大跨度钢结构设计之我见

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大跨度建筑结构特点与结构表现的内在要求之我见

大跨度建筑结构特点与结构表现的内在要求之我见

是创 作的设计根本 ,只有结构 的合理才能创造 出符合设计 的建 构 的技术程度和耐久性等。换种方式来说 , 结构的合理性也成为
筑。
结构 的正 确 性 。只 有 结 构 的正 确 性 得 到稳 定 , 才 能促 进 其 功 能 的
大 跨 度 建 筑 对 自身 的 结 构 也 有 一 定 的划 分 , 分 为屋 盖结 构 和 发挥和经济指标的实现 。对于结构的正确性要求 , 要保证结构的 实 现 最 优 化 和 平 衡 的规 律 , 将 建 筑 的 设 计 艺 术 与 功 下部支撑结构 。其 中, 屋盖结构对建筑 的结构起主 导作用 , 而且 完整 和合 理 , 能效 益 合 二 为 一 。 技术难度 大, 影响突 出。大跨度建筑结构在结构形态和适用 范围
良好 应 用 , 以及 对 于张 力松 弛 法 的应 用创 新 。
关键词 : 大跨度 建筑; 预应力 ; 结构设计 ; 内在要求
大跨度建筑的结构表现不同于结构构思和结构选型, 是大跨 为了减轻大跨度的建筑 的 自重 , 尽量采用 高效的结构形式 。 度建筑创 作中一个部分 , 而 且是一个关键 的审美领域。因为结构 表现 是将 技术和艺术的融合 ,所 以具有艺术美和 结构美的两种
需要在合理情况下 , 较少地使用营建费用 。同时, 人力和资源产生巨大的消费。在 目前的大跨度建筑 中, 鸟巢和 水 济性较 为合理 , 立方等 国家投 资项 目, 不仅外 观引人注 目, 而 且建筑 规模 巨大 , 结构的经济型另一个重要指标是结构 的耐久 性,也要考虑到建 这也是影响结构经济性 的因素之一。 造价相当高。同时, 对 于大跨度 的建筑 , 由于要考虑其 结构 、 施工 筑施 工过程 的节能 问题 , 和控制等方面 的诸 多技术 问题 , 所 以, 大跨度 建筑都是技术含量 2 . 3 大跨 度结构 的 艺术美 要 求 相 当 高 的 工程 。 在建筑结构的设计 中, 讲求艺术美 。因而结构的设计可 以显 大跨 度建筑 的实现 , 也是 由于现代 高、 新技 术的不断发展促 示出 自身的视觉审美, 而结构美 的构成也是多层次的 , 在不 同层 使的。在大跨度的建筑中, 考虑技术应用 中会出现 屋盖 结构受力 面上可 以展现不同的美。从宏观上看 , 建筑物表现 出来 的都是整 巨大会变弯和结构 自身承载 重量 问题 ,大跨度 的建筑的技术要 体 的雕塑美, 在微观上一般可以显示 出细节的精致美。 求必须达到跨度 的要求 , 以平衡建筑 自身的解耦股 问题 。而且, 要正确地展现建筑设计的形象美 , 需要完 善结构 自身的基本

大跨度钢结构设计的一些探讨

大跨度钢结构设计的一些探讨

大跨度钢结构设计的一些探讨摘要:当前,在经济发展的推动之下,一些大跨度钢结构的建筑逐渐增多。

本文笔者依据近些年的设计施工经验,分析了大跨度钢结构设计。

关键词:大跨度;钢结构;设计引言在建筑施工的过程中,采用钢结构可以实现对结构自身的重量的降低,可以实现对结构自身的强度的提高,也可以更好的实现建筑结构的塑性和韧性,所以在建筑结构设计的过程中,应该根据情况适当地选择符合施工要求的钢材,才能更好地发挥钢结构的优势。

