钢结构工程结构体系.ppt
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1、12目录目录/Contents钢结构的特点及分类钢结构的特点及分类门式刚架结构门式刚架结构空间桁架结构空间桁架结构张弦梁结构张弦梁结构弦支穹顶结构弦支穹顶结构网架结构网架结构多高层结构多高层结构31、钢结构特点及分类、钢结构特点及分类 什么是钢结构什么是钢结构?用型钢或钢板制成基本构件,根据使用要求,通过焊接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的承载机构叫钢结构。钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。钢结构因其强度高、自重轻、工期快、抗震性能好等优点,被越来越广泛应用于厂房、体育场馆、机场、火车站、会展中心、高层建筑等领域,钢结构建
2、筑在建设中所占的比例越来越大;钢结构建筑根据结构受力特点大致可分为门式刚架结构、空间桁架结构、张弦梁结构、弦支穹顶结构、网架结构和多高层结构;在一个工程中结构类型的界限并不是十分明确,往往包含有多种结构类型。钢结构的特点及分类钢结构的特点及分类41、钢结构特点分类、钢结构特点分类 最能充分发挥材料受力性能的是受拉构件,整个构件在长度和截面都充分受力:=T/A;其次是受压构件,截面受力均匀,但存在构件整体失稳的问题,需折减稳定系数:=N/(A);最不能发挥材料受力性能的是受弯构件,在构件长度方向上有此部位弯矩大,有些部位小,在截面上也是离中性轴远受力大,离中性轴近受力小;因此最经济的结构应该是索
3、结构,其次是桁架结构,最后是框架结构。结构构件的受力特点及性能结构构件的受力特点及性能52、门式刚架结构、门式刚架结构 概念:在单层和多层房屋和一般构筑物中,以热轧型钢、焊接型钢、冷弯薄壁型钢、压型钢板和薄壁钢管等作为主要受力构件组成的,并采用轻型屋面和墙面的钢结构。门式刚架是轻钢结构中最常见一种结构形式。门式刚架受力的主体结构是门式框架,可以是单跨、多跨,还可以是多层结构;门式刚架的经济跨度约为24-30米;门式刚架结构形式门式刚架结构形式62、门式刚架结构、门式刚架结构 门式刚架的主结构构件主要是H型钢,可根据受力部位设计为变截面,若受力较大还可采用格构式柱或屋面桁架等组合构件;门式刚架的
4、构件类型门式刚架的构件类型72、门式刚架结构、门式刚架结构 门式刚架是一种平面受力体系,平面内刚性很大,承载能力强,但平面外是排架结构,是不稳定体系,框架间需加支撑系统;支撑系统一般由刚性系杆、屋面水平支撑、柱间支撑组成;门式刚架结构支撑门式刚架结构支撑82、门式刚架结构、门式刚架结构 屋面梁构件平面外刚度很差,需加在梁下翼缘加隅撑与屋面檩条组成支撑体系来保证受压翼缘的稳定性;受压构件平面外稳定性受压构件平面外稳定性92、门式刚架结构、门式刚架结构 门式刚架结构构件之间通常采用高强螺栓连接,因此施工速度快且质量易于保证,应尽量避免现场焊接。门式刚架结构的连接门式刚架结构的连接102、门式刚架结
5、构、门式刚架结构 门式刚架通过地脚锚栓与混凝土基础连接,根据螺栓的排布可分为铰接和刚接。没有桁车时一般采用铰接,有桁车采用刚接。门式刚架结构的柱脚门式刚架结构的柱脚112、门式刚架结构、门式刚架结构 门式刚架一般高度较小,构件较轻,现场都是采用螺栓连接,因此该类工程安装都相对较简单;门式刚架结构通常是采用汽车吊在地面直接吊装,吊车吨位一般不超过50T。门式刚架的安装门式刚架的安装123、空间桁架结构、空间桁架结构 空间桁架是由钢管组成,截面承载能力强,跨度大,截面可弯曲为曲线造型,外型优美,内部空间简洁,常用于公共建筑;空间桁架结构的特点空间桁架结构的特点133、空间桁架结构、空间桁架结构 空
