今天給各位分享鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識，其中也會對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理進行解釋,，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧,！
今天給各位分享鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識,，其中也會對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理進行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站,，現(xiàn)在開始吧,！
本文目錄一覽：
- 1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟介紹
- 2,、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
- 3,、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計是什么
- 4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟介紹
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計對于不同的定量指標和應(yīng)用都有相應(yīng)的闡釋,，包括對鋼結(jié)構(gòu)防震設(shè)計,。要注意的是，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,，一定要從安全的角度出發(fā),。結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置要相對合理。這篇文章就主要向大家介紹了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)操作,，并且向大家展示了幾幅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的圖片信息,，讓大家可以更加地了解鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，下面就跟小編一起去看看吧,。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟
1.判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層,、大跨度、體型復(fù)雜,、荷載或吊車起重量大,、有較大振動、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu),。直觀的說：大廈,、體育館、歌劇院
2.結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)選型及布置是對結(jié)構(gòu)的定性,，由于其涉及廣泛,應(yīng)該在經(jīng)驗豐富的工程師指導(dǎo)下進行,。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該被強調(diào)的是“概念設(shè)計
3.預(yù)估截面
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對構(gòu)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
4.結(jié)構(gòu)分析
典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形;簡單結(jié)構(gòu)通過手算進行分析;復(fù)雜結(jié)構(gòu)才需要建模運行程序并做詳細的結(jié)構(gòu)分析
5.工程判定
要正確使用結(jié)構(gòu)軟件,，還應(yīng)對其輸出結(jié)果的做“工程判定”,。比如，評估各向周期,、總剪力,、變形特征
6.構(gòu)件設(shè)計
構(gòu)件設(shè)計首先是材料的選擇，比較常用的是Q235和Q345,。當(dāng)強度起控制作用時,可選擇
Q345;穩(wěn)定控制時,宜使用Q235
7.節(jié)點設(shè)計
連接節(jié)點的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一,。在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對節(jié)點的形式有充分思考與確定,。按傳力特性不同,節(jié)點分剛接,鉸接和半剛接。初學(xué)者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者
鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計
1)進行動力學(xué)分析獲得必須的側(cè)向力,。在計算前必須有最基本的結(jié)構(gòu)要素,，尤其是結(jié)構(gòu)的自重和側(cè)向傳力體系要有明確的計劃。最簡單的動力學(xué)分析是底部剪力法,。這通過計算各樓層的自重和分布計算得出,。更為流行的是實用軟件進行線性模態(tài)分析。模態(tài)分析依賴于結(jié)構(gòu)的自重,，側(cè)向力單元的分布和剛度,。
2)設(shè)計側(cè)向傳力單元。從動力學(xué)中獲得的力需要考慮側(cè)向力單元的延性來折減,。延性系數(shù)由規(guī)范規(guī)定,。注意不能太保守設(shè)計。最為整個建筑的耗能結(jié)構(gòu),，側(cè)向單元只要滿足側(cè)向力計算即可,。原因是截面過大會降低結(jié)構(gòu)延性，并且所有其他的構(gòu)件都會受到影響,。確定截面后,，需要計算出實際的延性。這是因為實際選取的截面會大于計算所要求的界面,。所以實際延性會低于理論延性,。
3)設(shè)計與側(cè)向單元聯(lián)接的柱和其他主要構(gòu)件。為滿足“強柱”的要求,，使用最大可能的側(cè)向單元的力,，即考慮側(cè)向單元的極限承載力。
4)設(shè)計地基,。設(shè)計思路同3),。如果地質(zhì)良好，如巖石,，可以在最后設(shè)計,。