不仅要实现钢结构的自身强度的提高,还要满足其他的使用功能,如防火和防腐等功能。

1、大跨度房屋钢结构的设计要点对于大跨度房屋结构来讲,其主要设计依据是所受的荷载类型,按照相关的标准,可以将荷载分为以下几类:永久荷载、可变荷载和偶然荷载。

在进行结构设计时,还要注意结构布置合理、防震缝的设置等问题。

1.1、永久荷载对大跨度房屋结构,永久荷载主要由以下两方面组成:屋盖结构自重和屋面覆盖材料自重。

在永久荷载计算过程中,要根据具体的情况,不要遗漏任何应该计入自重的构件材料。

1.2、可变荷载在一般情况下,屋面均布活荷载按水平投影面积进行计算。

对于不同的屋面结构形式,屋面均布活荷载取值不同。

一般情况下,不上人屋面均布活荷载标准值取0.5KN/m2,上人屋面均布活荷载标准值取2.0KN/m2,但是在取值时,还是要充分考虑实际情况,对屋面活荷载取值进行修正。

大跨度结构对雪荷载相对比较敏感,屋面雪荷载在可变荷中占有一定的比率,不同结构形式的屋面有不同的雪荷载值,而且还与屋面的朝向以及常年的风向有关。

一般情况下,屋面雪荷载取值小于平面雪压,因为屋面有一定的坡度,在雪落到屋面到时候,有部分已经沿倾斜的屋面滑落然而,有些特殊结构形式的屋面会产生积雪,这就会使得雪荷载有所增加,因此在确定雪荷载时,要充分考虑实际情况。

1.3、风荷载在风荷载作用下,屋面会产生一定的压力或者吸力,而且风荷载具有静力和动力作用的双重特点,在计算风荷载的时候,要分别用静力力学和动力学的知识进行求解,准确计算风荷载值跨度结构的风载体型系数。

关于大跨度钢结构设计施工的思考

关于大跨度钢结构设计施工的思考

关于大跨度钢结构设计施工的思考摘要:随着我国建筑业的飞速发展,建筑结构样式也变得越来越丰富。

目前,大跨度钢结构已成为现代建筑中的一种重要的结构形式,在实际设计施工过程中,一个重要任务就是要保证钢结构设计的合理性以及整体施工的稳定性和安全性。

所以,相关从业人员一定要对大跨度钢结构的设计要点和施工要点做到融会贯通,这样才能达到理想的建设效果。

本文也会对如何做好大跨度钢结构的设计施工进行较为详细的分析,以便相关单位参考借鉴。

关键词:大跨度钢结构;设计要点;施工要点;分析探讨目前,在城市建筑中,大跨度建筑已成为较为典型的代表之一,其不仅突显了城市的经济发展水平,而且也可以满足了人们日益增长的社会需求。

在实际施工时,由于大跨度钢结构建筑与其他建筑结构不同,所以必须严格按照相应的设计图纸要求和施工技术要求来对钢结构进行合理设计,确保其整体设计施工质量,这样才能实现大跨度建筑的可持续发展目标。

所以,对大跨度钢结构设计施工进行深入的研究,很有必要。

1.设计要点分析1.1变形能力设计要点分析在设计大跨度钢结构时,相关设计人员一定要确保钢结构的变形能力和稳定承载能力。

即一方面要保证相关的钢结构构件强度,另一方面还要保证钢结构原材料的弹性变形要求。

在具体设计过程中,可以采用施加预应力和结构预拱两种设计方式来实现,其中,施加预应力的设计方法能够很大程度上提升大跨度钢结构的刚度、承载能力以及弹塑性变形能力,其通过在大跨度钢结构中施加一定的预应力来降低整体结构体系的破坏形变,进而达到最终的设计效果,推动大跨度钢结构建筑工程的顺利开展。

