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钢结构设计的简单步骤和设计思路!

2020-11-06 16:57

浅析钢结构工业厂房的设计思路

 ​​​​​​1.钢结构的范围和选择

(1)钢结构的适用范围

钢结构通常用于高层,大跨度,复杂的物体,重负载或起重机的吊装,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:超高层建筑、体育馆、歌剧院、桥梁、电视塔、工业厂房和临时建筑。这与钢结构本身的特征是一致的。

(2)钢结构的选择

钢结构工业厂房设计的整个过程中,应强调的是“概念设计”,这在结构选择和布置阶段尤为重要。 对于一些难以进行准确理性分析或规范中未指定的问题,可从整体结构系统与子系统之间的机械关系,破坏机理,地震破坏,实验现象和工程经验中获得设计思想。可以基于整体角度来确定控件结构的布局和详细措施。概念设计可以快速有效地用于早期想法,比较和选择。 生成的结构计划通常易于手工计算,概念清晰,定性准确性正确,并且可以避免在结构分析阶段进行不必要的繁琐计算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠性的主要依据。

钢结构通常具有结构类型,例如框架、平面(木排)框架、网架(壳体)、电缆膜、轻钢和塔架等。其大多数理论和技术都是成熟的。还有一些问题尚未解决,或者没有简单实用的设计方法,例如网状外壳的稳定性。选择结构时,请考虑它们的不同特性。在轻钢工业厂房中,当悬吊负载或移动负载较大时,可以考虑放弃门式机架,而采用格栅式机架。在基本雪压较大的区域,屋顶曲线应有利于雪的滑动(需要在切线50度之内考虑雪荷载),例如使用三中心圆形网状壳体。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。在高层钢结构的设计中,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。

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。其质心应尽可能靠近横向力(风冲击)行动方针。 否则,应考虑结构的扭转。结构的反面应有多道防线。例如,对于支撑框架结构,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。

(3)钢结构构件的截面选择

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型钢截面等。根据载荷和支撑条件,截面高度通常在跨度的1/20〜1/50之间选择。 当根据梁之间的侧向支撑的间距由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50 <λ<150,只需选择100左右的值即可。根据轴向压缩的不同,可以选择双向弯曲或单向弯曲,钢管或H型钢。初学者需要注意的是,对应于不同的结构,规范中横截面的结构要求是非常不同的。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。钢结构代号和轻钢代号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。

 

2.钢结构设计思路

(1)设计计算方法

目前,在钢结构工业厂房的实际设计中,结构分析通常是线性弹性分析,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。以直接获得内力和变形。通过手工计算分析简单的结构。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。

(2)计算结果的判断

为了正确使用结构软件,我们还应该对输出结果进行“工程判断”。例如,评估每个方向的周期,总剪切力和变形特性。根据“工程决策”,选择是否修改模型并重新分析或修改计算结果。不同的软件将具有不同的适用条件。初学者应该完全理解。此外,工程设计中的计算与精确的机械计算之间通常存在一定距离。为了获得实用的设计方法,有时会使用带有较大误差的假设,但对于此类误差,采用“适用条件,概念和结构”的方式来确保结构的安全性。在钢结构设计中,“适用条件,概念和结构”比定量计算更为重要。

(3)确定结构是否适合钢结构

钢结构通常用于高层建筑,大跨度,复杂的车身形状,大负载或起重机,大振动,高温车间,高密封性要求,可移动结构或频繁的组装和拆卸结构。

 

 

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