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                              鋼結構設計概述與注意事項
                              瀏覽: 發布日期:2019-04-13
                                在建筑行業,鋼結構設計應用的時間已經不短了,我們都知道,建筑鋼結構的優點有很多,相比較傳統的混凝土結構和砌體結構等,它性能穩定,質量輕強度高,抗震性能好,施工時可以在廠房進行加工再到現場裝配,不僅裝配的完整度好精密度高,而且能夠大大的加快施工進度縮短工期。
                                
                                一、鋼結構設計概述
                                
                                隨著建筑施工工藝的提升,剛性結構建筑施工逐漸取代混凝土施工建設,為了保證鋼結構施工建設的質量,拓寬鋼結構的施工建設領域。
                                
                                1、結構布置的依據
                                
                                鋼結構的設計應該從經濟和物理兩個角度進行判斷,一方面,鋼結構在施工建設過程中運用時一定要確保其經濟成本比較低,能夠容易讓業主接受;另一方面;為了確保鋼結構的設計質量和施工質量,要提升鋼結構的物理承受能力,具體表現在結構布局上,這方面應該嚴格綜合考慮其體系特征、荷載的性質、以及分布情況。一般情況下要是力學模型清晰、剛度均勻,要盡量限制的影響范圍是,大荷載及其移動荷載等,使它把線路能夠直接的傳遞到基礎。尤其要注意的是,柱間抗側支撐的一定要均勻分布,共形心要盡可能的向風震的作用線靠近,否則就必須考慮整體結構的扭轉以及結構抗側的多道防線。
                                鋼結構設計公司
                                2、結構分析和工程判定
                                
                                當代建筑通過計算機軟件系統的結構分析技術改變了傳統的結構分析方法,提高了分析工作的工作效率,同時也提高了分析數據的高度準確性,然而我們應該意識,鑒于工程在實際施工中會出現很多突發性狀況,再加上其地址復雜,所以必須要結合相應的人工實地考察結果來分析軟件,只有這樣才能使結構分析更具有可操作性。
                                
                                3、建筑鋼結構的特點
                                
                               ?。?)材質比較均勻。因為鋼材的內部結構是接近于各向同性的且鋼材的材質是與力學假定條件的計算,其材質情況的波動范圍也比較小且計算比較符合的,因此,由于其實際的受力狀態與工程力學計算的結果是較為接近的都能有較好的彈性,前提是保持在一定應力的幅度內且材質方面較好。
                                
                               ?。?)強度高,自重輕。鋼材結構與鋼筋混凝土結構相比鋼材的強度比較高,而且鋼結構建筑的豎向構件截面面積小,這就增加了建筑的一定程度的使用面積。同時,建筑內部的設計內力在遇到地震外力作用時減小,保證了建筑的穩定性是因為鋼結構建筑的自身重量也比較輕。同時建筑物的施工造價還能有效降低。
                                
                               ?。?)塑性和韌性好。鋼材在一般的壓力的作用下,是不會因超載而引起各種斷裂和損害的。要使建筑結構整體的應力變得平衡鋼材可以分配建筑內部各局部的作用力,這樣就可以使結果只是增加了應變值而己??傮w來說使鋼材適應荷載的能力比較強,原因是鋼材結構的塑性和韌性都是比較好的,這就特別是在強震作用下對于用其它材質結構做建設的建筑物的抗震能力要強很多,都能保持鋼材結構較好的整體性。
                                
                                二、鋼結構設計中的注意事項
                                
                                1、鋼結構的材質選用
                                
                                鋼結構采用的材質一定是要質量有保證的,應符合國家相關標準,并需要專業人員進行質量合格鑒定后才能使用,畢竟鋼結構的材料質量對工程的安全質量有很大的影響。
                                
                                當建筑的柱網間距比較小的時候,一般采用普通碳素結構鋼(Q235-B)就可以達到工程設計的要求。當建筑的柱網間距比較大的時候,或者建筑樓層較高時,就要采用高強度的碳素結構鋼(Q345-B)。如果選用Q235-B鋼材,則鋼梁的高度就比較高,其占用的層高也會較大,使樓層凈高減小,用鋼量也會增多,而采用高強度Q345-B鋼材,雖然材料費會有所增加,但是節約了用鋼量并且達到了結構的設計要求。
                                
