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文档简介

钢结构整体解决方案MIDASIT

杨建华目录1.钢结构概况2.钢结构分析要点3.钢结构难点解析钢结构概况01钢结构优势钢结构类型1.钢结构概况强度高施工周期短工程造价低自重轻工厂化制作节能环保钢结构优势造型美观,传力合理1.钢结构概况高层重型钢结构80年代至今已建成和在建高层钢结构达100多幢,总面积约800万平方米,钢材用量80多万吨。并且持续上涨。。。北京电视中心巨型框架-支撑钢结构体系地上42层,地下3层,总高228.35m的办公楼四角布置四个L形复核巨型柱巨型柱之间用巨型钢桁架梁相连1.钢结构概况大跨度空间钢结构民用建筑工业厂房机库候机楼体育馆展览中心大剧院博物馆。。。据中国钢结构协会空间结构分会统计:网架和网壳近年生产已处于趋平稳状态,每年1500座,约250万平方米,用钢约7万吨广东佛山体育馆膜结构网架网壳悬索结构1.钢结构概况轻钢结构门式刚架拱型波纹钢屋盖轻型工业厂房仓库交易市场展览厅活动房屋加层建筑用钢量一般30-40kg/m2左右(不含钢筋用量)全国每年新建轻钢房屋800万平方米、用钢量约20万吨钢-混凝土组合结构组合结构(SRC)充分发挥钢材和混凝土两种材料各自优点的合理组合全部采用组合结构的超高层建筑——深圳赛格广场大厦高291.6米,属世界最高的钢-混凝土组合结构。全国已建成组合结构高层建筑超过40幢之多1.钢结构概况工业钢结构轻质、高强、便于管道穿越、设备维修适用于大跨度结构,施工周期短1.钢结构概况钢结构住宅钢结构住宅优势:重量是钢筋混凝土住宅的1/2左右使用面积提高4%我国平均每年房屋建筑建设约20亿平方米,其中钢结构约占2~3%,而发达国家已达50%以上,住宅钢结构的潜在发展空间非常大。武汉汉阳区建成了钢结构示范住宅项目——赛博园经济适用房小区,达到了世界钢协有关“国际民用建筑用钢项目”的技术要求。目前,我国钢结构业用钢仅占全国钢材总量的4%左右,与发达国家10%左右的比例存在较大差距。1.钢结构概况海外钢结构项目泰富重装集团-研究总院-储运所菲律宾马欣洛克电厂原煤输送系统钢结构项目美标四川电力咨询设计研究院黑山变电构架欧标杭箫钢构沙特阿拉伯项目美标PKPM、YJKmidasGen海外版主算分析设计探索者海外规范绘图理正工具箱单体构件设计工具箱midasDrawingShopmidasDesign+S/SAP2000钢结构分析要点02钢结构特点空间模型连接方式荷载模拟协同作用施工分析2.钢结构分析要点钢结构有什么特点?单层网壳稳定问题结构复杂构件异形树形柱特殊节点混合结构施工方案大跨、超长2.钢结构分析要点如何得到分析模型?犀牛三维CADBIM空间分析模型软件接口建模助手软件接口PKPMYJKTEKLAMST3D3SSTAADETABSSAP2000FEA2.钢结构分析要点如何考虑钢结构构件连接方式?《钢结构设计标准》GB50017-2017

5.1.3结构的计算模型和基本假定应与构件连接的实际性能相符合。5.1.4框架结构的梁柱连接宜采用刚接或铰接。梁柱采用半刚性连接时,应计入梁柱交角变化的影响,在内力分析时,应假定连接的弯矩-转角曲线,并在节点设计时,保证节点的构造与假定的弯矩-转角曲线符合。橡胶支座滑动球铰支座铰接支座摩擦摆隔震支座铅芯隔震支座支座连接橡胶支座滑动球铰支座铰接支座摩擦摆隔震支座2.钢结构分析要点如何考虑钢结构构件连接方式?刚接/铰接/半刚性连接实现方法:共节点

释放梁端约束滑动支座(单向、多向)实现方法:弹性连接

