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钢结构重型厂房结构复杂,具有高度高、柱距大的特点,内设吊车起重量大,在冶金、造船、典礼、机械等工业厂房设计中广泛采用。钢结构工程重型工业厂房设计中,一般横向采用单(多)层多跨钢结构框架(排架)形式,纵向采用柱 - 柱间支撑的形式。柱间支撑在厂房设计中一般作为纵向抗侧力构件,为框架钢结构工程提供侧刚度和承载力。防屈曲支撑与普通支撑的区别:钢结构在水平荷载,如风荷载、地震作用、温度效应等的作用下,支撑的内力会在受压和受拉两种状态下往复变化。普通钢支撑受压会产生屈曲现象,当支撑受压屈曲后,刚度和承载力会急剧降低。当支撑按压杆设计时,为满足承载力设计要求,要保证支撑在受压状态下不发生失稳地破坏。这样,支撑需要选择较大截面,而在受拉状态下截面利用率很低。为解决普通钢结构工程支撑受压屈曲的问题,在钢结构工程支撑外部套管,约束支撑的受压屈曲,就构成防屈曲支撑。防屈曲支撑仅芯板与其他构件连接,所受的荷载全屈曲,使芯板在受拉和受压下均能进入屈曲,使钢支撑在受拉和受压时性能一致,皮面普通支撑、压承载力差异显著的缺陷,可大大提高钢材的利用率。
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抗震计算在单维地震作用下,进行多遇地震作用下的效应计算时,可采用振兴分解反应谱法,对于体形复杂或重要的大跨度结构应采用时程分析进行补充计算。采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振形分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。加速度曲线峰值应根据与抗震设防烈度相应的多遇地震的加速度时程曲线最大值进行调整,并应选择足够长的地震动持续时间。当采用振形分解反应谱法进行管桁架结构地震作用分析时,建议至少取前25~30个振形,对体形特别复杂或重要的需要取更多振形进行效应组合。在抗震分析时,应考虑支承体系对其受力的影响。此时可将桁架结构与支承体系同时考虑,按整体分析模型进行计算;也可把支承体系简化为管桁架结构的弹性支座,按弹性支承模型进行计算。在进行结构地震作用效应分析时,对于周边落地的管桁架结构,阻尼比可取0.02,对有混凝土结构支承的管桁架结构,阻尼比取0.03。对于体形复杂或较大跨度的管桁架结构,宜进行多维地震作用下的效应分析。进行多维地震效应计算时,可采用多维随机振动分析方法、多维反应谱法或时程分析法。
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钢结构的耐火性能钢结构的耐火性能取决于钢材,钢材本身不燃烧,也具有较好的耐热性,但是钢材不耐高温,随着温度的升高,钢材的强度是呈下降趋势的,同时变形增大。在200℃以内,钢材性能没有很大变化:430℃~540℃之间强度急剧下降;600℃时强度很低不能承担荷载。基于钢材的这种物理性能,在火灾发生时,当温度达到450℃~650℃时钢结构就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲,结果因变形过大而不能继续工作,甚至垮塌。
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钢结构住宅完全符合住宅产业现代化的要求,且具有6个特点:一是可以节省矿产资源。钢结构住宅可以减少40%左右的沙石、水泥的使用。二是可以节约住宅运行成本。我们200毫米厚的cca板灌浆墙的保温性能与600毫米厚的砖墙相同。三是可以节省30%左右的地下桩基。这源于钢结构建筑的自重轻。四是二氧化碳的排放量可降低35%以上,钢结构住宅二氧化碳的排放量约为480千克/平方米,而传统混凝土碳排放量是740.6千克/平方米。五是可增加5%~8%的。钢结构建筑可提高单位面积土地的使用率,不仅可以增加户内,还可以增加25%以上的地下车库停车位。六是解放劳动生产力。有关数据显示,同样是造一栋房屋,日本的人工用量仅是我国传统建筑形式的1/6,通过实施住宅产业化,能解放大量劳动力。
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