下面是小编帮大家整理的钢结构结构构件或连接时有哪些计算要点?(共含10篇),希望对大家有所帮助。同时,但愿您也能像本文投稿人“Lulu”一样,积极向本站投稿分享好文章。
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。
薄壁型钢结构构件和连接时有哪些计算要点?
计算结构构件和连接时,规定的强度设计值应乘以下列相应的折减系数,
1平面格构式檩条的端部主要受压腹杆:0.85;
2 单面连接的单角钢杆件:
1)按轴心受力计算强度和连接0.85;
2)按轴心受压计算稳定性0.6+0.0014λ;
注:对中间无联系的单角钢压杆,λ为按最小回转半径计算的杆件长细比,
3 无垫板的单面对接焊缝:0.85;
4 施工条件较差的高空安装焊缝:0.90;
5 两构件的连接采用搭接或其间填有垫板的连接以及单盖板的不对称连接:0.90。
上述几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。
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。
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
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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。
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
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。
混凝土结构竖向叠合构件有哪些设计要点?
一 由预制构件及后浇混凝土成形的叠合柱和墙,应按施工阶段及使用阶段的工况分别进行预制构件及整体结构的计算,
二 在既有结构柱的周边或墙的侧面浇筑混凝土而成形的竖向叠合构件,应考虑承载历史以及施工支顶的情况,并按本规范第3.3节、第3.7节规定的原则进行施工阶段和使用阶段的承载力计算。
三 依托既有结构的竖向叠合柱、墙在使用阶段的承载力计算中,应根据实测结果考虑既有构件部分几何参数变化的影响,
竖向叠合柱、墙既有构件部分混凝土、钢筋的强度设计值按本规范第3.7.3条确定;后浇混凝土部分混凝土、钢筋的强度应按本规范第4章的规定乘以强度利用的折减系数确定,且宜考虑 施工时支顶的实际情况适当调整。
四 柱外二次浇筑混凝土层的厚度不应小于60mm,混凝土强度等级不应低于既有柱的强度。粗糙结合面的凹凸差不应小于6mm,并宜通过植筋、焊接等方法设置界面构造钢筋。后浇层中纵向受力钢筋直径不应小于14mm;箍筋直径不应小于8mm且不应小于柱内相应箍筋的直径,箍筋间距应与柱内相同。
墙外二次浇筑混凝土层的厚度不应小于50mm,混凝土强度等级不应低于既有墙的强度。粗糙结合面的凹凸差应不小于4mm,并宜通过植筋、焊接等方法设置界面构造钢筋。后浇层中竖向、水平钢筋直径不宜小于8mm且不应小于墙中相应钢筋的直径。
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柱间交叉支撑的地震作用及验算可按拉杆计算,并计及相交受压杆的影响。交叉支撑端部的连接,对单角钢支撑应计入强度折减,8、9度时不得采用单面偏心连接;交叉支撑有一杆中断时,交叉节点板应予以加强,其承载力不小于1.1倍杆承载力。
多层钢结构厂房的抗震计算有哪些要点?
进行抗震验算时,只考虑水平地震作用,并在结构的两个主轴方向分别验算,各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗震构件承担,水平地震作用可采用底部剪力法或振型分解反应谱法进行计算。计算时,在多遇地震下,阻尼比可采用0.035;在罕遇地震下,阻尼比可采用0.05。
厂房重力荷载代表值和组合系数,除符合第3章的规定外,尚符合下列规定:
(1)楼面检修荷载不应小于4kN/m2,荷载组合值系数可取0.4;
(2)成品或原料堆积露面荷载取值按实际采用,荷载组合值系数取为0.8;
(3)设备和料斗内的物料充满度按实际运行状态采用,当物料为间断加料时,物料重力荷载的组合值系数取为0.8;
(4)管道内物料重力荷载按实际运行状态取用,组合值系数取为1.0。
直接支承设备和料斗的构件及其连接,除振动设备计算动力荷载外,尚应计入其重力支承构件及连接的地震作用。设备与料斗对支承构件及其连接的水平地震作用,可按下式确定:
Fs=аmaxλGeq
λ=1.0+Hx/Hn
式中: Fs设备或料斗重心处的水平地震作用标准值; аmax水平地震影响系数最大值; Geq设备或料斗的重力荷载代表值; λ放大系数; Hx基础至设备或料斗重心的距离; Hn基础底部至建筑物顶部的距离,
此水平地震作用对支承构件产生的弯矩、扭矩,取设备或料斗重心至支撑构件形心距计算。 多层钢结构厂房荷载效应组合按第3章的有关规定进行。 平面布置较规则的多层框架,其横向框架的计算采用平面计算模型,当平面不规则且楼盖为刚性楼盖时,采用空间计算模型;厂房的纵向框架的计算,可按柱列法计算,当各柱列纵向刚度差别较大且楼盖为刚性楼盖时,采用空间整体计算模型。有压型钢板的现浇钢筋混凝土楼板,板面开孔较小且用栓钉等抗剪连接件与钢梁连接时,楼盖视为刚性楼盖。地震作用效应计算时,采用层间计算模型,同时按不同围护结构考虑自振周期的折减系数Ψ。当为轻质砌块及悬挂预制墙板时,Ψ取0.9;当为重砌体外包时,Ψ取0.85;当为重砌体墙嵌砌时,Ψ取0.8。对所有围护墙只计入质量,不考虑刚度及抗震共同工作。当设备或支承设备的结构与厂房共同工作时,其水平地震作用计算时,应计入设备及其支撑结构的刚度,地震作用效应按设备或支承设备结构与厂房结构侧移刚度的比例分配。多层框架的横向框架计算采用计算机计算,当对层数不多的框架采用手算方法时,其竖向荷载作用下的内力效应可用近似的分层法计算,水平荷载作用下的内力效应可采用半刚架法、D值法等近似方法计算。计算层间位移时,框架-支撑结构可不计入梁柱节点域剪切变形的影响,但腹板厚度不宜小于梁、柱截面高度之和的1/70。
异形柱结构异形框架计算有哪些注意要点?
由于其截面的特殊性,在柱截面对称轴内受水平力作用时,弹性分析计算其翘曲应力很小,此时如同承受水平力的偏压构件,仍可按平截面假定分析,按砼设计规范计算,特别是在框剪,框筒结构中,对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地,框架柱只承担水平风载的一小部分,如按一般偏压柱计算,误差较小,此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大,且水平力作用在非主轴方向,则翘曲应力不容忽视,按平截面假定误差较大,则应对异形柱框架结构进行有限元分析,决定内力和配筋位置及大小,
在进行内力计算和配筋计算时,宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式,如要用它进行计算,要先进行等刚度等面积换算成矩形柱,进行整体分析,得到双向内力后再进行异形柱的截面设计,其工作量相当大,且截面设计的可靠性不高。
目前,国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序,广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC。这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计,准确性较高,经过大量工程校算,能有效地满足结构安全性要求。
★ 塑胶件连接结构