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1、天津海运职业学院毕业设计第一章 工程概况某军区装备部重型库房项目钢结构门式刚架库房，6000平米，L型布置，带两台5T单梁吊车，局部设平台（10kN/m2)该项目江苏顺通建设公司以六千三百万中标。本工程钢梁、柱采用Q235B,柱间支撑采用Q235B，加劲肋采用Q235B。屋面檩条采用Q235冷弯薄壁型钢，支柱采用Q235。屋面横向水平支撑采用Q235，檩条采用卷边槽型冷弯薄壁钢，拉条采用圆钢。本工程钢架结构采用10.9级高强螺栓摩擦连接，摩擦面抗滑系数不得小于0.40。高强螺栓采用大六角高强螺栓。图1.1图1.2 基础图本工程建筑面积6308.14，设计使用年限50年，室内外高差500mm。外
2、墙面、屋面采用檩铺设屋面板，屋面采用0.6mm厚彩板（YX51-380-760）外墙采用0.6mm厚彩板（YX28-205-820）。钢结构安装1 钢柱1.1锚栓尺寸经复验符合GB50205要求且柱基础砼强度等级达到设计强度的75%方可进行钢柱安装。2 结构安装2.1钢架安装顺序：应先安装有柱间支撑的两榀钢架，而后安装其他钢架。2.2头两榀钢架安装完毕后，应在两榀钢架间将水平系杆，檩条及柱间支撑，屋面水平支撑调整构件间的垂直度及水平度：待调整正确后方可锁定支撑，而后安装其他钢架。2.3除头两榀钢架外，其余榀的檩条、墙梁、偶撑的螺栓应校准在进行拧紧。2.4钢架屋面斜梁组装：斜梁跨度较大，在地面组
3、装时应尽量采用立拼，以防斜梁侧向变形。2.5檩条的安装应带钢架主结构调整定位好后进行，檩条安装后应采用拉杆调整平直度。2.6结构吊（安）装时，应采用有效措施，确保结构稳定，并防止产生过大变形。2.7结构安装完成后，应详细检查运输，安装过程中涂层的擦伤并补刷油漆，对所有的链接螺栓应逐一检查，以防漏拧或松动。2.8不得利用已安装就位的构件起吊其他重物，不得在构件上加焊非设计要求的其他构件。3高强螺栓施工：3.1钢构件加工时，在钢构件高强螺栓结合部位表面除锈，喷砂后立即贴上胶带密封，带钢结构吊装拼接时用铲刀将胶带铲除干净。严禁在高强螺栓连接处摩擦面上作任何标记。3.2对于在现场发现的因加工误差而无法
4、进行施工的构件螺栓孔，严禁采用锤击螺栓强行传入或用气割扩孔，应与本公司及相关部门协商处理。高强螺栓不得作为临时螺栓。3.3高强螺栓施工顺序应由中间向两端逐步交错进行。3.4高强度螺栓终拧前严禁雨淋。3.5为使构件紧密结合，高强度螺栓结合面严禁有电焊、气割、毛刺等物质。3.6高强度螺栓孔应采用钻成孔。钢结构涂装1 除锈：除镀锌构件外，制作前钢构件表面应进行喷砂除锈处理宜采用机械除锈，除锈质量应达到GB/T8923中Sa2.5级标准。手工除锈达到St2级。2 涂漆：钢构件经除锈处理后应立即喷涂保养底漆（红丹醇酸防锈漆，涂层厚度25-30um），而后再喷两道醇酸防锈漆（中间漆），涂层厚度50-60u
5、m，制作完成后，再涂两道醇酸调和漆（面漆），涂层厚度40-50um，其中最后一道应在安装完成后工地涂制。钢结构维护钢结构使用过程中，应根据使用情况（如涂装材料使用年限，结构使用环境等），定期对结构进行必要的维护，以保证使用过程中的结构安全。焊接 焊接时应选择和力度焊接工艺及焊接顺序，以减小钢结构中产生的焊接应力和焊接变形。组合H型钢的腹板与翼缘的焊接应采用自动埋弧焊机施焊。组合H型钢因焊接产生的变形应以机械或火焰矫正校直具体做法应符合GB50205的相关给定。图1.3第二章 钢结构稳定设计的原则 稳定性是钢结构的一个突出问题。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对于这个问成部分的稳定性要求
6、。 目前结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体题处理不好，将会造成不应有的损失。 根据稳定问题在实际设计中会丧失稳定。 1 结构整体布置必落，1985年土耳其某体育场看台屋盖塌落，这两次事故都和没有设置适当的文撑须考虑整个体系以及组布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定的特点提出了以下三项原则并具体阐明了这些原则，以更好地保证钢结构稳定设计中构件不计算必须和结构布置相一致。就如上述的1988年加拿大一停车场的屋盖结构塌而造成出平面失稳。 2 结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构
7、的稳定计算十分重要。 目前任设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需要设定一些典型条件。 3 设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。 结构计算和构造设计相符合，一直是结构设计中大家都注意的问题。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋与它足够的刚度和柔度，对桁架节点应尽量减少杆件偏心这些都是设计者处理构造细部时经常考虑到的。但是，当涉及稳定性能时，构造上时常
8、有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然而在处理梁整体稳定时上述要求就不够了。支座还需能够阻止梁绕纵轴扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲，以符合稳定分析所采取的边界条件。 第三章 钢结构住宅的设计流程 1判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。2结构选型与结构布置 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可
