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西北大学修建结构设计课件-单层排架本课件将带您深入了解单层排架系统的结构设计原理、方法和实践应用，并通过设计案例分析，帮助您掌握单层排架的实际设计过程。课程简介1课程目标掌握单层排架系统的概念、特点、受力分析和设计方法。2课程内容涵盖单层排架的结构设计流程，包括荷载分析、构件截面设计、节点设计、构造细节等。3课程重点重点讲解单层排架的荷载计算、构件强度和稳定性验算，以及连接件的设计。4学习方式通过课堂讲授、案例分析、软件操作演示等方式进行学习。单层排架系统概念定义单层排架系统由屋架、柱和梁组成，是常见的工业厂房、仓库、体育馆等建筑结构形式。特点结构简单、造价低廉、施工方便、空间利用率高，适合大跨度建筑。单层排架的特点结构形式简单由屋架、柱和梁构成，结构形式简洁明了，易于设计和施工。造价低廉由于结构形式简单，所需材料和施工成本较低，经济效益较好。施工方便快捷构件尺寸相对较。阌谠耸浜桶沧，施工周期较短。空间利用率高柱间距较大，可有效利用空间，满足各种建筑功能需求。单层排架的受力分析1荷载传递屋面荷载传递至屋架，再传递至柱和基础。2主要受力构件屋架、柱和梁承受着弯矩、剪力和轴力。3节点连接节点连接是结构的关键，需要保证连接的强度和刚度。构件截面设计1材料选择根据荷载和使用要求选择合适的钢材或混凝土材料。2截面形状根据构件的受力特点选择合适的截面形状，如工字钢、矩形钢管等。3截面尺寸根据强度和稳定性要求，计算确定构件的截面尺寸。屋架的设计屋架类型常用类型包括三角形屋架、平行弦屋架、拱形屋架等。跨度根据建筑空间需求确定屋架的跨度。荷载计算计算屋架上的荷载，包括屋面荷载、雪载、风载等。稳定性验算确保屋架在荷载作用下能够保持稳定，避免失稳。柱的设计1荷载计算计算柱上的荷载，包括屋架传递的荷载和自身重量。2截面选择根据荷载大小和柱高选择合适的截面尺寸。3强度验算确保柱在荷载作用下能够满足强度要求，避免断裂。4稳定性验算确保柱在荷载作用下能够保持稳定，避免发生屈曲。梁的设计1梁上的荷载包括屋架传递的荷载和自身重量。2根据荷载大小和跨度选择合适的截面尺寸。3确保梁在荷载作用下能够满足强度和刚度要求。连接构件设计连接类型常见连接类型包括螺栓连接、焊接连接、铆钉连接等。连接强度连接强度应满足构件的受力要求。连接刚度连接刚度应满足结构的整体刚度要求。荷载分析荷载类型建筑荷载主要包括永久荷载、变动荷载和特殊荷载。荷载计算根据规范和设计要求，计算各荷载的数值。永久荷载的确定变动荷载的确定活荷载由人员、家具、设备等引起的荷载。雪荷载由于积雪引起的荷载，主要作用于屋面。风荷载由于风力引起的荷载，主要作用于屋面和外墙。雪载的确定地区雪压根据建筑所在地的气候条件确定地区的雪压值。屋面形状根据屋面的形状和坡度确定雪荷载系数。雪荷载计算根据地区雪压值和雪荷载系数计算雪荷载。风载的确定1根据建筑所在地的气候条件确定基本风压值。2根据建筑的形状、高度和周围环境确定风荷载系数。3根据基本风压值和风荷载系数计算风荷载。地震作用的确定地震烈度根据建筑所在地的地震烈度确定地震系数。结构自振周期计算结构的自振周期，用于确定地震作用的频率。地震荷载计算根据地震系数和自振周期计算地震荷载。构件应力检验1应力计算根据荷载和构件截面尺寸计算构件的应力。2强度指标根据材料的强度指标确定构件的许用应力。3应力检验将计算的应力与许用应力进行比较，确保应力不超过许用值。屋架的变形检查挠度计算根据荷载和构件的刚度计算屋架的挠度。挠度控制确保屋架的挠度满足规范要求，避免变形过大影响使用。挠度控制挠度限值根据建筑类型和功能确定挠度限值。挠度验算将计算的挠度与挠度限值进行比较，确保挠度不超过限值。约束力的检查约束力计算计算构件之间的约束力，包括轴力、剪力和弯矩。约束力验算确保约束力不超过连接件的承载能力。连接件的设计1根据连接类型和荷载确定连接件的尺寸和材料。2进行连接件的强度验算，确保连接件能够承受荷载。3进行连接件的刚度验算，确保连接件能够满足结构的整体刚度要求。节点的设计节点类型常见节点类型包括刚接节点和铰接节点。节点强度节点强度应满足构件的受力要求。节点刚度节点刚度应满足结构的整体刚度要求。构造细节1节点连接节点连接方式应合理，并考虑施工的方便性。2防腐措施对于钢结构，需要采取防腐措施，延长结构的使用寿命。3排水设计屋面排水系统应合理，防止积水导致结构损坏。设计案例分析案例一单层钢结构厂房的设计案例分析。案例二单层钢结构仓库的设计案例分析。设计注意事项规范要求严格遵守相关规范和标准，确保设计安全可靠。施工可行性考虑施工的方便性和可操作性，避免设计方案不可施工。验算要求强度验算确保构件在荷载作用下能够满足强度要求，避免断裂。稳定性验算确保构件在荷载作用下能够保持稳定，避免发生屈曲。刚度验算确保构件在荷载作用下能够满足刚度要求，避免变形过大影响使用。测试题及讨论课程总结课程内容本课程主要讲解了单层排架系统的结构设计原理、方法和实践应用。设计流程掌握了单层排架的设计流程，包括荷载分析、构件截面设计、节点设计、构造细节等。设计案例通过设计案例分析，加深对单层排架设计方法的理解。答疑交流1课程内容和设计问题都可以提出。2积极参与讨论，分享经验和知识。学习建议课本学习认真阅读课本，理解基本概念和理论。软件应用学习使用相关软件进行结构设计和分析。实践经验参与实际工程项目，积累工程经验。