今天給各位分享鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0759的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資質(zhì)證書進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！，本文目錄一覽：，1、，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和常見錯(cuò)誤做法，2、，鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，3、，鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)思路？
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本文目錄一覽：
- 1、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和常見錯(cuò)誤做法
- 2、鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)
- 3、鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)思路？
- 4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟介紹
鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和常見錯(cuò)誤做法
鋼結(jié)構(gòu)是主要由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場(chǎng)館、超高層等領(lǐng)域。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
(1) 將預(yù)埋的插筋清理干凈，按1：6調(diào)整其保護(hù)層厚度符合規(guī)范要求。先綁2～4根豎筋，并畫好橫筋分擋標(biāo)志，然后在下部及齊胸處綁兩根橫筋定位，并畫好豎筋分檔標(biāo)志。一般情況橫筋在外，豎筋在里，所以先綁豎筋后綁橫筋，橫豎筋的間距及位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
(2) 墻筋為雙向受力鋼筋，所有鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)逐點(diǎn)綁扎，豎筋搭接范圍內(nèi)，水平筋不少于三道。橫豎筋搭接長(zhǎng)度和搭接位置，符合設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范要求。
(3) 雙排鋼筋之間應(yīng)綁間距支撐和拉筋，以固定鋼筋間距和保護(hù)層厚度。支撐或拉筋可用φ6和φ8鋼筋制作，間距600mm左右，用以保證雙排鋼筋之間的距離。
(4) 在墻筋的外側(cè)應(yīng)綁扎或安裝墊塊，以保證鋼筋保護(hù)層厚度。
(5) 為保證門窗洞口標(biāo)高位置正確，在洞口豎筋上畫出標(biāo)高線。門窗洞口要按設(shè)計(jì)要求綁扎過梁鋼筋，錨入墻內(nèi)長(zhǎng)度要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
(6) 各連接點(diǎn)的抗震構(gòu)造鋼筋及錨固長(zhǎng)度，均應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綁扎。
(7) 配合其他工程安裝預(yù)埋管件、預(yù)留洞口等，其位置、標(biāo)高均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
2、頂板鋼筋綁扎
(1) 清理模板上的雜物，用墨斗彈出主筋，分布筋間距。
(2) 按設(shè)計(jì)要求，先擺放受力主筋，后放分布筋。綁扎板底鋼筋一般用順扣或八字扣，除外圍兩根筋的相交點(diǎn)全部綁扎外，其余各點(diǎn)可交錯(cuò)綁扎(雙向板相交點(diǎn)須全部綁扎)。如板為雙層鋼筋，兩層筋之間須加鋼筋馬凳，以確保上部鋼筋的位置。
(3) 板底鋼筋綁扎完畢后，及時(shí)進(jìn)行水電管路的敷設(shè)和各種埋件的預(yù)埋工作。
(4) 水電預(yù)埋工作完成后，及時(shí)進(jìn)行鋼筋蓋鐵的綁扎工作。綁扎時(shí)要掛線綁扎，保證蓋鐵兩端成行成線。蓋鐵與鋼筋相交點(diǎn)必須全部綁扎。
(5) 鋼筋綁扎完畢后，及時(shí)進(jìn)行鋼筋保護(hù)層墊塊和蓋鐵馬凳的安裝工作。墊塊厚度等于保護(hù)層厚度，如設(shè)計(jì)無要求時(shí)為15mm。鋼筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
常見錯(cuò)誤做法總結(jié)于下：
1.暗梁當(dāng)樓面梁使用。這是最常見的錯(cuò)誤。暗梁之所以不能當(dāng)樓面梁是因?yàn)槠鋭偠炔粔颍奢d不能按自己設(shè)想的方式傳遞，即樓面荷載—板—暗梁—柱的傳遞方式幾乎是不可能的。這樣將大大低估板的內(nèi)力。我個(gè)人認(rèn)為，根據(jù)內(nèi)力按最短距離傳遞的原則，用暗梁代替梁只有在板受集中力時(shí)，在集中力處沿板的最短方向(雙向板沿兩個(gè)垂直方向)設(shè)置暗梁，可以認(rèn)為集中力由暗梁承受以滿足抗彎強(qiáng)度和裂縫要求，此時(shí)板的計(jì)算跨度絕對(duì)不能按支承于暗梁來考慮。但很多時(shí)候，這種做法也沒有必要，直接加大板的受力鋼筋即可，除非因抗剪(沖切)需要箍筋而使用暗梁。
2.與上一個(gè)問題相對(duì)應(yīng)的是，在剛度發(fā)生較大突變(增加)處，應(yīng)視為梁。典型的問題是不同高程的板之間出現(xiàn)的錯(cuò)臺(tái)，錯(cuò)臺(tái)本身平面外剛度比較大，而板的`平面外剛度較小，不管你是否愿意，板上的荷載都要傳遞到錯(cuò)臺(tái)上，因此應(yīng)當(dāng)按梁來設(shè)計(jì)，尤其是抗剪鋼筋應(yīng)滿足要求。地下通道、車站遇到的這種情況較多，其荷載又比較大，但大多數(shù)人對(duì)錯(cuò)臺(tái)的處理卻非常草率，這很令人擔(dān)憂。
3.框架結(jié)構(gòu)形成事實(shí)上的鉸接。最常見的是梁剛度比柱大的多，使柱對(duì)梁的約束作用較弱，形成事實(shí)上的鉸。這樣減少了超靜定次數(shù)，于抗震不利，也難以形成“強(qiáng)柱弱梁”。 坂神地震時(shí)，地鐵車站柱的破壞相當(dāng)嚴(yán)重，也提醒我們不能忽視這個(gè)問題。地鐵車站頂?shù)装蹇煽醋鞣ぐ?，其梁的剛度?dāng)然大于柱，但中板處不宜將梁的剛度做得較大。另外，地下工程如通道、涵洞、地鐵車站等，有時(shí)不小心也容易作成剛度較大的頂?shù)装搴蛣偠容^小的側(cè)墻，這樣橫剖面就形成鉸接的四邊形，兩側(cè)墻土壓力相差較大時(shí)很容易失穩(wěn)，也不利于抗震。
4.板墻受力鋼筋置于分布鋼筋的內(nèi)側(cè)。很多人總把分布鋼筋想象成類似梁的箍筋，因此配筋不小心就這樣倒置。分布鋼筋的作用在于固定受力鋼筋位置，傳遞受力及防止溫度收縮裂縫，它不需要象梁柱箍筋那樣外包以防止鋼筋受壓向外鼓出，更重要的是，板墻截面高度較小，為增加有效高度發(fā)揮受力筋作用，一般情況下應(yīng)當(dāng)外置受力鋼筋。某些特殊情況，如地下連續(xù)墻，由于施工方便原因可犧牲板有效高度，將受力鋼筋內(nèi)置。