5)設(shè)計隔板,。當(dāng)然考慮是剛性的還是半剛性的,。隔板的破毀將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脆性破壞或倒塌，所以設(shè)計思路是不能屈服,，必須在線性范圍內(nèi),。其涉及內(nèi)容有支柱，弦,，連接樣式;剪切連接件等等,。
好了,，說到這里，小編對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟以及相關(guān)信息就介紹得差不多了,，在設(shè)計的時候,，一定要考慮到安全度和可靠度的方面。同時,，大家要注意的是,，防震設(shè)計過程設(shè)計思路清晰，以防操作人員收到傷害,。如果大家還有什么問題或者有興趣對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計深入地了解的話,，可以登錄土巴兔官網(wǎng)進行訪問哦，小兔也會隨時給予答復(fù)哦,。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
1,、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖：在拿到一份鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖時鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計我們首先應(yīng)該關(guān)注結(jié)構(gòu)的體系、桿件的布置（包括柱腳的布置,、梁的布置,、各桿件的標高）然后應(yīng)該關(guān)注各桿件的連接情況（剛接、鉸接）,，最后需要關(guān)注各桿件的連接做法（節(jié)點圖）,。
2、鋼結(jié)構(gòu)加工圖：在拿到一份鋼結(jié)構(gòu)加工圖時同樣應(yīng)該首先關(guān)注桿件的布置,，然后需要關(guān)注各桿件的制作（包括鋼板厚度,、焊縫類型等）。
學(xué)習(xí)看鋼結(jié)構(gòu)圖紙還應(yīng)注意以下幾點：
1,、與建筑圖的吻合（或者局部可以說服建筑做必要的修改）,，如梁高、柱距,、墻厚等需滿足建筑要求鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,；
2、荷載,。不能漏荷載,，包括所有的恒載(如：結(jié)構(gòu)自重、裝修面層,、設(shè)備管線,、保溫面層等），所有的活載（如：施工荷載,、雪荷載,、積灰荷載、考慮屋面積水的荷載等）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,；
3,、繪圖方面,。圖紙盡量簡潔，但內(nèi)容全面,；
4,、與設(shè)備專業(yè)的配合。如梁高,、墻上開洞等,；
5、方便施工,。如鋼筋的設(shè)置要方便搭接,，方便綁扎鋼筋籠等；
6,、經(jīng)濟用材,。滿足安全的基礎(chǔ)上，兼顧造價的降低,。
鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計是什么
鋼結(jié)構(gòu)可以分為優(yōu)化和深化,，鋼結(jié)構(gòu)的二次深化設(shè)計，主要是對設(shè)計總圖中關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)部分優(yōu)化和細化,。
一般來說,，原始設(shè)計圖紙是從滿足建筑物功能要求出發(fā)進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要考慮點是滿足建筑外觀,、使用功能,、結(jié)構(gòu)強度。而二次深化,，主要從實際施工角度出發(fā),，對于使用原始圖紙進行鋼結(jié)構(gòu)施工過程中所可能遇到的一些列問題作出細化調(diào)整，在實際開始施工前就解決這一系列問題,。深化的內(nèi)容因此也包括了對原圖紙不合理之處作出調(diào)整,，對原圖紙不詳細部分進行補充。
而鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化,，就是在業(yè)主提供的設(shè)計圖紙基礎(chǔ)上,，以某種既定目標為出發(fā)點，對圖紙進行重新設(shè)計,。一般的目標是降低結(jié)構(gòu)用鋼量,，節(jié)省成本。除了優(yōu)化造價之外,，也可以達到其它有益效果,，如：
1) 優(yōu)化結(jié)構(gòu)截面尺寸和規(guī)格,，提升建筑效果,，如減薄結(jié)構(gòu)厚度,；
2) 優(yōu)化結(jié)構(gòu)安裝方式，節(jié)省施工工期,；
3) 優(yōu)化構(gòu)件截面形式,，減少加工成本。
4) 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,，提升結(jié)構(gòu)安全度,。
但并不是所有的工程都能進行優(yōu)化，而可以進行優(yōu)化的圖紙也不是不合格,。對于鋼結(jié)構(gòu)施工圖,，以下幾點原因造成了大部分圖紙存在優(yōu)化的空間：
1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項非常復(fù)雜的工作，設(shè)計師的水*并不一樣,，有時候利用巧妙地設(shè)計思路,，可以節(jié)省大量的用鋼量。
2) 設(shè)計師在做項目的時候時間是有限的,，在有限的時間內(nèi),，一個項目不可能做得非常精細。
3) 設(shè)計師沒有動力去做一個優(yōu)化的設(shè)計,，因為用鋼量節(jié)省了對他沒有好處,。
4) 有一些專利方案，只有擁有專利權(quán)的人才能使用,，設(shè)計院的專利方案較少,。譬如泰大創(chuàng)新就有數(shù)十項的專利解決方案，利用這些專利方案,，可以節(jié)省較多的工程造價,。
所以說，一般來看鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙均有優(yōu)化空間
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗
隨著國家經(jīng)濟水*的不斷提高,，鋼結(jié)構(gòu)房屋越來越多,，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑中。下面是我整理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗的范文,，歡迎閱讀!
