多高層民用建筑鋼結構節(jié)點精選(九篇)

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第1篇：多高層民用建筑鋼結構節(jié)點范文

關鍵詞：鋼框架－混凝土核心筒、抗震設計、強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件。

1 工程簡介

某工程，地上主體25層，地下2層，主體高度96米。工程所在地地震設防烈度為7度，設計基本地震加速度0.15g，場地類別Ⅲ類。

2 結構形式

①根據(jù)建筑的平面功能，接合結構受力特性，以及經(jīng)濟、工期等因素，本工程采用鋼框架－砼核心筒結構。

②鋼框架－混凝土核心筒結構設計主要控制指標與混凝土結構、鋼結構的比較見表一。

說明 抗震設防烈度7度，多遇地震下計算。

3 結構計算

根據(jù)《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》（JGJ99-98)，結構的作用效應可采用彈性方法計算?？拐鹪O防的結構除進行地震作用下的彈性效應計算外，尚應計算結構在罕遇地震作用下進入彈塑性狀態(tài)時的變形。因此，本工程采用兩介段設計法。第一階段為多遇地震作用下的彈生分析，驗算構件的承載力、穩(wěn)定性及結構的層間位移；第二階段為罕遇地震作用下的彈塑性分析，驗算結構的層間位移和層間延性

比，找出結構的薄弱層位置，防止在水平地震作用下，由于局部先形成破壞機構，引起結構整體失效。

①進行結構的作用效應計算時，遵循樓面在其自身平面內(nèi)為絕對剛性的假定。

②在進行結構彈性分析時，考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作，梁的剛度根據(jù)具體情況可取鋼梁剛度的1.5－2倍；在進行結構彈塑性分析時，不考慮樓板與鋼梁的共同工作。

③抗震設計時，鋼框架一砼核心筒結構各層框架柱所承擔的地震剪力不應小于結構底部總剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的較小值。因為在鋼框架一砼核心筒結構中，砼核心筒承擔了絕大部分的地震力，鋼筋混凝土抗震墻的彈性極限變形值很小，約為1/3000，在達到規(guī)范規(guī)定的變形時，鋼筋混凝土抗震墻已開裂，此時鋼框架尚處于彈性階段，地震力在抗震墻和鋼框架之間實行再分配，鋼框架承受的地震力增加，而鋼框架作為主要的承重構件，它的破壞和豎向承載力的降低，將危及房屋的安全，因此對鋼框架承

受的地震力作更嚴的要求。

④本工程結構分別采用《高層建筑空間有限元分析與設計軟件SATWE》和《ETABS中文版》進行計算，主要結果見附表二。

說明 地震剪力與地震傾覆力矩均為嵌固端的。

計算控制的各項指標均滿足規(guī)范要求。

4 結構抗震設計及構造

4.1 混凝土核心筒的抗震設計

根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第11.2.19條，本工程鋼框架一砼核心筒結構的砼核心筒抗震等級為一級，按特一級采取抗震構造措施。若為相同規(guī)模的鋼筋混凝土框架一核心筒，則核心筒抗震等級為二級，按一級采取抗震構造措施。這是因為在鋼框架一砼核心筒結構中，砼核心筒承擔更大的地震力和地震傾覆荷載，抗震措施相應提高。

4.2 鋼框架的抗震設計

多高層鋼結構房屋與鋼筋混凝土房屋一樣，同樣遵守。

強柱弱梁、強剪弱彎和強節(jié)點弱構件的抗震設計基本原則，而現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》和《高規(guī)》未完全貫徹這一基本設計準則，在設計中應根據(jù)具體情況采取相應措施。

①強柱弱梁

根據(jù)《抗震規(guī)范》第8.2.5條，鋼框架梁、柱節(jié)點應滿足下式要求：

∑Wpc(fyc－N/Ac)≥η∑Wphfyb(4－1)

式中η－強柱系數(shù)，超過6層的鋼框架，6度Ⅳ類場地和7度時可取1.0，8度時可取1.05，9度時可取1.15。

而根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.2.2條，鋼筋混凝土梁、柱節(jié)點應滿足下式要求：

∑Ec≥ηc∑Mh(4－2)

