钢结构房屋震害

补充建筑钢结构抗震设计常见钢结构的主要震害特征常见钢结构的抗震设计概述武汉世纪家园住宅工程武汉世纪家园钢结构住宅工程钢结构住宅产业化趋势明显。广州西塔上海环球金融中心旧上海标志1907年游乐设施——钢结构法国马赛市著名的钢结构雕塑“希望之泉”1、主要震害特征钢结构特点：强度高、延性好、重量轻、抗震性能好。多高层钢结构在震害中的破坏形式有三种：1）节点连接破坏；2）构件破坏；3）结构倒塌破坏（1）节点连接破坏主要有两种：一种是支撑连接破坏；一种是梁柱连接破坏。（2）构件破坏主要形式：支撑压曲；梁柱局部失稳；柱水平裂缝或断裂破坏（脆性破坏）。（3）结构倒塌与抗震设计水平有很大关系。1985年墨西哥大地震中10栋钢结构房屋倒塌，1995年日本阪神地震中，也有钢结构房屋倒塌。2高层钢结构房屋抗震设计2.1高层钢结构的体系与布置１.高层钢结构的体系高层钢结构的结构体系主要有框架体系、框架一支撑（剪力墙板）体系、筒体体系（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒等）或巨型框架体系。（１）框架体系框架体系是沿房屋纵横方向由多榀平面框架构成的结构。这类结构的抗侧力能力主要决定于梁柱构件和节点的强度与延性，故节点常采用刚性连接节点。(2）框架－支撑体系框架－支撑体系是在框架体系中沿结构的纵、横两个方向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。支撑体系的布置由建筑要求及结构功能来确定。①支撑类型支撑类型的选择与是否抗震有关，也与建筑的层高、柱距以及建筑使用要求有关，Ａ.中心支撑中心支撑是指斜杆、横梁及柱汇交于一点的支撑体系，或两根斜杆与横杆汇交于一点，也可与柱子汇交于一点，但汇交时均无偏心距。

如右图：中心支撑的类型（支撑框架）(a)X形支撑；(b）单斜支撑；(c）人字形支撑；(d)K形支撑；(e)V形支撑Ｂ.偏心支撑偏心支撑是指支撑斜杆的两端，至少有一端与梁相交（不在柱节点处），另一端可在梁与柱交点处连接，或偏离另一根支撑斜杆一段长度与梁连接，并在支撑斜杆杆端与柱子之间构成一耗能梁段，或在两根支撑与杆之间构成一耗能梁段的支撑。偏心支撑类型（偏心支撑框架）：（a）门架式1；（b）门架式2；（c）单斜杆式；（d）人字形式；（e）V字形式(3）框架－剪力墙板体系框架－剪力墙板体系是以钢框架为主体，并配置一定数量的剪力墙板。剪力墙板主要类型：①钢板剪力墙板②内藏钢板支撑剪力墙墙板③带竖缝钢筋混凝土剪力墙板内藏钢板剪力墙板与框架的连接带竖缝剪力墙板与框架的连接(4）筒体体系筒体结构体系可分为框架筒、桁架筒、筒中筒及束筒等体系。如右图：(a）框架筒；(b）桁架筒；(c）筒中筒；(d）束筒(5）巨型框架体系巨型框架体系是由柱距较大的立体桁架梁柱及立体桁架梁构成。巨型框架结构型式(a）桁架型；(b）斜格型；(c）框筒型２.高层钢结构的布置原则(1）高层钢结构适用的最大高度房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）;根据结构类型、烈度不同，则最大高度亦不同。钢结构房屋适用的最大高度（m）结构类型烈度６、7度8度9度框架1109050钢框架－支撑（抗震墙板）220200140筒体（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒）和巨型框架300260180(2）高层钢结构的高宽比限值结构的高宽比对结构的整体稳定性和人在建筑中的舒适感等有重要影响，钢结构民用房屋适用的最大高宽比见下表。钢结构房屋的最大高宽比抗震设防烈度6、7度8度9度最大高宽比6.565.5(3）高层钢结构的布置要求高层钢结构的布置除应符合建筑概念设计的有关要求外，尚应符合下列规定：①支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3;②钢结构房屋设置地下室时，框架－支撑（抗震墙板）结构中竖向连续布置的支撑（抗震墙板）应延伸至基础，框架柱应至少延伸至地下一层；③8、9度时，宜采用偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢板支撑或其他消能支撑；④超过12层的钢结构采用偏心支撑框架时，顶层可采用中心支撑；⑤超过12层的钢框架－筒体结构，在必要时可设置由筒体外伸臂或外伸臂和周边析架组成的加强层；⑥楼盖宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或非组合楼板。2.2高层钢结构的抗震计算1.地震作用计算结构自振周期，在初步设计时，基本周期可按经验公式估算：式中n―建筑物层数（不包括地下部分及屋顶小塔楼）。采用底部剪力法计算水平地震作用。钢结构的阻尼比较小，高层可取0.02，多层可取0.035。２.地震作用下内力与位移计算(1）多遇地震作用下结构在第一阶段多遇地震作用下的抗震设计中，其地震作用效应采取弹性方法计算：可根据不同情况，采用底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法等方法。(2）罕遇地震作用下高层钢结构第二阶段的抗震验算应采用时程分析法对结构进行弹塑性时程分析。３.构件的内力组合与设计原则(l）内力组合在抗震设计中，一般高层钢结构可不考虑风荷载及竖向地震的作用，对于高度大于60m的高层钢结构须考虑风荷载的作用，在9度区尚须考虑竖向地震作用。(2）设计原则框架梁、柱截面按弹性设计。同时，将框架设计成强柱弱梁体系。４.侧移控制在小震下（弹性阶段），过大的层间变形会造成非结构构件的破坏，而在大震下（弹塑性阶段），过大的变形会造成结构的破坏或倒塌，因此，应限制结构的侧移，使其不超过一定的数值。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

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率

Ps(PT)<pi轴功率P：压缩机轴的输入功率绝热指示效率等温指示效率机械效率总效率（绝热、等温）二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