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗篇一
1.設(shè)計時鋼材,、焊縫質(zhì)量等級的正確選用
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計文件中，應(yīng)當(dāng)注明所用鋼材的質(zhì)量等級(包括相適應(yīng)的焊接材料型號),，并對焊縫質(zhì)量提出質(zhì)量等級要求,。鋼結(jié)構(gòu)房屋所使用的鋼材應(yīng)當(dāng)具有抗拉強度、屈服強度,、伸長率,、冷彎試驗和硫、磷含量的合格保證;對于焊接鋼結(jié)構(gòu),，尚應(yīng)具有含碳量的合格保證,。在地震區(qū),，鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材，除了具有上述合格保證外,，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(gb5001l-2001)還要求它們具有沖擊韌性的合格保證,。為保證結(jié)構(gòu)有必要的安全儲備和足夠的塑性變形能力，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(gb5001l-2001)還對鋼材的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值,、伸長率的限值和良好的可焊性等物理力學(xué)指標做出了明確的規(guī)定,，并要求寫入設(shè)計文件中。通常,，鋼結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件宜采用q235b 及以上等級的碳素結(jié)構(gòu)鋼和q345b 及以上等級的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼,。不建議使用質(zhì)量等級為a 級的鋼材，原因是這種類型的鋼材不保證沖擊韌性和延性性能,，q235a級鋼材還不保證焊接要求的含碳量限值,。在鋼結(jié)構(gòu)中，焊接連接已成為鋼結(jié)構(gòu)連接的最基本方法,，焊縫質(zhì)量的好壞直接影響到結(jié)構(gòu)安全,，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性和受力性能及焊縫的受力情況，確定焊縫的質(zhì)量等級,。一般來說,，板材的對接焊縫，承受動力荷載構(gòu)件(如吊車梁)的較重要的焊縫,，需作疲勞驗算的焊縫,，以及須與鋼材等強的受拉、受彎對接焊縫(如框架梁,、柱及其連接節(jié)點的對接焊縫,，工字形截面與其端板的對接焊縫)，其焊縫應(yīng)采用坡口全熔透對接焊縫,，其焊縫質(zhì)量等級不得低于二級,。其他部位的焊縫，一般均可采用角焊縫,。角焊縫由于應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴重,，內(nèi)部探傷亦很困難.其焊縫質(zhì)量等級一般只能是三級，其中某些重要角焊縫可允許要求其外觀缺陷符合二級的要求,。
2.門式鋼架房屋的溫度區(qū)段內(nèi)應(yīng)按規(guī)范設(shè)置獨立的空間穩(wěn)定支撐體系
(1)應(yīng)將屋面橫向水*支撐和柱間支撐布置在同一跨間內(nèi),，形成獨立的空間支撐體系，既利于抗震,，又給施工安裝帶來方便,。
(2)將屋面橫向水*支撐設(shè)在端部第二個開間的同時，應(yīng)在端跨相應(yīng)位置設(shè)置剛性縱向系桿，使山墻的風(fēng)荷載等水*力能可靠傳遞,。
(3)屋面支撐的布置應(yīng)與山墻抗風(fēng)柱的位置相協(xié)調(diào),，使抗風(fēng)柱的柱頂反力能直接傳到屋面橫向支撐的節(jié)點上，使山墻處屋面系統(tǒng)受力簡單化,，從而保證結(jié)構(gòu)的安全,。
(4)屋面橫向水*支撐的直腹桿(包括屋脊處和柱頂處)應(yīng)按剛性系桿考慮,。采用檁條兼做時,，應(yīng)對檁條的剛度和承載力進行驗算。否則,，檁條很難起到剛性系桿作用,，因為常用的z 形或c 形冷彎薄擘型鋼檁條側(cè)向剛度很差，直接影響到房屋的縱向受力和傳力性能,。當(dāng)檁條無法起到剛性直腹桿的作用時,，通常應(yīng)在屋脊處、柱頂處以及屋面設(shè)置橫向水*支撐直腹桿,，在剛架斜梁間設(shè)置鋼管,、h 型鋼或其它截面形式的剛性桿件，以保證房屋縱向結(jié)構(gòu)安全可靠地工作,。在剛架轉(zhuǎn)角處(邊柱柱頂和屋脊,，以及多跨房屋相應(yīng)位置的中間柱柱頂)的剛性系桿應(yīng)沿房屋全長設(shè)置。