式中ηc—柱端彎矩增大系數(shù)，一級取1.4，二級取1.2，三級取1.1。

對比(4－1)式和(4－2)式，對于相同規(guī)模的鋼框架和鋼筋混凝土框架，鋼框架的強柱系數(shù)均低于鋼筋混凝土框架，設計上應根據(jù)情況予以加強。因此，鋼框架雖不分抗震等級，應根據(jù)抗震設防烈度提高和考慮強柱系數(shù)n，建議：6度和7度時取1.1，8度時取1.2，9度時取1.4。本工程抗震設防烈度為7度(0.15g)，IⅡ類場地，強柱系數(shù)n

取為1.15。

②強剪弱彎

《抗震規(guī)范》第6.2.4條，鋼筋混凝土框架粱應滿足下式要求：

V=ηvb(Mb1+Mbr)／1b+VGb(4－3)

式中ηvb為粱端剪力增大系數(shù)，抗震等級一級取1.3，二級取1.2，三級取1.1。

《抗震規(guī)范》第6.2.5條，鋼筋混凝土框架柱應滿足下式要求：

V=ηvc(Mcb+Mcr)/Hn(4－4)

式中ηvc為柱剪力增大系數(shù)，抗震等級一級取1.4，二級取1.2，三級取1.1。

《抗震規(guī)范》未對鋼框架強剪作具體要求，彈性設計時分別按下式計算梁、柱剪力：

V=(Mb1+Mbr)／1n+VGb(4－5)

V=(Mcb+Mcr)/Hn(4－6)

對比(4－3)、(4－4)和(4－5)、(4－6)式，可知《抗震規(guī)范》對于鋼框架基本未考慮強剪，對于鋼筋混凝土框架考慮了強剪，強剪系數(shù)為1.1～1.4。因此在設計鋼框架時，應根據(jù)抗震設防烈度、場地類別、

結構類型及規(guī)模等適當提高強剪系數(shù)。

③強節(jié)點弱構件

《抗震規(guī)范》主要從構造和計算兩方面采取相應加強措施，來實現(xiàn)鋼框架的強節(jié)點弱構件，詳見《抗震規(guī)范》第8.2.8條規(guī)定。

5 結語

①鋼框架一砼核心筒結構體系能夠充分利用鋼結構和凝土結構各自的特長，具有施工速度快、成本低、自重輕、節(jié)省建筑面積等

諸多優(yōu)點。

②現(xiàn)行《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》對于鋼框架一砼核心筒結構中鋼結構抗震設計的規(guī)定，有部分不是非常明確，在設計中應予以重視，根據(jù)具體情況采取相應加強措施。

參考文獻

第2篇：多高層民用建筑鋼結構節(jié)點范文

關鍵詞：民建；鋼結構；設計

中圖分類號：TU291 文獻標識碼：A

前言

21世紀的人們對建筑的安全舒適度要求越來越高，鋼結構建筑憑借其施工速度快、利用空間大、經(jīng)濟適用的特點，倍受人們喜歡和關注，尤其是其還具有安全、耐久、節(jié)能的特點，更使得它在建筑業(yè)中站穩(wěn)了腳跟。然而在實際工程中，由于設計人員經(jīng)驗不足。對鋼結構的穩(wěn)定性分析的不夠全面，很容易產(chǎn)生鋼結構失穩(wěn)造成的事故。所以我們一定要加強對鋼結構穩(wěn)定性設計特點和原則的研究，盡量在施工過程中選用抗震和抗風性能好且又經(jīng)濟合理的結構體系。

2、建筑鋼結構的設計理論

隨著建筑施工工藝的提升，剛性結構建筑施工逐漸取代混凝土施工建設，為了保證鋼結構施工建設的質量，拓寬鋼結構的施工建設領域。

2.1、結構布置的依據(jù)

鋼結構的設計應該從經(jīng)濟和物理兩個角度進行判斷，一方面，鋼結構在施工建設過程中運用時一定要確保其經(jīng)濟成本比較低，能夠容易讓業(yè)主接受；另一方面；為了確保鋼結構的設計質量和施工質量，要提升鋼結構的物理承受能力，具體表現(xiàn)在結構布局上，這方面應該嚴格綜合考慮其體系特征、荷載分布情況及其性質。通常情況下，如若剛度均勻，力學模型清晰，就應該盡量限制大荷載及其移動荷載的影響范圍，使它能夠直接的把線路傳遞到墓礎。尤其要注意的是，柱間抗側支撐的一定要均勻分布，共形心要盡可能的向風震的作用線靠近，否則就必須考慮整體結構的扭轉以及結構抗側的多道防線。

