《钢结构设计》课程教学大纲

钢结构设计》课程教学大纲

课程编号: 609933 课程名称:钢结构设计 英文名称:Design of Steel Structure 课程类型: 必修课 总 学 时:32 讲课学时:32 实验学时:0 学  分:2 适用对象: 土木工程专业本科 先修课程:工程力学、钢结构基本原理 执 笔 人: 杨秀英 审定人:夏红春 一、课程性质、目的和任务 本课程属土木工程专业必修的专业方向课,是一门实践性很强,与现行的规范、规程等密切相关的专业课程。 本课程的目的和任务是通过课程的学习,了解建筑钢结构的各种形式,全面掌握建筑钢结构工程设计的基本原理,掌握钢结构学科基本理论和基本知识,为毕业设计以及毕业后在钢结构学科领域继续深造或从事设计等工作提供坚实的基础。 二、课程教学和教改基本要求 通过该课程的学习,使学生掌握钢结构的基本设计方法和构造处理,掌握钢结构施工图的绘制技术,具有进行建筑钢结构设计的初步能力。 通过学习不同钢结构形式,使学生了解厂房钢结构、屋盖钢结构、框架结构、大型网壳钢结构、多高层钢结构等各种钢结构的形式与特点,掌握不同结构形式的适用范围、基本布置、计算原理、设计方法及相应的构造措施。 通过钢结构基本原理及设计方法的学习,使学生掌握工业和民用建筑中常用钢结构房屋的特点、基本设计方法、计算简图与内力分析,并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面计算和构造处理。 本课程教学改革的基本要求是:强化基础,以理论分析为基础,加强整体结构设计和基本构件理论分析的相互联系;突出重点,以钢结构整体设计、截面计算和构造处理为重点;理清主线,以工程设计能力培养为主线,以轻钢结构、重型厂房结构、大跨屋盖结构和多高层房屋结构的设计知识作为贯穿主线的载体;培养能力,培养学生建筑钢结构设计的思维方式和方法,强化学生的设计施工能力、研究开发能力和创新能力,为土木工程专业后续课程的学习和结构设计打下坚实的基础。 三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容 本课程主要介绍了轻钢门式刚架结构、重型厂房钢结构设计、大跨屋盖空间结构设计、多层及高层钢结构设计的基本设计方法、设计理论、计算方法等方面的知识。 第1章 轻型门式刚架结构 教学要求: 1、掌握门式刚架结构的组成及特点,了解其目前在我国的应用情况。 2、掌握门式刚架的结构形式和结构布置。 3、掌握刚架设计时采用的荷载和荷载组合,刚架内力和侧移的计算,刚架各构件及节点的设计方法、截面验算。 4、熟悉轻型钢结构厂房的设计要点,掌握刚架的设计计算。 5、熟悉压型钢板的材料和截面形式,了解压型钢板设计,了解其截面几何特性,掌握压型钢板设计时采用的荷载和荷载组合,以及压型钢板设计。 6、了解檩条的截面形式,掌握檩条设计时采用的荷载和荷载组合,及檩条的设计方法,了解檩条的构造要求。 7、掌握墙梁设计和支撑构件的设计。 教学重点与难点: 重点:轻钢结构系统的构成、结构形式和布置,刚架设计中荷载及荷载组合、刚架内力和侧移计算、刚架节点设计;压型钢板中的荷载和荷载组合、薄壁构件板件有效宽度;檁条设计中的内力分析及构造要求;墙梁设计中的墙架结构布置。 难点:轻钢结构的设计中,薄壁构件板件的有效宽度计算;屋面刚度如何加强。 教学时数:理论教学8学时。 教学内容: 1.1 概述 门式刚架结构的组成及特点 轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有以下技术特征: 结构构件的横截面尺寸较小,可以有效地利用建筑空间,降低房屋的高度,建筑造型美观; 门式刚架的刚度较好,自重轻,横梁与柱可以组装,为制作、运输、安装提供了有利条件; 屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5-1/10,是一种经济可靠的结构形式。 