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钢结构设计与施工

 

 

钢结构以其自重轻、抗震性好、工期短、可重复利用等其他结构所不能比

拟的卓著优势,在建筑业中迅速推广,广泛应用于高层、大跨、复杂、起重量

大以及高温、密封性要求高或可装拆的结构,如游泳馆、体育馆、桥梁、工业

厂房、活动板房和临时建筑等场所 。其结构类型通常有框排架、网架、网壳、

索膜等型式 。

在钢结构施工的现场,主要的参照物就是施工图纸,它直接影响整个工程

的成败,

在设计中有一点不合理的地方就有可能造成整个工程功亏一篑

同样,一个工程的成功与否与实际施工也有着极其重要的关系,施工单位不仅

要按图施工,而且有责任对施工图进行会审,对设计图中不完善、不明确或不

适合实际生产与施工、以及不符合规范的问题提出来,与设计者进行沟通、商

讨、必要时进行修改 。既然钢结构工程设计与施工对于整个工程均有着不可替

代的重要性,那么,我们在设计与施工中应该注意一些什么问题呢?他们之间

的衔接关系又是怎样的呢?下面我们就以上问题逐一进行分析 。

、设计

一个成功的建筑工程,在设计时从方案设计已经开始和生产施工紧密衔

接,既要考虑施工的便捷性,又要考虑整个工程的经济型,还需保证其使用功

能、外观效果以及与周围建筑物的协调性 。

(一)钢结构一般设计思路1

、判断是否适合用钢结构

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 。直观的说:

大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等 。这

是和钢结构自身的特点相一致的 。

2结构选型与结构布置

由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导

下进行 。

在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是

概念设计

它在结构选型与

布置阶段尤其重要 。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依

据从整体结构体系与分体系之间的力 学关系、破坏机理、震害、试验现象和工

程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施 。

运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择 。所得结构方案

往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运

算 。同时,它也是判断计算机内力 分析输出数据可靠与否的主要依据 。

钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)

、索膜、轻钢、塔桅等结

构型式 。结构选型时,应考虑它们不同的特点 。在轻钢工业厂房中,当有较大

悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架 。而屋面覆盖跨度较

大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系 。高层钢结构设计中,

常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了

经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式 。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 。

框架结构的楼层平面次梁的布置,

有时可以调整其荷载传递方向以满足不同

的要求 。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少

了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以

牺牲次梁保住主梁和柱子 。

3、节点设计

连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一 。在结构分析前,就应该

对节点的形式有充分思考与确定 。常常出现的一种情况是,最终设计的节点与

结构分析模型中使用的形式不完全一致,这应该避免 。按传力 特性不同,节点

分刚接,铰接和半刚接 。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者 。

连接的不同对结构影响甚大 。比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,

但会产生较大转动,不符合结构分析中的假定 。会导致实际工程变形大于计算

数据等的不利结果 。连接节点有等强设计和实际受力 设计两种常用的方法,初学者可偏安全选用

前者 。设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便 。

也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成 。

4、工程造价

钢结构建筑的经济性一直是大家最为关注的一个问题 。

如何控制工程造价,

充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势,工程设计阶段是关键阶段 。在结构设计中,

不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会直接影响造价 。

近年随着经济建设的发展,结构在多层民用建筑上的应用日渐增长,例如

钢混组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用,在不降低结构安全指标的基础上,

即可降低梁高、板厚,减轻结构自重和地震作用,又可获得较大的建筑空间,

 

 

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