2.2、結構分析和工程判定

當代建筑通過計算機軟件系統(tǒng)的結構分析技術改變了傳統(tǒng)的結構分析方法，提高了分析工作的工作效率，同時也提高了分析數(shù)據(jù)的高度準確性，然而我們應該意識，鑒于工程在實際施工中會出現(xiàn)很多突發(fā)性狀況，再加上其地址復雜，所以必須要結合相應的人工實地考察結果來分析軟件，只有這樣才能使結構分析更具有可操作性。此外，可以通過計算機網(wǎng)絡技術對工程判定工作進行結構建模，通過模型建立分析建筑施工的優(yōu)勢和劣勢，并集中對劣勢采取相應的措施進行彌補。

3、建筑鋼結構的特點

3.1、材質比較均勻

鋼材的材質是與力學假定條件的計算比較符合的；因為鋼材的內(nèi)部結構是接近于各向同性的，其材質情況的波動范圍也比較小，因此，只要保持在一定應力的幅度內(nèi)，都能有較好的彈性。由于其實際的受力狀態(tài)與工程力學計算的結果是較為接近的，所以材質方面較好。

3.2、強度高，自重輕

眾所周知，鋼材的強度比較高。鋼材結構與鋼筋混凝土結構相比，鋼結構建筑的豎向構件截面面積小，這就一定程度的增加了建筑的使用面積。同時，鋼結構建筑的自身重量也比較輕。因此，在遇到地震外力作用時，建筑內(nèi)部的設計內(nèi)力的減小，保證了建筑的穩(wěn)定性，同時還能有效降低建筑物的施工造價。

3.3、塑性和韌性好

在一般的壓力的作用下，鋼材是不會因超載而引起各種斷裂和損害的。鋼材可以分配建筑內(nèi)部各局部的作用力，這樣就可以使建筑結構整體的應力變得平衡，而這樣的結果只是增加了應變值而己。總體來說，鋼材結構的塑性和韌性都是比較好的，這就使鋼材適應荷載的能力比較強，特別是在強震作用下，鋼材結構都能保持較好的整體性，對于用其它材質結構做建設的建筑物的抗震能力要強很多。

4、建筑鋼結構設計的思路和步驟

為了能夠使鋼結構的設計更具有科學性，設計人員就應該嚴格按照既定的設計方案進行操作，而且要注意將不同環(huán)節(jié)的細節(jié)工作具體落實到位。

4.1、鋼結構的形式與布置

鋼結構主要有框架、平面架、網(wǎng)架、索膜、輕鋼以及塔桅等結構形式。每個形式都有其各自的特點，工程在選型的時候應該結合具體的情況考慮他們的特點。鋼結構的形式雖然比較多，但是其施工并沒有固定的標準和規(guī)律供參照，因此，設計人員一定要對客觀分析建筑施工的實際情況和周邊環(huán)境，進而綜合考量，最終確定最優(yōu)方案。

4.2、圖紙的編制

圖紙是建筑施工的藍本，所以，為了不確保鋼結構施工建設的質量，設計工作人員必須運用科學的設計方法對圖紙進行設計，同時要對圖紙進行反復的操作性判斷，組織專業(yè)素質好，工作經(jīng)驗豐富的設計團隊進行全體的圖紙最終確定。

現(xiàn)代鋼結構中建筑設計所面臨的問題

5.1、設計質量下降

因為鋼結構的設計任務比較繁重，部門專業(yè)綜合項目及工藝的計劃費用較高，鋼結構設計起來就顯得十分困難，再加上其費用低，花費人力大，所以設計院不太善于接受這一類的任務。乃至于有些設計單位在鋼結構的設計方面缺少經(jīng)驗，于是就將房結構的設計工程承包出去，如果承接單位的設計資質不夠，就會給鋼結構的設計質量帶來很大的影響。另外，當前建筑行業(yè)的設計市場十分混亂，沒有針對性的法律法規(guī)對其進行規(guī)范，也沒有準確到位的監(jiān)督機制，很容易出現(xiàn)事故并產(chǎn)生嚴重的后果。