9、依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。 3预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/201/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和
10、翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 柱截面按长细比预估。通常50150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。 4 结构分析 目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-，p-。 新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。 5构件设计 构件的设计首先是材料的选择。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理，经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。当前的结构软件，都提
11、供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步，一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。 连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。常常出现的一种情况是， 最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免。按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。 6图纸编制 钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。由于近年
12、钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。 设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间 不尽相同。初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书，并依据规范规定编制。 第四章 钢结构住宅设计中应注意的问题： 1钢结构，有低层和多层之分。低层一般不超过3层，用于别墅；多层用于公寓。本文介绍多层公寓住宅钢结构设计中一些问题。 2 超过9层为高层。1012层又称小高层。抗震规范GB50011对12层以下和12层以上的房屋提出不同要求。住宅钢结构一般不宜超过12层。 3结构抗震性能与结构布置规
13、则性有很大关系。结构布置不规则，地震时易损坏，而且除弹性设计外还要作弹塑性层间位移验算。因此应尽量使结构布置符合规则性要求。 4 住宅钢结构的平面布置应力求规则、对称。住宅钢结构常见的布置不规则，主要是平面不规则。如平面形状不规则，形等，特别是支撑剪力墙偏置，明显不对称等。若楼层的最大弹性水平位移超过质心水平位移的1.2倍就属于平面不规则此时需对支撑剪力墙的配置进行调整。 目前，国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口，工程总承包由国外承担，制造和安装则由国内廉价劳动力承包，随着我国钢产量的增加，钢结构在建筑中的应用必然会越来越广泛，也必然会产生越来越深远的影响。 第五章 钢结构的焊接1焊接形式的选
14、择在进行节点设计时何时选用角焊接，何时选用坡口焊接？焊缝形式的选择主要是由焊件接口的厚度决定的钢制棺材焊接：焊件厚度在3-26mm时可采用V形坡口（如图b），或V形坡口加垫板：焊件厚度在12-60mm时可采用X形坡口（如图c），或U形坡口（如图d e）:钢质板材焊接（T形接头），焊件壁厚在6-30mm时可采用单面V形坡口，焊件壁厚在20-40mm时一般采用对称K形坡口: 图5.1 对接接头的形式在我那里，施工质量要求不同，施工经验不太一样全渗透焊接 主要部位（如梁柱连接的翼板焊接），不是用厚度来考量。全渗透焊接在AISC规定中，其容许应力不同于半渗透焊接及角焊。采用角焊后，是否开槽以施工性及经
15、济性做考量。所谓施工性，有些板原本应以双边填角焊，因有一边焊不到，可用单边开槽，使其有效焊量不变。所谓经济性，焊接的成本在于喊到面积的大小，厚板多采用角焊或开槽焊。在维持相同有效喉厚条件下，开槽焊的焊道面积较小。坡口（对接焊缝）的性能（强度和韧性）大都比角焊缝好，在重要部位进行焊接时，若采用焊接，一般应采用对接焊缝，如柱身拼接。有时也可采用翼缘对接焊，如箱型截面柱的板件连接等。关于焊缝等级的确定焊接H型钢（YB3301-92）规定：钢板对接焊缝及H型钢的角焊缝的质量检查，可参考钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级(GB11345-89)标准的规定。对接焊缝检测等级为A级，评定等级为级合格钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）中规定焊接接头内部缺陷分级应符合“标准”（GB11345-89）的规定。焊缝质量等级为一级时，内部缺陷超声波探伤的评定等级为级，检测等级为B级，探伤比例为100；焊缝质量等级为二级时，内部缺陷超声波探伤的评定等级为级，检测等级为B级，探伤比例为20。超厚钢板焊接注意事项建筑钢结构板厚：6mm一下为薄板，620mm为中板，2040mm为中厚板，4060mm为厚板，60mm以上为特厚板。建筑钢结构厚板焊接时应注意以下几点：2 合理正确
