华科房屋建筑钢结构设计第一章

第一章高层建筑构造1.1 高层建筑发展的历史与现状在高层建筑的造型发展演变过程中，美国的高层建筑扮演了重要的角色1883~1885 年间，詹尼设计的家庭保险公司大楼。

这栋10 层办公楼是世界上第一座钢铁框架结构的大楼，采用了生铁柱，熟铁柱，钢梁等，被公认为是现代现代建筑史上第一座真正意义上的高层建筑。

高层建筑的造型发展演变可以主要分为四个历史时期：芝加哥时期（1865~1893，约28 年）,古典主义复兴时期（1893~世界资本主义大萧条前后），现代主义时期，后现代主义时期。

1.2 高层建筑的分类高层建筑的以下规定《高层民用建筑设计防火规范》10 层及10 层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）和建筑高度超过24 米的公共建筑为高层建筑10 层起，算高层建筑建筑高度超过100 米时，不论住宅及公共建筑均为超高层建建筑建筑高度：建筑物室外地面到其檐口或屋面面层的高度，屋顶上的水箱间，电梯机房，排烟机房和楼梯出口小间等不计入建筑高度1．2．1 以建筑材料来划分高层建筑的结构形式1 砌体结构配筋砌体结构的出现改变了无筋砌体承载力低，延性差的缺点，使其受力性能大为改善，并扩大了它的应用范围。

2．钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构具有承载力高，刚度好，抗震性好等优点，其耐火性能，耐久性能良好，材料来源也很丰富。

钢筋混凝土结构自重大，构建断面大，施工周期长且施工过程中湿作业多，其主要建筑材料基本不可再生循环，对环境负面影响较大3．钢结构钢结构体系具有自重轻，构建断面小，安装简便，施工周期短，抗震性能好，环境污染小等综合优势但钢结构用钢量大，耐火性能差，造价较高4．钢——混凝土混合结构钢筋混凝土结构具有刚度大，用钢量小，造价低，防火性能好等优点，以刚度很大的钢筋混凝土部分承受风力和地震力作用，钢框架主要承受竖向荷载，钢筋混凝土结构用钢量省，造价较低，更适合我国国情1.2.2. 高层建筑结构体系在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定作用高层建筑结构体系分类1 纯框架体系框架既负担重力载荷，又负担水平荷载。

钢结构讲义第一章钢结构设计基本概念和设计总则1.1 钢结构设计基本概念1、材料强度高、塑性和韧性好2、材质均匀，与力学计算的假定比较符合3、钢结构制造简便，施工周期短4、钢结构的质量轻1.2 钢结构的常用术语1、钢结构定义2、比例极限3、屈服点4、抗拉强度5、设计值6、强屈比7、伸长率8、冷弯性能9、冲击韧性10、脆断11、一阶弹性分析12、二阶弹性分析13、屈曲14、腹板的屈曲强度1.3 钢结构设计适用范围及常用规范标准1、钢结构设计适用范围：一般工业与民用建筑2、钢结构设计基本依据及常用规范标准：1.4 钢结构设计总则1、设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构构件在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，并符合防火、防腐蚀要求。

宜优先采用通用的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量。

2、在钢结构设计文件中，应注明建筑结构的设计使用年限、钢材牌号、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他的保证项目。

此外，还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。

3、对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合现行有关国家标准的要求。

1.5 材料分类及性能1、规范推荐Q235 Q345、Q390、和Q4202、在建筑结构设计中对结构用钢材的分类方法3、钢材的力学性能和化学成分表钢材的力学性能表注：1、质量等级为A级不要求V型冲击试验。

2、δs项括号内数值适用于C∽E级。

钢材化学成分4、建筑结构用钢铸件5、连接材料（1）焊缝金属（2）普通螺栓金属（4.6C级、4.8C级、5.6AB级、8.8AB级）（3）高强度螺栓金属（8.8级、10.9级）（4）圆柱头焊钉、锚栓、铆钉1.6结构钢材的选用1、选用的原则2、选用钢材应考虑的因素3、承重结构钢的一般保证项目和追加保证项目4、Q235沸腾钢的限制范围5、钢结构设计图纸和钢材订货文件的内容1.7连接材料的选用1、手工电弧焊焊条的型号应与主体金属相适应2、自动焊接或半自动焊接的焊丝和焊剂应与主体金属相适应3、螺栓连接选用1.8选材的变通方法钢材化学成分允许偏差2、钢材机械性能所需的保证项目仅有一项不合格时的原则处理3、对无牌照或无证明书钢材的原则处理4、对成批混合钢材的原则处理5、代用钢材时的原则处理第二章设计基本规定2.1 设计原则1、（除疲劳计算除外），采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数设计表达式进行计算2、根据结构破坏可能产生的后果，采用不同的安全等级。