5.2、參與建設人員的素質相對不高

鋼結構設計工程中，不但設計人員的技術水平參差不齊，現(xiàn)場的施工人員和監(jiān)理人員的專業(yè)素質和職業(yè)道德也遠遠不能與民用建筑鋼結構的發(fā)展水平相對稱。因為缺乏專業(yè)的知識作為支撐，從業(yè)人員就不能適時的適應民建鋼結構的發(fā)展需求。比如“建筑鋼結構焊接技術規(guī)程(JGJ81一2002)”中，評定焊接工藝及焊工測驗的內(nèi)容，專業(yè)技術人員必須要下功夫才能完全將其掌握，對于非專業(yè)的工作人員，則更是一道無法逾越的障礙，因此，鋼結構建筑中施工人員及監(jiān)理人員的相關專業(yè)知識和素養(yǎng)都有待于提高。

5.3、對國外設計方案不加變通，盲目照搬

國外的很多設計方案，都是比較發(fā)達的重要項目。因為有著大力的財力支持，所以他們不注重經(jīng)濟效益。但是我國的的設計方案大多數(shù)都是地區(qū)項目，在方案這幾種必須將經(jīng)濟效益考慮在內(nèi)。另外，有些設計人員一門心思的追求新穎和創(chuàng)新，盲目的校方國外的設計方案，忽略了自身的成本問題，使得工程造價大幅度提高，增加了工程成本。

針對鋼結構設計的一些合理化建議

6.1、規(guī)范設計管理制度，強化監(jiān)督機制

鋼結構設計有著一定的熱屬性，作為工程的主管部門，對于鋼結構的設計及承包企業(yè)的資質應該嚴格進行審查。主要應包括房結構得到施工安裝能力，結構件的制作能力及水平等等，要保證工程的承包企業(yè)具有符合規(guī)定的設計安裝資質，同時能夠嚴格的按照工程的相關規(guī)定建設符合鋼結構設計需求的作業(yè)。

6.2、鋼結構設計應從實際出發(fā)，滿足建筑使用要求

毋庸置疑，建筑中采用鋼結構是時展的必然趨勢，但是還是得注意，鋼結構單單只是建筑物中的承重部分，發(fā)揮著為建筑本身服務的作用。所以沒在設計過程中，一定要首選考慮其設計原則，遵循建筑物設計的一般規(guī)律，發(fā)揮鋼結構本身的特點和優(yōu)勢，滿足業(yè)主的使用需求。禁止為了突出其特色而忽略建筑的舒適性、實用性和安全性，使其失去在建筑市場的穩(wěn)固地位。

6.3、重視設計深度

(l)首先要判斷其是否適合于運用鋼結構設計。一般情況下，鋼結構常用于跨度大、多高層、體型復雜、可能出現(xiàn)大幅振動、高溫密的設計中，而且在設計中始終秉持著精益求精的態(tài)度，努力提升建筑工程的施工質量，提高設計單位的競爭實力。作為工程造價師、建筑師以及工程師，一定要對建筑建構的設計方案進行嚴格的審核，嚴格把關，確保建筑施工能夠順利進行，并在預計期限內(nèi)完成作業(yè)，提高建筑的設計質量，充分發(fā)揮建筑設計的科學性、經(jīng)濟性以及安全性。

結語

鋼結構作為一種強度和柔度都很大的結構形式，在設計過程中首先應該注意的是結構方案的合理性，結構剛度分配要均勻，抗側力性能要強。另外，要考慮鋼結構節(jié)點的設計是否合理決定了鋼結構工業(yè)建筑的安全性，在結構分析前就應該有充分的思考與確定。