(5)屋面支撐和柱間支撐當(dāng)采用柔性圓鋼拉條時,，宜設(shè)張緊裝置(如花蘭螺栓),，當(dāng)荷載較大時，柔性圓鋼拉條宜改為型鋼,。
3.實腹式門式剛架應(yīng)按規(guī)范設(shè)置隅撐
在檁條或墻梁與剛架的連接處,，在斜梁下翼緣的受壓區(qū)或剛架柱內(nèi)側(cè)翼緣的受壓區(qū)，至少每隔一根檁條或墻梁應(yīng)設(shè)置按受壓構(gòu)件設(shè)計的隅撐,，將檁條或墻梁與翼緣受壓區(qū)直接連接起來,。采用雙層屋面板時亦應(yīng)設(shè)置隅撐。值得設(shè)計人員注意的是,，隅撐雖小,，但作用很大，它是用來保證斜梁下翼緣或剛架柱內(nèi)側(cè)翼緣受壓穩(wěn)定的重要措施,。如果工程未按規(guī)范要求設(shè)置隅撐,，或者設(shè)置得很少，或者設(shè)置得不當(dāng).這都將影響剛架的整體穩(wěn)定性,，危及結(jié)構(gòu)的安全,。
4.壓型鋼板輕型屋面拉條的合理設(shè)置
對于有檁體系的壓型鋼板輕型屋面，為了減少檁條在使用階段和施工過程中的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，通常在檁條間要設(shè)置拉條和撐桿作為檁條的側(cè)向支點,，以保證檁條的側(cè)向穩(wěn)定,。拉條按拉桿設(shè)計，撐桿按壓桿設(shè)計,。拉條和撐桿不大,，但作用不小，設(shè)計人員必須十分重視,。
5.樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)鋼結(jié)構(gòu)房屋和混凝土結(jié)構(gòu)房屋由于材料性質(zhì)不同,。溫度伸縮縫區(qū)段長度差別很大。例如現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋,。溫度伸縮縫區(qū)段長度最大為55m,，鋼框架結(jié)構(gòu)房屋。溫度伸縮縫區(qū)段長度約為120mm,。為了防止或減輕混凝土樓板開裂.鋼框架結(jié)構(gòu)房屋采用現(xiàn)澆混凝土樓板時,，原則上仍應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)的要求留設(shè)溫度伸縮縫。只有當(dāng)采用設(shè)置施工后澆帶和其它減小混凝土溫度變化或收縮的可靠措施時,，才可以適當(dāng)增大溫度伸縮縫區(qū)段長度,。
(2)壓型鋼板組合混凝土樓板，除了按計算(并滿足構(gòu)造要求)在鋼梁上焊接栓釘外,，為了保證混凝土和壓型鋼板共同工作,，它們之間應(yīng)有連接措施。其連接措施可以依靠壓型鋼板的縱向波槽或依靠壓型鋼板上的壓痕,、開的小洞或沖成的不閉合孔眼,，也可以依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼筋。由于產(chǎn)品規(guī)格的限制,，目前國內(nèi)帶縱向波槽的壓型鋼板和帶壓痕或開小洞的壓型鋼板不多,。所以，當(dāng)無法采用上述這兩種板型時,，要實現(xiàn)壓型鋼板和混凝土的連接,，可在壓型鋼板上焊接橫向鋼筋。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗篇二
一,、輕型廠房： 這里主要指門式鋼架,，通常我們能做到的跨度大概就是15-36米的樣子，其實做到36米的時候用鋼量已經(jīng)不小,，基礎(chǔ)也比較大(鋼架比較小(如24米以內(nèi))的時候柱底鉸接,，比較大的時候用剛接)。當(dāng)然,，即使9米跨度,，也可以做成鋼架,，而且這種情況還不少，主要用于不能打支撐又需要承受水*力的情況,。其實門剛很簡單,，可以說是最簡單的鋼結(jié)構(gòu)，因為有標準圖集,。這里我簡單說一下;門剛的組成--門剛(骨架),，檁條，系桿,，支撐,，墻檁，抗風(fēng)柱,?；旧暇瓦@幾樣,，下面一一說明,。門剛，可用pkpm或者其它軟件建模計算,，導(dǎo)入荷載即可,，恒載就是自重(檁條，支撐,，屋面壓型鋼板及保溫層等),，活荷載按荷載及門剛規(guī)范取即可(地震荷載通常不起控制作用)。這里要注意一點,，門剛要注意盡量用較薄的桿件,，這里是采用屈曲后的強度，在需要的時候設(shè)置構(gòu)造加勁肋,。