5.在緊靠柱的位置框架梁上搭梁。由于緊靠柱支承的位置，框架梁的轉(zhuǎn)動(dòng)受到約束，當(dāng)其上所搭的梁荷載較大時(shí)，將產(chǎn)生很大的扭矩，使框架梁的配筋變得困難。某些設(shè)計(jì)人員將此處框架梁與搭接梁的連接看作鉸接，這是很不安全的，因?yàn)榱旱乃苄宰冃文芰τ邢蕖?/p>
6.板鋼筋不伸入上翻梁受力鋼筋之上。這在地面上結(jié)構(gòu)中還不容易出現(xiàn)，但在地下工程中，由于結(jié)構(gòu)形式不夠直觀，稍有疏忽就會(huì)犯錯(cuò)。最常見的是通道入口處頂板有一道收口的橫梁，其底部順板向下傾斜，形成不規(guī)則的梁。多數(shù)人配筋將此梁受力鋼筋仍然沿水平方向布置，板的縱向鋼筋則從下側(cè)錨入梁內(nèi)。地下工程沒有完全的分布鋼筋，在這個(gè)橫梁處，板的縱向鋼筋實(shí)際上是受力鋼筋，不但要按受力鋼筋錨固，還應(yīng)當(dāng)在梁受力鋼筋之上。另外，很多人認(rèn)為此梁受力小，因而配筋馬虎。實(shí)際上，此梁由于單邊受力，有一定的扭矩，配筋應(yīng)考慮板上荷載傳遞到此梁上。
7.地鐵車站不計(jì)中板開洞。由于開洞的影響比較難算，也由于部分人對(duì)開洞影響沒有當(dāng)成一回事，因而計(jì)算時(shí)都加以忽略。當(dāng)開洞較小時(shí)，這樣也許沒有多大影響，但地鐵車站有時(shí)在中板沿橫向平行布置三排樓、扶梯，嚴(yán)重削弱該處樓板剛度，雖然洞邊有加強(qiáng)的梁，但梁高受到限制，中板厚度通常都為400～500，因此不足以彌補(bǔ)其剛度的損失。至于加暗梁來加強(qiáng)洞口，更不能彌補(bǔ)計(jì)算模式與實(shí)際不符的不足。
鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)
一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
【通用標(biāo)準(zhǔn)】
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010
《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003
《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002
【高層高聳鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)】
《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JCJ99-1998
《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS 230-2008
《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ135-1990
【空間鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)】
《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-2010
注：代替《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ61-2003和《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與 施工規(guī)程》JGJ7-1991
《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 158-2004
【輕型鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)】
《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102-2002
《門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件》JG144-2002
《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》JGJ 209-2010
《拱形波紋鋼蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS167-2004
【組合結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)】
1.《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(CECS 28-1990)
2.《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(CECS 159-2004)
3.《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ138-2001)
4.《鋼管混凝土疊合柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS188-2005)
5.《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(YB9082-2006)
6.《組合樓板設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(CECS273-2010)
7.《空心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS254-2009)
【鋼結(jié)構(gòu)連接標(biāo)準(zhǔn)】
1.《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接與驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ81-2002)
2.《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB 50661-2011
3.《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程》JGJ82-1991
4.《鋼的弧焊接頭 缺陷質(zhì)量分級(jí)指南》GB/T 19418-2003
5.《氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口》(GB/T 985.1-2008)
6.《埋弧焊的推薦坡口》(GB/T 985.2-2008)
二、材料標(biāo)準(zhǔn)
【材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)】
1.《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006
2.《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2008
3.《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077-1999
4.《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313-2010
5.《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》GB/T 4172-2000
6.《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 699-1999
7.《高耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4172-2000