參考文獻：

[1]魯鑫.淺議建筑鋼結構設計[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2012

第3篇：多高層民用建筑鋼結構節(jié)點范文

關鍵詞：鋼結構課程設計；教學方法；教學改革

中圖分類號：G642.4文獻標志碼：A文章編號：1005-2909（2012）05-0108-03

隨著中國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展和國民生活水平的不斷提高，很多高層及大跨建筑物拔地而起。鋼結構由于輕質高強、建造周期短、施工方便等諸多優(yōu)點，在工業(yè)與民用建筑領域得到普遍應用，多數(shù)外形新穎、奇特、大跨、超高的新型建筑都離不開鋼結構。教育部于2010年6月份提出“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”以貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》重大改革項目，旨在培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量工程技術人才。卓越工程師的培養(yǎng)目標之一是強化學生工程能力和創(chuàng)新能力。土木工程專業(yè)是首批試點專業(yè)之一。課程設計作為土木工程專業(yè)學生必修的實踐類課程，在卓越工程師的培養(yǎng)過程中起著不可或缺的作用。李方慧等[1]在鋼結構設計課程教學中引入最新的研究成果和案例，結合現(xiàn)代化的教學手段以提高學生的實踐教學能力和認知能力；賈玉琢等[2]指出當前鋼結構教學在教材內(nèi)容和教學方法等方面存在的弊病，并從優(yōu)化整合課程內(nèi)容、采用靈活的教學方法和先進的教學手段入手，探討并實踐了鋼結構課程實用的教學方法。

目前很多高校在土木工程專業(yè)同時開設了鋼結構基本原理、建筑鋼結構設計和鋼結構課程設計課程。這三門課程各有側重點：鋼結構基本原理側重鋼材的基本性能和構件強度、穩(wěn)定和剛度的計算方法；建筑鋼結構設計課程側重各種常用鋼結構體系的設計原理、受力分析、設計方法、加工制作和防腐蝕處理等內(nèi)容；鋼結構課程設計則主要訓練學生運用前兩門課程知識，通過對給定命題的鋼結構單體進行設計實踐以鞏固專業(yè)知識，為學生以后從事工程設計和提升專業(yè)素質做好知識儲備。目前，不同的高校對鋼結構課程設計的要求不同，主要分為輕型門式剛架和鋼屋架兩種形式。

一、課程特點和教學目標

（一）課程特點

針對四年學制的土木工程專業(yè)本科學生，一般鋼結構課程設計開設在第七學期，即在學生學習了鋼結構基本原理和建筑鋼結構設計課程后，此時學生已經(jīng)具備了鋼結構課程設計的必要專業(yè)知識。但是，大學四年級的學生有不同于其他年級的特殊性，主要體現(xiàn)在三個方面：首先，第七學期對報考研究生的學生是非常關鍵的時期，因此往年總是有部分學生為復習考研課程而缺課，即使上課也是心不在焉，最終導致他們學習效率不高甚至不知道課程設計的基本要求。其次，大四學生面臨就業(yè)問題，很多用人單位為充分考查學生能力要求學生先到單位實習。由于就業(yè)市場競爭激烈，很多學生不愿意放棄來之不易的實習機會，因此選擇放棄專業(yè)課程的學習到單位實習。這批學生最終也不能較好地完成課程設計任務。第三，近些年來，鋼結構設計軟件發(fā)展很快，很多工作均可由計算機代為完成。如中國建筑科學研究院研發(fā)的PKPM系列軟件中的STS模塊，上海同磊土木工程技術有限公司研發(fā)的3D3S軟件，從10年前完成主要計算到現(xiàn)在可完成主要的施工圖，設計人員僅需要輸入少量設計參數(shù)即可完成設計優(yōu)化、計算分析和施工圖繪制。軟件的不斷發(fā)展和進步大量減少了工程師的重復勞動，但是對學生基本技能的培養(yǎng)并無益處。學生由于對設計軟件過分依賴而對設計理論不熟悉，導致最終對計算結果無法準確把握和判斷。

（二）教學目標

專業(yè)課程的授課方法通常為教師講、學生聽的模式，課堂上師生互動較少，考核多以卷面成績?yōu)橹?。這種授課方式對課程設計顯然并不合適。作為鋼結構基本原理和建筑鋼結構設計的后續(xù)課程，鋼結構課程設計的開設是建立在學生對專業(yè)知識有一定了解的基礎上，引導學生自主完成給定命題的鋼結構單體設計過程，要求學生掌握鋼結構設計的一般要求、設計過程和設計方法，通過計算書和施工圖進行考核，以適用、安全、經(jīng)濟、合理作為設計作品的考核目標。

