东南大学建筑结构设计课件-单层排 架建筑

东南大学建筑结构设计课件-单层排架投稿人：课件内容介绍概述介绍单层排架的定义、特点、应用范围等。布置讲解单层排架的基本布置形式、常见构件、节点设计等。分析介绍单层排架的受力分析、计算方法、稳定性分析等。设计重点讲解柱、梁、柱基的设计方法，以及节点连接的设计要求。单层排架概述单层排架是一种常见的建筑结构形式，由柱、梁和基础组成，主要用于支撑单层建筑的屋面和荷载。单层排架结构简单、施工方便，适用于跨度较小的单层建筑，例如厂房、仓库、体育馆等。单层排架的基本布置柱支撑屋顶和墙体荷载的垂直构件。梁连接柱并传递荷载的水平构件。屋顶覆盖建筑物的结构，可采用钢架、钢筋混凝土或木结构等。单层排架的主要构件1柱承载来自梁的荷载并传递到基础，是单层排架的主要承重构件。2梁连接柱子，承受屋面荷载并传递到柱子上，是单层排架的连接构件。3基础将柱子的荷载传递到地基，是单层排架的支撑结构。4屋面由屋面板和屋架组成，是单层排架的顶部结构。柱的设计1材料选择通常采用钢材或混凝土材料。选择时需考虑承载力、耐久性、成本等因素。2截面形状常见的柱截面形状有矩形、圆形、工字形等。选择时需考虑受力情况、施工方便性等。3尺寸确定根据荷载、材料强度、构造要求等因素确定柱的尺寸。需确保柱的强度和稳定性满足要求。4连接设计柱与梁、基础的连接方式需合理设计，确保连接强度和可靠性。梁的设计1荷载计算确定梁的荷载，包括永久荷载和活荷载2截面选择根据荷载和跨度选择合适的梁截面尺寸和形状3强度验算检查梁的强度是否满足要求，确保其能够承受荷载4稳定性验算检查梁的稳定性是否满足要求，确保其不会发生失稳5挠度验算检查梁的挠度是否满足要求，确保其不会发生过大的变形柱基的设计1地基承载力首先要确定地基的承载力，根据地基的土质情况确定承载力，并进行相关计算。2柱基尺寸根据柱子荷载和地基承载力计算柱基的尺寸，保证柱基能够承受柱子的荷载。3钢筋布置根据柱基的尺寸和荷载情况，合理布置钢筋，保证柱基的强度和抗裂性能。支座类型固定支座限制结构物在支座处的水平和竖向位移，以及旋转。可动支座只限制结构物在支座处的竖向位移，允许水平位移和旋转。铰支座只限制结构物在支座处的竖向位移，允许水平位移和旋转。单层排架常见布置形式单层排架的布置形式多样，主要根据建筑物的平面形状、功能要求和结构特点等因素确定。常见的布置形式包括一字形、圆形、L形、工字形、连廊形、悬挑形等。一字形单层排架一字形单层排架是最常见的形式之一，它具有结构简单、施工方便的特点。这种排架通常由平行排列的柱子、梁和屋面组成，排列方式类似于一条直线。这种结构的优点是易于设计和施工，成本相对较低。但也存在着抗侧移能力较弱的缺点，需要采取相应的措施进行加强。圆形单层排架圆形单层排架适用于圆形或扇形平面建筑，如圆形体育馆、观景台等。这种形式的排架结构具有良好的空间适应性，可有效利用空间，并能形成独特的建筑外观。圆形单层排架的布置方式一般采用放射状，即柱子从圆心向外辐射，梁则连接相邻的柱子，形成环形结构。这种布置方式能够有效抵抗水平荷载，并能保证结构的整体稳定性。L形单层排架空间利用率高L形单层排架可以最大程度地利用空间，为建筑提供灵活的布局方案。采光通风效果好L形排架结构的开放式设计，可确保良好的采光和通风，为室内提供舒适的空间环境。工字形单层排架工字形单层排架是常见的单层排架形式之一，其特点是结构简单，造价低廉，施工方便。工字形排架一般采用钢结构，主要由柱子和梁组成。柱子一般为H型钢，梁一般为工字钢或箱形钢。工字形排架的布置形式灵活多变，可根据建筑物的平面形状和功能要求进行设计。连廊单层排架连廊单层排架通常用于连接多个独立的建筑，形成一个整体的建筑空间。连廊的设计应考虑以下因素：结构稳定性、防风抗震、防火安全以及美观。悬挑单层排架结构特点悬挑梁承受横向荷载，对结构稳定性要求较高。应用场景适用于建筑外挑部分，如阳台、雨棚等。