8.《耐熱鋼板》GB/T4238-1992
【螺栓連接標(biāo)準(zhǔn)】
1.《六角頭螺栓C級(jí)》GB/T 5780-2000
2.《六角頭螺栓》GB/T 5782-2000
3.《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓》GB/T 1228-2006
4.《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈型式尺寸與技術(shù)條件》GB1231-2006)
5．《鋼網(wǎng)架螺栓球節(jié)點(diǎn)用高強(qiáng)度螺栓》GB/T 16939-1997
【焊接材料標(biāo)準(zhǔn)】
1.《碳鋼焊條》GB/T 5117-1995
2.《低合金鋼焊條》GB/T5118-1995
3.《不銹鋼焊條》GB/T983-1995
4.《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/8110-1995
5.《埋弧焊用碳鋼焊絲與焊劑》GB/T5293-1999
6.《熔化焊用鋼絲》GB/T14957-1994
7.《氣體保護(hù)焊用鋼絲》GB/T14958-1994
8.《埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑》GB/T17854-1999 9.《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB12470-1990
【涂裝標(biāo)準(zhǔn)】
1.《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS24-1990
2.《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》GB 14907-2002
3.《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》GB8923-1988
4.《表面粗糙度比較樣塊，拋丸，噴砂加工表面》GB6060.5-88
【型材標(biāo)準(zhǔn)】
1.《熱軋型鋼》GB/T 706-2008
注：代替GB/T 706-1988《熱軋工字鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》、GB/T 707-1988《熱軋槽鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》、GB/T 9787-1988《熱軋等邊角鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》、GB/T 9788-1988《熱軋不等邊角鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》、GB/T 9946-1988《熱軋L型鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》。
2.《熱軋H型鋼和部分T型鋼》GB/T11263-2010
3.《結(jié)構(gòu)用高頻焊接薄壁H型鋼》JG/T 137-2007
4.《冷彎型鋼》GB/T6725-2008 5.《建筑用輕鋼龍骨》GB/T 11981-2001
【板材標(biāo)準(zhǔn)】
1.《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》(GB/T709-2006)
2．《冷軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》(GB/T708-2006)
3.《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶》(GB/T3524-2005)
4.《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板和鋼帶》(GB/T912-2008)
5.《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》(GB/T3274-2007)
6．《碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼帶》(GB/T716-1991)
7.《碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板及鋼帶》(GB/T11253-2007)
8.《厚度方向性能鋼板》(GB/T5313-2010)
9.《彩色涂層鋼板及鋼帶》(GB/T12754-2006)
10.《建筑用壓型鋼板》(GB12755-2008)
【管材標(biāo)準(zhǔn)】
1.《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》(GB/T8162-2008)
2.《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》(GB/T 17395-2008)
3.《結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管》(GB/T 14975-2002)
4.《直縫電焊鋼管》(GB/T13793-2008)
5.《結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》(GB6728-2002)
鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)思路？
(一) 判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說:大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉(cāng)棚、工廠、住宅和臨時(shí)建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)相一致的。
(二) 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
此處僅簡(jiǎn)單介紹. 詳請(qǐng)參考相關(guān)專業(yè)書籍.由于結(jié)構(gòu)選型涉及廣泛,做結(jié)構(gòu)選型及布置應(yīng)該在經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師指導(dǎo)下進(jìn)行。
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是"概念設(shè)計(jì)",它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要. 對(duì)一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題,可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想,從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。 運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確,并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。同時(shí),它也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
鋼結(jié)構(gòu)通常有框架、平面(木行)架、網(wǎng)架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。
