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        鋼結構設計和設計思路有哪些?

        時間:2022-09-15 來源:上海鋼結構安裝公司、

        一、鋼結構設計方案簡易流程和設計理念

        (一)分辨結構是不是合適用鋼結構

        鋼結構一般用以高層住宅、大跨距、身型繁雜、荷載或起重機吊重大、有很大震動、高溫生產車間、密閉性規定高、規定能主題活動或常常裝拆的結構。形象化的說:商務大廈、體育場館、劇院、立交橋、廣播電視塔、倉棚、加工廠、住房和臨時建筑等。它是和鋼結構本身的特性相一致的。

        (二)結構選型與結構布置

        這里僅簡易詳細介紹。詳請參照有關類書。因為結構選型涉及到普遍,做結構選型及布置應當在閱歷豐富的技術工程師具體指導下開展。

        在鋼結構設計方案的全部全過程上都應當被注重的是“設計概念”,它在結構選型與布置環節特別是在關鍵。對一些無法做出精準深入分析或標準未要求的難題,可根據從總體結構管理體系與分管理體系中間的結構力學關聯、毀壞原理、地震、實驗狀況和工程項目工作經驗所得到 的設計方案觀念,從全局性的視角來明確操縱結構的布置及細節方面的對策。應用設計概念能夠在初期快速、合理地開展設計構思、較為與挑選。個人所得結構計劃方案通常便于算量、定義清楚、判定恰當,并可防止結構分析階段多余的繁雜計算。另外,它也是分辨電子計算機內功剖析輸出數據信息靠譜是否的關鍵根據。(不管結構手機軟件怎樣強勁,扎扎實實的結構定義和結構力學剖析,及靠譜的算量工作能力,才算是扎實的素養。)

        鋼結構一般有架構、平面圖(木行)架、球形網架(殼)、索膜、輕鋼結構、塔桅等結構形式。 其基礎理論與技術性大多數完善。亦有一部分難點沒有處理,或沒有簡易好用的設計方法,例如網殼的平穩等。

        結構選型時,應考慮到他們不一樣的特性。

        在輕鋼結構廠房中,當有很大懸架荷載或挪動荷載,就可考慮到舍棄門式鋼架而選用球形網架。平屋面上雪壓大的地域,平屋面曲線圖應有益于降雪滑掉(斷線50度外需考慮到雪載),如亞東水泥廠白云石倉棚選用三心圓網殼??傃┹d釋放出來近一半。降水量大的地域類似考慮到。工程建筑容許時,在架構中布置支撐會比簡易的連接點剛接的架構有更強的合理性。而平屋面遮蓋跨距很大的工程建筑中,可挑選預制構件受拉為主導的懸索橋或索膜結構管理體系。高層住宅鋼結構設計方案中,常選用鋼混泥土組成結構,在抗震設防烈度高或很不規律的高層住宅中,不可單純性為了更好地經濟發展去挑選不好抗震等級的核心筒加邊框的方式。宜挑選附近超大src柱,關鍵為支撐架構的結構管理體系。在我國過半數的該類高層住宅為前面一種。對抗震等級不好。(把承受力模塊盡量的向結構外場布置,是靈活運用原材料特性的重要,如同空心的毛竹一樣,因此 外強內弱很重要。)

        結構的布置要依據管理體系特點,荷載遍布狀況及特性等綜合性考慮到。

        一般的說要彎曲剛度勻稱。結構力學實體模型清楚。盡量限定大荷載或挪動荷載的危害范疇,使其以最立即的路線傳送到基本。柱間抗側支撐的遍布應勻稱。其形心要盡可能挨近側面力(風震)的功效線。不然應考慮到結構的扭曲。結構的抗側需有多道防御。例如有支撐架構結構,柱頭最少應能獨立承擔1/4的總水準力。

        架構結構的樓房平面圖框架梁的布置,有時候能夠調節其荷載傳送方位以考慮不一樣的規定。一般為了更好地減少截面沿短向布置框架梁,可是這會使承重梁截面增加,降低了樓房層高,高層邊柱也有時候會受不了,這時把框架梁支撐在較短的承重梁上能夠放棄框架梁挽救承重梁和柱頭。

        (三)預計截面

        結構布置完畢后,需對預制構件截面作基本估計。主要是柱梁和支撐等的橫斷面樣子與規格的假設。

        鋼柱可挑選糟鋼、冷軋或焊接h型鋼截面等。依據荷載與橡膠支座狀況,其截面高寬比一般在跨距的1/20~1/50中間挑選。翼緣板總寬依據梁間側面支撐的間隔按l/b限值明確時,可逃避鋼柱的總體平穩的繁雜測算,這類方式很火爆。明確了截面高寬比和翼緣板總寬后,其零件薄厚可按標準中部分平穩的結構要求預計。

