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建筑結(jié)構(gòu)教案-資料下載頁

2024-10-27 09:06本頁面

【導(dǎo)讀】《建筑結(jié)構(gòu)》教案。貴州廣播電視大學(xué)。第一章鋼筋和混凝土物理力學(xué)性能。3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)。第三章受彎構(gòu)件承載力計算。第五章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計。單層廠房的承重結(jié)構(gòu)可采用單跨或多跨,等高或不等高的排架。一般廠房縱向長度比橫向跨度大,且縱向柱距較橫向柱距小,多跨可增大廠房橫向剛度,減小柱截面尺寸,節(jié)約材料、減輕。自重,采光通風(fēng)困難。排架的柱與屋架鉸接而與基礎(chǔ)剛接。鋼筋混凝土排架中型工業(yè)廠房。標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件規(guī)定進行布置。廠房承重柱的縱向布置和橫向定位軸線,在平面上形成的網(wǎng)格稱為。山墻受風(fēng)面積一般分成幾個區(qū)域,使山墻受到的風(fēng)荷載一部分直。柱列和經(jīng)抗風(fēng)柱下端傳給基礎(chǔ)。的最大積雪自重為標(biāo)準(zhǔn)而確定的,全國各地的基本雪壓??刹椤逗奢d規(guī)范》中全國基本雪壓分布圖,對山區(qū),可

  

【正文】 穩(wěn)穩(wěn) 的的 影影 響響 , 同同 時時 考考 慮慮 殘殘 余余 應(yīng)應(yīng) 力力 的的 影影響響 , 根根 據(jù)據(jù) 各各 類類 影影 響響 因因 素素 的的 不不 同同 將將 構(gòu)構(gòu) 件件 截截 面面 類類 型型 分分 為為 a、 b、 c 及及 d 四四 類類 (( 詳詳 見見 p112,圖圖 及及 p113, 表表 )) 。 a 類類 為為 殘殘 余余 應(yīng)應(yīng) 力力 影影 響響 較較 小小 , c 類類 為為 殘殘 余余 應(yīng)應(yīng) 力力 影影 響響 較較 大大 , 并并 有有 彎彎 扭扭 失失 穩(wěn)穩(wěn)影影 響響 , a、 c 類類 之之 間間 為為 b 類類 , d 類類 厚厚 板板 工工 字字 鋼鋼 繞繞 弱弱 軸軸 。 第第 五五 節(jié)節(jié) 實實 腹腹 式式 軸軸 心心 受受 壓壓 構(gòu)構(gòu) 件件 的的 截截 面面 設(shè)設(shè) 計計 第第 六六 節(jié)節(jié) 格格 構(gòu)構(gòu) 式式 軸軸 心心 受受 壓壓 構(gòu)構(gòu) 件件 第第 五五 章章 梁梁 (( 受受 彎彎 構(gòu)構(gòu) 件件 )) 第一節(jié) 概述 ? 梁主要是用作承受橫向荷載的實腹式構(gòu)件(格構(gòu)式為桁架),主要內(nèi)力為彎矩與剪力; ? 梁的正常使用極限狀態(tài)為控制梁的撓曲變形; ? 梁的承載能力極限狀態(tài)包括:強度、整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性; ? 梁的截面主要分型鋼與鋼板組合截面 ? 梁格形式主要有:簡式梁格(單一梁)、普通梁格(分主、次梁)及復(fù)式梁格(分主梁及橫、縱次梁), 第二節(jié) 梁的強度與剛度 一、梁的強度 ? 梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎應(yīng)力、剪應(yīng)力,在集中荷載作用處還有局部承壓應(yīng)力,故梁的強度應(yīng)包括: 抗彎強度、抗剪強度、局部成壓強度 ,在彎應(yīng)力、剪 應(yīng)力及局部壓應(yīng)力共同作用處還應(yīng)驗算 折算應(yīng)力 。 抗彎強度 ? 彈性階段:以邊緣屈服為最大承載力 ? 彈塑性階段:以塑性鉸彎矩為最大承載力 第三節(jié) 梁的整體穩(wěn)定 梁的失穩(wěn)機理 ? 梁受彎變形后,上翼緣受壓,由于梁側(cè)向剛度不夠,就會發(fā)生梁的側(cè)向彎曲失穩(wěn)變形,梁截面從上至下彎曲量不等,就形成截面的扭轉(zhuǎn)變形,同時還有彎矩作用平面那的彎曲變形,故梁的失穩(wěn)為彎扭失穩(wěn)形式,完整的說應(yīng)為:側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。 ? 從以上失穩(wěn)機理來看, 提高梁的整穩(wěn)承載力 的有效措施應(yīng)為提高 梁上翼緣的側(cè)移剛度, 減小 梁上翼緣的側(cè)向 計算長度 三、梁的整體穩(wěn)定保證措施 ? 提高梁的整體穩(wěn)定承載力的關(guān)鍵是,增強梁受壓翼緣的抗側(cè)移及扭轉(zhuǎn)剛度,當(dāng)滿足一定條件時,就可以保證在梁強度破壞之前不會發(fā)生梁的整體失穩(wěn),可以不必驗算梁的整體穩(wěn)定,具體條件詳見 P153 四、梁的側(cè)向支撐 ? 側(cè)向支撐作用是為梁提供側(cè)向支點,減小側(cè)向計算長度,故要求側(cè)向支撐應(yīng)可靠,能有效地承受梁側(cè)彎產(chǎn)生的側(cè)向力(實際為彎曲剪力),由于側(cè)彎主要是受壓翼緣彎曲引起,同第四章,側(cè)向力可以寫為: ? 如果為支桿應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件計 算,同時應(yīng)注意 。 ? 夾支座:梁為側(cè)向 彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn),所以支座處應(yīng)采取措施限制梁的扭轉(zhuǎn)。 第四節(jié) 梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設(shè)計 概述 ? 同軸壓構(gòu)件一樣,為提高梁的剛度與強度及整體穩(wěn)定承載力,應(yīng)遵循“肢寬壁薄”的設(shè)計原則,從而引發(fā)板件的局部穩(wěn)定承載力問題。 ? 翼緣板受力較為簡單,仍按限制板件寬厚比的方法來保證局部穩(wěn)定性。 ? 腹板受力復(fù)雜,而且為滿足強度要求,截面高度較大,如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法,會使腹板取值很大,不經(jīng)濟,一般采用加勁肋的方法來減小板件尺寸,從而提高局部穩(wěn)定承載力。 圖中: 1-橫向加勁肋 2-縱向加勁肋 3-短加勁肋 ? 第五節(jié) 梁的截面設(shè)計 型鋼梁的設(shè)計 根據(jù)實際情況計算梁的最大彎距設(shè)計值 Mmax; 根據(jù)抗彎強度,計算所需的凈截面抵抗矩: 查型鋼表確定型鋼截面 截面驗算 ? 強度驗算:抗彎、抗剪、局部承壓(一般不需驗算折算應(yīng)力強度); ? 剛度驗算:驗算梁的撓跨比 ? 整體穩(wěn)定驗算(型鋼截面局部穩(wěn)定一般不需驗算)。 ? 根據(jù)驗算結(jié)果調(diào)整截面,再進行驗算,直至滿足。 ,平臺板為預(yù)制鋼筋混凝土板,焊接于次梁 ,已經(jīng)平臺永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 24Gkq KN m? ,平臺可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 28Qkq KN m? (為靜力荷載),鋼材 Q235- B。試設(shè)計此工作平臺次梁的截面。 主梁次梁廠房平臺布置圖 ⑴荷載及內(nèi)力 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ? ? ( 4 8 ) 3 3 6 /k G k Q kq q q a KN m? ? ? ? ? ? ? 荷載設(shè)計值 ? ? ? ?1 .2 1 .3 1 .2 4 1 .3 8 3 4 5 .6 /G k Q kq q q a KN m? ? ? ? ? ? ? ? ? 最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 2211 36 6 16288x k kM q l KN m? ? ? ? ? ? 最大彎矩設(shè)計值 2211 45 .6 6 20 5. 288kM q l KN m? ? ? ? ? ? 最大剪力設(shè)計值 11 6 136. 822V q l K N? ? ? ? ? ⑵試選截面 截面由抗彎強度確定,需要的截面模量為 6 331 . 0 2 2 0 5 . 2 1 0 1 0 9 2 7 . 