其理論與技術(shù)大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)計(jì)方法,比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定等。
結(jié)構(gòu)選型時(shí),應(yīng)考慮它們不同的特點(diǎn)。在輕鋼工業(yè)廠房中,當(dāng)有較大懸掛荷載或移動(dòng)荷載,就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架?；狙捍蟮牡貐^(qū),屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落(切線50度內(nèi)需考慮雪載 ),如亞東水泥廠石灰石倉(cāng)棚采用三心圓網(wǎng)殼?？傃┹d釋放近一半。降雨量大的地區(qū)相似考慮。建筑允許時(shí),在框架中布置支撐會(huì)比簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)剛接的框架有更好的經(jīng)濟(jì)性。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。高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yīng)單純?yōu)榱私?jīng)濟(jì)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。我國(guó)半數(shù)以上的此類高層為前者。對(duì)抗震不利。[19]
結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征,荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮.一般的說要?jiǎng)偠染鶆?力學(xué)模型清晰.盡可能限制大荷載或移動(dòng)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(yīng)均勻.其形心要盡量靠近側(cè)向力(風(fēng)震)的作用線. 否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn). 結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線. 比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應(yīng)能單獨(dú)承受1/4的總水平力.
框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置,有時(shí)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,但是這會(huì)使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時(shí)會(huì)吃不消,此時(shí)把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子.
(三) 預(yù)估截面
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后,需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
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1/20~1/50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(shí),可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)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(yù)估。
柱截面按長(zhǎng)細(xì)比預(yù)估. 通常50λ150, 簡(jiǎn)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.
初學(xué)者需注意,對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu),規(guī)范中對(duì)截面的構(gòu)造要求有很大的不同。 如鋼結(jié)構(gòu)所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問題。在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。
除此之外,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(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況,合理的選擇安全經(jīng)濟(jì)美觀的截面。
(四) 結(jié)構(gòu)分析
目前鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)分析通常為線彈性分析,條件允許時(shí)考慮P-Δ,p-δ.
新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能.這為更精確的分析結(jié)構(gòu)提供了條件。并不是所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件:
典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊(cè)之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形.
簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)通過手算進(jìn)行分析.
復(fù)雜結(jié)構(gòu)才需要建模運(yùn)行程序并做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析.
(五) 工程判定
要正確使用結(jié)構(gòu)軟件,還應(yīng)對(duì)其輸出結(jié)果的做"工程判定"。比如,評(píng)估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)"工程判定"選擇修改模型重新分析,還是修正計(jì)算結(jié)果.
不同的軟件會(huì)有不同的適用條件.初學(xué)者應(yīng)充分明了.此外,工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算和精確的力學(xué)計(jì)算本身常有一定距離, 為了獲得實(shí)用的設(shè)計(jì)方法,有時(shí)會(huì)用誤差較大的假定, 但對(duì)這種誤差, 會(huì)通過"適用條件、概念及構(gòu)造"的方式來保證結(jié)構(gòu)的安全. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,"適用條件、概念及構(gòu)造"是比定量計(jì)算更重要的內(nèi)容.
工程師們不應(yīng)該過分信任與依賴結(jié)構(gòu)軟件.美國(guó)一位學(xué)者曾警告說:“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個(gè)時(shí)間的問題?！?/p>
注重概念設(shè)計(jì)和工程判定是避免這種工程災(zāi)難的方法.