        柱截面按長細比預計。 一般50<λ<150,簡易挑選值在100周邊。依據樞軸受力、雙重受彎或單邊受彎的不一樣,可挑選無縫鋼管或h槽鋼截面等。

        新手特別注意,相匹配不一樣的結構,標準中對截面的結構規定有非常大的不一樣。如鋼結構所獨有的構成預制構件的零件的部分平穩難題。在普鋼標準和輕鋼結構標準中的限制值有非常大的差別。

        此外,預制構件截面方式的挑選沒有固定不動的規定,結構技術工程師應當依據預制構件的承受力狀況,有效的挑選安全性經濟發展美觀大方的截面。

        (四)結構剖析

        現階段鋼結構具體設計方案中,結構剖析一般為線延展性剖析,標準容許時考慮到p-Δ,p-δ。

        近期的一些有限元軟件能夠一部分考慮到幾何圖形離散系統及不銹鋼板材的彈塑性能。這為更精準的剖析結構出示了標準。并并不一定的結構都必須應用手機軟件:

        典型性結構可查結構力學指南這類的專業書籍立即得到 內功和形變。

        簡易結構根據算量開展剖析。

        繁雜結構才必須模型運作程序流程并做詳盡的結構剖析。

        (五)工程項目判斷

        要恰當應用結構手機軟件,還解決其輸出結果的做“工程項目判斷”。例如,評定各向周期時間、總剪應力、形變特點等。依據“工程項目判斷”挑選改動實體模型再次剖析,還是調整數值。

        不一樣的手機軟件會出現不一樣的可用標準。新手應充足一目了然。除此之外,建筑工程設計中的測算和精準的結構力學測算自身經常出現一定間距, 為了更好地得到 好用的設計方法,有時候會用出現偏差的原因很大的假設, 但對這類出現偏差的原因, 會根據"可用標準、定義及結構"的方法來確保結構的安全性。鋼結構設計方案中,“可用標準、定義及結構”是比定量分析測算更關鍵的內容。

        技術工程師們不應該太過信任感與依靠結構手機軟件。英國一位專家學者曾警示說:“誤用電子計算機導致結構毀壞而造成災禍僅僅一個時間的難題?!?/p>

        重視設計概念和工程項目判斷是防止這類工程項目災禍的方式。

        (六)預制構件設計方案

        預制構件的設計方案最先是原材料的挑選。較為常見的是q235(相近a3)和q345(相近16mn)。一般主結構應用單一鋼材牌號便于于工程項目管理。經濟發展考慮到,還可以挑選不一樣抗壓強度不銹鋼板材的組成截面。當抗壓強度起操縱功效時,可挑選q345; 平穩操縱時,宜應用q235。

        預制構件設計方案中,現行標準標準應用的是彈塑性的方式來檢算截面。這和結構內功測算的延展性方式并不搭配。

        當今的結構手機軟件,都出示截面檢算的后處理工藝作用。因為程序流程技術性的發展,一些手機軟件能夠將檢算時不通過的預制構件,從給出的截面杜蘭特挑選增加一級。并全自動再次剖析檢算,直到根據,如sap2000等。它是常說的截面可靠性設計作用之一。它降低了結構師的許多 勞動量??墒?,新手最少應留意二點:

        1、手機軟件在做預制構件(主要是柱)的截面檢算時,測算長度指數的取定有時候會不符合標準的要求?,F階段全部的程序流程都不可以徹底處理這個問題。因此 ,特別是在針對連接點聯接狀況繁雜或變截面的預制構件,結構師應當逐一查驗。

        2、當上邊第(三)條中預計的截面不符合時,增加截面應當分二種狀況有所差異。

        (1) 抗壓強度不符合,一般增加構成截面的零件薄厚,在其中,抗彎強度不符合增加翼緣板薄厚,抗彎不符合增加梁端薄厚。

        (2) 形變超限額,一般不可增加零件薄厚,而應考慮到增加截面的高寬比,不然,會很不經濟發展。

        應用手機軟件的上述情況全自動增加截面的可靠性設計作用,難以考慮到所述抗壓強度與彎曲剛度的區別,事實上,經常并不適合。

        (七)連接點設計方案

        聯接連接點的設計方案是鋼結構設計方案中關鍵的內容之一。在結構剖析前,就應當對連接點的方式有充足思索與明確。經常出現的一種狀況是,最后設計方案的連接點與結構分析法中應用的方式不完全一致,這務必防止。按傳力特點不一樣,連接點分剛接,固接和半剛接。新手宜挑選能夠簡易定性分析的前二者。常見的教材[2]有豐富多彩的強烈推薦的連接點作法及計算方法。

