本篇文章給大家談談體育館鋼結構設計,，以及體育館 鋼結構 結構設計對應的知識點,，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔,，本文目錄一覽：,，1、,，為什么體育館大廳柱子需要那樣構造，2,、,，鋼結構設計步驟介紹，3,、,，北京鳥巢體育館在建造上使用了什么結構，4,、,，西南科技大學新區(qū)體育館什么結構，5,、,，鋼結構工程的設計思路？
本篇文章給大家談談體育館鋼結構設計,，以及體育館 鋼結構 結構設計對應的知識點,，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔,。
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為什么體育館大廳柱子需要那樣構造
體育館大廳柱子需要那樣構造是因為：
1、功能：鋼結構的競技場都會采用高品質的鋼材,，因為它可以輕松適應明確的跨度結構,，從而實現(xiàn)寬廣的無障礙空間。這意味著鋼鐵體育場館非常適合室內足球場,，籃球場以及任何其他體育賽事,。
2、外觀多樣：選擇鋼結構建筑時,，您還可以使用灰泥,，巖石和**品來定制設施的外觀。
3,、質量：高等級鋼材,，提供緊密連接和更高的耐久性。確保運動競技場將足夠耐用,，可以運行多年,。
4、速度：可以快速方便地安裝在您的現(xiàn)場,。加快建設速度,。
5、經(jīng)濟：與使用傳統(tǒng)施工方法和材料設計的類似建筑物的建筑成本相比,，可節(jié)省時間和金錢,。
鋼結構設計步驟介紹
鋼結構設計對于不同的定量指標和應用都有相應的闡釋，包括對鋼結構防震設計,。要注意的是,，在鋼結構設計的過程中，一定要從安全的角度出發(fā),。結構選型和結構布置要相對合理,。這篇文章就主要向大家介紹了鋼結構設計的相關操作，并且向大家展示了幾幅鋼結構設計的圖片信息,，讓大家可以更加地了解鋼結構設計知識,，下面就跟小編一起去看看吧。
鋼結構設計步驟
1.判斷結構是否適合用鋼結構
鋼結構通常用于高層,、大跨度,、體型復雜、荷載或吊車起重量大,、有較大振動,、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結構。直觀的說：大廈、體育館,、歌劇院
2.結構選型與結構布置
結構選型及布置是對結構的定性,，由于其涉及廣泛,應該在經(jīng)驗豐富的工程師指導下進行。在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是“概念設計
3.預估截面
結構布置結束后,，需對構件截面作初步估算,。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁可選擇槽鋼,、軋制或焊接H型鋼截面等
4.結構分析
典型結構可查力學手冊之類的工具書直接獲得內力和變形;簡單結構通過手算進行分析;復雜結構才需要建模運行程序并做詳細的結構分析
5.工程判定
要正確使用結構軟件,，還應對其輸出結果的做“工程判定”。比如,，評估各向周期,、總剪力、變形特征
6.構件設計
構件設計首先是材料的選擇,，比較常用的是Q235和Q345,。當強度起控制作用時,可選擇
Q345;穩(wěn)定控制時,宜使用Q235
7.節(jié)點設計
連接節(jié)點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一。在結構分析前,就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定,。按傳力特性不同,節(jié)點分剛接,鉸接和半剛接,。初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者
鋼結構的抗震設計
1)進行動力學分析獲得必須的側向力。在計算前必須有最基本的結構要素,，尤其是結構的自重和側向傳力體系要有明確的計劃,。最簡單的動力學分析是底部剪力法。這通過計算各樓層的自重和分布計算得出,。更為流行的是實用軟件進行線性模態(tài)分析。模態(tài)分析依賴于結構的自重,，側向力單元的分布和剛度,。
2)設計側向傳力單元。從動力學中獲得的力需要考慮側向力單元的延性來折減,。延性系數(shù)由規(guī)范規(guī)定,。注意不能太保守設計。最為整個建筑的耗能結構,，側向單元只要滿足側向力計算即可,。原因是截面過大會降低結構延性，并且所有其他的構件都會受到影響,。確定截面后,，需要計算出實際的延性。這是因為實際選取的截面會大于計算所要求的界面,。所以實際延性會低于理論延性,。
3)設計與側向單元聯(lián)接的柱和其他主要構件。為滿足“強柱”的要求，使用最大可能的側向單元的力,，即考慮側向單元的極限承載力,。
4)設計地基。設計思路同3),。如果地質良好,，如巖石，可以在最后設計,。
5)設計隔板,。當然考慮是剛性的還是半剛性的。隔板的破毀將導致結構脆性破壞或倒塌,，所以設計思路是不能屈服,，必須在線性范圍內。其涉及內容有支柱,，弦,，連接樣式;剪切連接件等等。
好了,，說到這里,，小編對于鋼結構設計的步驟以及相關信息就介紹得差不多了，在設計的時候,，一定要考慮到安全度和可靠度的方面,。同時，大家要注意的是,，防震設計過程設計思路清晰,，以防操作人員收到傷害。如果大家還有什么問題或者有興趣對鋼結構設計深入地了解的話,，可以登錄土巴兔官網(wǎng)進行訪問哦,，小兔也會隨時給予答復哦。
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北京鳥巢體育館在建造上使用了什么結構
巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱,，現(xiàn)已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝,。國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米,，短軸為296.4米,，最高點高度為68.5米,，最低點高度為42.8米。在保持“鳥巢”建筑風格不變的前提下,，新設計方案對結構布局,、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優(yōu)化,。原設計方案中的可開啟屋頂被取消,，屋頂開口擴大，并通過鋼結構的優(yōu)化大大減少了用鋼量,。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上,，柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置,，有22榀主桁架直通或接近直通,。為了避免出現(xiàn)過于復雜的節(jié)點，少量主桁架在內環(huán)附近截斷,。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件,，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系,，與大跨度鋼結構完全脫開,。
“鳥巢”是2008年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格,、德梅隆與中國建筑師合作完成的巨型體育場設計,，形態(tài)如同孕育生命的“巢”，它更像一個搖籃,，
寄托著人類對未來的希望,。設計者們對這個國家體育場沒有做任何多余的處理，只是坦率地把結構暴露在外,，因而自然形成了建筑的外觀,。
說起Q460鋼材，大多數(shù)人可能都不了解,。“鳥巢”結構設計奇特新穎,，而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處：Q460是一種低合金高強度鋼,，它在受力強度達到460兆帕時才會發(fā)生塑性變形，這個強度要比一般鋼材大,，因此生產(chǎn)難度很大,。這是國內在建筑結構上首次使用Q460規(guī)格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達到110毫米,，是以前絕無僅有的,，在國家標準中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼一般從盧森堡,、韓國,、日本進口。為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460,，從2004年9月開始,，河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關，前后3次試制終于獲得成功,。如今,，為“鳥巢”準備的Q460鋼材已經(jīng)開始批量生產(chǎn)。2008年,，400噸自主創(chuàng)新,、具有知識產(chǎn)權的國產(chǎn)Q460鋼材，將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋,。
國家游泳中心又被稱為“水立方”（Water Cube）,，位于北京奧林匹克公園內，是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館,，也是2008年北京奧運會標志性建筑物之一,。它的設計方案，是經(jīng)全球設計競賽產(chǎn)生的“水的立方”（[H2O]3）方案,。2003年12月24開工,，在2008年1月28日竣工。其與國家體育場(俗稱鳥巢)分列于北京城市中軸線北端的兩側,，共同形成相對完整的北京歷史文化名城形象,。國家游泳中心規(guī)劃建設用地62950平方米，總建筑面積65000-80000平方米,，其中地下部分的建筑面積不少于15000平方米,，長寬高分別為 177m × 177m × 30m。到目前,，來自101個國家和地區(qū)的35萬多港澳臺同胞及海外僑胞共捐獻了8.5億人民幣,。其中鄭裕彤、鄭家純父子及屬下企業(yè)曾捐贈五千萬元人民幣,。
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西南科技大學新區(qū)體育館什么結構
西南科技大學新區(qū)體育館建筑主體結構為鋼結構懸挑體育館,，由吊桿、檸架和橋式鋼梁組成,，總建筑面積為25 900平方米,。這座體育館是具有鋼結構特色的現(xiàn)代體育場館，結構設計采用了先進的雙向懸臂拱和鋼結構格柵墻體系統(tǒng),，通過精準的結構設計和工藝加工,，使結構在保證安全的前提下兼具美觀和經(jīng)濟效益,。西南科技大學新區(qū)體育館不僅是一座市區(qū)標志性的建筑物，更是一座兼具實用性和藝術性的建筑杰作,。
鋼結構工程的設計思路？
(一) 判斷結構是否適合用鋼結構
鋼結構通常用于高層,、大跨度,、體型復雜、荷載或吊車起重量大,、有較大振動,、高溫車間、密封性要求高,、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結構,。直觀的說:大廈、體育館,、歌劇院,、大橋、電視塔,、倉棚,、工廠、住宅和臨時建筑等,。這是和鋼結構自身的特點相一致的,。
(二) 結構選型與結構布置
此處僅簡單介紹. 詳請參考相關專業(yè)書籍.由于結構選型涉及廣泛,做結構選型及布置應該在經(jīng)驗豐富的工程師指導下進行。
在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是"概念設計",它在結構選型與布置階段尤其重要. 對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題,可依據(jù)從整體結構體系與分體系之間的力學關系,、破壞機理,、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想,從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施,。 運用概念設計可以在早期迅速,、有效地進行構思、比較與選擇,。所得結構方案往往易于手算,、概念清晰、定性正確,并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算,。同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù),。