门式刚架结构的组成: 主要承重骨架-门式刚架 檩条、墙梁-冷弯薄壁型钢 屋面、墙面-压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材-聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、岩棉等 支撑-屋面支撑、柱间支撑 门式刚架结构的特点: 重量轻 工业化程度高、施工周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高 1.2 结构形式和结构布置 门式刚架的结构形式和结构布置 门式刚架的各种结构形式: 门式刚架又称山形门式刚架,其结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。 门式刚架的结构布置: 刚架的建筑尺寸和布置,檩条和墙梁的布置,屋面支撑和刚性系杆的布置,柱间支撑的布置 1.3 刚架设计 设计门式刚架结构采用的荷载及荷载组合 永久荷载:包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。 可变荷载:屋面活荷载 、屋面雪荷载和积灰荷载、吊车荷载 、地震作用 、风荷载。 荷载组合原则: 屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值; 积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑; 施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑; 多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定; 当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时考虑。 刚架的内力和侧移计算 内力计算原则: 根据不同荷载组合下内力分析结果,找出控制截面的内力组合,控制截面位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。 控制截面的内力组合主要有: 最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最小轴压力Nmin和相应的M及V,出现在永久荷载和风荷载共同作用下,当柱脚铰接时M=0。 侧移计算原则: 变截面门式刚架柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。计算时荷载取标准值,不考虑荷载分项系数;如果最后验算时刚架的侧移不满足要求,即需要采用下列措施之一进行调整: 放大柱或梁的截面尺寸; 改铰接柱脚为刚接柱脚; 把多跨框架中的摇摆柱改为上端和梁刚接的节点连接形式。 刚架柱和梁的设计: 梁、柱板件的宽厚比限值 腹板屈曲后强度利用 腹板的有效宽度 有效宽度取值 刚架梁、柱构件的强度计算 梁腹板加劲肋的配置 变截面柱的稳定问题: 变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算; 变截面柱在刚架平面内的计算长度; 变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算。 斜梁和隅撑的设计 节点设计: 刚架横梁与柱拼装节点; 刚架横梁屋脊拼装节点; 柱脚设计; 牛腿设计。 1.4 压型钢板设计 压型钢板的材料和截面形式 压型钢板特点: 自重轻、强度高、刚度较大、抗震性能较好、施工安装方便,易于维护更新,便于商品化、工业化生产的特点;具有简洁、美观的外观,丰富多彩的色调以及灵活的组合方式,是一种较为理想围护结构用材。 压型钢板的选用原则: 优先选用带有彩色涂层和镀锌、铝的钢卷板; 优先采用压型钢板定型产品; 应在满足建筑功能、承载要求和方便施工的前提下,注意节约材料,提高压型钢板的覆盖率和使用寿命; 压型钢板通常不适用于受有强烈侵蚀作用的场合。对处于有较强侵蚀作用环境的压型钢板,应进行有针对性的特殊防腐处理。 压型钢板的截面形式: 压型钢板的截面形式(板型)较多,国内生产的轧机已能生产几十种板型,但真正在工程中应用较多的板型也就十几种。 压型钢板的表示方法: 压型钢板板型的表示方法为:YX波高-波距-有效覆盖宽度。 压型钢板根据波高的不同,一般分为低波板、中波板和高波板。波高越高,截面的抗弯刚度就越大,承受的荷载也就越大。 屋面板一般选用中波板和高波板,中波在实际采用的最多。墙板常采用低波板,因高波板、中波板的装饰效果较差,一般不在墙板中采用。 