钢结构设计思路和问题处理

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大跨度钢结构厂房施工组织设计

大跨度钢结构厂房施工组织设计

大跨度钢结构厂房施工组织设计
一、组织设计思路:
1.明确工程规模、施工地点和施工条件:首先,要对工程规模、施工
地点、施工环境及施工条件有一个清晰的认识,为施工组织设计提供依据。

2.确定大跨度钢结构工程施工方案:
根据工程规模及施工条件,明确大跨度钢结构工程施工方案,确定其
施工的大致总进度,初步确定每个施工单位的施工任务,具体到小细节不
具体确定。

3.编制施工组织设计:
在确定了大跨度钢结构工程施工方案的基础上,根据工程的施工任务,结合施工现场的施工条件,制定针对性的施工组织设计。

二、组织设计要点:
1.任务分解:
首先,根据施工任务的特点,对整个大跨度钢结构工程进行施工任务
的分解,分解成能够合理安排和管理的单元,并设定有序的施工进度安排
和权责安排。

2.施工组织形式的选择:
根据工程施工的实际情况,结合大跨度钢结构工程施工方案,选择合
适的施工组织形式,优先考虑集中施工与分散施工的组合施工形式,明确
每个施工单位的施工任务及职责,保证各种组织形式的融洽性和有效性,
有效管理施工现场。

3.施工机械、设备及材料安排:。

基于建筑工程中钢结构设计的现状与优化措施

基于建筑工程中钢结构设计的现状与优化措施

基于建筑工程中钢结构设计的现状与优化措施摘要:建筑工程行业是国家经济发展的中流砥柱,并为国民基础生活提供重要的保障。

钢结构具有自重轻、强度高、施工周期短、环保等优点,因此,在建筑领域得到了广泛应用。

基于此,为了全面提升建筑工程钢结构设计水平,优化建筑工程经济效益和社会效益,本文通过介绍建筑工程钢结构设计的特点,分析了建筑工程钢结构设计中存在的问题,提出建筑工程中钢结构设计的优化措施。

研究结果表明:只有落实规范化建筑工程钢结构设计方案,才能更好地推动建筑钢结构工程项目可持续发展。

关键词:建筑工程;钢结构设计引言钢结构建筑项目的一个分支,以钢柱、钢梁为主龙骨,同时配以保温隔热的墙体作为围护建造而成。

近年来,全国各地围绕建筑的质量、功能和低碳等方面要求提出高品质建筑。

钢结构具有强度高、大跨可变、工业化程度高、抗震性能好以及绿色环保等优点,是高品质建筑的最优选择。

但目前钢结构体系中存在的一些问题,比如外围护结构的耐久性、防水和造型单一等问题,大大制约了钢结构的快速发展。

1建筑钢结构设计的特点在建筑设计中,建筑钢结构设计占据关键的位置,建筑钢结构设计主要涵盖门窗、地基、墙体、楼板层、变形缝以及防火和防震设计等多个方面,只有优化建筑钢结构设计,提高设计质量,才能有效地确保建筑施工的安全性和建设质量。

从微观的角度看,建筑钢结构设计涉及多个领域的专业知识,比如建筑钢结构学、建筑力学、建筑材料、建筑美学、建筑经济学等等,建筑钢结构设计的主要目的是确保建筑整体结构的功能性和安全性得到提升。

从宏观角度而言,建筑钢结构设计能够有效保障建筑工程建设过程中各项资源得到合理利用。

在项目建设过程中,建筑钢结构设计为施工活动提供了全面准确的依据,建筑设计师必须充分关注建筑工程的实际情况,结合当地的自然环境条件以及社会经济发展水平科学合理地选择适宜的建筑类型,精心绘制施工图纸和构造详图,针对建筑钢结构,综合考虑各项要素,重视建筑钢结构的综合功能,选择最适合的施工材料和最优的施工工艺,提高建筑钢结构的视觉效果,保证建筑物能够满足使用者需求,提升建筑钢结构的综合功能。

钢结构设计步骤思路

钢结构设计步骤思路

的设计方法,比方网壳的稳定等。
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
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

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悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采纳网架。基本雪压大 的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线 50 度内需考虑雪载),如亚东 水泥厂石灰石仓棚采纳三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地 区相像考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简洁的节点刚接的框 架有更好的经济性。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,常采纳钢混凝土组合结 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。宜选择周边巨型 SRC 柱,核心为支撑框架 的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。[19]
结构的布置要依据体系特征,荷载分布状况及性质等综合考虑。一般 的说要刚度匀称。力学模型清楚。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。柱间抗侧支撑的分布应匀称。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。结 构的抗侧应有多道防线。比方有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受

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设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的掌握,目前比较混
定的问题,可根据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机
乱,各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。初学者可参考
理、震害、试验现象和工程阅历所获得的设计思想,从全局的角度来确
他人的优秀设计并参考相关的工具书[3],并根据规范规定编制。

钢结构深化设计方案

钢结构深化设计方案

钢结构深化设计方案1钢结构深化设计方案1.1.1 钢结构深化设计深化设计概况及总体思路本工程深化设计部分将根据业主提供的招标文件、答疑补充文件、技术要求及图纸为依据,结合制作单位工厂制作条件、运输条件,考虑现场拼装、安装方案及土建条件,同时针对本工程所作的计算、分析结果基础上进行编制,本工程深化设计作为指导本工程的工厂加工制作和现场拼装、安装的施工详图。