华中科技远程教育⾼层建筑结构设计作业题第⼀章作业参考答案：1、什么是⾼层建筑？《⾼层民⽤建筑设计防⽕规范》（GB50445－95）定义为：10层及10层以上的居住建筑以及建筑⾼度超过24⽶的公共建筑。

《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》（JGJ3-2010 ）定义为：10层及10层以上或房屋⾼度超过28⽶的住宅建筑结构和⾼度⼤于24⽶的其他民⽤建筑结构。

2、与多层建筑结构相⽐，⾼层建筑结构的特点有哪些？⽔平荷载成为决定性因素；轴向变形不容忽视；⽔平荷载作⽤下侧移成为控制指标；为了使结构在进⼊塑性变形阶段后仍具有较强的变形能⼒，结构延性是重要的设计指标；体形要求，选择抗风能⼒好的结构；重视概念设计，包括结构平、⽴⾯布置要规则等；扭转效应⼤。

1、框架和剪⼒墙共同承受竖向荷载和⽔平⼒的结构体系为（c）A 框架结构B 剪⼒墙结构C 框架-剪⼒墙结构D 框筒结构2、框架-剪⼒墙结构在⽔平荷载作⽤下的变形曲线为（c ）A 剪切型B 弯曲型 C弯剪型 D 不确定3、下列（c ）变形缝设置时，裙房与主体结构的基础必须断开。

A 防震缝B 伸缩缝C 沉降缝 D 以上三者均应断开4、三⼤常规结构体系在侧向荷载作⽤下的变形特点？并简述框架结构的变形机理。

框架结构：剪切型，剪⼒墙结构：弯曲型，框剪结构：弯剪型框架结构的变形机理：框架结构侧向位移主要由两部分组成：梁和柱的完成变形产⽣的⽔平位移和柱的轴向变形产⽣的⽔平位移；前者的位移曲线呈剪切型，⾃下⽽上层间位移减⼩，后者的位移曲线呈弯曲型，⾃下⽽上层间位移增⼤；⽔平位移以剪切型为主。

1、试给出风荷载标准值w0的计算公式，并指出各参数的意义？、解：wk= βz us uzw0µµ=其中：βz指z ⾼度处的风振系数，对于⾼度⼤于30m且⾼宽⽐⼤于1.5 的房屋建筑，⽤风振系数Bz 加⼤风载，否则βz =1.0；us指风荷载体型系数，与建筑物的平⾯形状有关；uz指风压⾼度变化系数，与建筑物地⾯粗糙度类别和计算构件所处⾼度有关；µw0指基本风压值，与建筑物海拔⾼度（即所处地区）和重现期有关。

华科钢结构课程设计分精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】目录1、设计资料 (1)2、结构形式和布置 (1)3、荷载计算 (3)4、内力计算 (5)5、杆件设计 (6)5.1.上弦杆 (6)5.2.下弦杆 (7)5.3 端斜杆aB (8)5.4 腹杆eg-gk (8)5.5 腹杆Bb、bD、Dc、cF、Fd、dH、He、gI (9)5.6竖杆Ie (13)6、节点设计 (14)（1）下弦节点“b” (14)（2）下弦节点“c” (15)（3）下弦节点“d” (16)（4）下弦节点“e” (17)（5）上弦节点“B” (18)（6）节点“g” (20)（7）屋脊节点“K” (21)（8）支座节点“a” (22)7、填板设计 (24)1、设计资料某车间跨度为30m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25。

屋架采用的钢材及焊条为：Q235B钢，焊条为E43型。

屋面坡度1/12i ，端部高度为1.98米。

荷载（标准值）：永久荷载：改性沥青防水层 0.4kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2150厚加气混凝土保温层 0.9kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2悬挂管道0.10N/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m 2可变荷载基本风压： 0.40kN/m 2基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.5kN/m 2积灰荷载0.7kN/m 2不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2（可变荷载可按水平投影面积计算）桁架的计算跨度为：在30m 轴线处端部高度： m 980.1h 0=桁架的中间高度： m 230.3h =在29.7m 处的端部高度： m 9925.1h 1=桁架的跨中起拱60mm （=L/500）。