内容介绍
《钢结构设计》是土木工程专业的专业课教材,主要内容包括屋盖结构设计、单层工业厂房结构设计和多高层结构设计。本书编写以最新《钢结构设计规范》(GB50017—2003)、《冷弯薄壁型钢技术规范》(GB50018—2002)、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99~98)及其他相关规范、规程为依据,理论联系工程实际,便于初学者掌握和使用。本书可作为高校土木工程及相关专业本科教材,也可作为相关设计人员、工程技术人员的参考书。
对于一般钢结构的抗震设计可以简述该如下:
1)进行动力学分析获得必须的侧向力。在计算前必须有最基本的结构要素,尤其是结构的自重和侧向传力体系要有明确的计划。最简单的动力学分析是底部剪力法。这通过计算各楼层的自重和分布计算得出。更为流行的是实用软件进行线性模态分析。模态分析依赖于结构的自重,侧向力单元的分布和刚度。
2)设计侧向传力单元。从动力学中获得的力需要考虑侧向力单元的延性来折减。延性系数由规范规定。注意不能太保守设计。最为整个建筑的耗能结构,侧向单元只要满足侧向力计算即可。原因是截面过大会降低结构延性,并且所有其他的构件都会受到影响。确定截面后,需要计算出实际的延性。这是因为实际选取的截面会大于计算所要求的界面。所以实际延性会低于理论延性。
3)设计与侧向单元联接的柱和其他主要构件。为满足“强柱”的要求,使用最大可能(probabledemand)的侧向单元的力,即考虑侧向单元的极限承载力。
4)设计地基。设计思路同3)。如果地质良好,如岩石,可以在最后设计。
5)设计隔板。当然考虑是刚性的还是半刚性的。隔板的破毁将导致结构脆性破坏或倒塌,所以设计思路是不能屈服,必须在线性范围内。其涉及内容有支柱,弦,连接样式;剪切连接件等等。
文摘
插图:
1.平面布置
(1)多跨厂房宜等高和等长。
(2)厂房的贴建房屋和构筑物,不宜布置在厂房角部和紧邻防震缝处。
(3)厂房体型复杂或有贴建的房屋和构筑物时,宜设防震缝;在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房,防震缝宽度可采用100~150mm,其他情况可采用50~90mm。
(4)两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开。
(5)厂房内上吊车的铁梯不应靠近防震缝设置;多跨厂房各跨上吊车的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。
(6)工作平台宜与厂房主体结构脱开。
(7)厂房的同一结构单元内,不应采用不同的结构形式;厂房端部应设屋架,不应采用山墙承重;厂房单元内不应采用横墙和排架混合承重。
(8)厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。
2.结构体系
厂房的结构体系应符合下列要求:
(1)构件在可能产生塑性铰的最大应力区内,应避免焊接接头;对于厚度较大无法采用螺栓连接的构件,可采用对接焊缝等强度连接。
(2)屋盖横梁与柱顶铰接时,宜采用螺栓连接。刚接框架的屋架上弦与柱相连的连接板,不应出现塑性变形。当横梁为实腹梁时,梁与柱的连接以及梁与梁拼接的受弯、受剪极限承载力,应能分别承受梁全截面屈服时受弯、受剪承载力的1.2倍。
序言
改革开放以来,我国的钢产量持续增加,国家的产业政策鼓励在房屋建筑中采用钢结构,为适应这一变化,许多高校把原有的钢结构课程分为钢结构设计原理和钢结构设计两门课程,本书即为钢结构设计课程编写。
本书共分为五章,第一章为单层框排架钢结构,主要应用于单层重型工业厂房。但其中的钢屋架屋盖结构也可应用于钢筋混凝土柱单层厂房和其他跨度较大房屋的屋盖,轻型门式刚架结构厂房的吊车梁也按本章设计,平台结构也可应用于已有单层房屋室内的加层;第二章为轻型门式刚架结构,其中的围护结构内容也可应用于其他单层房屋;第三章为空间网架结构;第四章为多高层建筑钢结构;第五章为钢结构的防腐和防火。
由于各高校钢结构设计课程教学时数不同,教师授课时可根据具体情况全部讲授或选择部分内容讲授。
本书依据现行规范编写,知识体系完整,内容丰富,实用性强,书中附有较多的例题和习题,可作为高等学校土木工程专业本科专业课教材,也可作为相关专业工程技术人员参考书。
本书由黄炳生任主编,刘正保、徐钧任副主编。第一章第一至四、六、七节及第二章和第三章由南京工业大学黄炳生编写,第一章第五节、第五章由上海应用技术学院徐钧编写,第四章由南京工业大学黄炳生和南京工程学院刘正保编写,全书由黄炳生统稿,东南大学舒赣平教授认真审阅了书稿,并提出了许多宝贵的修改意见,在此编者表示衷心感谢。
在本书编写过程中,我们参考和引用了较多的参考文献,主要的已在书末列出,在此向所有本书引用文献的作者表示感谢。在本书编写初期,兰州理工大学李庆福参与了第一章第一至三、七节和第二章第六节部分CAD图绘制和部分文字的录入,在此表示感谢。由于编者水平有限,书中难免存在错误和不当之处,恳请读者批评指正。