文档介绍:
: .
钢结构设计中的问题及对策
【摘 要】钢结构是一种较为新型的建筑结构形式,近期发展迅速,其优势是尤为明显。从钢结构的特点出发,系统地分析了钢结构设计中结构形式的选择,截面设计,支撑设计,节点设计等问题,提出一些钢结构设计的建议,为实际工程设计提供了一定的指导。
【关键词】截面;支撑;节点
1、钢结构的特点
钢结构建筑质轻高强。钢结构与混凝土结构相比,质量轻,且强度高,用一个鲜明的例子来形容:对于跨度相同、承受荷载相同的屋架,一个是钢筋混凝土屋架,另一个是钢屋架,则钢屋架的自身质量仅是钢筋混凝土屋架1/3~1/4,从这个例子可以充分看出钢结构质轻高强的特点,基于这个优点,钢结构适合大跨度的建筑使用。
钢材的材质均匀,基本符合力学计算的假定。我们在进行力学计算时,首先要假定此刚体是材质均匀、各向同性的,而在钢结构力学计算时,无需假定此条件,因为钢结构的材料本身就满足这个性能,这一点非常难能可贵,优势较为明显。
钢材的塑性、韧性好。塑性好,表明材料抵抗静力荷载的能力较强,韧性好,说明材料抵抗动力荷载的能力强,钢材的塑性、韧性均较好,表明钢结构建筑既能抵抗较大的静力荷载又能提抗较大的动力荷载。基于这个特点,钢结构建筑抗震性能较为优越。
钢结构构件制作精度高、施工周期短。钢结构的基本构配件均在标准的钢结构厂房进行制作,制作精度可想而知,普通的钢筋混凝土结构构件是无法与其比拟的,施工单位只需从生产钢结构构配件的企业把构件运到施工现场,在现场进行连接,目前主要采用焊接、螺栓连接的方式进行构件组装,这样一来,既提高了结构构件的制作精度,又加快了施工进度,施工周期短。此外,钢结构工业化程度高、综合效益高、属于无“湿作业”的环保建筑、符合我国提出的可持续发展的结构形式。对于缺点而言,钢结构建筑耐热不耐火,温度达到200℃,钢材会出现“蓝脆”现象,抵抗力下降,钢结构建筑目前造价较高、维护费用较贵等等,这些是钢结构的不利之处,随着社会的发展和技术水平的提高,相信这些缺点会得到逐一解决的。
(1)结构构件自重轻。钢结构与钢筋混凝土结构相比要轻30%~ 50%,结构构件自重轻,因此相应的基础、地基处理费用也较低。此外,在相同地震烈度下结构的地震反应较小。(2) 结构布置灵活。钢材结构组织均匀,而且强度、弹性模量高,可采用大开间布置,使建筑平面能够合理分隔,灵活方便。如单层工业厂房,传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制,柱距多为6 m,而钢结构的围护体系可采用金属压型板,所以柱网不受模数限制,柱距大小主要根据使用要求和经济合理的原则考虑。(3) 施工周期短。钢结构的主要构件和配件多为工厂制作,易于保证质量,除基础施工外,基本没有湿作业; 构件之间的连接多采用高强度螺栓连接,安装迅速,施工周期短。(4) 经济效益高。钢结构构件采用先进自动化设备制造,运输方便,因此工程周期短,资金回报快,投资效益相对较高。(5) 由于钢材本身的