6、间桁架实际上是一种平面受力体系,类似框架结构,每个受力平面体系通过纵向桁架连接,作为纵向支撑,同时也保证对桁架受压的整体稳定性。空间桁架结构的受力空间桁架结构的受力143、空间桁架结构、空间桁架结构 空间桁架通常采用三角型截面,这样使得桁架双向都具有较好的刚度,又利于制作;空间桁架腹杆与弦杆都是采用相贯线切割焊接连接,弦杆需事先弯成设计所要求的曲线形;空间桁架结构的制作空间桁架结构的制作153、空间桁架结构、空间桁架结构 空间桁架截面通常都很大,构件超高超宽不能运输且很不经济,所以桁架都是在现场组立焊接,现场工作量大;空间桁架结构的现场拼装空间桁架结构的现场拼装163、空间桁架结构、空间桁架结
7、构 空间桁架跨度大,构件重,用作公共建筑如机场、会展一般都是在楼面上施工,大型机械不能进入,其它类型空间结构施工基本上都会受场地条件限制,因此施工较复杂,现场吊装、焊接工作量大;常用管桁架施工方法有大型机械吊装法、高空散装法、高空滑移法、整体提升法等。空间桁架结构的安装空间桁架结构的安装175、弦支穹顶结构、弦支穹顶结构 弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的张力产生一个对梁的支撑力以达到减小梁的受力的目的,但两者之间还是有显著的区别:张弦梁索是直线张拉,弦支穹顶索是环形张拉;弦支穹顶结构的特点弦支穹顶结构的特点185、弦支穹顶结构、弦支穹顶结构 弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的
8、张力产生一个对梁的支撑力以达到减小梁的受力的目的,但两者之间还是有显著的区别:张弦梁索是直线张拉,弦支穹顶索是环形张拉;弦支穹顶的作用原理:环形索张紧在节点处产生一个径向的拉力,支撑杆一根杆件受拉一根受压,受压杆对梁起到支撑作用可减小梁的跨度,重新分布弯矩,从而减小梁截面;弦支穹顶索环形张拉因此这种结构体系适合做类似圆形的屋盖,如北京自行车馆、安徽大学体育馆等;弦支穹顶的屋面梁可以是轮辐式的单根梁,也可以是单层网壳;弦支穹顶的节点构造;弦支穹顶的施工;弦支穹顶结构的特点弦支穹顶结构的特点195、弦支穹顶结构、弦支穹顶结构 弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的张力产生一个对梁的支撑力以达到
9、减小梁的受力的目的,但两者之间还是有显著的区别:张弦梁索是直线张拉,弦支穹顶索是环形张拉;弦支穹顶的作用原理:环形索张紧在节点处产生一个径向的拉力,支撑杆一根杆件受拉一根受压,受压杆对梁起到支撑作用可减小梁的跨度,重新分布弯矩,从而减小梁截面;弦支穹顶索环形张拉因此这种结构体系适合做类似圆形的屋盖,如北京自行车馆、安徽大学体育馆等;弦支穹顶的屋面梁可以是轮辐式的单根梁,也可以是单层网壳;弦支穹顶的节点构造;弦支穹顶的施工;弦支穹顶结构的特点弦支穹顶结构的特点205、弦支穹顶结构、弦支穹顶结构 弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的张力产生一个对梁的支撑力以达到减小梁的受力的目的,但两者之间
10、还是有显著的区别:张弦梁索是直线张拉,弦支穹顶索是环形张拉;弦支穹顶的作用原理:环形索张紧在节点处产生一个径向的拉力,支撑杆一根杆件受拉一根受压,受压杆对梁起到支撑作用可减小梁的跨度,重新分布弯矩,从而减小梁截面;弦支穹顶索环形张拉因此这种结构体系适合做类似圆形的屋盖,如北京自行车馆、安徽大学体育馆等;弦支穹顶的屋面梁可以是轮辐式的单根梁,也可以是单层网壳;弦支穹顶的节点构造;弦支穹顶的施工;弦支穹顶结构的特点弦支穹顶结构的特点215、弦支穹顶结构、弦支穹顶结构 弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的张力产生一个对梁的支撑力以达到减小梁的受力的目的,但两者之间还是有显著的区别:张弦梁索是直
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