1.2荷载类型设计要点分析1.2.1永久荷载设计大跨度钢结构的永久载荷设计,主要是指对建筑屋顶结构重量以及覆盖材料的重量进行科学合理的设计。

其中,屋面覆盖材料重量包括:面板重量、保温层结构重量以及防水层结构重量;而屋盖结构重量则是指檩条重量,若是含有吊顶结构以及设备管道,还要将这两项设施的总重量计算出来,这样才能保证钢结构永久荷载设计的科学性和合理性。

大跨度钢结构设计需要注意的问题(一)

大跨度钢结构设计需要注意的问题(一)

大跨度钢结构设计需要注意的问题(一)引言概述:大跨度钢结构设计是现代建筑中常见的一种结构类型,其特点是具有良好的承载力和刚度,能够满足大空间的使用需求。

然而,在进行大跨度钢结构设计时,需要注意一些问题,以确保结构的安全性和可靠性。

本文将从材料选择、荷载分析、结构系统、连接方式和施工工艺等方面,详细讨论大跨度钢结构设计需要注意的问题。

正文内容:1. 材料选择1.1. 钢材的强度和刚度:在大跨度钢结构设计中,需要选择具有足够强度和刚度的钢材,以确保结构的承载能力和稳定性。

1.2. 钢材的耐腐蚀性:考虑到大跨度钢结构常处于恶劣环境中,如海洋或高湿度地区,需要选择具有良好耐腐蚀性的钢材,以延长结构的使用寿命。

1.3. 钢材的焊接性能:大跨度钢结构常需要进行焊接连接,在选择钢材时,需要考虑其焊接性能,以确保焊接连接的质量和强度。

2. 荷载分析2.1. 自重荷载:对于大跨度钢结构,自重荷载是其中一项重要荷载,需要准确计算并合理分配,以确保结构的安全性。

2.2. 建筑物使用荷载:根据大跨度钢结构所用建筑物的具体用途和功能,需考虑并合理确定使用荷载,包括活荷载、风荷载、雪荷载等。

2.3. 温度荷载:钢材受温度变化会发生伸缩,因此需要考虑温度荷载对大跨度钢结构的影响,以确保结构的稳定性。

3. 结构系统3.1. 桁架系统:大跨度钢结构常采用桁架系统,需要合理设计桁架的几何形状和尺寸,以满足结构的承载性能和空间使用需求。

3.2. 变截面梁:在大跨度钢结构中,可通过采用变截面梁的设计方法来提高结构刚度和变形控制能力,需注意变截面梁的设计和施工要求。

3.3. 节段悬索系统:对于大跨度悬索桥等结构,需要特别注意节段悬索系统的设计和施工,以确保结构的稳定性和安全性。

4. 连接方式4.1. 螺栓连接:大跨度钢结构常采用螺栓连接,需要合理选择螺栓的型号和数量,同时注意螺栓的紧固力和锈蚀情况。

4.2. 焊接连接:对于大跨度钢结构的焊接连接,需要满足相关的设计和验收标准,确保焊缝质量和焊接连接的强度。

简析大跨度建筑钢结构设计技术

简析大跨度建筑钢结构设计技术

简析大跨度建筑钢结构设计技术在现代建筑作业过程中,选择钢结构构件能够很好地降低整个结构自身重量,同时也能适当增强结构强度。

所以这就要求施工企业在进行建筑结构设计时,应当依据工程实际开展情况合理选择建筑钢材,尽可能的在增强建筑结构韧性以及塑性基础上,发挥钢结构优势;并在满足使用功能的前提下,提高自身强度。

一、钢结构设计中存在的部分问题虽然在近几年的建筑行业中,钢结构得到人们普遍认可和使用,且钢结构设计技术也越来约完善和臻熟,但在钢结构设计方面依然存在诸多问题。

比如说,实际作业过程中,超过30米以上的大跨度钢结构就很少使用。

这就要我们在对大跨度钢结构进行设计时,应注意架构本身重点部位的调整。

此外,受全球经济的影响,钢材市场价格波动较大,因此在选择建筑钢材过程中,应当重点考虑钢材的使用功能、优势以及特点,同时还需要考虑钢材的成本因素,换言之就是在选择钢结构时应尽可能的选择性价比较高的钢结构。