                                2、鋼結構的基本材料選用
                                
                                在鋼結構應用中需要的鋼材種類包括:卷板(開平板)、型鋼、中型板等。卷板比較經濟實用,當鋼結構鋼板不太厚的時候,作為腹板和翼緣板就能夠達到結構的設計要求;但如果是在較厚的鋼板的鋼結構構件中,卷板做翼緣板和腹板就不太好,因為卷板的整平過程中不容易達到型鋼的平整度,并且整平的過程中板材會出現裂紋。在卷板作為受壓桿件的時候,會比型鋼易變形,也因變形的原因更容易造成鋼結構的失穩,所以較厚的鋼板結構里最好不用卷板,要用熱軋型鋼材。
                                
                                此外,在型鋼以及組焊結的構構件中所用的鋼板,其材料的價格基本一致,但組焊結構的構件組焊制作加工費就高達每噸1600元,而型鋼的制作加工費一般都是低于每噸1000元的價格。因此,在節約成本的角度上來看,用型鋼要比組焊結構的構件好得多。但是在實際的設計中也要具體情況具體分析,設計者要合理的選用型鋼,從而避免因使用型鋼不當而造成資源浪費。
                                
                                3、柱間支撐
                                
                                在建筑層高比較大的時候,一般達不到規范的結構位移角要求,而如果用加大柱截面的措施來減小位移角值,又不太經濟實用。一般都是靠結構中布置柱間支撐,這樣比較容易滿足規范的要求,也不怎么增加鋼材的用量。因此柱間支撐的設置不僅易達到規范位移角的要求,而且節省資源。因為柱間支撐的設置對鋼結構的整體影響很大,所以在鋼結構設計時要科學的設置柱間支撐,進一步的滿足增大結構剛度和剛度的布置合理兩個方面的要求。想做到以上的要求,首先就必須不能設置太多的柱間支撐,以免結構的整體剛度過強,導致結構整體的地震力增大以及影響到整體用鋼量的增多,既不經濟也不實用;其次,合理科學的布置柱間支撐需要提前考慮好以下幾個問題:(1)不會影響建筑的功能布置;(2)布置要盡量均勻對稱;(3)在同一單體內盡量采用相同柱間支撐的類型;還應該注意的就是柱間支撐處的受力較大,隨之傳給基礎的受力增大,所以在柱間支撐處還應設置一個基礎梁,來增強受力較大處的整體穩定性。
                                
                                4、結構框架的梁柱節點
                                
                               ?。?)節點域:當柱腹板比較薄的時候,梁柱的連接節點域的抗剪承載力可能不夠。如果柱截面鋼材采用的是熱軋型鋼,那么對用柱節點域的補貼補強則比較方便;如果柱截面鋼材采用的是H型鋼,那么將采用節點域處的腹板直接換為較厚的鋼板會更方便施工。
                                鋼結構設計蓋章
                               ?。?)為了實現梁柱節點塑性能夠移外到梁端部,對梁端節點需要采取的加強措施如下:①加寬梁端部的上下翼緣板:常用在對鋼梁和鋼柱弱軸的方向連接;②在梁端的上下翼緣上補貼加強板:在鋼梁和鋼柱強的軸方向連接,但制作和安裝較復雜;③對梁端腹板進行加腋:在鋼梁和鋼柱強軸的方向連接,其制作安裝較簡單,但梁底會有凸角,不美觀。
                                
                                5、針對建筑工程的美觀要求
                                
                                在鋼結構的實際設計工作中為了能夠滿足建筑美觀的要求,由于鋼結構的跨度一般較大,在設計中要對頂層的大跨度結構或大跨度層進行預留。鋼結構的房屋建筑為了能夠滿足美觀的要求,一般對大跨度的屋面結構采用以下幾種形式:(1)采用平面、立體、空間桁架的結構;(2)采用平板網架和網殼結構;(3)采用懸索結構、弦支穹頂結構以及組合的結構。
                                
                                總之,建筑工程的快速發展,促使鋼結構廣泛應用于建筑工程中,然而鋼結構設計的穩定性直接影響著鋼結構建筑的整體質量,因此,本文對建筑工程中鋼結構設計的穩定性與設計要點進行了認真分析與探討,希望能為所需者提供借鑒。

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