其實這些書上都有的,。通常屋面非輕鋼專業(yè)戶設(shè)計的這種門剛，30米跨以內(nèi)的,，應(yīng)該控制用鋼量在30kg左右,。檁條，門剛圖集上都有,，根據(jù)荷載選取即可,。檁條之間構(gòu)造連接教科書或者圖集上均有，通常選用C型或者Z型檁條(Z型檁條有個好處是可方便連接,，并將檁條做成連續(xù)跨),。然后是系桿，系桿這個東西很重要,，就是保證整體穩(wěn)定的,，保證整體穩(wěn)定其實非常簡單,，就是每隔一段距離，我們要做一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),，其它跨通過系桿與這一跨穩(wěn)定的東東連接在一起就可以了,，所以這一跨穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，我們要設(shè)置柱間支撐,，同時要設(shè)置屋面支撐(還有一種輕鋼就是采用桁架式,，這個時候需要設(shè)置上下弦支撐)，以保證這一跨的靜定結(jié)構(gòu),。下面說支撐,，其實上一條已經(jīng)說明，就是那幾招,。墻檁：基本上同屋面檁條,，由風(fēng)荷載控制，抗風(fēng)柱,，按下端固結(jié),，上端鉸接計算，其實是類似于梁來考慮的(pkpm中有專門計算抗風(fēng)柱的一個工具),，這里注意一點即可,，如果選用桁架式圖集，這個時候抗風(fēng)柱一定要同時跟上下弦連接,，并在布置的時候考慮對齊(與桁架節(jié)點對齊),。
二，多層鋼結(jié)構(gòu)(包括鋼*臺) 這種東西其實也比較簡單,，就是一個梁柱的連接過程,，無非就是考慮一下梁柱的大小，其實主要是梁,，通常情況,，對于H或者工字鋼，對于9米以內(nèi)的梁,，一般荷載(活荷載4以內(nèi)),，梁高可以取到跨度的1/30,對于槽鋼，可以1/25,，對于柱子,，通常情況用長細比控制，保證弱軸方向在100以內(nèi)一般驗算均可滿足,。對于國內(nèi)普通廠房,，通常采用設(shè)置支撐的方式來進行設(shè)計，因為這樣一來簡單,，而來經(jīng)濟(梁柱其實可以采用剛性節(jié)點,，但不光是節(jié)點費力費錢,，整體計算的時候也要復(fù)雜-費材料一些)，當(dāng)然,，很多情況還是需要做成剛節(jié)點,。但，通常如果設(shè)置了支撐以后,，結(jié)構(gòu)可按無側(cè)移計算,，(國內(nèi)采用pkpm稍微麻煩一點，因為pkpm不能單側(cè)選擇無側(cè)移或者有側(cè)移,，只能整體)相對來說很多指標均很好控制,。另外，鋼結(jié)構(gòu)樓面一般選用花紋鋼板或者格柵板,，從剛度上來說,，格柵板有優(yōu)勢，但格柵板上面走動肯定會掉灰下來,。 其實鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,，說到底長細比是一個很重要的概念，拉桿,，壓桿,，都不一樣,。通過長細比的概率,，再計算應(yīng)力及穩(wěn)定，重點其實是穩(wěn)定,。然后就ok了 總結(jié)：鋼結(jié)構(gòu)最重要的是支持體系,，即保證穩(wěn)定，所以,，我們通常做成超靜定體系,，這樣發(fā)生問題以后不至于倒塌。特別說明,，鋼結(jié)構(gòu)雖然也可以懸挑,，但通常我們都要增加支撐，特別是高層,，主要是保證其為超靜定體系,。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗篇三
(一) 判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度,、體型復(fù)雜,、荷載或吊車起重量大、有較大振動,、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu),。直觀的說：大廈,、體育館、歌劇院,、大橋,、電視塔、雕塑,、倉棚,、工廠、住宅,、山地建筑和臨時建筑等,。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點相一致的。
(二) 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)選型及布置是對結(jié)構(gòu)的定性,，由于其涉及廣泛,應(yīng)該在經(jīng)驗豐富的工程師指導(dǎo)下進行,。此處僅簡單介紹. 詳請參考相關(guān)專業(yè)書籍.