深化设计概况本工程结构体可能系为钢结构和钢筋混凝土的复合结构体系。

钢结构部分主要为H型钢梁、型钢柱、钢梁间隅撑、柱间钢支撑、钢桁架、钢网架和压型钢板等。

钢柱主要截面形式为工字型、圆型和十字型。

钢结构耐火极限为1~3小时。

深化设计总体思路深化设计遵循的原则我公司将以原施工设计图纸和技术要求为依据,负责完成钢结构的深化设计,并完成钢结构加工详图的编制。

我公司将根据设计文件、钢结构加工详图、吊装施工要求,并结合制作厂的条件,编制制作工艺书包括:制作工艺流程图、每个零部件的加工工艺及涂装方案。

加工详图及制作工艺书在开工前经详图设计单位设计人、复核人及审核人签名盖章,报原设计单位审核同意,招标人盖章确认后才开始正式实施。

原设计单位仅就深化设计未改变原设计意图和设计原则进行确认,投标单位对深化设计的构件尺寸和现场安装定位等设计结果负责。

深化设计流程深化设计软件结合我们以往的深化工程设计经验,对于本次钢结构项目的深化设计,主要采用芬兰Tekla公司的软件Xsteel10.1进行各楼层钢结构的详图设计;采用CAD绘图软件进行主桁架及典型节点的详图设计。

(1)Xsteel深化设计软件我公司为泰科拉软件公司的授权使用商,软件具体功能如下:Xsteel10.1程序设有适合欧美标准和中国标准的钢结构设计环境,所有的型材规格、节点形式都是按钢结构设计规范要求来设置,因此建模时选用的构件及截面规格严格按照原结构设计文件的要求,对于非标准的节点,也能够按要求进行自定义节点的设计。

钢结构深化设计方案

钢结构深化设计方案

钢结构深化设计方案1.1.1 钢结构深化设计深化设计概况及总体思路本工程深化设计部分将根据业主提供的招标文件、答疑补充文件、技术要求及图纸为依据,结合制作单位工厂制作条件、运输条件,考虑现场拼装、安装方案及土建条件,同时针对本工程所作的计算、分析结果基础上进行编制,本工程深化设计作为指导本工程的工厂加工制作和现场拼装、安装的施工详图。

深化设计概况本工程结构体可能系为钢结构和钢筋混凝土的复合结构体系。

钢结构部分主要为H型钢梁、型钢柱、钢梁间隅撑、柱间钢支撑、钢桁架、钢网架和压型钢板等。

钢柱主要截面形式为工字型、圆型和十字型。

钢结构耐火极限为1~3小时。

深化设计总体思路深化设计遵循的原则我公司将以原施工设计图纸和技术要求为依据,负责完成钢结构的深化设计,并完成钢结构加工详图的编制。

我公司将根据设计文件、钢结构加工详图、吊装施工要求,并结合制作厂的条件,编制制作工艺书包括:制作工艺流程图、每个零部件的加工工艺及涂装方案。

加工详图及制作工艺书在开工前经详图设计单位设计人、复核人及审核人签名盖章,报原设计单位审核同意,招标人盖章确认后才开始正式实施。

原设计单位仅就深化设计未改变原设计意图和设计原则进行确认,投标单位对深化设计的构件尺寸和现场安装定位等设计结果负责。

深化设计流程深化设计流设计人员熟悉图原设计单位向设计员进行施工图交安装单位进行安方案交详图设计人员再次熟悉图纸,并交图纸中存在问题书面报详图设计单位确定杆件分段位置、加工艺、图纸分批情况及图纸提交时详图设计人员开始详图设配合详图设计的结构设计人对图纸中未明确的节点进行计,并提交原设计单位确原详图设计过程中碰到图纸问题计向设计联合体提交书面报位完成一批图纸及自原图纸校对、审计位校对、审核问题修提交图图纸交底,工厂、现场服开始下一批图纸设设计工作结束,提完整设计图纸深化设计软件结合我们以往的深化工程设计经验,对于本次钢结构项目的深化设计,主要采用芬兰Tekla公司的软件Xsteel10.1进行各楼层钢结构的详图设计;采用CAD绘图软件进行主桁架及典型节点的详图设计。

钢结构设计创新方法

钢结构设计创新方法

钢结构设计创新方法随着社会的发展和科学技术的进步,钢结构在建筑领域的应用越来越广泛。

为了提高钢结构的设计效率和施工质量,不断创新钢结构设计方法是至关重要的。

本文将介绍一些钢结构设计的创新方法,旨在提供一些有益的思路和指导。

一、多重优化设计方法传统的结构设计主要是基于单一目标的优化,即根据结构的力学性能来进行设计。

然而,在现实应用中,结构的优化设计需要考虑多个目标,包括经济性、可行性、环境友好等方面。

因此,多重优化设计方法成为了钢结构设计的一个创新方向。

多重优化设计方法主要包括多目标遗传算法、多目标粒子群算法等。

这些方法可以应用于结构的拓扑优化、形状优化和尺寸优化等方面,通过将多个目标函数引入设计过程中,实现了结构设计的综合考虑。

二、智能化设计方法随着人工智能技术的发展,智能化设计方法在钢结构领域中得到了广泛应用。

智能化设计方法主要包括基于神经网络的设计、遗传算法优化设计和模糊控制等。

基于神经网络的设计可以通过学习样本数据,预测出合理的结构设计方案。

遗传算法优化设计能够通过模拟自然选择和遗传进化的过程,优化出最优的结构设计结果。

模糊控制方法可以解决结构设计中的模糊问题,提高设计的灵活性和鲁棒性。

三、先进材料的应用除了改进结构设计方法,钢结构的创新还包括先进材料的应用。

先进材料具有强度高、耐久性好、重量轻等优点,能够提高结构的整体性能,并减轻建筑负荷。

目前,一些新型的钢材如高强度钢、耐候钢、复合材料等已经被广泛应用于钢结构设计中。

这些材料具有优良的力学性能,并且能够满足特定的设计要求。

同时,使用先进材料还能够简化结构构件的尺寸和减少构件数量,从而提高施工效率和降低成本。

结论钢结构设计创新方法的不断发展和应用,为建筑行业带来了很多机会和挑战。

多重优化设计方法、智能化设计方法和先进材料的应用,为钢结构设计提供了更多的可能性和创新思路。

在未来的发展中,我们需要不断学习和探索新的设计方法,结合实际需求,寻找更加高效、经济和环保的钢结构设计方案。

钢结构设计简单步骤和设计思路

钢结构设计简单步骤和设计思路

钢结构设计简单步骤和设计思路什么是概念设计?(一)兼答IronSoul兄,概念设计的一个方面:当你在设计中,能够把结构看作构件,把构件看作结构,你就已经走近概念设计了。

