多高层钢结构设计

第二章结构体系2.1结构体系基本概念2.2多高层钢结构主要结构体系2.3结构布置的基本要求2.1结构体系基本概念

一.多高层建筑钢结构的功能

抵抗重力作用

抵抗侧向力作用（a）(b)(a)水平构件破坏（b）结构整体失稳（a）（b）（c）（a）结构倾覆(b)结构整体弯曲或剪切破坏 (c)结构侧向变形过大

多高层钢结构体系分类2.2多高层钢结构主要结构体系第1类框架结构体系钢结构框架梁柱连接可分为三类：（1）刚性连接

梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。（2）铰支连接

梁柱间有相对转动，连接不能承受弯矩。（3）半刚性连接

梁柱间有相对转动，连接能承受弯矩。

（a）刚性连接

（b）铰支连接

（c）半刚性连接

钢框架梁柱连接的受力与变形

欧洲规范EC3的梁柱连接分类方法

刚接半刚接铰接半刚性连接刚接刚接框架的变形特征

由外部剪力引起的力和变形

由外部倾覆力矩引起的力和变形

在水平力作用下，刚接框架的侧移由两部分构成。第一部分侧移由结构倾覆力矩造成柱拉压变形而导致结构整体弯曲引起,第二部分侧移由结构剪力造成的梁柱受弯而引起,一般框架整体弯曲侧移分量小于总侧移的10％～20％。

框架结构的剪切侧移及其组成

第2类框架—支撑体系1、中心支撑框架2、偏心支撑框架3、钢框架－混凝土墙（筒）混合结构4、伸臂及带状桁架5、错列桁架中心支撑框架

支撑的布置典型中心支撑形式及抗侧力传力路径

(a)(b)(c)(d)(e)（a）单斜杆支撑（b）X形支撑（c）人字支撑（d）V型支撑（e）K型支撑支撑系统的变形（a）弯曲变形(b)剪切变形(c)组合变形中心支撑框架结构的变形(a)中心支撑框架(b)中心支撑框架的变形偏心支撑框架在中小地震下，所有构件弹性工作，这时支撑提供主要抗侧力刚度，其工作性能与中心支撑相似；在大地震作用下，保证支撑不发生受压屈曲，而让偏心梁段屈服消耗地震能量，其工作性能与纯框架相似。工作原理：钢框架——混凝土剪力墙（芯筒）典型混合结构（a）弯曲变形

（b）剪切变形

（c）组合变形

剪力墙的变形

SteelFrame–ConcreteTubeStructure

—ShanghaiFudongShipyardOfficeBuilding(30F,99m)Structuralsystemsoftallsteelbuildings伸臂及带状桁架结构(a)无伸臂桁架(b)有伸臂桁架伸臂桁架结构的工作原理有伸臂及带状桁架的结构 带伸臂桁架的框架—剪力墙结构（a）无伸臂桁架(b)有伸臂桁架有无伸臂桁架的支撑框架结构侧移变形对比FramewithBrace/ShearWallStructure

—ShanghaiJinJiangHotel(44F,153m)Totalsteelconsumption8500tonSteelplateshearwallincoretubeKbraceincoretubeOutriggerTruss23FStructuralsystemsoftallsteelbuildings错列桁架结构错列桁架结构侧向力传递路径错列桁架透视图第3类筒体结构体系

1.框筒结构2.束筒结构3.筒中筒结构框筒结构

束筒结构筒中筒结构(a)内钢框筒（b）内混凝土芯筒CompositeFrame-CompositeCoreTube

——BeijingInternationalTradeCenterIII74F,330mStructuralsystemsoftallsteelbuildingsGridTubeStructure—

GuangzhouZhujiangWesternTower(103F，432m)Exterior:CFTskewedgridtubeInterior:bracedframe(67Fabove) RCcoretube(67Fbelow)Structuralsystemsoftallsteelbuildings第4类巨型结构体系

巨型框架结构巨型支撑结构Megastructure

——BeijingTVCentre

(41F，236.4m)Totalsteelconsumption35000tonL-shapedcompositecolumnMegaTrussSecondaryFrameStructuralsystemsoftallsteelbuildingsMegaSteelFrame-RCCoreTube——ShanghaiWorldFinancialCenterMegacolumnBMegabraceMegacolumnAMegacolumnBMegacolumnABelttrussOutriggertrussPeripheraltruss101F,492mStructuralsystemsoftallsteelbuildings2.3结构布置的基本要求

一.结构平面布置1.建筑平面简单规则简单规则的建筑平面2.平面突出应满足限制要求

左表中的尺寸L/B

L/

L,的限值

3.避免平面不规则结构不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30％楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50％，或开洞面积大于该层楼面面积的30％，或有较大的楼层错层平面不规则结构类型4.一般可不设防震缝与温度伸缩缝。当结构特别不规则时，设防震缝：(1)框架体系高度≤15m缝宽=105mm

高度>15m每增高5m(6度）4m(7度） 3m(8度）2m(9度）缝宽=105+30mm(2)框架—支撑体系 缝宽=70%（1）(3)筒体体系 缝宽=50%（1）二.结构竖向布置1.适用的高度与高宽比结构体系非抗震抗震设防烈度设防6、789框架体系1101109050框架—支撑体系260220200140筒体体系、巨型结构体系360300260180非抗震抗震设防烈度设防6、78976.565.5适用的结构最大高度（m）

适用的结构最大高宽比

2.避免竖向不规则结构不规则类型定

义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80％；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25％竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％

竖向不规则结构类型THANKYOU!!第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功