鋼結構通常有框架、平面(木行)架,、網(wǎng)架(殼),、索膜,、輕鋼,、塔桅等結構型式,。
其理論與技術大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法,比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定等,。
結構選型時,應考慮它們不同的特點,。在輕鋼工業(yè)廠房中,當有較大懸掛荷載或移動荷載,就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架?；狙捍蟮牡貐^(qū),屋面曲線應有利于積雪滑落(切線50度內需考慮雪載 ),如亞東水泥廠石灰石倉棚采用三心圓網(wǎng)殼,。總雪載釋放近一半,。降雨量大的地區(qū)相似考慮,。建筑允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節(jié)點剛接的框架有更好的經(jīng)濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中,可選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系,。高層鋼結構設計中,常采用鋼混凝土組合結構,在地震烈度高或很不規(guī)則的高層中,不應單純?yōu)榱私?jīng)濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式,。宜選擇周邊巨型SRC柱,核心為支撐框架的結構體系。我國半數(shù)以上的此類高層為前者,。對抗震不利,。[19]
結構的布置要根據(jù)體系特征,荷載分布情況及性質等綜合考慮.一般的說要剛度均勻.力學模型清晰.盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎. 柱間抗側支撐的分布應均勻.其形心要盡量靠近側向力(風震)的作用線. 否則應考慮結構的扭轉. 結構的抗側應有多道防線. 比如有支撐框架結構,柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力.
框架結構的樓層平面次梁的布置,有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消,此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子.
(三) 預估截面
結構布置結束后,需對構件截面作初步估算,。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定,。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等,。根據(jù)荷載與支座情況,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇,。翼緣寬度根據(jù)梁間側向支撐的間距按l/b限值確定時,可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復雜計算,這種方法很受歡迎。 確定了截面高度和翼緣寬度后,其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構造規(guī)定預估,。
柱截面按長細比預估. 通常50λ150, 簡單選擇值在100附近,。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等.
初學者需注意,對應不同的結構,規(guī)范中對截面的構造要求有很大的不同,。 如鋼結構所特有的組成構件的板件的局部穩(wěn)定問題,。在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。
除此之外,構件截面形式的選擇沒有固定的要求,結構工程師應該根據(jù)構件的受力情況,合理的選擇安全經(jīng)濟美觀的截面,。
(四) 結構分析
目前鋼結構實際設計中,結構分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮P-Δ,p-δ.
新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能.這為更精確的分析結構提供了條件,。并不是所有的結構都需要使用軟件:
典型結構可查力學手冊之類的工具書直接獲得內力和變形.
簡單結構通過手算進行分析.
復雜結構才需要建模運行程序并做詳細的結構分析.
(五) 工程判定
要正確使用結構軟件,還應對其輸出結果的做"工程判定"。比如,評估各向周期,、總剪力,、變形特征等。根據(jù)"工程判定"選擇修改模型重新分析,還是修正計算結果.
不同的軟件會有不同的適用條件.初學者應充分明了.此外,工程設計中的計算和精確的力學計算本身常有一定距離, 為了獲得實用的設計方法,有時會用誤差較大的假定, 但對這種誤差, 會通過"適用條件,、概念及構造"的方式來保證結構的安全. 鋼結構設計中,"適用條件,、概念及構造"是比定量計算更重要的內容.
工程師們不應該過分信任與依賴結構軟件.美國一位學者曾警告說:“誤用計算機造成結構破壞而引起災難只是一個時間的問題?！?/p>
注重概念設計和工程判定是避免這種工程災難的方法.
(六) 構件設計
構件的設計首先是材料的選擇. 比較常用的是Q235(類似A3)和Q345(類似16Mn). 通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理. 經(jīng)濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面. 當強度起控制作用時,可選擇Q345; 穩(wěn)定控制時,宜使用Q235.
