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钢结构设计的简单步骤和设计思路!

2020-10-20 12:27

钢结构设计的简单步骤和设计思路

1.判断结构是否适合钢结构

钢结构通常用于高层、大跨度、复杂的主体,重负载或起重机的起重能力、大振动、高温车间、高密封性要求、可移动或频繁的组装和拆卸结构。直观地说:建筑物、体育场、歌剧院、桥梁、电视塔、仓库、工厂、住宅和临时建筑物。这与钢结构本身的特征是一致的。

 

2.结构选择与结构布置

轻钢工业厂房中,当有较大的悬吊负载或移动负载时,可以考虑放弃门架并采用格栅架。 在屋顶上有大雪压力的区域,屋顶曲线应有利于雪的滑动(需要在50度切线范围内考虑雪荷载)。例如,亚东水泥厂的石灰石棚使用三芯圆形网状壳。积雪总量释放了近一半。降雨多的地区也有类似考虑。当建筑物允许时,将支架布置在框架中比仅连接简单节点的框架更经济。在具有大屋顶跨度的建筑物中,可以选择主要组件承受拉力的悬挂电缆或电缆膜结构系统。在高层钢结构设计中,通常使用钢混凝土组合结构。在地震强度高的高层或非常不规则的高层建筑中,不应仅出于经济原因选择不利的抗震芯管和外框。应该选择周围的巨型src柱,其核心是支撑框架的结构系统。我国此类高级官员中有一半以上是前者。这对抗震性不好。(充分利用材料性能的关键是将承力单元尽可能地布置到结构的外部,就像空心竹子一样,因此重要的是要坚固外部和内部较弱。

结构的布局应根据系统的特点,负荷分布和性质综合考虑,一般来说,刚度应均匀。机械模型很清晰。尽可能限制大载荷或移动载荷的影响范围,以便它们可以通过最直接的路径传递到基础。柱之间抗侧支撑的分布应均匀。质心应尽可能靠近横向力(风冲击)的作用线。否则,应考虑结构的扭转。结构的反面应具有多道防线。例如,对于支撑钢框架结构,立柱应仅能够承受总水平力的至少1/4。

副梁在框架结构的平面图上的布置有时可以调整载荷传递方向,以满足不同的要求。通常,次梁沿短方向布置以减小横截面,但这将增加主梁的截面并减小地板的净高度。顶层的侧柱有时不知所措。此时,副梁可以支撑在较短的主梁上。放弃次梁以保存主梁和支柱。

 

3.断面图

在完成结构布局后,需要对组件部分进行初步估算。主要是假设梁,柱和支撑的横截面形状和尺寸。钢梁可以选择槽钢,轧制或焊接的H型钢等。根据载荷和支撑,截面高度通常在跨度的1/20和1/50之间选择。当根据梁之间的横向支撑间距的l / b极限确定法兰宽度时,可以避免复杂的钢梁整体稳定性计算。这种方法很受欢迎。确定截面高度和法兰宽度后,可根据规范中当地的稳定施工规定估算板的厚度。

根据细长比估算圆柱截面。通常为50 <λ<150,只需选择一个接近100的值。根据不同的轴向压缩,可以选择双向弯曲或单向弯曲,钢管或H型钢截面。初学者需要注意,对应于不同的结构,本规范中横截面的结构要求有很大不同。例如,组成构件的板部分的局部稳定性问题对于钢结构是唯一的。普通钢规和轻钢规的极限值之间存在很大差异。另外,没有选择零件截面形式的固定要求。结构工程师应根据组件的作用力选择安全,经济和美观的型材。

 

4.结构分析

目前,在钢结构的实际设计中,结构分析通常是线性弹性分析,并且在条件允许的情况下考虑p-Δ和p-δ。一些最新的有限元软件可以部分考虑钢的几何非线性和弹塑性特性。这为更精确的分析结构提供了条件。并非所有结构都需要使用软件:

(1)内力和变形可以直接从参考书中获得,例如典型结构的机械手册。

(2)通过手工计算分析简单的结构。

(3)只有复杂的结构才需要建模和运行程序以及详细的结构分析。

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