(六) 構(gòu)件設(shè)計(jì)
構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇. 比較常用的是Q235(類似A3)和Q345(類似16Mn). 通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理. 經(jīng)濟(jì)考慮,也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面. 當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí),可選擇Q345; 穩(wěn)定控制時(shí),宜使用Q235.
構(gòu)件設(shè)計(jì)中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗(yàn)算截面.這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配.
當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過的構(gòu)件,從給定的截面庫(kù)里選擇加大一級(jí).并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算,直至通過,如sap2000等。這是常說的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。 但是,初學(xué)鋼至少應(yīng)注意兩點(diǎn):
1.軟件在做構(gòu)件(主要是柱)的截面驗(yàn)算時(shí),計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的取定有時(shí)會(huì)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(gè)問題。所以,尤其對(duì)于節(jié)點(diǎn)連接情況復(fù)雜或變截面的構(gòu)件,結(jié)構(gòu)師應(yīng)該逐個(gè)檢查.
2.當(dāng)上面第(三)條中預(yù)估的截面不滿足時(shí),加大截面應(yīng)該分兩種情況區(qū)別對(duì)待。
(1) 強(qiáng)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(yīng)加大板件厚度,而應(yīng)考慮加大截面的高度,否則,會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。
使用軟件的前述自動(dòng)加大截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能,很難考慮上述強(qiáng)度與剛度的區(qū)分,實(shí)際上,常常并不合適。
(七) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一.在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定.常常出現(xiàn)的一種情況是,最終設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致,這必須避免. 按傳力特性不同,節(jié)點(diǎn)分剛接,鉸接和半剛接. 初學(xué)者宜選擇可以簡(jiǎn)單定量分析的前兩者.常用的參考書[2]有豐富的推薦的節(jié)點(diǎn)做法及計(jì)算公式.
連接的不同對(duì)結(jié)構(gòu)影響甚大.比如,有的剛接節(jié)點(diǎn)雖然承受彎矩沒有問題,但會(huì)產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)動(dòng), 不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定. 會(huì)導(dǎo)致實(shí)際工程變形大于計(jì)算數(shù)據(jù)等的不利結(jié)果.
連接節(jié)點(diǎn)有等強(qiáng)設(shè)計(jì)和實(shí)際受力設(shè)計(jì)兩種常用的方法, 初學(xué)者可偏安全選用前者.設(shè)計(jì)手冊(cè)[2}中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設(shè)計(jì)者查用,比較方便. 也可以使用結(jié)構(gòu)軟件的后處理部分來自動(dòng)完成.
具體設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:
1.焊接: 對(duì)焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強(qiáng)制規(guī)定,應(yīng)嚴(yán)格遵守. 焊條的選用應(yīng)和被連接金屬材質(zhì)適應(yīng).E43對(duì)應(yīng)Q235,E50對(duì)應(yīng)Q345. Q235與Q345連接時(shí),應(yīng)該選擇低強(qiáng)度的E43,而不是E50.
焊接設(shè)計(jì)中不得任意加大焊縫. 焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近.其他詳細(xì)內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定.
2.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(qiáng)螺栓,使用日益廣泛.常用8.8s和10.9s兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí).根據(jù)受力特點(diǎn)分承壓型和摩擦型.兩者計(jì)算方法不同. 高強(qiáng)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(jì)中應(yīng)慎重使用。
自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接. 國(guó)外在低層墻板式住宅中,也常用于主結(jié)構(gòu)的連接.
3.連接板: 可簡(jiǎn)單取其厚度為梁腹板厚度加4mm. 然后驗(yàn)算凈截面抗剪等.
4.梁腹板: 應(yīng)驗(yàn)算栓孔處腹板的凈截面抗剪.承壓型高強(qiáng)螺栓連接還需驗(yàn)算孔壁局部承壓.
5.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場(chǎng)焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)無法安裝是初學(xué)者長(zhǎng)犯的錯(cuò)誤。此外,還應(yīng)盡可能使工人能方便的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位與臨時(shí)固定。
6.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平. 比如鋼管連接節(jié)點(diǎn)的相貫線的切口需要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完成.
