最新钢结构设计原理-PPT演示文稿.ppt
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1、第一章钢结构设计原理,一、钢结构的特点,强度高,结构重量轻。材质均匀,且塑性和韧性好。良好的加工性能和焊接。密封性好。钢材的可重复使用性。耐热不耐火 200兰脆,500600 强度几乎为零。防火处理:防火涂料、蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等。耐腐蚀性差。低温冷脆。,第一节 钢结构的特点和应用,二、钢结构的应用1、大跨结构(Space structures)2、工业厂房(Industrial steel structures)3、受动力荷载影响的结构(Under dynamic loads)4、多层、高层建筑(Multi-storey and High-rise Steel Structures)5
2、、高耸结构(High-rise structures)6、可拆卸的结构(Detachable constructions)7、容器和其他构筑物(Vessels et al.)8、轻型钢结构(Light steel structures)9、钢和混凝土的组合结构(Steel-concrete composite structures),第二节 钢结构的发展,我国钢材的产量稳定居世界第一,其应用也逐年增长,钢结构领域也取得了不少新的进展。主要体现在以下几个方面。钢结构工程应用广泛,钢结构制造业已成为规模产业。至今,80%以上新建的高层建筑、会议中心、体育场馆、航站楼和大型枢纽车站等,均采用了钢结构
3、。据不完全统计,2015年我国建筑钢结构工程用钢量已超过4000万吨,建筑钢结构制造业已形成规模产业,钢结构制造特级与一级企业已达百余家。建筑钢结构工程设计与施工应用技术水平全面提升,达到国际先进水平。基本上掌握了各类超高层钢结构、大跨度空间钢结构、预应力钢结构、新型工业厂房钢结构和组合结构的设计、施工建造、监理与检测的配套技术。先后编制了钢结构专业有关的设计、施工方面国家与行业标准、规范、工法近百项,总体水平达到国际先进水平。新材料、新结构、新工艺得到普遍应用。在新材料与高效型材方面有高性能钢材、高层建筑用(GJ)钢板、厚度方向钢板、低屈服强度钢板、热轧H 型钢、冷弯型材、大截面钢管、优质铸
4、钢件、彩涂钢板、钢索与钢拉杆以及高强度螺栓与栓钉紧固件等可供选用。建成了一大批有国际影响的标志性钢结构工程。,1.国家体育场 鸟巢,为2008年奥运会主会场,东西跨度296m,高度67m;南北跨度332m,高度41m,建筑总面积25.8万平方米,场内席位9.1万个。结构为24根巨形扭曲杆件格构柱组成的环形空间框架结构,并形成鸟巢造型。其中柱顶构件采用了Q460Z35钢,钢板厚度达110mm。,2.国家游泳中心水立方,国家游泳中心水立方,为2008年奥运会游泳馆,是目前世界上体量最大的全充气膜覆盖围护的钢结构建筑。结构体系为水泡状网格钢管杆件组成的空间框架,平面尺寸170m170m,屋顶标高30
5、.6m,杆件节点采用球节点。,3.央视新台址主楼,建筑高度234m,地上最高52层,地下3层,总建筑面积49.6万平方米,其造型为2座整体向内双向倾斜的塔楼通过底部裕楼和顶部L形悬臂连接而形成的折角门式建筑,塔楼、裙楼结构由外框筒、内框筒与核心筒组成,前者由双向倾斜6的巨柱、边梁和支撑形成以碟形节点为主的三角形网格结构;后二者为钢框架结构。,4.广州新电视塔,塔身高454m,塔杆高度146m,总高610m,488m处设有世界最高的观景摄影平台、塔身采用旋转双曲钢管网格结构并呈细腰造型,故有“小蛮腰高塔”之称。,5.首都国际机场-T3航站楼,建筑平面长高2900m,宽度790m,建筑高度45m,
6、建筑面积约100万平方米,结构采用锥形钢管柱与大跨度钢网架。,6.深圳京基100大厦,楼高442m,共计100层,结构为巨柱-支撑-核心筒体系。,7.上海环球金融中心,地上101层,地下3层,建筑高度492m,结构体系为巨柱支撑框架外筒-核心内筒,在90层设置了风阻尼器,重要节点采用铸钢节点。,8.北京中国尊,总高度536m,地上108层,地下7层,结构为巨柱支撑外框筒+内核心筒体系。,9.深圳平安金融中心,结构主体高588m,连塔总高660,地上118层,地下5层,结构为巨柱-支撑-核心筒体系。,10.国家体育馆,国家体育馆南北长144m,东西宽114m,总建筑面积约10万平方米,屋盖结构采
7、用铸钢节点的双向预应力钢管桁架。,11.北京大兴国际机场航站楼,是世界上最大的单体航站楼工程,主体为现浇钢筋混凝土框架结构,局部为型钢混凝土结构,屋面及其支撑为钢结构,钢结构总重量约13万吨。核心区18万平米屋面仅用8根C型格构柱作为主要支撑构件,形成了独特的采光屋面和大跨度的结构空间。屋盖钢结构为双曲面造型,超大平面复杂空间曲面钢网格结构屋盖施工技术达到国际领先水平。,第三节 钢结构的设计方法,一、结构的功能要求 建筑结构要解决的基本问题是,力求以较为经济的手段,使所要建造的结构具有足够的可靠度,以满足各种预定功能的要求。结构在规定的设计使用年限内应满足的功能有:(1)能承受在施工和使用期间
8、可能出现的各种作用;(2)保持良好的使用性能;(3)具有足够的耐久性能;(4)当发生火灾时,在规定的时间内可保持足够的承载力;(5)当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时,结构能保持必需的整体稳固性,不出现与起因不相称的破坏后果,防止出现结构的连续倒塌。,二、结构的可靠度和设计使用年限 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,称为结构的可靠性。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。设计使用年限是按所设计结构使用性质的不同而规定的一个时期,在此时期内,结构或结构构件只需进行正常的维护而不需进行大修即可按预定目的使用并完成预定
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