二、改進方法

（一）分步和互動式教學

鋼結構基本原理和建筑鋼結構設計兩門課程是鋼結構課程設計的先行課，由于不同的教師授課方式和側重點有所不同，學生對知識的掌握程度也不同，在講授鋼結構課程設計要有針對性。學校將課程設計安排在建筑鋼結構設計課程完成之后的下個學期，往年的授課方式主要為三個階段：理論部分講解、計算分析階段和施工圖繪制階段，最終按提交的設計圖紙和計算書質量進行考核。由于教師在理論講解時不了解學生對專業(yè)知識的掌握程度，只能按照平時授課方式講解課程設計理論，難以針對課程設計中學生容易出現(xiàn)的錯誤進行有針對性的教學；由于學時的限制，學生在匆忙完成圖紙和計算書后即是學期結束，即使教師發(fā)現(xiàn)圖紙和計算書中有很多問題也來不及讓學生修改。

為準確把握學生對相關知識點的掌握程度，筆者通過與學生交流，及時了解他們完成課程設計需要補充的知識點，適時調(diào)整教學計劃。如課程設計任務書要求學生完成一無吊車的輕型門式剛架設計，在第一節(jié)課上，即有學生指出門式剛架的結構體系和計算方法在建筑鋼結構設計課堂上已經(jīng)講述，但只是一帶而過。在這種情況下，筆者將課堂內(nèi)容及時調(diào)整，考慮到各種不同的結構體系在結構的內(nèi)力計算方面并無大的差異，僅將門式剛架與其他結構體系的不同之處重點講述，然后要求學生課后進行計算分析，并在下一節(jié)課上隨機抽查2～3名學生在10分鐘內(nèi)用ppt演示自己的計算過程。通過演示及時發(fā)現(xiàn)學生計算過程中普遍存在的問題，并在以后的授課過程中有目地重點解釋。學生為準備演示ppt，會仔細閱讀教材及相關設計材料，獨立地思考、分析、歸納總結，既鍛煉了他們的語言表達能力，又能發(fā)現(xiàn)問題，高質量地完成課程設計。

（二）工程實例的引入

隨著近些年來鋼結構建筑物的日益增多，學生對以鋼結構為主體結構的實際工程有一定程度的認識。在教學過程中，除以照片形式展示國內(nèi)外已建成和正在興建的典型實際工程外，還可將常見結構體系的主要受力構件與校內(nèi)鋼結構建筑物實體相結合，將書本理論知識與身邊實際工程結合，使學生對課堂所學知識加深理解和鞏固。

此外，雖然學生之前已完成其他專業(yè)課的課程設計，但是由于鋼結構施工圖的表達方式和其他結構體系差異很大，無法將鋼結構實體用施工圖完整表達。鑒于此，筆者精選一套嚴格符合現(xiàn)行制圖標準的輕型門式剛架結構施工圖，從字體的選擇、圖面的布置到鋼結構施工圖繪制的要點一一講解，要求學生從結構布置到節(jié)點詳圖分步完成，每次課堂均安排2～3名學生演示自己完成的工作，引導其他學生學習并從中發(fā)現(xiàn)問題。經(jīng)過這樣的訓練與引導，學生最終完成的圖紙圖面較往年有很大程度的提高。

（三）正確的設計理念

由于鋼結構表面經(jīng)防腐蝕處理后美觀大方，很多建筑師選擇將鋼構件暴露在室內(nèi)。一個優(yōu)秀的結構設計作品，結構的安全可靠是基本要求，結構的經(jīng)濟、美觀和便于施工也是結構工程師必須考慮的因素。在往年的鋼結構課程設計中，普遍存在截面過大、板件厚度太厚或太薄、連接處截面不等高或不等寬等問題。從學生的計算書來看，所選截面強度、穩(wěn)定、剛度等均滿足要求，但是有的截面應力比太小造成材料浪費，有的截面連接處截面不等高、翼緣不等寬造成外形層次不齊，有的所選腹板厚度太薄使焊接質量難以保障，還有學生為減少工作量以等截面H型鋼替代經(jīng)濟合理的楔形截面。雖然筆者在理論部分的講解中反復強調(diào)這些問題，但是學生在最后提交的作業(yè)中這些問題仍然會重復出現(xiàn)，這主要是由于在專業(yè)課的授課過程中，只重點講解了構件的強度、穩(wěn)定和剛度等關于安全性的訓練，而忽視了結構設計還應考慮的其他關乎結構整體性的因素。因此，在截面優(yōu)化、校核的過程幫助學生校核所選截面的適宜性，有利于培養(yǎng)他們正確的設計理念。