压型钢板截面几何特性 计算单元:采用单槽口作为计算单元 线性元件算法:压型钢板的厚度较薄且各板段厚度相等,因此可用其板厚的中线来计算截面特性,这种计算法称为线性元件算法。 压型钢板的荷载及荷载组合 压型钢板用作屋面板的荷载: 永久荷载—压型钢板自重,采用保温板尚需考虑保温层和防水层等自重; 可变荷载—雪荷载、屋面均布活荷载、屋面检修集中荷载、积灰荷载、风荷载等; 偶然荷载—地震作用、爆炸或其他意外荷载。 压型钢板的荷载组合 薄壁构件的板件有效宽度确定 允许板件受压屈曲: 压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和Z形钢都属于冷弯薄壁构件,这类构件允许板件受压屈曲并利用其屈曲后强度; 在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以有效截面为准; 但对于对于翼缘宽厚比较大的压型钢板,设置尺寸适当的中间纵向加劲肋,就可以保证翼缘受压时全部有效。 压型钢板设计强度和挠度计算 计算原则:压型钢板的强度和挠度取单槽口的有效截面,按受弯构件计算。内力分析时把檁条视为压型钢板的支座,考虑不同荷载组合,按多跨连续梁进行计算。 压型钢板的挠度限值 压型钢板的构造规定 压型钢板的搭接方式: 墙面压型钢板之间的侧向连接:一般采用搭接连接,搭接宽度通常为半波。 屋面压型钢板之间的侧向连接:有搭接和咬边连接两种 搭接宽度视压型钢板规格而定,可仅搭接半波,也可搭接一波半。屋面、墙面压型钢板的侧向搭接方向应与主导风向一致。 1.5 檩条设计 檩条的截面形式: 实腹式檁条和格构式檁条 檩条的荷载和荷载组合 檩条的内力分析: 设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下,沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用,属于双向受弯构件; 在进行内力分析时,首先要把均布荷载分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量。 檩条的截面验算与选择: 强度计算—按双向受弯构件计算; 整体稳定计算—当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时,应按稳定公式验算截面; 变形计算—实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 檩条的构造要求: 当檩条跨度大于4m时,应在檩条间跨中位置设置拉条。当檩条跨度大6m时,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。 1.6 墙梁、支撑设计和本章小结 墙梁设计 墙梁的构造要求:通常墙梁的最大刚度平面在水平方向,墙梁主要承担水平风荷载。 墙梁的荷载: 竖向荷载—墙板自重和墙梁自重; 水平荷载-风荷载。 荷载组合: 竖向荷载+水平风荷载(迎风) 竖向荷载+水平风荷载(背风) 墙梁内力计算: 墙梁承担双向荷载,为一双向受弯构件。 墙梁截面验算: 正应力验算,剪应力验算,整体稳定验算以及刚度验算。 柱间支撑的布置与计算,支撑构件的设计 柱间支撑的截面型式:采用两个角钢组成的T型截面、圆钢管截面。 柱间支撑的布置:一般布置在厂房两端第一开间或者是第二开间,若厂房长度超过60米时,则需要在中部再加设一道支撑。 柱间支撑的型式:根据厂房使用要求可以布置成十字型或者八字型。 柱间支撑作用:主要传递山墙传来的风荷载,增加房屋整体刚度。 柱间支撑受力分析 柱间支撑计算 第2章 中、重型厂房结构设计 教学要求: 1、了解钢屋盖的种类、截面形式和应用。 2、掌握中、重型厂房结构设计的结构形式和结构布置。 3、了解桁架形式的确定原则,学会确定桁架主要尺寸。 4、掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则。 5、掌握厂房结构的计算原理,掌握荷载计算、刚架内力计算,及内力组合原则。 6、掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制。 7、掌握钢屋架设计时桁架的内力计算和组合及计算长度的确定,熟悉杆件的截面形式,了解一般构造要求,熟悉矩形钢管屋架特点。 