单层排架的受力分析水平荷载主要包括风荷载和地震荷载，对排架产生水平推力，引起弯矩和剪力。垂直荷载主要包括屋面自重、楼面自重、雪荷载和活荷载，引起排架的弯矩和剪力。温度荷载温差会导致排架的膨胀和收缩，产生附加的内力。水平荷载作用1风荷载2地震荷载3雪荷载垂直荷载作用屋面荷载主要包括自重荷载、雪荷载、风荷载等。楼面荷载主要包括自重荷载、活荷载、吊车荷载等。排架的整体稳定性抗倾覆排架结构的整体稳定性，是建筑物抵抗外力作用而保持平衡的能力。抗侧移它主要通过抗倾覆、抗侧移和抗扭转来实现。抗扭转确保排架结构在承受水平荷载时，不会发生整体的倾覆、侧移或扭转。排架的计算分析1荷载计算确定作用在排架上的各种荷载，包括自重荷载、活荷载、风荷载、雪荷载等。2结构分析采用有限元分析等方法对排架进行结构分析，计算节点力、杆件内力等。3强度验算根据计算结果对排架的柱、梁等构件进行强度验算，确保其能够安全承受荷载。4稳定性验算对排架进行整体稳定性验算，确保其能够保持整体稳定，避免失稳。工艺和构造要求1焊接焊接质量对于排架的整体稳定性至关重要。应选择合适的焊接工艺和材料，确保焊接牢固可靠。2螺栓连接螺栓连接是钢结构的重要连接方式，应选用合适的螺栓规格和安装方法，确保连接紧固可靠。3节点设计节点的设计应考虑受力特点，确保节点能承受各种荷载，并保证整体结构的稳定性。柱梁节点设计1承载能力确保节点能承受来自柱和梁的荷载2刚度节点的刚度影响结构的整体稳定性3构造节点的构造要便于施工和维护柱脚节点设计基础连接确保柱脚与基础牢固连接，采用合适的连接方式，如焊接或螺栓连接。承载力柱脚节点应能承受来自柱子的全部荷载，保证结构的安全性和稳定性。抗震性能在抗震设计中，应考虑柱脚节点的抗震性能，确保结构在地震作用下能够保持稳定。施工工艺柱脚节点的施工应严格按照规范要求进行，保证节点的质量和可靠性。梁端节点设计1连接方式考虑梁端受力情况，选择合适的连接方式，如焊接、螺栓连接等。2节点形式根据梁端受力特点，选择合适的节点形式，如刚接节点、铰接节点等。3构造细节设计节点的构造细节，如连接板尺寸、螺栓规格等。梁柱连接设计1焊接连接焊接连接是一种常用的连接方式。它具有强度高、可靠性好的优点。但是，焊接连接需要严格的工艺控制，以保证焊接质量。2螺栓连接螺栓连接是一种易于拆卸和安装的连接方式。它适用于荷载较轻、结构要求较低的梁柱连接。3高强螺栓连接高强螺栓连接是一种强度高、可靠性好的连接方式。它适用于荷载较大、结构要求较高的梁柱连接。屋面构造防水层屋面防水层是屋面构造中至关重要的组成部分，它负责防止雨水渗漏，保护建筑内部。保温层保温层可以有效地隔绝热量，提高建筑的节能效果，并改善室内舒适度。排水系统排水系统负责收集和排放屋面上的雨水，防止积水，保障建筑的排水安全。结构层结构层提供屋面的承载力，并连接屋面与建筑结构，保证屋面的整体稳定性。钢结构防腐和防火防腐钢结构防腐涂层可有效防止钢材生锈和腐蚀。常用的防腐涂料包括环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等。防火钢结构防火涂层可在火灾中延缓钢材温度升高，提高结构的耐火极限。常用的防火涂料包括膨胀型防火涂料、耐火涂料等。案例分析建筑结构案例分析中的建筑结构设计施工工艺案例分析中使用的施工工艺计算分析案例分析中的结构计算分析案例分析1项目概况介绍项目的背景、规模、功能等信息，并简要描述其设计理念。结构方案阐述单层排架的结构设计方案，包括材料选择、构件尺寸、节点构造等。施工要点分析施工过程中的关键步骤和技术难点，并提出相应的解决方案。案例分析21项目概述详细介绍案例2的项目背景、建筑类型、规模等基本信息。2结构设计要点重点说明案例2中单层排架结构的特殊设计考虑，例如荷载条件、抗震要求、材料选择等。3设计方案展示案例2的单层排架结构设计方案，包括平面布置图、剖面图、节点设计等。4施工特