11 . 0 5 2 1 5xx xMW c mf? ??? ? ? ?? 均布荷載下簡支梁的撓度條件為 ? ?254 8 2 5 0xk TxMl lvvEI? ? ? 需要的慣性矩為 ? ?6 4 435 2 5 0 5 2 5 0 1 .0 2 1 6 2 1 0 6 0 0 0 1 0 1 2 5 3 34 8 4 8 2 0 6 1 0x x kI M l c mE ???? ? ? ? ? ? ??? 次梁截面采用熱軋普通工字鋼,按需要選熱軋普通工字鋼為,截面特性為 344310902 1 7 0 0 1 2 5 3 36361 0 .51 6 .5xxxwW cmI cm cmS cmt m mt m m????? 自重: 6 7 . 6 0 9 . 8 1 0 . 6 6 3 /g K N m? ? ? ⑶截面驗算(計入次梁自重) 彎矩設(shè)計值 212 0 5 .2 ( 1 .2 0 .6 6 3 ) 6 2 0 8 .88xM KN m? ? ? ? ? 剪力設(shè)計值 113 6. 8 ( 1. 2 0. 66 3 ) 6 13 9. 22V KN? ? ? ? ? 抗彎強度 6 2232 0 8 . 8 1 0 1 8 2 . 4 / 2 0 5 /1 . 0 5 1 0 9 0 1 0XXXM N m m f N m mW? ? ?? ? ? ? ??? 抗剪強度 33 224( 1 3 9 . 2 1 0 ) ( 6 3 6 1 0 ) 3 8 . 9 / 1 2 5 /2 1 7 0 0 1 0 1 0 . 5X VXWVS N m m f N m mIt? ??? ? ? ??? 滿足要求 截面驗算 ? 強度驗算:抗彎、抗剪、局部承壓以及折算應(yīng)力強度); ? 剛度驗算:驗算梁的撓跨比; ? 整體穩(wěn)定驗算; ? 局部 穩(wěn)定驗算(翼緣板) ? 根據(jù)驗算結(jié)果調(diào)整截面,再進行驗算,直至滿足。 ? 根據(jù)實際情況進行加勁肋結(jié)算與布置 第第 六六 章章 拉拉 彎彎 與與 壓壓 彎彎 構(gòu)構(gòu) 件件 第一節(jié) 概述 ? 拉彎與壓彎構(gòu)件實際上就是軸力與彎矩共同作用的構(gòu)件,也就是為軸心受力構(gòu)件與受彎構(gòu)件的組合,典型的三種拉、壓彎構(gòu)件如下圖所示。 ? 同其他構(gòu)件一樣,拉、壓彎構(gòu)件也需同時滿足正常使用及承載能力兩種極限狀態(tài)的要求。 ? 正常使用極限狀態(tài):滿足剛度要求。 ? 承載能力極限狀態(tài):需滿足強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面要求。 ? 截面形式:同軸心受力構(gòu)件, 分實腹式截面與格構(gòu)式截面 ? 實腹 式:型鋼截面與組合截面 ? 格構(gòu)式:綴條式與綴板式 第二節(jié) 拉彎與壓彎構(gòu)件的強度與剛度 強度 ? 兩個工作階段,兩個特征點 ? 彈性工作階段:以邊緣屈服為特征點(彈性承載力) ? 彈塑性工作階段:以塑性鉸彎距為特征點(極限承載力) 第三節(jié) 實腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定 概 述 實腹式壓彎構(gòu)件在軸力及彎距作用下,即可能發(fā)生 彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn) ,也可能發(fā)生 彎矩作用平面外的彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn) (類似梁)。兩方面在設(shè)計中均應(yīng)保證 ? 第四節(jié) 實腹式 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 ? 第五節(jié) 實腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計 ? 第六節(jié) 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 第七章 鋼屋架 普通鋼屋架設(shè)計內(nèi)容 : ? 屋架的荷載計算; ? 桿件內(nèi)力計算和組合; ? 正確選擇桿的截面型式和確定計算長度; ? 選擇截面并驗算各桿件的承載力; ? 