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該被強調(diào)的是"概念設(shè)計",它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要. 對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系,、破壞機理,、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設(shè)計思想,，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細部構(gòu)造措施,。 在早期迅速、有效地進行構(gòu)思,、比較與選擇,，所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、力學(xué)行為清晰,、定性正確,，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運算。同時,，它也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù),。
林同炎教授在《結(jié)構(gòu)概念和體系》一書中介紹了用整體概念來規(guī)劃結(jié)構(gòu)方案的方法,，以及結(jié)構(gòu)總體系和個分體系間的相互力學(xué)關(guān)系和簡化近似設(shè)計方法。
鋼結(jié)構(gòu)通常有框架、*面桁架,、網(wǎng)架(殼),、索膜,、輕鋼,、塔桅等結(jié)構(gòu)形式。
其理論與技術(shù)大都成熟,。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設(shè)計方法,，比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定等。
結(jié)構(gòu)選型時,，應(yīng)考慮不同結(jié)構(gòu)形式的特點,。在工業(yè)廠房中,，當(dāng)有較大懸掛荷載或大范圍移動荷載，就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架,?；狙捍蟮牡貐^(qū)，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落(切線50度外不需考慮雪載 ),，如亞東水泥廠石灰石倉棚采用三心圓網(wǎng)殼,，總雪載和坡屋面相比釋放近一半。降雨量大的地區(qū)相似考慮,。建筑允許時,，在框架中布置支撐會比簡單的節(jié)點剛接的框架有更好的經(jīng)濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中,，可選擇構(gòu)件受拉為主的懸索或索膜結(jié)構(gòu)體系,。高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常采用鋼混凝土組合結(jié)構(gòu),，在地震烈度高或很不規(guī)則的高層中,，不應(yīng)單純?yōu)榱私?jīng)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(jié)構(gòu)體系,。我國半數(shù)以上的此類高層為前者，對抗震不利,。 結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征,荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮.一般的說要剛度均勻.力學(xué)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(chǔ). 柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻.其形心要盡量靠近側(cè)向力(風(fēng),、震)的作用線. 否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn). 結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線. 比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應(yīng)能單獨承受1/4的總水*力. 框架結(jié)構(gòu)的樓層*面次梁的布置,有時可以調(diào)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.
(三) 預(yù)估截面
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后,，需對構(gòu)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(jù)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(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按l/b限值確定時，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)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(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預(yù)估,。
柱截面按長細比預(yù)估. 通常50λ150, 簡單選擇值在80附近,。根據(jù)軸心受壓,、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等.
對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)，規(guī)范對截面的構(gòu)造要求有很大的不同,，如鋼結(jié)構(gòu)所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問題,，在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。
除此之外,，構(gòu)件截面形式的選擇沒有固定的要求,，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況，合理的選擇安全經(jīng)濟美觀的截面,。
(四) 結(jié)構(gòu)分析
目前鋼結(jié)構(gòu)實際設(shè)計中,結(jié)構(gòu)分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮P-Δ,p-δ.
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(jié)構(gòu)提供了條件,。并不是所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件:
典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形.
簡單結(jié)構(gòu)通過手算進行分析.
