本篇文章給大家談談鋼結構支撐架設計，以及鋼結構支撐框架對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，鋼結構屋面支撐系統及屋面如何設計？，2、，鋼結構框架支撐體系結構上有何特點，3、，門式鋼架的支撐設計有哪些要點？，4、，鋼結構工程的設計思路？，5、，剛架結構的支撐系統起什么作用?
本篇文章給大家談談鋼結構支撐架設計，以及鋼結構支撐框架對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽：
鋼結構屋面支撐系統及屋面如何設計？
鋼結構建筑為保證承重構件在安裝和使用過程中鋼結構支撐架設計的整體穩定性，提高鋼結構建筑結構的空間作用，減小屋架桿件在平面外的計算長度，應根據鋼結構建筑結構的形式、跨度、高度、吊車噸位和所在地區的抗震設防烈度等設置支撐系統。鋼結構建筑屋蓋支撐系統包括鋼結構支撐架設計：橫向支撐、豎向支撐、縱向支撐和系桿。屋蓋支撐系統的布置應根據廠房跨度、高度、柱網布置、屋蓋結構形式、吊車噸位和所在地區的抗震設防烈度等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結構均應設置垂直支撐；在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件的限制和安裝需要。目前，市場上鋼結構屋面的做法常用的有很多。
鋼結構建筑設計屋蓋支撐時應遵守以下原則:在設置有縱向支撐的水平面內必須設置橫向支撐，并將三者布置為封閉型。所有橫向、縱向和豎向支撐均應與屋架、托架、天窗架等的桿件或檁條組成幾何不變的桁架形式。在房屋每個溫度區段或分期建設的區段中，應分別設置能獨立構成空何簡穩定結構的支撐體系。傳遞風力、吊車水平力和水平地震力的支撐，應能使外力由作用點盡快傳遞到結構的支座。柱距越大，吊車工作量越繁重，支撐的剛度應越大。在地震區應適當增加.支撐，并加強支撐節點的連接強度。
鋼結構框架支撐體系結構上有何特點
鋼框架—支撐體系具有良好的抗震性能和較大的抗側剛度。
交叉支撐是輕型鋼結構建筑中鋼結構支撐架設計，用于屋頂、側墻和山墻的標準支撐系統。
鋼框架一中心支撐體系是高層鋼結構常用的雙重抗側力體系的一種鋼結構支撐架設計，作為一種經濟、綠色、有效的抗震結構體系被應用于高層建筑結構中。
偏心支撐是相對于中心支撐而言的鋼結構支撐架設計，即支撐桿件的軸線不是與梁和柱的軸線匯交于一點鋼結構支撐架設計，而是專門留出一部分梁段作為耗能梁段，多用于抗震設防烈度較高的地區。
鋼框架—支撐結構的設計規定
1、鋼框架—支撐結構設計需要符合國家現行標準的相關規定，鋼構高層的設計還需要符合國家現行行業標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ99的規定。
2、鋼構高層的中心支撐可以采用：十字交叉斜桿，人字形斜桿、單斜桿和V形斜桿體系；不能采用K形斜桿體系；中心支撐斜桿的軸線需要交匯于框架梁柱的軸線上。
3、偏心支撐框架中的支撐斜桿，需要至少有一端與梁連接，并且在支撐與梁交點與柱之間，或支撐同一跨內的另一支撐與梁交點之間形成消能梁段。
4、抗震等級為四級時，支撐可以使用拉桿設計，其長細比不能大于180;拉桿設計的支撐需要同時設不同傾斜方向的兩組單斜桿，并且每層不同傾斜方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不能大于10%。
門式鋼架的支撐設計有哪些要點？
門式鋼架的支撐設計的要點：
1、由于門式剛架結構構件的抗彎剛度、抗扭剛度較小，結構的整體剛度較弱，因此設計時應考慮運輸和安裝過程中要采取的必要措施，防止構件發生彎曲和扭轉變形。
2、要重視支撐體系和隅撐的布置，重視屋面板、墻面板與構件的連接構造，使其能參與結構的整體工作。
3、組成構件的桿件較薄，設計中應考慮對制作、安裝、運輸的要求。
4、設計中應充分考慮銹蝕對結構構件截面削弱的影響。
5、門式剛架的梁柱多采用變截面桿件，梁柱腹板在設計時考慮利用屈曲后的強度，所以塑性設計不再適用。
6、設計中對輕型化帶來的后果必須注意和正確處理，比如風力可使輕型屋面的荷載反向等。
鋼結構工程的設計思路？
(一) 判斷結構是否適合用鋼結構
鋼結構通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經常裝拆的結構。直觀的說:大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠、住宅和臨時建筑等。這是和鋼結構自身的特點相一致的。
(二) 結構選型與結構布置
此處僅簡單介紹. 詳請參考相關專業書籍.由于結構選型涉及廣泛,做結構選型及布置應該在經驗豐富的工程師指導下進行。