        聯接的不一樣對結構危害甚大。例如,有的剛接連接點盡管承擔彎距沒有問題,但會造成很大旋轉, 不符結構剖析中的假設。會造成 具體工程項目形變超過測算數據信息等的不好結果。

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        聯接連接點有等強設計方案和具體承受力設計方案二種常見的方式, 新手可偏安全性采用前面一種。設計方案指南中一般有焊接及螺釘連接的報表等供設計師查用,較為便捷。還可以應用結構手機軟件的后處理工藝一部分來全自動進行。

        實際設計方案關鍵包含以下幾點:

        1、電焊焊接: 對電焊焊接焊接的規格及方式等,標準有強制性要求,應嚴格執行。焊絲的采用應該和被聯接 金屬材料融入。e43相匹配q235,e50相匹配q345。q235與q345聯接時,應當挑選低抗壓強度的e43,而不是e50。

        電焊焊接設計方案中不可隨意增加焊接。焊接的重心點應盡可能與被聯接預制構件重心點貼近。別的詳盡內容可查規范有關焊接結構層面的要求。

        2、栓接:

        鉚合方式,在工程建筑中,已經非常少選用。

        一般地腳螺栓抗彎特性差, 可在主次結構位置應用。

        高強螺栓,應用日漸普遍。常見8.8s和10.9s2個抗壓強度級別。依據承受力特性分耐壓型和磨擦型。二者計算方式不一樣。高強螺栓最少規格型號m12。常見m16~m30。超大型規格型號的地腳螺栓特性不穩定,設計方案中應謹慎應用。

        自攻螺釘用以板才與厚壁槽鋼間的主次聯接。海外在矮層墻板式住宅中,也常見于主結構的聯接。

        3、聯接板: 可簡易取其薄厚為梁腹板薄厚加4mm。隨后檢算凈截面抗彎等。

        4、梁腹板: 靈驗算栓孔處梁端的凈截面抗彎。耐壓型高強螺栓聯接還需檢算孔邊部分耐壓。

        5、連接點設計方案務必考慮到安裝地腳螺栓、當場電焊焊接等的工程施工室內空間及預制構件起吊次序等。預制構件運往當場無法安裝是新手長犯的不正確。除此之外,還應盡量使職工能便捷的開展當場精準定位與臨時性固定不動。

        6、連接點設計方案還應考慮到生產廠的技術水平。例如無縫鋼管聯接連接點的相貫線的創口必須數控車床等機器設備才可以進行。

        (八)工程圖紙定編

        鋼結構設計方案工程圖分設計圖紙和工程施工節點詳圖兩環節,設計圖紙為設計方案企業出示,工程施工節點詳圖一般由鋼結構生產制造企業依據設計圖紙定編,有時候也會由設計方案企業委托定編。因為近年來鋼結構新項目增加和規劃院鋼結構技術工程師欠缺的分歧,有設計方案工作能力的鋼結構企業參加設計圖紙定編的狀況也很廣泛。

        1、設計圖紙: 是出示生產廠定編工程施工節點詳圖的根據。深層及內容應詳細但不沉余。在設計圖紙中,針對設計方案根據、荷載材料(包含地震災害功效)、技術性數據信息、原材料采用及材料規定、設計方案規定(包含生產制造和安裝、焊接產品質量檢驗的級別、噴涂及運送等)、結構布置、預制構件截面采用及其結構的關鍵連接點結構等均應表明清晰,以利于工程施工節點詳圖的成功定編,并能恰當反映設計方案的用意。關鍵原材料應目錄表明。

        2、工程施工節點詳圖:又被稱為生產加工圖或施工放樣圖等。深層須能考慮生產車間立即生產制造生產加工。不完全一致的另預制構件模塊須獨立繪圖表述,并應附帶詳細的原材料表。

        設計圖紙及工程施工節點詳圖的內容表達方式及工程圖深層的操縱,現階段較為錯亂,每個設計方案企業中間以及與鋼結構企業中間各有不同。新手可參照別人的優秀設計并參照有關的專業書籍,并根據標準要求定編。


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