把结构当作构件,比如,一栋大厦的结构就是一根悬臂梁,一座桁架大铁桥就是一根连续梁。

把构件看作结构,比如,一个H型钢构件是由3块板组成的结构,一个钢管相贯的节点就是一个空间结构。

对构件特性的把握:比如,钢管适合做二力(压)杆,不适合做抗弯构件。

它做两端铰接柱或支撑很出色,但是很少用作梁。

当一个受弯构件被选成钢管截面,且程序计算不通过时,你不应通过加大截面来满足,而是应该改用有强弱轴的截面。

如此等等,是基本的概念。

概念设计能力,不单生成于丰富的经历与经验,更是来源于对基本的力学、材料等概念掌握。

同时要求结构师有开阔的视野。

概念设计绝不是抗震设计.现在国内很多人张口抗震闭口抗震,其实是因为抗震这东西没人能真正研究明白,多说说抗震才能显得自己水平高.日本搞抗震这么多年,板神地震,该倒的不是一样倒.抗震设计很重要,但建筑结构绝不仅仅是抗震而已.所谓概念设计,个人理解应该是在开始做设计前对于整个结构的粗估,决定采用哪种结构体系;哪里需要更“刚”些,哪里需要更“柔”些;哪些部位会非常重要,设计时候必须仔细考虑;哪些地方因为具体情况不同,可适当放宽,甚至超出规范规定也不会对结构安全产生影响.在一切决定好后,着手开始进行具体的设计步骤.记得在上学的时候,老师曾经讲过一个概念设计的例子:美国联邦储备银行大楼(时间太久了,可能并不准确)采用的是悬挂式结构,楼两端是电梯井组成的巨型柱,支撑起一个倒置的拱形结构,所有的房间悬挂在拱上(如下图),此时图中A杆受压.后来需要加层,结构师在上面放置了正放的拱,新加的房间悬挂在新拱上,此时A杆压力被平衡掉.没有考证过此事例是否属实,但应该算的上是概念设计中的经典事例了.一般说来,谈到概念设计,大家都会想到整个建筑,其实概念设计对小的构件也适用.拿H型钢梁设置加劲肋来说,很多人只知道腹板高厚比过大了会失稳,要按照规范规定设计加劲肋,多少间距放一个,但具体原因并不清楚.道理其实也很简单,我在下面画了个H型钢梁,加劲肋间打了几道虚线,大家一眼就能看出,加劲部分类似于桁架的压杆,虚线则是拉杆,压杆容易失稳,所以设置加劲肋进行加强处理.看了两个例子,大家应该发现所谓概念设计其实并没那么高深,关键在于概念二字.所谓概念,其实也就是些基本的力学理论,理论大家都知道,只要能做到活学活用,不管多复杂的结构,通过合理的简化,必然能发现问题之关键所在,关键问题解决了,必定能做出好的设计来.个人拙见,欢迎批评指正.。

钢结构深化设计思路及流程

钢结构深化设计思路及流程

钢结构深化设计思路及流程钢结构深化设计思路及流程⼀、钢结构单位在拿到图纸后,项⽬专职深化⼈员⾸先要对整套图纸读懂吃透。

对图纸表达不详细或不明⽩的地⽅进⾏归纳整理以书⾯的形式向总包、设计进⾏正式提交,在下⼀个设计周例会上进⾏答疑再对答疑结果,总包、设计进⾏签字确认。

钢结构深化单位在拿到正式的签字确认单后,⽅可进⾏下⼀步⼯作。

⼆、按照深化的程序要求对钢结构制作和安装⽅案进⾏会审。

深化设计过程应包含钢结构制作⼯艺流程、节段划分⽅案、制作精度控制⽅案、质量检测⽅案、关键节点的计算分析以及与深化设计有关的整体分析等内容。

(1)钢结构深化设计开始前,按ISO9001的程序⽂件的要求,对钢结构制作和安装⽅案进⾏会审。

(2)深化设计过程应包含钢结构制作⼯艺流程、节段划分⽅案、制作精度控制⽅案、质量检测⽅案等内容,(3)深化设计流程图如下:(4) 深化设计出图思路根据招标单位提供的本⼯程钢结构图纸、补充⽂件及招标⽂件,对本⼯程的钢结构进⾏具体深化。

对每个单体的重要关键节点以及构件图重要的焊缝形式等深化图送交设计、业主、监理确认后,⽅可下料制作作为⼯程施⼯及验收依据。

(5)先进的钢结构深化设计软件本⼯程的深化设计采⽤CAD进⾏三维建模。

(6)图纸深化设计进度控制及保证措施1)图纸深化设计进度控制中标后,设计部根据⼯程总进度和资源情况排出“深化设计进度计划图”,明确本⼯程各结构设计进度节点,确保满⾜本⼯程总体制作进度;在设计院提交总体设计资料前,我公司将组建专项设计组,派1-2名深化设计⼈员到设计院提前熟悉设计内容,领会设计意图,以确保图纸转化按照总体设计进⾏;在完成每个分项设计后,即刻向设计院上报并申请深化设计图纸的审批,对审批后需要修改的部分,及时进⾏修改,直到审批合格;实⾏“设计倒计时”制度,使每个⼈明确⾃⼰分项设计进度对于总体设计进度的重要性,⽬标明确,确保节点。

2)图纸深化设计质量保证措施中标后,业主、总承包单位和设计院就本⼯程进⾏技术交底,同时提供完整的结构设计图。

建筑钢结构设计思路及其规范

建筑钢结构设计思路及其规范

建筑钢结构设计思路及其规范
一、建筑钢结构设计思路
1、以节约资源、结构设计综合考虑安全、经济、可靠性和使用性能
为原则,优先选用具有美观性、可维护性、环保性等特点的钢结构设计。