為避免學生因截面選擇不當而引起的設計不合理，筆者在這次的教學方法改革中通過部分學生的ppt匯報發(fā)現(xiàn)并提煉共性的問題，同時將學生分組，在課堂上討論、相互排查，確保每位學生對常見錯誤有明確的認識。在課堂上師生互動，學生之間的互動，啟發(fā)、引導學生帶著問題思考、討論，可充分調(diào)動全體學生的積極性、主動性。通過討論，學生基本上掌握了大部分內(nèi)容，若仍不能解決的疑難問題，再通過重點講解進一步促使學生將知識點與課程設計相結合。

（四）考核

與一般卷面考核不同，課程設計以最終提交的圖紙和計算書為考核依據(jù)，圖紙一般要求AutoCAD繪制。為避免學生之間相互抄襲，每年的課程設計均按一人一題設置，但即使這樣，仍很難杜絕抄襲他人圖紙和計算結果的現(xiàn)象發(fā)生，作為教師如何區(qū)分便成為難題。因此，筆者將學生的課堂表現(xiàn)同時作為考核依據(jù)，學生的ppt匯報和課堂的問答均能有效地反應對知識點的掌握程度，結合提交的圖紙和計算書，能較為公平公正地對學生考核。

三、結語

文章從鋼結構課程設計的特點出發(fā)，探討了適合鋼結構課程設計的教學方法。實踐證明，根據(jù)課程特點調(diào)整教學計劃和教學方法、提高師生的互動性、培養(yǎng)正確的設計理念可有效提高教學質量和學生綜合能力。

參考文獻：

[1] 李方慧，田春竹.鋼結構設計課程實踐教學方法探討[J].高等建筑教育，2011，20（1）：135-137.

[2] 賈玉琢，李曰冰，龔靖.鋼結構實用性教學的研究與實踐[J].東北電力大學學報，2007，27（5）：34-36.

Teaching methods of steel structure design course

CHEN Junling1， JIAO Yufeng1，2

（1. College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， P. R. China；

2. Henan University of Science and Technology， Luoyang 471003， Henan Province， P. R. China）

第4篇：多高層民用建筑鋼結構節(jié)點范文

Abstract: Eccentrically braced steel frames is a refined lateral-resistant system based on braced frames. It combines the strength and stiffness of concentrically braced frames with the inelastic behavior and energy dissipation of moment-resisting frames. The eccentrically braced steel frames is an effective lateral-resistant structure system which is appropriate for high seismic regions.At the same time, Multi-story steel frame is popular in the high seismic region. But, the different of the number of floors result in the different of the axes pressure.This paper applies ANASYS finite element method to analyze the eccentrically braced steel frames.

關鍵詞:Y型偏心支撐鋼框架;軸心壓力;有限元;抗震性能

Key words: Y shape eccentrically braced steel frames;axes pressure;finite element;aseismatic performance

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0077-02

0引言

偏心支撐鋼框架是一種新型的抗側力體系,它是在中心支撐鋼框架的基礎上進行改進的成果,這種體系繼承了中心支撐鋼框架的優(yōu)良品質,對地震高發(fā)地區(qū)的抗震非常有效。目前,國內(nèi)外對偏心支撐鋼框架的研究主要集中在耗能梁段上,很少有人考慮由于層數(shù)不同而引起的柱的軸心壓力差異從而造成抗震能力的不同。因此,研究軸心壓力是很有必要的,這對整個體系的抗震效果有明顯的影響,并且能為理論設計提供有益的參考數(shù)據(jù)。

1試件描述

1.1 基本試件為了更真實地模擬地震作用下框架的實際受力行為,試件取底層一跨兩層的一榀框架作為有限元分析的基本試件,進行有限元分析的試件的外形及幾何尺寸如圖1所示。梁、柱和支撐及耗能梁段的截面尺寸分別為:350×200×10×16、450×300×12×20和300×200×10×10,耗能梁段的長度為400mm,耗能梁段加勁肋的厚度為10mm,支撐與梁柱交點處的細部構造參考《多、高層民用建筑鋼結構節(jié)點構造詳圖》進行設計。梁柱連接、支撐兩端與框架的連接,均采取剛性連接的形式,焊縫采用E43型焊條,其余鋼材均為 Q235鋼。