(一般)限值位移支座实现方法:弹性连接

(多折线)隔震支座实现方法:一般连接2.钢结构分析要点钢结构承载力及变形验算?《空间网格结构技术规程》J1072第4.1.1条:

空间网格结构应进行重力荷载及风荷载作用下的位移、内力计算,并应根据具体情况,对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的位移、内力进行计算。地震作用支座沉降网架结构:8度区,周边支承中小跨竖向抗震;其他应进行竖向和水平抗震验算。网壳结构:7度区,矢跨比大于或等于1/5,应进行水平抗震验算;矢跨比小于1/5应进行竖向和水平抗震验算。8、9度区,各种网壳结构应进行竖向和水平抗震验算。2.钢结构似分析要挠点钢结输构承奋载力牲及变器形验晋算?风荷载封闭驻结构-面风炒压镂空青结构-梁单庭元风魔压附属结篮构-节点笛风压风洞试骂验-附加满风荷旗载钢结闷构承励载力句及变游形验发算?封闭赤结构-面风棚压镂空阶结构-梁单先元风福压附属状结构-节点风肌压2.钢结构仗分析要兄点钢结描构承鬼载力仪及变夫形验穴算?温度作退用:分烧析空间夕网格结乳构因温鞭度变化继而产生膨的内力敞,可将勇温差引胀起的杆聋件固端录反力作漂为等效敌荷载反窑向作用渔在杆件截两端节酿点上,书然后按旅有限元鹊法分析溪。单元温器度:局烘部单元们施加温瓜度荷载节点温漏度:局肉部节点刮施加温剪度荷载梁截目面温弓度:宣截面跌内部晚的温蠢度分糖布为升非均博匀分滩布时棵可以沾利用梁蜜截面蜡温度魔功能抓输入员温度哭荷载稻。2.钢结构尿分析要猪点如何考糊虑上下柿部协同糊工作?《抗规》条文说蹄明10抽.2鞠.7条:六考虑上还下部结册构的协侍同作用伶是屋盖换结构地霸震作用籍计算的服基本原贯则。考裂虑上下跳部结构模协同工益作的最纤合理方茫法是按整体细结构滔模型进行地单震作用述计算。萍特别是史对于不届规则的楼结构,农抗震计唇算应采另用整体饰结构模财型。条文摧说明10.似2.7本条规套定抗震蔑计算模删型1.屋盖结事构自身扣的地震镇效应是闸与下部页结构协纷同工作驱的结果准。由于下淘部结构敞的竖向谦刚度一叉般较大撕,以往孤在屋盖哄结构的踢竖向地睡震作用莲计算时浓通常习兵惯于仅颈单独以匀屋盖结父构作为侨分析模睁型。但研究壤表明,糊不考虑蔬屋盖结姐构与下鸦部结构俊协同工拿作,会阻对屋盖拐结构的尝地震作借用,特层别是水列平地震炉作用计吓算产生跳显著影窑响,甚泊至得出问错误结希果。单独访模型整体市模型(a)金开阊新此城体疯育馆帽效果毫图(b)上部昌钢结构替部分(c)下孕部混盛凝土互部分(d)整拾体模狡型参考文献《金阊竿新城伍体育胀馆大赶跨度糠网架南屋盖农设计》沈晓杏明、方赵宝番利,《建筑渔结构》结论:接考虑下报部结构陕的真实蜓质量和裳刚度后障,在相静同的地谎震作用恼下,屋你盖结构崇的X向和Y向水平甲总反力寄显著增屑大,地娇震作用鉴经过下专部结构抖的传递翅有随“放大效锅应”。边界述效应——地震作图用响应2.钢结构招分析要贸点如何楼考虑款上下椒部协典同工荒作?2.钢结烂构分搭析要公点如何液考虑酒上下掀部协丸同工挤作?可利糠用表涉格的所方式麦合并你荷载冬及边悠界2.钢结羡构分缠析要钥点如何考顶虑上下历部协同酱工作?《高层建兵筑混凝拆土结构泥技术规的程》J摸GJ丑3-盖20揉1011.自3.5组合结寻构在多谣遇地震剂作用下弦的阻尼盾比可取圆为0.0巷4。风己荷载深作用套下楼挪层位撞移验公算和钞构件睁设计老时,支阻尼品比可川取为0.0目2~0.肺04。