2、尽可能采用钢材与其他建筑材料的结合,按照原则“结构细部优化、抗震减损最小”,设计具有经济、可靠性和使用性能的钢结构。

3、充分发挥钢材性能的优势,设计出新型的结构,以满足复杂的建
筑形式、空间要求。

4、在设计中充分考虑建筑的经济性和结构性,优化结构的构造形式,使之更加简洁、结实、抗震性强。

二、钢结构设计规范
1、钢结构设计应遵循《钢结构设计规范》(GB5020-85)及其补充规范,并结合建筑物的使用要求、地震动作和气流作用等。

2、各构件应符合材料标准、型号及技术要求,充分利用钢材性能优势,使结构更加结实、抗震性强。

3、结构节点处应采用工艺比较复杂、安全可靠的节点连接,并综合
考虑抗震、抗震性、可靠性和经济性,保证节点的结构安全性。

4、建筑物钢结构设计中,由于地震冲击作用等的影响,应采取抗震
措施,结构应具有较高的抗震性能,保证结构的稳定安全。

钢结构建筑施工组织设计方案

钢结构建筑施工组织设计方案

钢结构建筑施工组织设计方案一、概述钢结构建筑是现代建筑中应用广泛的一种结构形式,其具备重量轻、刚度高、施工周期短等优势,被广泛用于大型工业厂房、体育馆、桥梁等领域。

本文将针对钢结构建筑的施工组织设计方案进行详细探讨。

二、施工组织设计方案1. 施工总体思路在施工总体思路上,针对钢结构建筑,我们将采用系统化的施工模式,包括预制预装和现场拼装。

预制预装部分将在工厂进行,以提高施工效率,而现场拼装则用于实现钢结构组件之间的精确拟合和联系。

2. 施工流程安排(1)准备工作:包括对施工场地进行平整和清理,确保施工安全及施工队伍的到位等。

(2)预制预装:根据设计图纸和相关要求,预制和预装钢结构建筑组件。

(3)运输与吊装:将预制和预装的钢结构组件运输至现场,并进行相应的吊装作业。

(4)现场拼装:根据施工图纸和施工方案,将吊装好的钢结构组件进行拼装,并进行加固。

(5)检验与调整:对已拼装好的钢结构建筑进行检验,如果出现问题需要进行相应的调整和修复。

(6)防腐与涂装:对钢结构建筑进行防腐和涂装,以增加其使用寿命和美观度。

(7)竣工验收:对已完成的钢结构建筑进行竣工验收,并在符合相关标准后进行使用。

3. 资源配置在资源配置上,我们将根据项目的规模和施工周期,合理安排人力、物力和财力资源。

确保施工进度和质量的同时,最大限度地优化资源利用效率。

(1)人力资源:根据工程需求,组织合适的工程师和技术人员进行施工现场管理和质量控制。

(2)物力资源:根据施工需要,提前储备好钢材、连接件、螺栓、焊接材料等物资,并及时补充。

(3)财力资源:根据项目的资金需求,合理安排资金预算,保证施工过程中的资金供应。

4. 施工安全措施钢结构建筑的施工过程中,安全是最为重要的因素之一。

为了确保施工安全,我们将采取以下措施:(1)施工现场周边设置安全围挡和警示标志,提醒工人和过往行人注意安全。

(2)合理规划施工区域,确保场地平整,防止坍塌和其他意外事故。

钢结构设计方法与例题

钢结构设计方法与例题

钢结构设计方法与例题钢结构是一种轻质、高强度的建筑结构,其不仅具有较高的抗震性能和抗风性能,而且具有可重复利用的特点。

而在钢结构的设计中,设计方法的选择和组合是非常重要的,本文将从基本原则、设计思路、设计流程和例题解析等几个方面来阐述钢结构的设计方法。

一、基本原则针对钢结构的设计,在设计之前,我们需要知道以下的基本原则,以便于设计人员进行设计。

1.符合规范和建筑法规。

2.结构应设计出稳定、安全、实用、经济的方案。

3.采用优化的钢材型号,使结构更经济。

4.尽量减少焊接接头,以避免焊接变形和裂缝的出现。

5.在权衡安全和经济的基础上,避免产生冗余结构。

二、设计思路总体来说,在设计钢结构时,应该密切注意以下几个方面:1.进行分类设计:首先根据建筑性质、形态、荷载等特点,对建筑采用分块设计,具体值得关注的包括如下要素:楼层高度、梁柱网格跨距、面积等。

2.优化型材:在选定型材的过程中,应根据其所能承受的荷载和强度情况,选择最为经济和安全的材料,过多的加强措施会增加制造成本,同时还可能增加焊接接头数,从而提高变形的可能性。

3.尽可能地减少焊接点:在钢结构的设计中,焊接接头不仅会增加材料的成本,更会增大配重和具体的浪费情况。

同时,焊接连接也容易导致制造变形的出现,进而影响钢结构的整体性能。

三、设计流程设计钢结构需要满足一系列的流程,通常我们应遵循以下流程:1.确定楼层高度:首先,我们需要通过计算荷载和受压性等参数来确定去的楼层高度。

2.确定柱网跨距:由于钢材的材料和截面受限,所以在进行设计时,我们需要熟悉每种型材的规格,来确定最佳的柱网跨距。

3.设计梁:钢结构的设计中,梁是一个非常关键的构件,我们需要确定它的截面、长度以及承受荷载等参数。

4.设计柱:选定柱的截面和长度非常重要,需要根据楼层的高度和荷载情况来确定具体的设计。

5.进行计算检验:在完成其余的设计之后,需要做好设计中的具体计算与检验,以确保整个工程可以满足设计要求。

浅谈装配式钢结构建筑中的技术问题及解决方法

浅谈装配式钢结构建筑中的技术问题及解决方法

浅谈装配式钢结构建筑中的技术问题及解决方法摘要:装配式钢结构建筑由于其安全性能好、抗震性能高、耐久性能好等优点,在国内外被广泛推广应用。

然而,在其发展的过程中,各种问题逐渐凸显,有些问题现已成为行业难题,严重影响了装配式钢结构的发展,因此,这些问题的解决刻不容缓。

关键词:装配式;钢结构建筑;技术问题;解决方法一、前言中国工程院院士、同济大学教授沈祖炎在“第一届钢结构绿色建筑院士高峰论坛”上提出,“轻、快、好、省”[1]是对钢结构建筑特点的最好诠释。

