文档介绍：对于钢结构设计过程中的难点分析
对于钢结构设计过程中的难点分析
摘要:对于钢结构由于结构性能好、空间跨度大、可循环利用、造价低、便于预制安装、施工周期短等优点,在建筑业中得到了广泛的应用,本文重点从钢结构的设计过程进行探讨。
关键词:钢结构设计过程设计思路
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:
一、钢结构分类
目前一般将钢结构分为轻钢、重钢和设备钢结构三种结构。1)重钢:厂房行车起吊重量:≥25吨;每平米用钢量:≥50KG/M2。如:石化厂房设施、轧钢炼钢车间、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心,高层或超高层钢结构。2)轻钢:主要承重结构为实腹门式刚架,具有轻型屋面和外墙,无吊车或吊车起重量不大于20吨,工作级别为中轻级的钢结构建筑。3)设备钢结构是指大型设备中的钢结构部分,以下结构应可划入设备钢结构范畴:架桥机的塔架钢结构、起重机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等,属于对精密性、材质、连接等要求较高的精密钢结构之一。对于成套设备来说,是最主要的受力部分,在功能上起到结构性作用。
二、钢结构设计过程
1)判别是否适合钢结构
在做设计时要结合钢结构的特点以及工程造价,看项目工程是否适合钢结构。钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
2)结构选型与结构布置
钢结构通常有框架、平面(桁)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。结构选型时,针对不同建筑的特点,选择合理经济的结构方式。结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀,力学模型清晰,尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础。
3)截面的选择
结构布置完成后,需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假设预定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20—1/50之间取舍。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按1/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。柱截面按长细比预估,简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等。
4)结构分析
结构分析可以采用多种方法:简单结构通过手算进行分析;典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形;复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ效应。新近的一些软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能,这为更精确的分析结构提供了条件。但是要想得到正确得计算结果,必须依据科学的假定,建立正确的计算模型,然后,选择合适的计算工具计算。
5)构件设计
材料是构件设计的基础,材料的选择对于构件设计非常重要。比较常用的是Q235和Q345,通常主结构使用单一钢种以便于工程管理,经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面,当强度起控制作用时,可选择Q345,刚度控制时,宜使用Q235。相同牌号的钢材又分不同的质量等级:A、B、C、D等,其应根据焊接要求、受力特点、使用环境等因素进行合理的选择。
6)节