復(fù)雜結(jié)構(gòu)才需要建模運行程序并做詳細的結(jié)構(gòu)分析.
(五) 工程判定
要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對其輸出結(jié)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(jù)"工程判定"選擇修改模型重新分析,還是修正計算結(jié)果.
不同的軟件會有不同的適用條件.初學(xué)者應(yīng)充分明了.此外,工程設(shè)計中的計算和精確的力學(xué)計算本身常有一定距離, 為了獲得實用的設(shè)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(gòu)造"的方式來保證結(jié)構(gòu)的安全. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,"適用條件,、概念及構(gòu)造"是比定量計算更重要的內(nèi)容.
工程師們過分信任與依賴結(jié)構(gòu)軟件有可能帶來結(jié)構(gòu)災(zāi)難,，注重概念設(shè)計、工程判定和構(gòu)造措施有助于避免這種災(zāi)難.
(六) 構(gòu)件設(shè)計
構(gòu)件設(shè)計首先是材料的選擇. 比較常用的是Q235和Q345. 當(dāng)強度起控制作用時,可選擇Q345; 穩(wěn)定控制時,宜使用Q235.通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理. 經(jīng)濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的焊接組合截面(翼緣Q345,，腹板Q235). 另外,，焊接結(jié)構(gòu)宜選擇Q235B或Q345B。
當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗算的后處理功能,。部分軟件可以將不通過的構(gòu)件,，從給定的截面庫里選擇加大一級自動重新驗算，直至通過,，如sap2000等,。這是常說的截面優(yōu)化設(shè)計功能之一，它減少了很多工作量,。 但是,，我們至少應(yīng)注意兩點：
1.軟件在做構(gòu)件(主要是柱)的截面驗算時,計算長度系數(shù)的取定有時會不符合規(guī)范的規(guī)定.目前所有的程序都不能完全解決這個問題。所以,尤其對于節(jié)點連接情況復(fù)雜或變截面的構(gòu)件,我們應(yīng)該逐個檢查.
2.當(dāng)上面第(三)條中預(yù)估的截面不滿足時,，加大截面應(yīng)該分兩種情況區(qū)別對待,。
(1) 強度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度，其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度,，抗剪不滿足加大腹板厚度,。
(2) 變形超限，通常不應(yīng)加大板件厚度而應(yīng)考慮加大截面的高度，否則會很不經(jīng)濟,。 使用軟件的前述自動加大截面的優(yōu)化設(shè)計功能,，很難考慮上述強度與剛度的區(qū)分，實際上,，除常用于網(wǎng)架設(shè)計外,，其他結(jié)構(gòu)形式常常并不合適。
(七) 節(jié)點設(shè)計
連接節(jié)點的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一.在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對節(jié)點的形式有充分思考與確定.有時出現(xiàn)的一種情況是,最終設(shè)計的節(jié)點與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致,，如果你不能確信這種不一致帶來的偏差差在工程許可范圍內(nèi)(5%),，就必須避免。 按傳力特性不同,節(jié)點分剛接,鉸接和半剛接. 初學(xué)者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者.常用的參考書有豐富的推薦的節(jié)點做法及計算公式.
連接的不同對結(jié)構(gòu)影響甚大.比如,有的剛接節(jié)點雖然承受彎矩沒有問題,但會產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)動, 不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定. 會導(dǎo)致實際工程變形大于計算數(shù)據(jù)等的不利結(jié)果.
連接節(jié)點有等強設(shè)計和實際受力設(shè)計兩種常用的方法, 初學(xué)者可偏安全選用前者.設(shè)計手冊[2]中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設(shè)計者查用,比較方便. 也可以使用結(jié)構(gòu)軟件的后處理部分來自動完成.
具體設(shè)計主要包括以下內(nèi)容:
1.焊接: 對焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強制規(guī)定,應(yīng)嚴格遵守. 焊條的選用應(yīng)和被連接金屬材質(zhì)適應(yīng).E43對應(yīng)Q235,E50對應(yīng)Q345. Q235與Q345連接時,應(yīng)該選擇低強度的E43,而不是E50.
焊接設(shè)計中不得任意加大焊縫. 焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近.其他詳細內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定.
