求采光板之间间距不小于5m, 而上海消防又要求采光板不少于屋面面积的5-10%, 这两点可能某些屋面的采光板技术上是无法同时满足的。通常标准的3m采光板FM可以接受,但FM会认为有缺陷。
FM对于防火也有很严格的要求, 但是防火的要求和建筑的用途, 生产的产品, 相应的防火设备如喷淋系统有关, 建设单位对于防火不了解也无法负责。 一般应由业主委托有能力的设计单位设计并由FM确认, 所以如对钢结构建筑材料的防火特性有要求,需业主或设计单位明确。 建设单位可以也只能提供各种产品自身的防火能力的数据或材料的详细说明(化学成分及其含量)。
5.Factory Mutual要求的结构设计
对于有FM要求的钢结构项目,必须在设计中考虑与满足,以下介绍其中一些重要特点。
屋面活荷载要最小按20psf考虑。20psf是对应美国规范的取值,故而也只需按美国规范计算满足即可。
根据FM特殊的风荷载取值,并将金属屋面分成中区,边区和角区计算出各区域抗风升力的要求,金属屋面也必须按三个区域的不同要求来设计其具体做法。 并且屋面做法的抗风升力值是必须由FM公司测试并认证的值。钢结构公司巴特勒的三种屋面系统(VSR,BRII,MR-24)共十几种做法已通过FM测试并得到了认证的抗风升力能力值。其中BRII是螺钉板,只要增加螺钉密度即可提高其抗风升力能力,较容易满足FM要求。MR-24是直立缝板抗风升力由屋面板连接件制约,而连接件又只能在屋面板的测向卷边和屋面檩条的交叉点上设置,做法较为复杂MR-24有超过十种的做法已有FM认证的抗风升力能力值。这些做法主要与檩条的间距和厚度,屋面板的宽度和厚度,屋面连接件的规格和有无加强夹有关。设计时应按三个区域的抗风升力要求,选用屋面的具体做法, 这些做法最好是从以上FM认证的做法中选取的,也可是根据这些做法及其抗风升力值类推的。并根据这些做法调整檩条的布置。这些认证过的做法均会列入FM公司的认证手册中,该手册每年更新。
FM认证的做法中,巴特勒的MR-24有一种针对FM的双连接件的节点,可以供设计时参考。这种节点一般不在常规项目中采用。 采用双连接件的节点后,连接件与檩条需要通过扁担式垫板来连接。 垫板的零件号:560746,垫板与连接件的连接采用φ9。5的螺钉(097196)。垫板与连接件的连接参见详图F432,垫板与檩条的连接参见详图F433。 但要注意屋面连接件较密时,单个连接件的抗风升力能力是有折减的,也就是说连接件密度与屋面的抗风升力能力不简单的成正比。双连接件节点的能力只有单连接件的1.5倍不到。
以下是一些一般不推荐的方案,仅对于风荷载特别大,有些现有做法无法满足时不得已而为之
篇8:混凝土结构构件无损检测方法有哪些?
混凝土结构构件无损检测方法有哪些?
一、结构混凝土无损检测的条件:缺乏同条件试件或标准试件数量不足;试件的质量缺乏代表性;试件的抗压试验不符合标准规定;对试件抗压强度测试结果有怀疑;因材料、施工不良而发生混凝土质量问题,
二、结构混凝土检测方法及特点
(一)超声法:检测过程无损于材料、结构的使用性能;直接在结构物上检测试验并推定其实际强度和缺陷性质;重复和复核检验方便,检验结果重复性好,
(二)回弹法:简单方便,但离散性较大。
(三)超声回弹综合法:可以减少各种因素对结果的影响,可弥补两种方法各自不足,测试精度较高。
(四)钻芯法:检测结果直观准确,可检测强度与厚度,但操作复杂,对混凝土有轻微破坏。
(五)拔出法:检测结果直观准确,但操作复杂,对混凝土有轻微破坏,结果离散性较大。
(六)瞬态激振(敲击)时域频域分析法(小应变法) :适用于基桩检测,特点是操作简便,检测快速,结果较为精确。
(七)地质雷达法:主要用于大面积混凝土质量检测,如隧道衬砌混凝土的检测,其特点是检测快速,可检测厚度,结果准确。
篇9:钢结构设计中对于变形有哪些规定?
钢结构设计中对于变形有哪些规定?
第3.3.1条 计算钢结构变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)孔引起的截面削弱,
第3.3.2条 受弯构件的挠度不应超过表3.3.2中所列的容许值。
第3.3.3条 多层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比值不宜大于1/500,层间相对位移与层高之比值不宜大于1/400,
注:对室内装修要求较高的民用建筑多层框架结构,层间相对位移与层高之比值宜适当减小。无隔墙的多层框架结构,层间相对位移可不受限制。
第3.3.4条 在设有重级工作制吊车的厂房中,跨间每侧吊车梁或吊车桁架的制动结构,由一台最大吊车横向水平荷载所产生的挠度不宜超过制动结构跨度的1/2200。
第3.3.5条 设有重级工作制吊车的厂房柱和设有中、重级工作制吊车的露天栈桥柱,在吊车梁或吊车桁架的顶面标高处,由一台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值,不应超过表3.3.5中所列的容许值。
篇10:多高层钢结构体系有哪些选型设计?
目前国内进行多高层钢结构住宅建设所采用的结构体系主要分为四种:
1)纯框架形式;
2)框架支撑形式;
3)型钢混凝土组合形式;
4)钢框架一混凝土抗震墙形式, 对于纯框架形式,梁柱材料采用型钢,通过焊接或螺栓连接的方式进行组合安装。框架支撑形式同纯框架形式类似,只是由于抗震需要,在主体结构两个主轴方向布置斜撑,钢斜撑与型钢柱和梁连接组成竖向抗侧力析架,从而取代传统的混凝土剪力墙,安装方式同样采用焊接或螺栓连接,
型钢混凝土组合形式的特点是在钢骨架梁柱外侧另外浇筑一层混凝土,新浇筑的混凝土不仅起到结构作用,同时有助于解决主体结构的防腐、防火问题。钢框架一混凝土抗震墙形式,外部梁柱系统采用型钢,同样通过焊接或螺栓连接的方式进行组合安装,内部核心筒或剪力墙采用现浇方式施工,通过预埋构件同外围钢结构框架相连接,共同组成结构系统。这种结构体系的用钢量低于纯钢结构,施工速度介于纯钢结构和混凝土结构之间。但钢与混凝土材料的刚度和延性相差较多,目前主要在低烈度地震区的高层钢结构住宅中采用。钢结构住宅设计时应根据安全可靠、经济合理、施工方便等原则,并结合建筑使用功能、建筑模块和建筑维护结构以及抗震设防烈度等要求合理择优选用抗震和抗风性能好的结构体系,以保证结构具有足够的抗风、抗震能力和满足住宅特点的使用功能。
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