(八) 圖紙編制
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出圖分設(shè)計(jì)圖和施工詳圖兩階段,設(shè)計(jì)圖為設(shè)計(jì)單位提供,施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制,有時(shí)也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。由于近年鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目增多和設(shè)計(jì)院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺乏的矛盾,有設(shè)計(jì)能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參與設(shè)計(jì)圖編制的情況也很普遍。
1.設(shè)計(jì)圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù). 深度及內(nèi)容應(yīng)完整但不冗余. 在設(shè)計(jì)圖中,對(duì)于設(shè)計(jì)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(jì)要求(包括制造和安裝、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的等級(jí)、涂裝及運(yùn)輸?shù)?、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(diǎn)構(gòu)造等均應(yīng)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(jì)的意圖。主要材料應(yīng)列表表示。
2.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(dú)繪制表達(dá),并應(yīng)附有詳盡的材料表.
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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟介紹
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于不同的定量指標(biāo)和應(yīng)用都有相應(yīng)的闡釋，包括對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)。要注意的是，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，一定要從安全的角度出發(fā)。結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置要相對(duì)合理。這篇文章就主要向大家介紹了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)操作，并且向大家展示了幾幅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖片信息，讓大家可以更加地了解鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)，下面就跟小編一起去看看吧。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟
1.判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說：大廈、體育館、歌劇院
2.結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)選型及布置是對(duì)結(jié)構(gòu)的定性，由于其涉及廣泛,應(yīng)該在經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師指導(dǎo)下進(jìn)行。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是“概念設(shè)計(jì)
3.預(yù)估截面
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等
4.結(jié)構(gòu)分析
典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊(cè)之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形;簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)通過手算進(jìn)行分析;復(fù)雜結(jié)構(gòu)才需要建模運(yùn)行程序并做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析
5.工程判定
要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對(duì)其輸出結(jié)果的做“工程判定”。比如，評(píng)估各向周期、總剪力、變形特征
6.構(gòu)件設(shè)計(jì)
構(gòu)件設(shè)計(jì)首先是材料的選擇，比較常用的是Q235和Q345。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí),可選擇
Q345;穩(wěn)定控制時(shí),宜使用Q235
7.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定。按傳力特性不同,節(jié)點(diǎn)分剛接,鉸接和半剛接。初學(xué)者宜選擇可以簡(jiǎn)單定量分析的前兩者
鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
1)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析獲得必須的側(cè)向力。在計(jì)算前必須有最基本的結(jié)構(gòu)要素，尤其是結(jié)構(gòu)的自重和側(cè)向傳力體系要有明確的計(jì)劃。最簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)分析是底部剪力法。這通過計(jì)算各樓層的自重和分布計(jì)算得出。更為流行的是實(shí)用軟件進(jìn)行線性模態(tài)分析。模態(tài)分析依賴于結(jié)構(gòu)的自重，側(cè)向力單元的分布和剛度。
2)設(shè)計(jì)側(cè)向傳力單元。從動(dòng)力學(xué)中獲得的力需要考慮側(cè)向力單元的延性來折減。延性系數(shù)由規(guī)范規(guī)定。注意不能太保守設(shè)計(jì)。最為整個(gè)建筑的耗能結(jié)構(gòu)，側(cè)向單元只要滿足側(cè)向力計(jì)算即可。原因是截面過大會(huì)降低結(jié)構(gòu)延性，并且所有其他的構(gòu)件都會(huì)受到影響。確定截面后，需要計(jì)算出實(shí)際的延性。這是因?yàn)閷?shí)際選取的截面會(huì)大于計(jì)算所要求的界面。所以實(shí)際延性會(huì)低于理論延性。
3)設(shè)計(jì)與側(cè)向單元聯(lián)接的柱和其他主要構(gòu)件。為滿足“強(qiáng)柱”的要求，使用最大可能的側(cè)向單元的力，即考慮側(cè)向單元的極限承載力。
4)設(shè)計(jì)地基。設(shè)計(jì)思路同3)。如果地質(zhì)良好，如巖石，可以在最后設(shè)計(jì)。
5)設(shè)計(jì)隔板。當(dāng)然考慮是剛性的還是半剛性的。隔板的破毀將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脆性破壞或倒塌，所以設(shè)計(jì)思路是不能屈服，必須在線性范圍內(nèi)。其涉及內(nèi)容有支柱，弦，連接樣式;剪切連接件等等。
好了，說到這里，小編對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟以及相關(guān)信息就介紹得差不多了，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要考慮到安全度和可靠度的方面。同時(shí)，大家要注意的是，防震設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)思路清晰，以防操作人員收到傷害。如果大家還有什么問題或者有興趣對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深入地了解的話，可以登錄土巴兔官網(wǎng)進(jìn)行訪問哦，小兔也會(huì)隨時(shí)給予答復(fù)哦。
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