另外,需要注意的是在对钢结构进行设计和施工作业时,往往会使用专业的防火涂料做辅助性材料,所以这就要求我们在选择钢结构设计时,应重点考虑钢结构的运行成本。

所以在实际作业过程中,如果将钢结构视为固有、先进的系统结构形式,那么在实际应用过程中就应对使用过的材料进行合理整合,以实现全民评估。

此外,在实际施工作业过程中,也应考虑其本身受力因素,也就是需要对钢结构实际受力情况进行一个整体、全面的分析,同时结合钢结构本身所受的各种变量所产生的危害进行预估。

二、概述对于大跨度钢结构进行实际设计时,需要施工企业依据不同建筑结构的不同特点以及建筑行业的执行规范,来选择性价比较高的类型来进行钢筋混凝土混接。

就现有状况看,在常见的建筑物中最主要的大跨度钢结构是采用的H人字形钢梁钢接。

它最大的优势就是在进行钢架连接作业时,实现对门式钢结构的有益补充,这样不仅能够确保建筑结构依据不同的设计方案进行重新调整,另一方面也能确保结构中涉及到的各种不同设计方案。

对大跨度钢结构设计存在问题的分析

对大跨度钢结构设计存在问题的分析

对大跨度钢结构设计存在问题的分析前言:在大跨度钢结构的设计中,延性性能的控制对其有重要影响。

在大跨度钢结构设计中,设计人员应该根据相关的设计规范、设计要点选用正确的设计方法进行钢结构建筑的设计。

一、大跨度钢结构设计的思想1、基于性能的钢结构设计在大跨度钢结构的各种设计方法中,目前主要的设计方向是基于性能的钢结构设计,所谓基于性能的钢结构设计就是采用相关的工程设计方法,完成既定的结构性能目标的设计方法,在基于性能的钢结构的设计中,通过一定的结构分析计算,对不同载荷下的结构响应进行有效的预测,以此来对大跨度钢结构的性能进行评估,判断其结构性能是否满足相关的性能指标。

2、基于延伸性能的设计延伸性能指的是钢结构中的构件的某个截面从开始屈服的阶段到极限载荷的阶段中,载荷没有明显下降的变形能力,对于延性性能较好的构件来说,在后期具有较大的变形能力,在构件达到承载力的极限之后还具有一定的能量吸收能力,在对其造成破坏之前会表现出一定的延性破坏,在大跨度钢结构的设计过程中必须要对钢结构的延性性能进行控制。

二、大跨度钢结构的设计要点大跨度主要按照变形能力的设计和荷载类型进行设计,其荷载主要分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。

对于永久荷载,应采用标准值作为代表值。

对于可变荷载,应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

对于偶然荷载,应按照建筑结构使用的特点确定其代表值。

1、变形能力的设计在大跨度钢结构的设计中,如果钢结构的刚度偏小,只能够满足最低的稳定承载力的指标,当结构体系中弹塑性的极限变形值过大时,结构体系的大变形会使结构倒塌。

因此,在大跨度钢结构的设计中,钢结构体系必须同时满足变形能力及稳定承載力两方面的要求。

在大跨度钢结构的设计中,钢结构体系中的构件能够达到相应的强度要求之后,想要达到相应的结构弹性的小变形指标,可以采用施加预应力、结构预起拱等措施。

采用施加预应力的方法能够有效的提高大跨度钢结构的刚度;另一方方面,运用这种方法还能有效的降低其结构体系的弹塑性变形值,运用施加预应力的方法是一种可靠的将大跨度钢结构中的弹塑性变形能力及弹性同时提高的措施,在对大跨度钢结构施加预应力时,会有效的降低钢结构体系的破坏变形值,但是如果所采用的预应力过大,很容易造成钢结构的脆性破坏,因此在施加预应力的时候,应使钢结构体系处在弹性阶段,并采取适当措施增加预应力构件所拥有的安全系数。