在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是"概念設計",它在結構選型與布置階段尤其重要. 對一些難以作出精確理性分析或規范未規定的問題,可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想,從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。 運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇。所得結構方案往往易于手算、概念清晰、定性正確,并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。
鋼結構通常有框架、平面(木行)架、網架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等結構型式。
其理論與技術大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法,比如網殼的穩定等。
結構選型時,應考慮它們不同的特點。在輕鋼工業廠房中,當有較大懸掛荷載或移動荷載,就可考慮放棄門式剛架而采用網架?；狙捍蟮牡貐^,屋面曲線應有利于積雪滑落(切線50度內需考慮雪載 ),如亞東水泥廠石灰石倉棚采用三心圓網殼?？傃┹d釋放近一半。降雨量大的地區相似考慮。建筑允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節點剛接的框架有更好的經濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中,可選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系。高層鋼結構設計中,常采用鋼混凝土組合結構,在地震烈度高或很不規則的高層中,不應單純為了經濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型SRC柱,核心為支撐框架的結構體系。我國半數以上的此類高層為前者。對抗震不利。[19]
結構的布置要根據體系特征,荷載分布情況及性質等綜合考慮.一般的說要剛度均勻.力學模型清晰.盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎. 柱間抗側支撐的分布應均勻.其形心要盡量靠近側向力(風震)的作用線. 否則應考慮結構的扭轉. 結構的抗側應有多道防線. 比如有支撐框架結構,柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力.
框架結構的樓層平面次梁的布置,有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消,此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子.
(三) 預估截面
結構布置結束后,需對構件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據荷載與支座情況,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距按l/b限值確定時,可回避鋼梁的整體穩定的復雜計算,這種方法很受歡迎。 確定了截面高度和翼緣寬度后,其板件厚度可按規范中局部穩定的構造規定預估。
柱截面按長細比預估. 通常50λ150, 簡單選擇值在100附近。根據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等.
初學者需注意,對應不同的結構,規范中對截面的構造要求有很大的不同。 如鋼結構所特有的組成構件的板件的局部穩定問題。在普鋼規范和輕鋼規范中的限值有很大的區別。
除此之外,構件截面形式的選擇沒有固定的要求,結構工程師應該根據構件的受力情況,合理的選擇安全經濟美觀的截面。
(四) 結構分析
目前鋼結構實際設計中,結構分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮P-Δ,p-δ.
新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能.這為更精確的分析結構提供了條件。并不是所有的結構都需要使用軟件:
典型結構可查力學手冊之類的工具書直接獲得內力和變形.
簡單結構通過手算進行分析.
復雜結構才需要建模運行程序并做詳細的結構分析.
(五) 工程判定
要正確使用結構軟件,還應對其輸出結果的做"工程判定"。比如,評估各向周期、總剪力、變形特征等。根據"工程判定"選擇修改模型重新分析,還是修正計算結果.
不同的軟件會有不同的適用條件.初學者應充分明了.此外,工程設計中的計算和精確的力學計算本身常有一定距離, 為了獲得實用的設計方法,有時會用誤差較大的假定, 但對這種誤差, 會通過"適用條件、概念及構造"的方式來保證結構的安全. 鋼結構設計中,"適用條件、概念及構造"是比定量計算更重要的內容.
工程師們不應該過分信任與依賴結構軟件.美國一位學者曾警告說:“誤用計算機造成結構破壞而引起災難只是一個時間的問題?！?/p>
注重概念設計和工程判定是避免這種工程災難的方法.
