内容介紹
《鋼結構設計》是土木工程專業的專業課教材,主要内容包括屋蓋結構設計、單層工業廠房結構設計和多高層結構設計。本書編寫以最新《鋼結構設計規範》(GB50017—2003)、《冷彎薄壁型鋼技術規範》(GB50018—2002)、《高層民用建築鋼結構技術規程》(JGJ99~98)及其他相關規範、規程為依據,理論聯系工程實際,便于初學者掌握和使用。本書可作為高校土木工程及相關專業本科教材,也可作為相關設計人員、工程技術人員的參考書。
對于一般鋼結構的抗震設計可以簡述該如下:
1)進行動力學分析獲得必須的側向力。在計算前必須有最基本的結構要素,尤其是結構的自重和側向傳力體系要有明确的計劃。最簡單的動力學分析是底部剪力法。這通過計算各樓層的自重和分布計算得出。更為流行的是實用軟件進行線性模态分析。模态分析依賴于結構的自重,側向力單元的分布和剛度。
2)設計側向傳力單元。從動力學中獲得的力需要考慮側向力單元的延性來折減。延性系數由規範規定。注意不能太保守設計。最為整個建築的耗能結構,側向單元隻要滿足側向力計算即可。原因是截面過大會降低結構延性,并且所有其他的構件都會受到影響。确定截面後,需要計算出實際的延性。這是因為實際選取的截面會大于計算所要求的界面。所以實際延性會低于理論延性。
3)設計與側向單元聯接的柱和其他主要構件。為滿足“強柱”的要求,使用最大可能(probabledemand)的側向單元的力,即考慮側向單元的極限承載力。
4)設計地基。設計思路同3)。如果地質良好,如岩石,可以在最後設計。
5)設計隔闆。當然考慮是剛性的還是半剛性的。隔闆的破毀将導緻結構脆性破壞或倒塌,所以設計思路是不能屈服,必須在線性範圍内。其涉及内容有支柱,弦,連接樣式;剪切連接件等等。
文摘
插圖:
1.平面布置
(1)多跨廠房宜等高和等長。
(2)廠房的貼建房屋和構築物,不宜布置在廠房角部和緊鄰防震縫處。
(3)廠房體型複雜或有貼建的房屋和構築物時,宜設防震縫;在廠房縱橫跨交接處、大柱網廠房或不設柱間支撐的廠房,防震縫寬度可采用100~150mm,其他情況可采用50~90mm。
(4)兩個主廠房之間的過渡跨至少應有一側采用防震縫與主廠房脫開。
(5)廠房内上吊車的鐵梯不應靠近防震縫設置;多跨廠房各跨上吊車的鐵梯不宜設置在同一橫向軸線附近。
(6)工作平台宜與廠房主體結構脫開。
(7)廠房的同一結構單元内,不應采用不同的結構形式;廠房端部應設屋架,不應采用山牆承重;廠房單元内不應采用橫牆和排架混合承重。
(8)廠房各柱列的側移剛度宜均勻。
2.結構體系
廠房的結構體系應符合下列要求:
(1)構件在可能産生塑性鉸的最大應力區内,應避免焊接接頭;對于厚度較大無法采用螺栓連接的構件,可采用對接焊縫等強度連接。
(2)屋蓋橫梁與柱頂鉸接時,宜采用螺栓連接。剛接框架的屋架上弦與柱相連的連接闆,不應出現塑性變形。當橫梁為實腹梁時,梁與柱的連接以及梁與梁拼接的受彎、受剪極限承載力,應能分别承受梁全截面屈服時受彎、受剪承載力的1.2倍。
序言
改革開放以來,我國的鋼産量持續增加,國家的産業政策鼓勵在房屋建築中采用鋼結構,為适應這一變化,許多高校把原有的鋼結構課程分為鋼結構設計原理和鋼結構設計兩門課程,本書即為鋼結構設計課程編寫。
本書共分為五章,第一章為單層框排架鋼結構,主要應用于單層重型工業廠房。但其中的鋼屋架屋蓋結構也可應用于鋼筋混凝土柱單層廠房和其他跨度較大房屋的屋蓋,輕型門式剛架結構廠房的吊車梁也按本章設計,平台結構也可應用于已有單層房屋室内的加層;第二章為輕型門式剛架結構,其中的圍護結構内容也可應用于其他單層房屋;第三章為空間網架結構;第四章為多高層建築鋼結構;第五章為鋼結構的防腐和防火。
由于各高校鋼結構設計課程教學時數不同,教師授課時可根據具體情況全部講授或選擇部分内容講授。
本書依據現行規範編寫,知識體系完整,内容豐富,實用性強,書中附有較多的例題和習題,可作為高等學校土木工程專業本科專業課教材,也可作為相關專業工程技術人員參考書。
本書由黃炳生任主編,劉正保、徐鈞任副主編。第一章第一至四、六、七節及第二章和第三章由南京工業大學黃炳生編寫,第一章第五節、第五章由上海應用技術學院徐鈞編寫,第四章由南京工業大學黃炳生和南京工程學院劉正保編寫,全書由黃炳生統稿,東南大學舒贛平教授認真審閱了書稿,并提出了許多寶貴的修改意見,在此編者表示衷心感謝。
在本書編寫過程中,我們參考和引用了較多的參考文獻,主要的已在書末列出,在此向所有本書引用文獻的作者表示感謝。在本書編寫初期,蘭州理工大學李慶福參與了第一章第一至三、七節和第二章第六節部分CAD圖繪制和部分文字的錄入,在此表示感謝。由于編者水平有限,書中難免存在錯誤和不當之處,懇請讀者批評指正。