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                    鋼結構設計入門的簡易方法
                    返回列表 來源: 發布日期: 2020.08.21

                     一、鋼結構適用范圍及選型

                     1、鋼結構適用的范圍

                    鋼結構通常用于高層、大跨度、荷載或吊車起重量大,有較大振動、工業廠房、密封性要求高、要求能活動或經常裝拆的結構。直觀的說,超高層建筑、大橋、電視塔、和臨時建筑等。

                    鋼結構設計

                     2、鋼結構的選型

                     在輕型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的問題,可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象所獲得的設計思想,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。同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

                     鋼結構通常有框架、平面(木行)架、網架(殼)、索膜、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,比如網殼的穩定等。

                     結構選型時,應考慮它們不同的特點。在鋼工業廠房中,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架。基本雪壓大的地區,屋面曲線應有利于積雪滑落(切線50度內需考慮雪載),如采用三心圓網殼。總雪載釋放近一半。降雨量大的地區相似考慮。建筑允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節點剛接的框架有更好的經濟性。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則的高層中,不應單純為了經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。我國半數以上的此類高層為前者,對抗震不利。

                     結構的布置要根據體系特征,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。

                     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。

                    鋼結構設計

                     3、鋼結構構件的截面選取

                     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,其板件厚度可按規范中局部穩定的構造規定預估。

                     除此之外,構件截面形式的選擇沒有固定的要求,鋼結構結構設計工程師應該根據構件的受力情況,合理的選擇安全經濟美觀的截面。

                     二、鋼結構設計簡單步驟和設計思路

                     1、設計計算的手段

                     目前建筑鋼結構設計中,結構分析通常為線彈性分析。

                     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。

                     2、計算結果的判定

                     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"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。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。鋼結構設計方案中,"適用條件、概念及構造"是比定量計算更重要的內容。

                     工程師們不應該過于信任與依賴結構軟件。注重概念設計和工程判定是避免這種工程災難的方法。

                     3、判斷結構是否適合用鋼結構

                     鋼結構通常用于高層建筑、大跨度、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經常裝拆的結構。直觀的說:超高層公共建筑、大跨度的公共建筑、橋梁、倉棚、工業廠房和臨時建筑等,這和鋼結構自身的特點相一致的。

                    鋼結構設計

                     4、結構選型與結構布置

                     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。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。

                     鋼結構通常有框架、平面(木行)架、網架(殼)、索膜、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,比如網殼的穩定等。

                     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。

                     5、節點設計

                     連接節點的設計是設計鋼結構中重要的內容之一。在結構分析前,就應該對節點的形式有充分思考與確定。常常出現的一種情況是,最終設計的節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,節點分剛接,鉸接和半剛接。

                     連接的不同對結構影響甚大。比如,有的剛接節點雖然承受彎矩沒有問題,但會產生較大轉動,不符合結構分析中的假定。會導致實際工程變形于計算數據等的不利結果。連接節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。鋼結構設計手冊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。

                    鋼結構

                     佛山市天譜安鋼結構設計公司榮獲國家高新技術企業稱號, 成立于2008年, 是一家致力于鋼結構設計、生產、施工和造價咨詢的綜合性鋼結構企業 ,可提供全套鋼結構解決方案,主營廠房鋼結構設計  、鋼結構工程、 鋼結構建筑多類型產品。我司自有2個工廠,12年的生產經驗,30000平方的生產基地,引進H型鋼自動組立機、翼緣矯正機、埋弧焊、龍門式數控火焰切割機、粉末噴涂設備等數十臺精密加工設備,擁有鋼結構全自動生產線,15項自主研發產品專利。公司擁有自主出口資質,產品遠銷全球29個國家和地區,10年海外鋼結構工程施工經驗。如您需要咨詢鋼結構設計費用如何計算 , 請致電24小時服務專線:13420828898,400-0757-836 。

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