計算節(jié)點連接并繪制鋼屋架施工圖 支撐系統(tǒng) 平面屋架在屋架平面外的剛度和穩(wěn)定性很差,不能承受水平荷載。因此,為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性,必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。 上弦橫向水平支撐 下弦橫向水平支撐 下弦縱向水 平支撐 垂直支撐 系桿 支撐的作用 ① 保證屋蓋的整體性,提高空間剛度 僅由平面桁架、檁條及屋面材料組成的屋蓋結(jié)構(gòu),是一個不穩(wěn)定的體系,如果將某些屋架在適當(dāng)部位用支撐連系起來,成為穩(wěn)定的空間體系,其余屋架再由檁條或其他構(gòu)件連接在這個空間穩(wěn)定體系上,就保證了整個屋蓋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 ② 避免壓桿側(cè)向失穩(wěn),防止拉桿產(chǎn)生過大的振動 支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點,減小弦桿出平面外的計算長度。 ③ 承擔(dān)和傳遞水平荷載(如縱向和橫向風(fēng)荷載、懸掛吊車水平荷載和地震作用等)。 ④ 保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與方 便 屋蓋的安裝首先用支撐將兩相鄰屋架連系起來組成一個基本空間穩(wěn)定體,在此基礎(chǔ)上即可順序進行其他構(gòu)件的安裝 支撐的構(gòu)造與計算 屋架支撐為平行弦桁架,其弦桿可兼作支撐桁架的弦桿,斜腹桿一般采用十字交叉式,與弦桿的交角在 30o~ 60o 之間。通常橫向水平支撐節(jié)點間的距離為屋架上弦節(jié)間距離的 2~ 4倍,縱向水平支撐的寬度取屋架端節(jié)間的長度,一般為 6m左右。 支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計,通常用單角鋼做成;非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按壓桿設(shè)計,宜采用雙角鋼做成的 T形截面或十字形截面,其中 橫桿和剛性系桿常用十字形截面使在兩個方向具有等穩(wěn)定性。 屋蓋支撐受力較小,截面尺寸一般由桿件容許長細(xì)比和構(gòu)造要求決定。 屋架上的荷載包括恒載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、積灰荷載及懸掛荷載等。 通常將荷載集中到節(jié)點上,并假定屋架各桿均為理想直桿,各桿軸線在同一平面內(nèi)且匯交于節(jié)點中心,各節(jié)點均為理想鉸接,忽略實際節(jié)點產(chǎn)生的次應(yīng)力。 節(jié)間荷載作用的屋架,除把節(jié)間荷載分配到相鄰節(jié)點外,還應(yīng)計算節(jié)間荷載引起的局部彎矩。 內(nèi)力組合 ① 全跨恒載 +全跨活載:即全跨永 久荷載 +全跨屋面活載或雪荷載(取較大值) +全跨積灰荷載 +懸掛吊車荷載。 ② 全跨恒載 +半跨活載:即全跨永久荷載 +半跨屋面活載(或半跨雪荷載) +半跨積灰荷載 +懸掛吊車荷載。 ③ 采用大型混凝土屋面板的屋架,尚應(yīng)考慮安裝時可能的半跨荷載:即屋架、支撐和天窗自重 +半跨屋面板自重 +半跨屋面活荷載。 桿件的截面形式 對軸心受壓桿件,宜使桿件對兩個主軸有相近的穩(wěn)定性,即可使兩方向的長細(xì)比接近相等。 基本上采用由兩個角鋼組成的 T 形截面或十字形截面形式的桿件,也可用 H型鋼剖開而成的 T 形鋼代替雙角鋼組成的 T形截面 。受力較小的次要桿件可采用單角鋼 桿件截面設(shè)計原則 一、一般原則 ,一般板件或肢件的最小厚度為5mm。 T 型鋼的懸伸肢寬不得小于 45mm。直接與支撐或系桿相連的最小肢寬,應(yīng)根據(jù)連接螺栓的直徑 d而定。 (或 T型鋼弦桿的腹板)的厚度,對單壁式屋架,可根據(jù)腹桿的最大內(nèi)力(對梯形和人字形屋架)或弦桿端節(jié)間內(nèi)力(對三角形屋架),按教材表73 選用。 (≥ 24m)與柱鉸接時,弦桿宜根據(jù)內(nèi)力變化改變截面,半跨內(nèi)一般只改變一
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