《型钢即混凝脸土组嫁合结亮构技辆术规析程》JG旧J13暮8-2尊0014.2驾.3当全部早结构构包件均采宽用型钢粒混凝土装结构,俯包括型据钢混凝盯土框纸架和撒钢筋混菠凝土筒不体组成送的混合眯结构,引其结构欢阻尼比必宜取0.扰04《建筑抗浴震设计图规范》G讯B5魔00宾11要-2伪01舟010毫.2义.8屋盖迷钢结军构和顾下部代支承肝结构碧协同汪分析遗时,寺阻尼碎比应之符合阀下列棒规定纪:农当下拥部支泛承结论构为棍钢结耽构或令屋盖鹊直接敌支承视在地舌面时运,阻完尼比唱可取0.捡02。泰当下部龙支承结吓构为混丧凝土结何构时,廊阻尼比猾可取0.0毕25~0.0或35。不同迈材料宅具有怎不同伍阻尼核比,婶而不侦同振五型下套各构洗件参早与程招度不肺同,妙因此烦各振杯型的特阻尼板比也超不同王!2.钢结繁构分滔析要火点施工宽方案猾如何谨确定碌?吊装副问题对接问鱼题不利体宝系阶段施工庸过程迟分析2.钢结永构分徒析要基点施工方愁案如何滤确定?2.钢结蹦构分役析要木点施工猎阶段温度分饼析局部稳宴定吊装运崇输用量优靠化钢结构几何非泼线性屈曲分述析强度图验算舒适度估分析细部分不析连接处恋理空间然建模钢结构递难点解胡析03钢结构康稳定分开析钢结芝构细异部分宽析3.糖1.钢结构烫稳定性强度枣与稳云定?强度是指拳结构近或者妈单个掘构件泡在稳恢定平格衡状带态下甚由荷归载所竞引起进的最倦大应给力(六或内呼力)何是否膨超过况建筑很材料若的极晕限强赢度,意因此惠是一圆个应喜力问灰题。稳定是找积出外先荷载交与结望构内扮部抵集抗力发间不挣稳定串的平纵衡状魂态,吊即变询形开转始急福剧增锦长而搞需设滋法避惕免进稀入的坡状态赵,因谢此是鸽一个呆变形扫问题温。由于变遮形产生杨的附加难弯矩,也从而柱顶子的破惜坏荷载课可以远扫远低于丈它的轴坚压强度番。构件包局部减稳定捕问题构件肆稳定鲜问题整体欣结构狮稳定扣问题钢结构忽失稳原珍因?5月4日,莆悲田某在杀建3层钢结壁构房屋与坍塌,拥导致5人死浅亡,锡疑底球层钢期柱失象稳导孟致!整体眨失稳塌主要蜻原因素:设计走错误迁:只竟验算湾基本两构件绒的稳眠定,忽视整体结荐构的稳定笛验算,计算励简图及识支座约拉束与实百际受力饶不符。制作缺坛陷:构朋件的初物弯曲、贯初偏心辟、热轧撇冷加工镇以及焊趣接产生锐的残余变豆形等。支撑不抖足:钢娃结构安书装过程傅中,尚锣未形成主整体结呜构之前块,属几何桥可变剩体系,构劣件的粗稳定谋性很接差。撞若临笔时支神撑设只置不逮合理夸或者毯数量阴不足掩,轻图则会位使部驻分构苗件丧胡失稳叛定,蜘重则半造成始整个鹿结构卸在施鲜工过座程中剪倒塌致和倾饭覆。荷载多变化斜、支棵承情旺况的挠不同感:在散吊装宣中由歇于吊点位置贯的不诞同,外桁架隶或网业架的托杆件脱受力偏可能诞变化屠,造听成失扭稳使用滚不当让:随查意改画变使拢用功隙能;帝改变小构件都的受嘴力状沾态;蝇增加男设备君引起日的超纺载;烧基础弄不均是匀沉开降和票温度词应力跳引起搁的附的加变武形;贸意外移冲击不等局部失烟稳主要碑原因:设计评错误证:不洋进行莲局部荣稳定呀验算厕,致准使构期件的亏各类吃板件涌宽厚粗比和台高厚饱比超王过规赠范限播值构造不抱当:构睬件局部威受集中马力较大速的部位康,加劲鸡肋数量御不足、竞构造不济当原始拘缺陷听:局蚂部鼓缎曲和上波浪香形变侦形吊点济位置笼不合螺理:施导致粮构件浸在吊统装过移程中早局部叠失稳3.薄1.钢结构刃稳定性三维分叠析重要狸性3.1块.钢结迷构稳庭定性参考文献《主次摧门式赠钢架股体系敬在工没业厂筛房中定应用忽的相升关问笨题》苗劲烘、吴近宏,历中船卷九院《建筑结沉构》总长24挂0m,跨度27m,柱距12缘瑞m,4台20袄t桥式起拔重机高叨度9m,减小案屋面檩帐条跨度寒,在主胡钢架之乓间设置廊不落地焰次钢架友。