構件設計中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面.這和結構內力計算的彈性方法并不匹配.
當前的結構軟件,都提供截面驗算的后處理功能,。由于程序技術的進步,一些軟件可以將驗算時不通過的構件,從給定的截面庫里選擇加大一級.并自動重新分析驗算,直至通過,如sap2000等,。這是常說的截面優(yōu)化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量,。 但是,初學鋼至少應注意兩點:
1.軟件在做構件(主要是柱)的截面驗算時,計算長度系數(shù)的取定有時會不符合規(guī)范的規(guī)定.目前所有的程序都不能完全解決這個問題,。所以,尤其對于節(jié)點連接情況復雜或變截面的構件,結構師應該逐個檢查.
2.當上面第(三)條中預估的截面不滿足時,加大截面應該分兩種情況區(qū)別對待。
(1) 強度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度,其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度,抗剪不滿足加大腹板厚度,。
(2) 變形超限,通常不應加大板件厚度,而應考慮加大截面的高度,否則,會很不經(jīng)濟,。
使用軟件的前述自動加大截面的優(yōu)化設計功能,很難考慮上述強度與剛度的區(qū)分,實際上,常常并不合適。
(七) 節(jié)點設計
連接節(jié)點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一.在結構分析前,就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定.常常出現(xiàn)的一種情況是,最終設計的節(jié)點與結構分析模型中使用的形式不完全一致,這必須避免. 按傳力特性不同,節(jié)點分剛接,鉸接和半剛接. 初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者.常用的參考書[2]有豐富的推薦的節(jié)點做法及計算公式.
連接的不同對結構影響甚大.比如,有的剛接節(jié)點雖然承受彎矩沒有問題,但會產(chǎn)生較大轉動, 不符合結構分析中的假定. 會導致實際工程變形大于計算數(shù)據(jù)等的不利結果.
連接節(jié)點有等強設計和實際受力設計兩種常用的方法, 初學者可偏安全選用前者.設計手冊[2}中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設計者查用,比較方便. 也可以使用結構軟件的后處理部分來自動完成.
具體設計主要包括以下內容:
1.焊接: 對焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強制規(guī)定,應嚴格遵守. 焊條的選用應和被連接金屬材質適應.E43對應Q235,E50對應Q345. Q235與Q345連接時,應該選擇低強度的E43,而不是E50.
焊接設計中不得任意加大焊縫. 焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近.其他詳細內容可查規(guī)范關于焊縫構造方面的規(guī)定.
2.栓接:
鉚接形式,在建筑工程中,現(xiàn)已很少采用.
普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結構部位使用.
高強螺栓,使用日益廣泛.常用8.8s和10.9s兩個強度等級.根據(jù)受力特點分承壓型和摩擦型.兩者計算方法不同. 高強螺栓最小規(guī)格M12. 常用M16~M30. 超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定,設計中應慎重使用,。
自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接. 國外在低層墻板式住宅中,也常用于主結構的連接.
3.連接板: 可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm. 然后驗算凈截面抗剪等.
4.梁腹板: 應驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪.承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓.
5.節(jié)點設計必須考慮安裝螺栓,、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構件吊裝順序等。構件運到現(xiàn)場無法安裝是初學者長犯的錯誤,。此外,還應盡可能使工人能方便的進行現(xiàn)場定位與臨時固定,。
6.節(jié)點設計還應考慮制造廠的工藝水平. 比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口需要數(shù)控機床等設備才能完成.
(八) 圖紙編制
鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段,設計圖為設計單位提供,施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據(jù)設計圖編制,有時也會由設計單位代為編制。由于近年鋼結構項目增多和設計院鋼結構工程師缺乏的矛盾,有設計能力的鋼結構公司參與設計圖編制的情況也很普遍,。
1.設計圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù). 深度及內容應完整但不冗余. 在設計圖中,對于設計依據(jù),、荷載資料(包括地震作用)、技術數(shù)據(jù),、材料選用及材質要求,、設計要求(包括制造和安裝、焊縫質量檢驗的等級,、涂裝及運輸?shù)?,、結構布置、構件截面選用以及結構的主要節(jié)點構造等均應表示清楚,以利于施工詳圖的順利編制,并能正確體現(xiàn)設計的意圖,。主要材料應列表表示,。
2.施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等.深度須能滿足車間直接制造加工.不完全相同的另構件單元須單獨繪制表達,并應附有詳盡的材料表.
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