随着我国装配式建筑的发展,装配式钢结构作为一种新型建筑结构形式,越来越多的出现在各种类型的建筑中。

但是,在项目具体实施工程中,往往存在着各种问题,本文对相关问题进行了汇总和分析,并提出了可行性解决方案,以供同行业借鉴和参考。

二、装配式钢结构中普遍存在的技术问题及解决方法1、设计存在的问题及解决方法装配式钢结构设计,存在结构体系与户型冲突,露梁露柱[2],预制率低,导致存在大量湿作业及二次砌筑等典型问题,具体如下:①结构体系与户型冲突问题,需要研究发挥钢结构体系优势的户型组合方式,例如平面规整、柱跨连续、减少开槽等。

②露梁、露柱问题,目前解决措施主要是采用异形钢梁钢柱,或采用室外或公共区域柱外偏、采用下翼缘较窄的钢梁等措施将梁下翼缘内藏,或使钢梁藏于墙内。

对设计人员要求较高。

③预制率低,导致存在大量湿作业及二次砌筑等问题,通过提高预制率,除了必要的楼板少量现浇作业外,将所有部品部件全部工厂化预制。

需合理选择最优部品部件。

可行的解决方法:推进标准化设计,在细化建筑分类体系的基础上进行模数化、标准化设计,推进部件标准化,一是结构构件标准化,二是模数部品拆分。

三是部品系列化生产,四是现场集成化施工。

2、施工存在的问题及解决方法钢结构施工安装过程中主要存在以下几个问题:①与土建交接不顺,安装过程受土建等相关专业影响大。

②与其他专业施工单位存在交叉作业的矛盾,缺乏协调力强的业主方。

钢结构设计步骤和设计思路

钢结构设计步骤和设计思路

钢结构设计简单步骤和设计思路钢结构设计简单步骤和设计思路(一) 判断结构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。

(二) 结构选型与结构布置此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.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。

林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

[20]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。

其理论与技术大都成熟。

亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。

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。

基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。

总雪载释放近一半。

降雨量大的地区相似考虑。

建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

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。

钢结构重点和难点及解决方案

钢结构重点和难点及解决方案

1 钢结构重点和难点及解决方案(一)1.1 组织协调本建筑物底层面积大、封闭环形周边线长,钢结构体量大、构件形式多、协作单位多,同时与土建、机安等专业公司配合工作量大。

如何建立项目组织机构,合理调配管理人员,协调各协作单位的工作步伐,确定合理的安装顺序,做好与土建、机安等总包单位下属专业公司的交叉作业,协同配合工作,特别是对土建已完工产品的保护,以确保工程顺利进行是本工程实施的重点之一。

1.2深化设计的重点、难点及解决方案本工程结构体系繁杂有H型钢加圆管的格构柱,箱形环梁,H 形梁,T形支撑等,而且节点复杂,连接形式繁多。

建立模型的难度和工作量均非常大。

典型节点具体形式如下所示:解决策略:采用深化设计软件整体建模,提取分区域模型和材料采购清单。

在此基础上,典型复杂节点设计先由专门的结构设计部进行设计及有限元计算分析,然后由CAD深化设计部门结合现场安装及制作运输的分段、构件组装、焊接工艺和以往的设计经验,进行零件图设计。

1.2四周格构斜柱的吊装与定位、稳定措施(1)采用50吨吊装格构柱(2)设置临时支撑和带有手动葫芦的缆绳定位格构斜柱,确保斜柱的稳定。

具体措施详见施工方案。

1.3 张弦结构施工控制问题张弦梁/张弦桁架结构作为一种半刚性结构,其整体刚度由刚性构件截面尺寸和结构空间几何形体两方面共同组成,且具有整体刚度和几何形态与施工过程密切相关、结构成形前刚度较弱等特点,因而宜将张弦梁/张弦桁架结构的施工阶段作为一个的过程进行详细分析。

张弦梁/张弦桁架的成形过程涉及到预拉力确定、放样几何的确定以及施工方案的选择这是本工程的三个大难题,解决这三个问题才能获得理想的几何位形并保证结构在不同荷载作用下的整体刚度。

另外,垂梁拉索的长度是随悬垂梁的变形而变化的,而安装后(有恒菏载)的悬垂梁挠度与实际制作时悬垂梁挠度是不一样的,按受力及图纸的要求,拉索在安装完毕后应保持绷直状态,所以拉索长度需根据安装后(有恒菏载)的悬垂梁的形态进行确认。

最清晰的钢结构设计步骤和设计思路(精)

最清晰的钢结构设计步骤和设计思路(精)

(一)判断结构是否适合用钢结构I 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。

(二)结构选型与结构布置此处仅简单介绍•详请参考相关专业书籍•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。

林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

[20]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。

其理论与技术大都成熟。

亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。

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。

基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。

总雪载释放近一半。

降雨量大的地区相似考虑。

建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

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。

钢结构工程深化设计管理

钢结构工程深化设计管理

钢结构工程深化设计管理1.深化设计的总体思路1.1深化设计目的表深化设计目的1.2深化设计总体思路钢结构深化设计不是简单的细部设计,而是在设计图纸基础上的二次设计。