(六) 構件設計
構件的設計首先是材料的選擇. 比較常用的是Q235(類似A3)和Q345(類似16Mn). 通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理. 經濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面. 當強度起控制作用時,可選擇Q345; 穩定控制時,宜使用Q235.
構件設計中,現行規范使用的是彈塑性的方法來驗算截面.這和結構內力計算的彈性方法并不匹配.
當前的結構軟件,都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步,一些軟件可以將驗算時不通過的構件,從給定的截面庫里選擇加大一級.并自動重新分析驗算,直至通過,如sap2000等。這是常說的截面優化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。 但是,初學鋼至少應注意兩點:
1.軟件在做構件(主要是柱)的截面驗算時,計算長度系數的取定有時會不符合規范的規定.目前所有的程序都不能完全解決這個問題。所以,尤其對于節點連接情況復雜或變截面的構件,結構師應該逐個檢查.
2.當上面第(三)條中預估的截面不滿足時,加大截面應該分兩種情況區別對待。
(1) 強度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度,其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度,抗剪不滿足加大腹板厚度。
(2) 變形超限,通常不應加大板件厚度,而應考慮加大截面的高度,否則,會很不經濟。
使用軟件的前述自動加大截面的優化設計功能,很難考慮上述強度與剛度的區分,實際上,常常并不合適。
(七) 節點設計
連接節點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一.在結構分析前,就應該對節點的形式有充分思考與確定.常常出現的一種情況是,最終設計的節點與結構分析模型中使用的形式不完全一致,這必須避免. 按傳力特性不同,節點分剛接,鉸接和半剛接. 初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者.常用的參考書[2]有豐富的推薦的節點做法及計算公式.
連接的不同對結構影響甚大.比如,有的剛接節點雖然承受彎矩沒有問題,但會產生較大轉動, 不符合結構分析中的假定. 會導致實際工程變形大于計算數據等的不利結果.
連接節點有等強設計和實際受力設計兩種常用的方法, 初學者可偏安全選用前者.設計手冊[2}中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設計者查用,比較方便. 也可以使用結構軟件的后處理部分來自動完成.
具體設計主要包括以下內容:
1.焊接: 對焊接焊縫的尺寸及形式等,規范有強制規定,應嚴格遵守. 焊條的選用應和被連接金屬材質適應.E43對應Q235,E50對應Q345. Q235與Q345連接時,應該選擇低強度的E43,而不是E50.
焊接設計中不得任意加大焊縫. 焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近.其他詳細內容可查規范關于焊縫構造方面的規定.
2.栓接:
鉚接形式,在建筑工程中,現已很少采用.
普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結構部位使用.
高強螺栓,使用日益廣泛.常用8.8s和10.9s兩個強度等級.根據受力特點分承壓型和摩擦型.兩者計算方法不同. 高強螺栓最小規格M12. 常用M16~M30. 超大規格的螺栓性能不穩定,設計中應慎重使用。
自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接. 國外在低層墻板式住宅中,也常用于主結構的連接.
3.連接板: 可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm. 然后驗算凈截面抗剪等.
4.梁腹板: 應驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪.承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓.
5.節點設計必須考慮安裝螺栓、現場焊接等的施工空間及構件吊裝順序等。構件運到現場無法安裝是初學者長犯的錯誤。此外,還應盡可能使工人能方便的進行現場定位與臨時固定。
6.節點設計還應考慮制造廠的工藝水平. 比如鋼管連接節點的相貫線的切口需要數控機床等設備才能完成.
(八) 圖紙編制
鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段,設計圖為設計單位提供,施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據設計圖編制,有時也會由設計單位代為編制。由于近年鋼結構項目增多和設計院鋼結構工程師缺乏的矛盾,有設計能力的鋼結構公司參與設計圖編制的情況也很普遍。
1.設計圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的依據. 深度及內容應完整但不冗余. 在設計圖中,對于設計依據、荷載資料(包括地震作用)、技術數據、材料選用及材質要求、設計要求(包括制造和安裝、焊縫質量檢驗的等級、涂裝及運輸等)、結構布置、構件截面選用以及結構的主要節點構造等均應表示清楚,以利于施工詳圖的順利編制,并能正確體現設計的意圖。主要材料應列表表示。
2.施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等.深度須能滿足車間直接制造加工.不完全相同的另構件單元須單獨繪制表達,并應附有詳盡的材料表.