1.2 參數(shù)試件 參數(shù)試件的設計是將基本試件的柱軸心壓力進行改變,以考察其對K型偏心支撐鋼框架受力性能的影響。這組參

數(shù)試件與基本試件比較,主要是改變柱的軸向壓力,參數(shù)試件的尺寸與基本試件完全相同。參數(shù)試件與基本試件軸心壓力不同的部分見表1。

2滯回性能分析

該系列試件在單向荷載作用下的荷載-位移曲線和在循環(huán)荷載作用下的滯回曲線如圖2(a)～(f)所示,其中試件1、2和基本試件由于軸向壓力較小均能夠完成5Δy位移的循環(huán),其所施加的軸向力分別為0、0.2Ny和0.4Ny,而試件3則在0.6Ny軸力的作用下僅完成了3Δy位移的循環(huán),滯回性能最差的是試件4,其在0.8Ny軸力作用下在接近1Δy位移處發(fā)生了破壞。從以上各試件滯回性能的對比可知,柱的軸壓比對Y型偏心支撐鋼框架的受力性能影響較大。此外從圖2還可以發(fā)現(xiàn),隨著框架柱軸壓比的增大,試件1、試件2和基本試件的承載力和延性都略有下降,但下降的幅度并不大。試件3和試件4的極限承載力和延性與試件一、試件2和基本試件相比有明顯的下降,這主要是由于較大的柱軸壓力使得結構的二階效應增大,降低了偏心支撐框架的承載力與延性。從單調(diào)荷載作用下的荷載-位移曲線可以看出,該系列試件進入彈性階段的時候都比較接近,進入了彈塑性階段后,各個試件的差別就比較明顯了,試件1、試件2和基本試件還保持著一定的延性,試件3的延性就比較差,試件4在進入塑性階段不久承載力就快速下降,發(fā)生了脆性破壞。

圖3為系列試件在循環(huán)荷載作用下的骨架曲線和割線剛度退化曲線。從圖中可以看到,系列試件在結構

各受力階段的骨架曲線和割線剛度退化曲線基本重合。此外從圖中還可以看到,雖然結構在不同受力階段對荷載的反應比較類似,但各試件的極限承載力和延性卻有較大差別,其中軸壓比較大的試件3和4的承載力與延性明顯小于其它試件。

從圖4中可以看到,軸壓比較小的試件試件1、試件2和基本試件的極限承載力相差不大,其承載力分別達到了1551.02KN、1545.32KN與1540KN,而試件3與4的極限荷載僅達到了1492.67KN和1384.63KN,與承載力最好的KERP1相比分別減小了4%和11%。可見,當柱的軸壓比在一定范圍內(nèi)(Nc≤0.6Ny,Ny為柱全截面屈服時所能承受的壓力)變動時,其對K型偏心支撐鋼框架的極限承載力影響很小,而當柱的軸壓大于某一值時(Nc>0.6Ny),其將顯著削弱結構的承載力。

由骨架曲線可得到YEVF系列試件在循環(huán)荷載作用下不同受力階段的荷載、轉角與延性系數(shù)表,如表2所示。從表中可以清楚地看到,在結構的屈服點,各試件的屈服荷載和框架轉角的差別并不大,屈服荷載降幅最大值也僅為14%;隨著水平荷載的增大,試件1、試件2和基本試件的最大荷載和極限荷載的值明顯大于試件3和試件4的相應值,而試件1、試件2和基本試件之間的相應值相差不大。比較系列試件在各受力階段的框架轉角和有效延性系數(shù)可以發(fā)現(xiàn),軸壓比較小的試件具有較大的框架轉角和有效延性系數(shù)。由此可知,軸壓比在0～0.6的范圍內(nèi)變化時,對Y型偏心支撐鋼框架的承載力、變形能力和延性影響較小,當軸壓比達到0.6及以上時,Y型偏心支撐鋼框架的受力性能呈明顯的劣化趨勢。因此《高鋼規(guī)程》要求將軸壓比控制在0.6以下是比較合理的。