8、掌握吊车梁的荷载计算及设计方法。 教学重点与难点: 重点:厂房的结构形式和柱网布置及计算单元的确定,横向框架及其梁柱截面的确定,横向框架的计算原理、柱间支撑的布置,吊车梁的内力计算及构造设计,钢屋架的外形及腹杆形式,屋盖支撑的作用和设置原则,钢屋架的节点设计。 难点:厂房横向框架的设计及吊车梁的内力计算和构造。 教学时数:理论教学8学时。 教学内容: 2.1 结构形式和结构布置 屋盖结构体系: 钢屋架—大型屋面板结构体系; 钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系; 横梁—檩条—轻型屋面板结构体系。 柱网布置和计算单元 影响柱网布置因素:生产工艺流程要求;结构上的要求;经济要求;模数要求。 横向框架及截面选择 横向框架梁与柱的连接形式: 刚接框架—横梁与柱子的刚接连接; 铰接框架—横梁与柱子的铰接连接。 柱间支撑: 上层柱间支撑—吊车梁上部的柱间支撑; 下层柱间支撑—吊车梁下部的柱间支撑。 柱间支撑的布置 柱间支撑的作用 柱间支撑的形式 屋架外形及腹杆形式 桁架的应用 桁架的外形及腹杆形式 确定桁架形式的原则: 满足使用要求;受力合理;制造简单及运输与安装方便;综合技术经济效果好 桁架主要尺寸的确定 屋盖支撑: 屋盖上弦横向水平支撑;屋盖下弦横向水平支撑;屋盖下弦纵向水平支撑;竖向支撑;系杆 屋盖支撑的作用: 保证屋盖结构的几何稳定性; 保证屋盖的刚度和空间整体性; 为弦杆提供适当的侧向支承点; 承担并传递水平荷载; 保证结构安装时的稳定与方便。 屋盖支撑的布置和计算原则 屋盖支撑的布置: 上弦横向水平支撑布置原则; 下弦横向水平支撑布置原则; 纵向水平支撑布置原则; 垂直支撑布置原则; 系杆; 屋盖支撑的杆件及支撑的计算原则 2.2 厂房结构的计算原理 荷载计算: 永久荷载 可变荷载 施工荷载 刚架内力计算: 为简化计算,引入当量惯性矩将格构式拄和屋架换算为实腹式构件进行内力分析。 内力组合原则 2.3 钢屋架设计 桁架的内力计算和组合: 按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力; 节点刚性引起杆件次应力,次应力一般较小,不予考虑; 屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉,而在半跨荷载时可能受压; 将节间荷载分配到相邻的节点上,按只有节点荷载作用的屋架计算各杆内力。 桁架杆件的计算长度: 计算长度概念:将端部有约束的压杆化作等效的两端铰接的理想轴心压杆; 受压弦杆和单系腹杆的计算长度; 变内力压杆的计算长度; 交叉腹杆中压杆的计算长度。 杆件的截面形式 杆件截面选取的原则:承载能力高,抗弯强度大,便于连接,用料经济 一般构造要求与截面选择 屋架构造的一般要求 桁架杆件截面选择:拉杆—强度,刚度; 压杆—强度,稳定,刚度; 压弯构件—强度,稳定,刚度。 桁架节点设计 桁架节点设计的任务: 确定节点的构造; 连接焊缝及节点承载力的计算; 节点的构造应传力路线明确、简捷、制作安装方便。 双角钢截面杆件的节点 桁架节点施工图 矩形钢管屋架特点 2.4 吊车梁设计 吊车梁的荷载:竖向荷载,横向水平荷载,纵向水平荷载 吊车梁的工作性能 吊车梁的截面组成:单轴对称工字形截面,带制动梁的吊车梁,带制动桁架的吊车梁 吊车梁的连接 吊车梁上翼缘与柱的连接,吊车梁上翼缘与制动结构连接,吊车梁支座 吊车梁的截面验算:强度验算,整体稳定验算,刚度验算,疲劳验算 第3章 大跨屋盖结构 教学要求: 1、了解大跨屋盖结构的结构形式,学会网架结构的几何不变性分析。 2、了解空间钢网架屋盖的主要形式及设计计算要点。 3、了解双层网架的常用形式,掌握网架选型原则。 4、掌握网架计算时直接作用和间接作用的确定,以及网架内力的分析方法。 5、掌握空间杆系有限元法的基本原理,熟悉其基本假定。 6、掌握单元刚度矩阵、结构总刚度矩阵及总刚度方程,了解边界条件的处理。 7、掌握空间杆系有限元法的计算步骤。 8、掌握网架杆件设计时计算长度的确定,及杆件长细比的限值。 9、了解常用的主要网架节点形式,掌握各类型节点的设计方法。 10、了解网壳的结构形式,掌握网壳结构的计算要点,及网壳杆件和节点的设计方法。 