塌下来鸽、鼓根出去二维怀分析胀与三启维分片析相节比,争主次杯钢架景挠度挪,主醉钢架悬弯矩拜和剪续力差录别很述大。卖基于勺空间足传力泼的结固构形蜡式,爷建议慈优先层采用君空间羽结构烈分析鞠,如长采用辽平面品分析汤应对犯结构裤进行厌针对够调整音。稳定分雾析方法3.时1.钢结构嫩稳定性《钢结游构设凝计标俱准》G牧B50启017爸-20且175.结构分骗析与稳写定性设谊计稳定性击分析三惧种方法忆:一阶或弹性分房诚析、二喉阶弹性眠分析和端直接分灶析分析羽方法怨适用卵条件3.欧1.钢结名构稳关定性规则框示架结构亿的二阶演效应系盲数:计算的磁最大二民阶效应坛系数≤0.1时,可元采用一钥阶弹性鸡分析;艇当0.抓1<捎≤0揭.2买5时,锯宜采栏用二患阶弹从性分膨析或搂直接险分析食;当>0.种25时,应桂增大结守构侧移刚度邀或采隙用直殃接分描析.一般屋结构稳的二峡阶效你应系辱数:式中:——整体止结构蚀最低娇阶弹性临隶界荷载与荷载少设计值舒的比值屈曲造分析稳定线分析旷方法3.1材.钢结构息稳定性一阶举弹性益分析:针砌对未变形鸡的结构建立下平衡假条件捎,不味考虑锦变形械对内照力和探位移甜的影慌响,奴也不冷考虑援几何语非线垂性和叹材料龟非线什性的肝影响始,按刚弹性坚阶段恋分析漠得到寇结构灵的内放力和书位移参。P-△效应、P-δ构件亮缺陷亮及材等料的归塑性警行为备对结同构的额影响嗓在构留件设炮计阶凑段通枝过计算长报度法进行考勤虑。构件稳弯定承载剪力验算役:无侧妙移框炼架可列以采交用一宫阶弹头性分狂析稳定掉分析台方法3.政1.钢结将构稳瓶定性二阶身弹性败分析:只考税虑结构的列二阶变醋形对内力威产生的患影响,语根据变写形后的院结构建润立平衡废条件,指按弹性仙阶段分获析结构业内力和朗位移。可以副考虑P-△,分析方坦法基于业大变形摩、小应跟力理论仅的一种吸几何非通线性方社法,全畏过程追篮踪结构乒受力状兴态,直隶到第一堂个塑性亦铰出现脾为止。可以考将虑结构的几何初家始缺陷幻玉影响,闭结构整愤体初始幸几何缺泻陷模式米可以按最低屠阶整费体屈厅曲模局态采用,长也可以障用等效水举平力进行缎替代乏。对于蜓二阶效应弊较明划显结迎构,如剖有侧贝移框厉架、坊侧移溪敏感揭型框窜架,无淘法准段确计凝算长驰度系策数,罗应采用二音阶弹性晋分析方童法。注意:采阔用仅考虑P-箱△效应影的二滨阶弹舒性分缺析与轿设计郊方法凶,只捉是考撇虑了借结构旱层面拿上的雨二阶魂效应妙影响林,并佛未涉衔及到殖构件低的P-δ对内烫力影忙响,乖这部军分的拢影响船应通管过稳色定系听数来身考虑缝,此雄时构衣件的羞计算袄长度披系数笑应取1.歌0。稳定分汤析方法3.1份.钢结克构稳翻定性直接分膀析法:一颈种全过程远二阶弹穴塑性分她析设计售方法积,可仅以全支面考姥虑结吉构和乒构件疮的初始缺鹊陷、几何非世线性、脊材料非孤线性等对结页构和构镜件的内潜力的影迷响,其牛分析设若计过程坝可用下印式来表蛋示。用渡直接分害析设计献法求得勾的构件岸内力可潜以直接拢做为校摧核构件亲的依据难。直接匀积分盒法直绳接进馅行截俩面强税度验催算,氏不进材行面弊内稳血定验旨算二阶弹在性(P-△拳-δ)-常用特废例不考虑塑习性(不性能出现棵塑性铰馋,即不羊能屈服秤),不邀允许内折力重分报布稳定控分析牢方法3.1奸.钢结哈构稳挎定性屈曲分贝析3.1械.钢结构社稳定性程序丝式可以糟根据女屈曲胡分析妨模态雪结果袋,按残照用韵户要躺求考浩虑初独始缺歪陷并价自动娇更新脂模型恭,减绝少大宅跨结杨构非第线性荒稳定堆分析雕的模灵型准租备工录作结构萍失稳序点稳定退系数初始缺积陷3.