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剛架結構的支撐系統起什么作用?應怎樣布置?
剛架是指剛節點的框架，一般是指梁柱節點處的結構型式，兩個柱子頂上連一道梁就是最簡單的剛架結構，支撐系統當然起支撐作用，保證結構剛度和穩定性
1.
支撐系統設置原則
門式剛架鋼結構中，支撐系統可分為屋蓋水平支撐、柱間支撐及其他輔助支撐系統。
支撐系統設置的基本原則為：
①
明確、合理簡捷地傳遞縱向荷載，盡量縮短傳力途徑；
②
保證結構體系平面外的穩定，為結構和構件的整體穩定性提供側向支撐點；
③
方便結構的安裝；
④
滿足必要的強度、剛度要求，具有可靠的連接。
在門式剛架鋼結構房屋中，針對不同類別的支撐，還存在一些規定和要求。
⑴屋蓋水平支撐
屋蓋水平支撐和柱間支撐是一個整體，共同保持結構的穩定，并將縱向水平荷載通過屋蓋水平支撐，經柱間支撐傳至基礎。
為保證結構山墻所受縱向荷載的傳遞路徑簡短、快捷，屋蓋橫向水平支撐應設置在建筑物溫度區段的兩端開間內，以求直接傳遞山墻荷載。如第一開間內不能設置時，可設置在第二開間內，但必須注意，第一開間內相應傳遞水平荷載的桿件應該設計成壓桿。當建筑物或溫度伸縮區段較長時，應增設一道或多道水平支撐，間距不得大于60m。
當結構簡單、對稱且各跨高度一致時，屋蓋水平支撐相對簡單，即在滿足溫度區段長度條件下，可僅在端開間設置。
在建筑物內，當柱列有不同柱距時，或當建筑物有高低跨變化時，應設置縱向水平支撐提高結構的整體性，調整結構抗側剛度的分布，以求減小各剛架柱側向水平位移的差異，使結構受力均勻、合理。當建筑平面布置不規則時，如有局部凸出凹時、抽柱等情況時，為提高結構的整體抗側力，在上述區域均需設置縱、橫向封閉的連續水平支撐系統。
設置支撐系統時，必須在屋脊和柱頂處設置壓桿并注意節點的構造，，以保證水平力的傳遞。
⑵柱間支撐
柱間支撐一般設置在柱列的中部。為此，柱頂水平系桿需設計成剛性系桿，以便將屋蓋水平支撐所承受的荷載傳遞到柱間支撐上，如建筑物較長時可增設一道柱間支撐。兩道柱間支撐分別放在縱向1/3處。當柱間支撐因建筑物使用要求不能設置在結構設計所要求的理想位置時，也可以偏離柱列中部設置。柱間支撐可設計成交叉形，也可以設計成八字形、門形，甚至設計為剛架形式。
在同一建筑物中最好使用一類型的柱間支撐，不宜幾種類型的柱間支撐混合使用。若因為功能要求如開大門、窗或有其他因素影響時，可采用剛架支撐或桁架支撐。當必須混合使用支撐系統時，應盡可能使其剛度一致，如不能滿足剛度一致要求時，剛應具體分析各支撐所承擔的縱向水平力，確保結構穩定、安全，同時還應注意支撐設置的對稱性。
如建筑物由于使用要求，不允許各列中柱間放任何構件，此時廠房設計需采取特殊處理。處理方案可采用增加多道屋蓋橫向水平支撐保證屋蓋整體剛性，同時增加兩側柱列的柱間支撐，以例證廠房縱向的剛度。
如建筑物的高度大于柱距時，柱間支撐也可設計兩層或三層，斜桿可設計成拉桿，但水平桿件必須設置，且應按剛性桿件設計。同時為了減小剛架柱平面外的穩定性，可將柱間支撐作為一固定支點，用剛性系桿與柱相連。
⑶隅撐
隅撐是實腹式門式剛架輕型鋼結構房屋中特有的。
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