11、了解悬索结构的形式,掌握悬索结构的计算要点和设计方法。 12、了解悬索体系预应力状态的确定原则,及锚固方法和连接构造。 教学重点与难点: 重点:大跨钢结构屋盖的各种结构形式及适用范围,网架结构的几何不变性的分析,平面桁架系网架、四角锥网架、三角锥体系网架的选型、计算要点及内力分析方法,空间杆系有限元法的计算应力与设计步骤,网架的杆件设计,网架焊接球和螺栓球节点设计,支座节点设计。 难点:空间杆系有限元法及网架杆件和节点设计。 教学时数:理论教学8学时。 教学内容: 3.1 结构形式 大跨度结构的分类:平面结构体系和空间结构体系 3.2 网架的形式 网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架 网架结构的几何不变性分析: 网架为一空间铰接杆系结构,杆件布置必须保证不出现结构几何可变性。 双层网架的常用形式:平面桁架网架,四面锥体系网架,三角锥体体系网架 网架的选型原则: 网架的选型应结合工程的平面形状、建筑要求、荷载和跨度的大小、支承情况和造价等因素综合分析确定。 网架结构的支承方式: 周边支承,点支承,周边支承与点支承相结合,两边和三边支承 网架高度确定原则 网格尺寸确定原则 网架的挠度要求及屋面排水坡度 3.3 网架的计算要点 直接作用和间接作用 网架结构应对使用阶段荷载作用下的内力和位移进行计算,并应根据具体情况对地震作用、温度变化、支座沉降等间接作用及施工安装荷载引起的内力和位移进行计算。 网架内力分析方法: 网架结构的外荷载按静力等效原则,将节点从属面积内的荷载集中作用在该节点上; 分析结构内力时,可忽略节点刚度的影响,假定节点为铰接,杆件只承受轴力,当杆件上作用有节间荷载时,应同时考虑弯矩的影响; 网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。 3.4 空间杆系有限元法 网架计算基本假定: 网架的节点为空间铰接节点,杆件只承受轴力; 结构材料为完全弹性,在荷载作用下网架变形很小,符合小变形理论。 单元刚度矩阵 结构总刚度矩阵及总刚度方程: 建立了杆件单元刚度矩阵之后,即可按照变形协调及节点内外力平衡条件建立结构的总刚度矩阵及相应的总刚度方程。 总刚度矩阵中边界条件的处理方法:位移为零,弹性约束,指定位移 网架的边界条件及对称性利用 杆件内力 空间杆系有限元法计算步骤 3.5 网架杆件设计 网架杆件计算长度和长细比 3.6 节点设计 常用的网架节点形式主要有: 焊接空心球节点,螺栓球节点,焊接钢板节点,焊接钢管节点,杆件直接汇交节点 网架的节点构造 支座节点: 支座节点的构造形式应受力明确、传力简捷、安全可靠,并应符合计算假定。 3.7 网壳 网壳结构形式: 网壳按组成层数分为单层网壳和双层网壳,按曲面外形分为球面网架和柱面网壳。 网壳结构的计算要点 网壳的一般计算原则: 网壳结构在直接和间接作用下的内力、位移及整体稳定计算除工作荷载之外,还应根据具体情况包括地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等效应; 网壳结构具有很强的非线性性能,抗震分析宜采用时程分析法; 网壳应按最不利的荷载效应组合进行设计。 网壳的内力分析 网壳的稳定性 网壳杆件及节点设计 3.8 悬索结构 悬索结构的形式,计算要点,悬索结构的节点位移法,悬索体系预应力状态的确定,悬索材料、锚固及连接构造 第4章 多层及高层房屋结构 教学要求: 1、了解多、高层房屋结构的类别,掌握其结构布置原则。 2、了解多、高层房屋钢结构的结构体系及设计要点。 3、掌握楼盖的布置原则和方案, 4、熟悉压型钢板组合楼盖的设计方法, 5、了解组合梁和组合板的构造要求。 6、掌握框架柱的设计原理,柱与梁的连接方式,水平支撑、竖向支撑的布置与设计。 7、掌握多、高层房屋结构的荷载计算、结构分析,及结构设计方法。 教学重点与难点: 重点:多层及高层房屋结构的类别、结构布置、楼盖的布置原则和方案,压型钢板组合楼盖的设计,组合梁和组合板的构造要求,框架柱的设计,梁与柱的节点连接,多层及高层房屋结构的水平支撑、竖向支撑的布置与设计,多层及高层房屋结构的分析设计计算中计算模型的建立,静力分析方法,近似分析方法中的分层法、D值法,框架分析中的稳定分析方法、地震作用分析方法。 