国内建筑设计院的钢结构设计一般仅对结构受力提出了一些基本的要求,较少考虑钢结构体系变形的特殊性,相对于混凝土结构而言,绝大多数钢结构均为稳定控制,而目前国内外商业程序均没有自动校核压杆稳定的模块,一般设计单位仅验算代表性的杆件,极易留下隐患;钢结构与混凝土结构相比,最大的不同在于钢结构节点形式的合理及可靠是保证结构体系安全的关键,一般而言,混凝土结构节点可以做到完全刚接,故计算假定与实际结构基本吻合,而钢结构则不同,绝大多数节点既非绝对刚接,亦非绝对铰接,根据节点形式及构造的不同,节点刚度是一个变量,但通常均将节点设定为刚接或铰接,造成理论计算与实际结构不符。

还有,钢结构节点造型日趋复杂,很难按常规的梁、杆或板单元进行计算,必须采用有限元方法才能找出内力分布规律,避免应力集中,保证结构安全。

从上世纪九十年代初开始,随着计算机技术的日益发展,建筑设计行业开始兴起一种新兴的仿真设计方法——计算机虚拟建模技术。

即在电脑上按建筑物的真实尺度实体建模,将建筑物按真实比例显示在屏幕上,这种技术的优点是可以让设计者、建造者及业主看到建筑整体、各个分部、各种构件的相互关系、空间体量、节点连接及支座条件,完全摒弃了传统的三视图设计原理。

随着我国钢结构的迅速发展,钢结构深化设计作为一个新兴行业也得到了发展壮大,深化设计水平逐年提高,基于数字化虚拟建模技术明显的优势,拟在本项目采用这一数字化虚拟建造技术,对所有钢结构工程进行1:1实体建模,并将每一根构件、每一个节点、每一块零件板从空间模型中调出来,根据加工制作及安装需要进行剖切、投影,生成深化设计详图,因此图纸上的所有尺寸,包括杆件长度、断面尺寸、螺栓孔间距等,在理论上是没有误差的。