喝1.钢结缩慧构稳容定性《钢结向构设便计标琴准》G沃B50债017虎-20劣175.2虫.1结构整领体初始唉几何缺啄陷模式燥可按最堤低阶整旋体屈曲听模态采姿用。框己架及支义撑结构帮整体初泳始几何许缺陷代懒表值的浇最大值商可取为H/2豪50,H为结构雄总高度烤。框架及孤支撑结盏构整体暂初始几窝何缺陷难代表值娇也可按映式5.欲2.前1-赠1确定加;或溉可通软过在框每层次柱顶夸施加循假想氧水平激力等淘效考驴虑。《空间网偷格结构认技术规珠程》塘JG怪J7毛-2过01晶04.钟3.玩3进行网欺壳全过奏程分析沈时应考甜虑初始易几何缺死陷的影烦响,初森始几何文缺陷分顶布可采才用结构塌的最低拖阶屈曲假模态,由其缺陷圈最大值省可按网壳跨窑度的1/会30唇0取值鞠。5.1植.7二阶弹酸性分析大和直接变分析应些合理考瞧虑初始任几何缺口陷和残裤余应力闯的影响叛。3.1妹.钢结购构稳孟定性稳定剩系数结构型失稳糟点安全系陵数进行网膊壳结构啊全过程固分析求童得的第一个辫临界点带处的荷载防值,可摧作为网妙壳的稳气定极限之承载力贪。网驰壳稳定返容许承主载力(轮荷载取何标准值筒)应等同于网壳焰稳定极脑限承载关力除以拆安全系记数K。当按洒弹塑息性全雁过程顽分析窃时,同安全餐系数K可取称为2.0;当按涛弹性夺全过讲程分绑析时栽、且锅为单腿层球泊面网腹壳、岁柱面洲网壳侍和椭副圆抛飘物面摔网壳叛时,钞安全专系数K可取见为4.轿2《空间录网格用结构怠技术叼规程》4.姿3.4条斜柱/跃层柱盾计算长舰度系数3.判1.钢结勿构稳扶定性1.规范烂方法够(梁卵柱线炼刚度咱比)劣计算考确定2.屈曲分剃析法(贩欧拉公眯式)确旧定计算撤长(1侦)确定拟增计算构级件及初益始长度贺范围、馅约束;(2陷)确定始各约龙束的而约束会刚度(仅用于焦独立模淹型法与孤局部实钉体有限纺元模型肯法,通常用此单位力栗法确定);(3)加载、典屈曲分嘴析,对整体努模型法啊通常采湾用恒载伯加活载苹的竖向跳加载模偷式,对独立欠模型与每有限元效模型法眉则采用俭轴向加跑单位力脆法;(4该)获得搭屈曲示系数,并乘以质相应分尽析工况波下杆件授内力,如;整体模匙型法对典应的恒冤载加活泡载下的府杆件内撞力(5)代入道公式渴计算节点披分析3.悉2.细部膏分析楼梯矛、吊劣车梁担分析3.2邻.细部分伪析安全性枕验算节点教分析拜必要搜性3.雄2.细部分店析《空间伴网格豪结构舅技术贝规程》J督GJ螺-2瞎01你05.5艳.5铸钢辛节点价设计衣时应振采用有限剥元法进行袄实际担荷载另工况们下的交计算送分析波,其侄极限解承载外力可江根据芬弹塑起性有唉限元该分析唯确定锈。当股铸钢造节点喜承受与多种僚荷载某工况馆且不括能明把显判絮断其魔控制砖工况颜时,成应分庆别进碎行计笛算以汇确定篇其最北小极代限承忽载力耳。极啦限承叼载力期数值桑不宜伶小于多最大聚内力心设计别值的3.掌0倍。《钢结酷构设督计标屈准》GB陆500斗17-坊201故712.暂4.2铸钢节翠点应满病足承载室力极限细状态要裤求,节房诚点应力挥应符合珠下式要诱求12趋.4哑.3铸钢节梅点可采施用有限撞元法确定其摩受力状字态,并源可根据园实际情序况对其退承载力予进行试援验验证买。节点分居析方法3.摊2.细部梯分析细部模僵型尺寸边界物约束视条件荷载品取值模型尺岸寸确定3.2味.细部踪蝶分析圣维南瓦原理(Sa伐int爆Ve股nan龙t‘s吃Pr唯inc纳ipl检e)是弹北性力嫌学的祖基础崇性原拦理,乳是法然国力犬学家圣维南于1

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