难点:框架分析中的稳定分析方法、地震作用分析方法等。 教学时数:理论教学8学时。 教学内容: 4.1 多、高层房屋结构的组成 多、高层房屋结构的类别 常见类型:框架结构、框剪结构、筒体结构 支撑框筒结构或桁架筒体结构 多层结构房屋 结构布置: 多层房屋应首选由光滑曲线构成的平面形式; 尽可能地采用中心对称或双轴对称的平面形式; 避免以狭长形作平面形式; 框筒结构采用矩形平面形式时,应控制其平面长度比小于1.5; 需抗震设防时平面尺寸关系应符合要求。 4.2 楼盖的布置方案和设计 楼盖布置原则和方案 楼盖结构的方案选择原则:满足建筑设计要求,较小自重,便于施工,有足够的整体刚度 多、高层建筑的楼盖结构组成:楼板,梁系 压型钢板组合楼盖中组合楼板和组合梁的设计 组合楼板的设计考虑两个受力阶段:施工阶段和使用阶段 组合梁设计时换算宽度的折算 组合梁的正截面受弯承载力验算 组合梁的受剪承载力验算 组合梁栓钉连接件验算 集中力作用时栓钉连接件的布置 组合梁和组合板的构造要求 4.3 柱和支撑的设计 框架柱设计 常用的柱截面形式:箱形、焊接工字形、H型钢、圆管等 框架柱的设计方法:压(拉)弯构件 满足强柱弱梁的设计要求 计算长度的确定 柱与梁的连接形式: 通常采用的是柱贯通的连接形式; 按连接转动刚度的不同可分为—刚性连接,柔性连接,半刚性连接。 连接形式的选取 完全焊接,完全栓接,栓焊混合连接 栓焊混合连接产生裂缝的原因及其改进意见 水平支撑布置 分类:横向水平支撑,纵向水平支撑 临时水平支撑—为了建造和安装的安全而设置; 永久水平支撑—通常在水平构件不能构成水平刚度大的隔板时设置。 竖向支撑设计 分类:中心支撑,偏心支撑 中心支撑: 斜杆体系,对支撑杆件长细比的要求,支撑斜杆截面,中心支撑的设计要点,中心支撑节点的构造形式 偏心支撑: 几何特征—支撑斜杆不交于梁柱节点; 力学特征—位于支撑斜杆与梁柱节点(或支撑斜杆)之间的耗能梁段,一般比支撑斜杆的承载力低,同时具有在重复荷载作用下良好的塑性变形能力; 设计意图—在正常的荷载状态下,偏心支撑框架具有足够的水平刚度;在遭遇强烈地震作用时,耗能梁段首先屈服吸收能量。 偏心支撑构造 耗能梁段与柱的连接要求 4.4 多、高层房屋结构的分析和设计计算 多、高层房屋结构的荷载:竖向荷载,风荷载,地震荷载 结构分析计算模型的建立: 多、高层建筑钢结构的计算模型,可采用平面抗侧力结构的空间协同计算模型; 当结构布置规则、质量及刚度沿高度分布均匀、不计扭转效应时,可采用平面结构计算模型; 当结构平面或立面不规则、体型复杂、无法划分成平面抗侧力单元的结构,或为筒体结构时,应采用空间结构计算模型。 静力分析方法:矩阵位移法,薄壁杆件理论、有限条法等 多、高层框架近似分析方法: 分层法,D值法,框架-支撑结构协同工作分析,等效截面法,其它近似方法 稳定分析方法 地震作用分析方法 多、高层房屋结构设计 四、各教学环节学时分配
章(或编)次 讲课 习题课 讨论课 实验 其他 合计
第1章 轻型门式刚架结构 8 8
第2章 中、重型厂房结构设计 8 8
第3章 大跨屋盖结构 8 8
第4章 多层及高层房屋 结构 8 8
合计 32 32
五、课外习题及课程讨论 为了巩固和加强课堂教学效果,每堂课均布置一定数量的练习题。 六、作业与考核方式 为了巩固和加强课堂教学效果,每章结束后均布置一定数量的作业。 本课程考核方式为闭卷考试,期末考试成绩占100%。 七、推荐教材和教学参考书 教 材:《钢结构(下册)-房屋建筑钢结构设计》,陈绍蕃主编,中国建筑工业出版社,2007年 参考书:《钢结构》,陈绍蕃编,中国建筑工业出版社,2003年 《钢结构基本原理》,沈祖炎编著,中国建筑工业出版社,2001年 《钢结构设计规范》,中国计划出版社,2003年 《建筑钢结构设计》,刘锡良、陈志华编著,天津大学出版社,2004年 《高层民用建筑钢结构技术规程》 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 《网架结构设计与技术规程》 八、说明 1. 本大纲按学时32学时制定,具体学时分配可根据每学期的教学计划安排适当调动。 2. 现有教材普遍存在着编入的设计方法、技术标准、试验方法等内容滞后于现行的设计规范、技术规范、试验规程的现象,在执行教学任务中予以补充更新。