2.栓接:
鉚接形式,在建筑工程中,，現(xiàn)已很少采用.
普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結(jié)構(gòu)部位使用.
高強螺栓,使用日益廣泛.常用8.8s和10.9s兩個強度等級.根據(jù)受力特點分承壓型和摩擦型.兩者計算方法不同. 高強螺栓最小規(guī)格M12. 常用M16~M30. 超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定,應(yīng)慎重使用,。
自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接. 在低層墻板式住宅中也常用于主結(jié)構(gòu)的連接. 難以解決的是自攻過程中防腐層的破壞問題。
3.連接板: 需驗算栓孔削弱處的凈截面抗剪等. 連接板厚度可簡單取為梁腹板厚度加4mm,，則除短梁或有較大集中荷載的梁外,，常不需驗算抗剪。
4.梁腹板: 應(yīng)驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪.承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓.
5.節(jié)點設(shè)計必須考慮安裝螺栓,、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等,。構(gòu)件運到現(xiàn)場無法安裝是初學(xué)者長犯的錯誤。此外,，還應(yīng)盡可能使工人能方便的進行現(xiàn)場定位與臨時固定,。
6.節(jié)點設(shè)計還應(yīng)考慮制造廠的工藝水*. 比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口可能需要數(shù)控機床等設(shè)備才能完成.
(八) 圖紙編制
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計出圖分設(shè)計圖和施工詳圖兩階段，設(shè)計圖由設(shè)計單位提供,，施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計圖編制,，有時也會由設(shè)計單位代為編制。由于近年鋼結(jié)構(gòu)項目增多和設(shè)計院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺乏的矛盾,，有設(shè)計能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參與設(shè)計圖編制的情況也很普遍,。
1.設(shè)計圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù). 深度及內(nèi)容應(yīng)完整但不冗余. 在設(shè)計圖中,對于設(shè)計依據(jù)、荷載資料(包括地震作用),、技術(shù)數(shù)據(jù),、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計要求(包括制造和安裝,、焊縫質(zhì)量檢驗的等級,、涂裝及運輸?shù)?、結(jié)構(gòu)布置,、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點構(gòu)造等均應(yīng)表示清楚，以利于施工詳圖的順利編制,，并能正確體現(xiàn)設(shè)計的意圖,。主要材料應(yīng)列表表示。
2.施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等.深度須能滿足車間直接制造加工.不完全相同的另構(gòu)件單元須單獨繪制表達,，并應(yīng)附有詳盡的材料表.
設(shè)計圖及施工詳圖的內(nèi)容表達方法及出圖深度的控制,，目前比較混亂,，各個設(shè)計單位
之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。 初學(xué)者可參考他人的優(yōu)秀設(shè)計并參考相關(guān)的工具書,，并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制,。
概念設(shè)計的一個方面：
當(dāng)你在設(shè)計中，能夠把結(jié)構(gòu)看作構(gòu)件,，把構(gòu)件看作結(jié)構(gòu),，你就已經(jīng)走近概念設(shè)計了。
把結(jié)構(gòu)當(dāng)作構(gòu)件,，比如,，一棟大廈的結(jié)構(gòu)就是一根懸臂梁， 一座桁架大鐵橋就是一根連續(xù)梁,。
把構(gòu)件看作結(jié)構(gòu),，比如，一個H型鋼構(gòu)件是由3塊板組成的結(jié)構(gòu),，一個鋼管相貫的節(jié)點就是一個空間結(jié)構(gòu),。
對構(gòu)件特性的把握：
比如，鋼管適合做二力(壓)桿,，不適合做抗彎構(gòu)件,。它做兩端鉸接柱或支撐很出色，但是很少用作梁,。 當(dāng)一個受彎構(gòu)件被選成鋼管截面,，且程序計算不通過時，你不應(yīng)通過加大截面來滿足,，而是應(yīng)該改用有強弱軸的截面,。
如此等等，是基本的概念,。
概念設(shè)計能力,，不單生成于豐富的經(jīng)歷與經(jīng)驗，更是來源于對基本的力學(xué),、材料等概念掌握,。同時要求結(jié)構(gòu)師有開闊的視野。
關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的介紹到此就結(jié)束了,，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ,？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站,。