高精度、高质量的设计,辅之以数控加工设备,使钢构件制作精度达到理想状态,从源头上保证钢结构安装精度及质量。

浅谈钢结构设计思路和步骤

浅谈钢结构设计思路和步骤
述。
关键词: 钢结构; 设计原则; 设 计 思路 ; 步骤 ; 注 意 问题
的核 心所 在 , 可 以采用 直 角 焊 接和 斜 角焊 接 两种 方 式 。 而且 节 点设 通常以焊接 、 栓接 、 连接板及梁腹板等 内容为主。在设计时还 随着钢结构在建筑中的应用, 由于其 自重小、 钢度大 , 而且基础 计 中, 造价较低 , 具有 良好的抗震性 能, 所以在一些高层 、 超高层、 大跨度 、 需要对现场定位 、临时固定施工的便利性 等问题进行全面的考虑。 需 要 严格 按 照 相关 的规 范进 体 形 复杂 及荷 载 较大 等结 构 中应用 较 为广 泛 。 由于 钢结 构应 用 越来 在对 焊接 焊缝 尺 寸 和形 式进 行 选择 时 , 确保选择 的合理性。 在选用焊条时 , 需要使其与被连接金属材质 越广泛 , 所 以我们需要对其设计思路 和步骤进行掌握 , 确保钢结构 行, 相适 应 。 而且 由 于传 力 特点 不 同 , 所 以节 点 连接 可 分为 刚 接 、 铰接 和 设 计 的经 济 性和 安 全性 。 半刚接几种形式 。需要对节点 的连接形式进行准确判断 , 从而确保 1钢结 构 设计 原 则 在钢结构设计过程 中, 稳定性作为非常重要的问题需要在设计 整体 设计 的安 全性 和合 理 性 。 时给予充分重视 。一旦钢结构设计 中出现失稳现象 , 则会导致严重 2 . 6 图 纸 的编制 的事 故发 生 , 带 来较 大 的 经济 损 失 。设 计 过程 中 出现失 稳 事 故大 致 在钢结构设计过程中, 其 出图主要分为设计图和施工详图两个 来 自两方面的原 因。 首先, 新型钢结构近年来发展较快, 特别是网架 部分 。 ( 1 ) 在对 施 工 图进 行 编制 过 程 中 , 需 要 以设 计 图作 为 编制 依 据 , 和 网壳 结 构 的 出 现 , 对 这些 新 型 结 构 部 分设 计 人 员 缺 乏 了 解 , 在 设 为施工详图的 计 时不 能有 效 的对 其 进行 掌握 。 其次 , 设计 人 员 自身 经验 缺 乏 , 对 钢 并能够准确的对施工图中各项数据及参数进行表示 , 结构和构件 的整体稳定性 了解得不够清晰, 从而导致钢结构设计 中 编制奠定 良好 的基础 。在钢结构设计过程 中, 需要能够准确的领会 对于主要材料需要 以列表的形式将其体现出来 。 经常 会 出 现一 些较 为 薄弱 的环节 , 导致 严 重 的经 济 损 失发 生 。为 了 设计者的意图, 确保 钢 结构 在 设计 过 程 中具 有 较好 的稳 定性 , 需 要 在 实 际设 计 中根 ( 2 ) 施工详图即加工 图或是放样图 , 施工详图在编制时其深度 而且需要单独对 据 钢结 构 的特 点 , 严格 遵 循设 计 过 程 中 的基 本 原则 。对 于整 体 结构 需要能够有效的与车间直接制造加工 的要求相符 , 细 部构 造 及构 件 的需 要 进行 稳 定计 算 , 而且 细部 构 件 及 构件 之 间 需 不完全相 同的构件进行绘制, 同时还要将详尽的材料表作为附件 。 3钢 结构 设计 过 程 中注 意 问题 要做好配合工作。结构布置需要全面考虑 , 确保整个体系的组成部 ( 1 ) 整 体 分析 与 优化 设计 。 钢 结 构设 计 时 , 在对 分 析模 型进 行 选 分 都能 够 满足 稳 定性 的要求 。 2 钢结 构 设计 思 路 和步 骤 择 时, 需要其能够与实际工作状况尽量做到相符 , 不能随便对计算 模 型进行简化 ,而且对于空间问题也不能随意将其简化为平面问 2 . 1钢 结 构 的形 式 与布 置 在 对钢 结 构进 行 设计 时 , 需要 尽 可 能 的做 到设 计理 念 的优 化 , 充 钢结 构具 有 多种 结 构形 式 , 通 常 以框架 、 平 面架 、 网架 、 索膜、 轻 题 。 同时 还要 确 保 设计 时钢 结构 的安 全性 和经 钢 以及塔 桅 等 为主 ,而 且 每一 种 结 构形 式 都具 有 自身 的独 特 性 , 这 分 的考 虑次 构件 的作用 , 就需要在选型时根据各 自的优缺点来进行 , 针对于实 际需要选择适 济性能够得到有效 的保 障, 有效的实现工程成本 的降低。 ( 2 ) 对 整体 刚 度进 行有 效 控制 。 在 钢 结构 构件 截 面设 计 过程 中 , 宜 的结构 形 式 。 同时 在 钢结 构 布置 时 , 需要 针 对体 系 特征 、 荷 载分 布 其主要考虑的因素并不是稳定条件和强度条件 , 而是结构的整 体刚 情 况 及性 质 进行 全 面性 的综合 考 虑 。 度 条件 。特别 是在 一些 大 跨 度结 构 中 , 当其 是 由薄 壁构 件 共 同构 成 2 . 2 截 面 的选择 需要提前对梁面及支撑断面的形态和尺寸进行初步估算 , 需要 时 , 更需要对结构的整体刚度进行深入的分析, 确保 能够 达到 良好 根据荷载及支座的具体情况来确定钢梁的截面高度 , 合理进行跨度 的设计 效 果 。 选择 。根 据 梁 间侧 向支柱 的间距 来 对缘 的宽 度 进行 确 定 , 根 据 长细 ( 3 ) 不仅需要确保计算模型具有较好 的精 确性 , 而且 还需 要有 比来 对 柱截 面 进行 预 估 , 确 保 选 择值 的科 学 性 和合 理性 。 效 的保 证 结构 的可靠 性 。钢 结 构材 料 有 较好 的弹 塑性 , 组 织 具 有均 2 _ 3结构分析 匀 性 的特 点 , 能够 与 当前 一 些计 算 方 法具 有 较 好 的符 合 性 。钢 结 构 在 钢 结 构 设计 过 程 中 ,通 常有 杉 线 性 弹 性 分 析 来 作 为 结 构 分 构件 的连接模 型与实际情况具有较好的符合性 ,在对其进行计算 受 不确 定 因素影 响较 小 , 所 以需 要 保 证 计算 模 型 的精 确 性 和 结 析, 只 有 当和 构件 允许 时才 会考 虑 P 一 △, P 一 8 。 利 用 有 限元 软件 可 以 时 , 对 几何 非 线性 及钢 材 的 弹塑 性 能进 行 考 虑 , 可 以 为精 确分 析 结 构 奠 构 的可靠 性 。 定 良好 的基础 。 但 在钢 结 构设 计 过程 中 , 当结 构 较 为复 杂 时 , 则 需 要 ( 4 ) 对于钢结构设计 过程 中的节点构造 , 由于其具有较强 的复 建 模 运行 程 度 , 同时 还要 进 一 步 对结 构 进行 详 细 的分 析 。当结 构 较 杂性 , 所 以 在具 体设 计 过程 中需要 对 节 点 的连 接 和构 造 进 行充 分 的 明确 其受 力情 况 、 建 筑 要求 、 构 件 截 面形 式 及 连接 方 法 等 问题 为简单时, 可 以利用 手 算来 对 其 进行 分 析 。典 型 结构 在 对 其 内力 和 考 虑 , 变 形 进行 确定 时 , 可 以 直接 通 过 工具 书 来 获得 。在对 钢 结 构进 行 分 后 , 然 后 再对 节 点构 造 的形 式 的合 理性 和 适 用性 进行 确 定 。 析时 , 需 要 充 分 的对 建筑 物 的稳 定 性 和安 全 性 进 行 考 虑 , 特 别 是 对 4 结束 语 随 着 科 学技 术 的快 速 发 展 , 近 年来 , 钢 结 构 设计 理念 更 新 的速 于多层建筑钢结构 , 需要 布置一定数量的支撑 , 从而有效 的减少建 度 也较 快 , 这对 于 我 国钢 结 构 的发 展起 到 了积极 的推 动作 用 。虽然 筑 物 层 间位 移 的发 生 。 当前我 国钢结构设计水平与发达 国家还存在一定 的差距 , 但在众多 2 - 4 构件 设计 在构 件设 计 时 , 需 要合 理 进行 材 料 的选 择 , 通 常会 采 用 Q 2 3 5 和 工作者 的不断努力下 ,我 国钢结构水平势必会取得 了较快的提升 , 为我 国钢结 Q 3 4 5 钢 结 构材 料 。为 了确保 构 件设 计 能 够具 有较 好 的 经济 性 , 则需 能 够在 最 短 的时 间 内确 保设 计 目标 的高 质量 和高 水准 , 要选择不同强度钢材的截面组合。当前在钢结构钢件设计时 , 多会 构 的发展 奠 定 良好 的基 础 。 采用单一的钢种作为主结构。 而且结构软件的应用可以对设计中的 参 考文 献 结构进行全面的优化 , 并能够对优化后的截面进行调整 , 确保 其能 [ 1 ] 张斌. 论 高层 建 筑 钢 结 构 的 设 计 步 骤 及 思 路 [ J 】 . 中 国新技 术 新 产 2 0 0 9 ( 1 ) : 1 1 9 . 够达到要求的标准。 另外在构件设计时还需要重视模 型建立和部分 品 。 【 2 ] 钢 结 构设 计 手册 编 辑委 员会 . 钢 结 构设 计 手 册【 M 】 �

钢结构在城市建设中的创新设计与实用性

钢结构在城市建设中的创新设计与实用性

钢结构在城市建设中的创新设计与实用性随着城市化进程的加快和城市建设的不断扩张,如何高效利用有限的土地资源并确保建筑结构的安全性成为亟待解决的问题。

钢结构作为一种高强度、轻质的材料,因其在城市建设中的创新设计与实用性而备受关注。

本文将探讨钢结构在城市建设中的优势,并提出一些创新设计的思路。

一、钢结构的优势1. 高强度:钢材具有高强度和抗压能力,能够承受较大的荷载,从而实现大跨度的建筑设计,提高空间利用率。

2. 轻质化:相比传统建筑材料如混凝土,钢材的密度更轻,减轻了建筑自重,缩小了地基荷载。

这使得钢结构建筑在地质条件复杂的城市中具备较好的适应性。

3. 可塑性:钢材可以根据建筑设计师的创意进行各种形状和结构的调整,提供更多的设计自由度。

这使得钢结构建筑在城市中能够呈现出更多独特的建筑风格。

4. 施工速度快:钢结构建筑可以在工厂中进行预制,然后直接运至工地进行组装。

相比传统建筑,施工速度更快,能够缩短建设周期,减少对周边环境的干扰。

二、钢结构的创新设计1. 可拆卸设计:钢结构建筑具备较好的拆卸性能,使得建筑在未来需要改造或拆除时更加方便。

可以通过拆卸和重组部分结构实现功能上的调整,有效减少资源浪费。

2. 绿色建筑:利用钢材的可再生性,结合节能环保的设计理念,可以实现钢结构建筑的绿色和持续发展。

例如,在钢结构建筑的外墙上安装太阳能板,实现自给自足的能源供应。

3. 地下空间利用:城市的土地资源有限,因此将部分建筑设施下沉利用成为重要的发展方向。

钢结构的轻质化特点使得在地下建设钢结构建筑变得更加可行,可以有效利用地下空间。

三、钢结构的实用性1. 抗震性能优越:钢结构具备良好的抗震性能,能够有效减少地震造成的破坏。

在城市地震频发的地区,采用钢结构建筑可以更好的保障人民生命和财产安全。

2. 火灾安全性:钢结构的临界温度高于混凝土,耐火性能更好。

这在城市中是非常重要的,特别是高层建筑和商业中心。

钢结构建筑能够提供更好的火灾安全保护,减少火灾风险。

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钢结构设计思路及问题处理(一) 判断结构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、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、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。

这是和钢结构自身的特点相一致的。

(二) 结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性,由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。

此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.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构造措施。

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、力学行为清晰、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。

林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。

其理论与技术大都成熟。

亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。

结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。

在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。

基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半。

降雨量大的地区相似考虑。

建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

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。

宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。

我国半数以上的此类高层为前者,对抗震不利。

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. 柱间抗侧支撑的分布应均匀.其形心要尽量靠近侧向力(风、震)的作用线. 否则应考虑结构的扭转. 结构的抗侧应有多道防线. 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力.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.(三) 预估截面结构布置结束后,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之间选择。

翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。

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. 通常50<λ<150, 简单选择值在80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.对应不同的结构,规范对截面的构造要求有很大的不同,如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题,在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面。

(四) 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,p-δ.新近的一些有限元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。

并不是所有的结构都需要使用软件: 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.简单结构通过手算进行分析.复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析.(五) 工程判定要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定"。

比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等。

根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果.不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离, 为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全. 钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容.工程师们过分信任与依赖结构软件有可能带来结构灾难,注重概念设计、工程判定和构造措施有助于避免这种灾难.(六) 构件设计构件设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235和Q345. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235.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焊接组合截面(翼缘Q345,腹板Q235). 另外,焊接结构宜选择Q235B或Q345B。

当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。

部分软件可以将不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级自动重新验算,直至通过,如sap2000等。

这是常说的截面优化设计功能之一,它减少了很多工作量。

但是,我们至少应注意两点:1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定.目前所有的程序都不能完全解决这个问题。

所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,我们应该逐个检查.2.当上面第(三)条中预估的截面不满足时,加大截面应该分两种情况区别对待。

(1) 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度,其中,抗弯不满足加大翼缘厚度,抗剪不满足加大腹板厚度。

(2) 变形超限,通常不应加大板件厚度而应考虑加大截面的高度,否则会很不经济。

使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,实际上,除常用于网架设计外,其他结构形式常常并不合适。

(七) 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.有时出现的一种情况是,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,如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内(5%),就必须避免。

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.常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式.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[2]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.具体设计主要包括以下内容:1.焊接: 对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守. 焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝. 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定.2.栓接:铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用.普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用.高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同. 高强螺栓最小规格M12. 常用M16~M30. 超大规格的螺栓性能不稳定,应慎重使用。

自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接. 难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。

3.连接板: 需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等. 连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm,则除短梁或有较大集中荷载的梁外,常不需验算抗剪。

4.梁腹板: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪.承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压.5.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。

构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。

此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。

6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平. 比如钢管连接节点的相贯线的切口可能需要数控机床等设备才能完成.(八) 图纸编制钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段,设计图由设计单位提供,施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制,有时也会由设计单位代为编制。

由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾,有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。

1.设计图: 是提供制造厂编制施工详图的依据. 深度及内容应完整但不冗余. 在设计图中,对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚,以利于施工详图的顺利编制,并能正确体现设计的意图。

主要材料应列表表示。

2.施工详图:又称加工图或放样图等.深度须能满足车间直接制造加工.不完全相同的另构件单元须单独绘制表达,并应附有详尽的材料表.设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制,目前比较混乱,各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。

初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书[3],并依据规范规定编制。

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