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本文為梁志飛老師精心編輯土木工程知識點之一,大家下載下來好好學習吧!土木工程知識點-七步法則,解決鋼結(jié)構(gòu)工程的選型難題鋼結(jié)構(gòu)建筑被世界各國廣泛采用,應用在工業(yè)建筑和民用建筑中。那么如何選用,今天我們總結(jié)了幾妙招,一起來看看吧。
1適用條件先過眼
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。
直觀地即為大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠、住宅和臨時建筑等。
2結(jié)構(gòu)選型需注意
(1)在輕鋼工業(yè)廠房中,當有較大懸掛荷載或移動荷載,就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架。
(2)基本雪壓大的地區(qū),屋面曲線應有利于積雪滑落(切線50度內(nèi)需考慮雪載),降雨量大的地區(qū)相似考慮。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
3結(jié)構(gòu)布置有兩點
(1)力學模型清晰。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)支撐的分布應均勻。其形心要盡量靠近側(cè)向力(風震)的作用線。否則應考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應有多道防線,比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力。
(2)框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置,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,但這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會難以支撐。
4預估截面須先行
(1)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1/50~1/20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)定預估。
(2)柱截面按長細比預估。通常50<λ<150,簡單選擇值在100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。
(3)對應不同的結(jié)構(gòu),規(guī)范中對截面的構(gòu)造要求有很大的不同。
(4)構(gòu)件截面形式的選擇沒有固定的要求,結(jié)構(gòu)工程師應該根據(jù)構(gòu)件的受力情況,合理地選擇安全經(jīng)濟美觀的截面。
5構(gòu)件設(shè)計兩步走
材料選擇
比較常用的是Q235和Q345。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。從經(jīng)濟方面考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。當強度起控制作用時,可選擇Q345;穩(wěn)定控制時,宜使用Q235。
構(gòu)件設(shè)計
構(gòu)件設(shè)計中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的彈性方法并不匹配。
軟件計算時首先應注意以下兩點。
(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)點連接情況復雜或變截面的構(gòu)件,結(jié)構(gòu)師應該逐個檢查。
(2)當預估的截面不滿足時,加大截面應該分兩種情況區(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,通常不應加大板件厚度,而應考慮加大截面的高度,否則會很不經(jīng)濟。
6節(jié)點設(shè)計有六點
焊接
對焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強制規(guī)定,應嚴格遵守。焊條的選用應和被連接金屬材質(zhì)適應。E43對應Q235,E50對應Q345。Q235與Q345連接時,應該選擇低強度的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。
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,設(shè)計中應慎重使用。
自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接。國外在低層墻板式住宅中,也常用于主結(jié)構(gòu)的連接。
連接板
可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm。然后驗算凈截面抗剪等。
梁腹板
應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。
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)場無法安裝是初學者長犯的錯誤。此外,還應盡可能使工人能方便地進行現(xiàn)場定位與臨時固定。
節(jié)點設(shè)計還應考慮制造廠的工藝水平。比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口需要數(shù)控機床等設(shè)備才能完成。
7施工好離不開圖紙好
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)龋?、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。主要材料應列表表示。
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,并應附有詳盡的材料表。有人認為建立新形式的標準化始走向建筑和諧的唯一道路,并且能用建筑技術(shù)加以成功地控制.而我的觀點不同,我要強調(diào)的是建筑最寶貴的性質(zhì)是它的多樣化和聯(lián)想到自然界有機生命的生長.我認為著才是真正建
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