大跨度钢结构厂房(一)

大跨度钢结构厂房(一)

大跨度钢结构厂房(一)引言概述:大跨度钢结构厂房是一种具有广泛应用前景的建筑形式。

它利用钢材的高强度和抗拉性能,在大跨度范围内能够提供稳定和可靠的空间支撑。

本文将从结构设计、施工特点、材料选择、工程经济和环保方面,对大跨度钢结构厂房进行详细阐述。

正文内容:一、结构设计:1. 安全性需求:钢结构在大跨度厂房中的应用需要满足高强度、抗震、抗风等安全性要求。

2. 相关规范:根据国家规范,大跨度钢结构厂房的设计需要遵循相关的承载力、稳定性和刚度的规范标准。

3. 结构形式选择:根据具体工程需要,可以选择桁架结构、空心壳体结构或框架结构等结构形式。

二、施工特点:1. 快速施工:相比传统建筑形式,大跨度钢结构厂房采用钢构件的制作和安装,施工速度更快。

2. 精准制作:钢结构厂房的构件制作工艺精确,尺寸准确度高,能够提高施工过程的效率和质量。

3. 构件连接:钢结构厂房的构件连接采用螺栓和焊接等方式,确保连接牢固,提高结构整体性能。

三、材料选择:1. 钢材种类:常用钢材包括碳素钢、合金钢和不锈钢,根据实际要求选择合适的材料。

2. 钢板厚度:根据结构设计和负荷要求,确定合适的钢板厚度,以满足强度和稳定性的要求。

3. 防腐措施:钢结构厂房通常需要进行防腐处理,如涂层或镀锌等,以延长使用寿命。

四、工程经济:1. 成本优势:钢材的价格较为稳定,施工周期较短,因此大跨度钢结构厂房在工程经济方面具有较大的优势。

2. 投资回报:大跨度钢结构厂房因其较长的使用寿命和较低的维护成本,可以获得较高的投资回报率。

3. 灵活性:钢结构厂房在未来扩建或改造时,可以很方便地调整,提供了更大的灵活性和经济效益。

五、环保考虑:1. 能源节约:大跨度钢结构厂房能够减少材料和资源的使用量,提高能源利用效率。

2. 废弃物处理:钢结构厂房的废弃物可以回收利用或进行再利用,减少环境污染。

3. 可持续发展:大跨度钢结构厂房符合可持续发展理念,对环境影响较小,有利于推动绿色建筑发展。

钢结构的心得体会

钢结构的心得体会

钢结构的心得体会钢结构作为一种重要的建筑结构形式,具有许多独特的优势和特点。

在我多年的建筑设计和实践经验中,我对钢结构有了一些深入的认识和体会。

首先,钢结构具有轻质高强的特点。

相对于传统的混凝土结构和砖木结构,钢结构的材料更为轻巧,重量轻,但却具有很高的抗压强度和抗拉强度。

这使得钢结构在建筑中的应用非常广泛,并且能够满足各种复杂的结构需求。

而且钢结构具有设计灵活性强的特点,可以满足各种特殊建筑要求,例如跨度大、高度高、形状复杂等。

其次,钢结构具有施工速度快的优势。

由于钢结构构件可以在工厂中进行预制,然后在现场进行拼装安装,因此施工速度极快。

相比之下,传统的混凝土建筑施工速度较慢。

这不仅可以节省时间,提高效率,还能够减少对现场环境的破坏,降低施工噪音和污染。

此外,钢结构的耐久性和安全性也是其重要的优势。

钢结构具有高度的抗震、抗风、抗腐蚀性能,能够有效地抵抗自然灾害和外部环境的侵袭。

而且钢结构的材料可回收性高,可以追求资源的可持续利用,符合绿色环保的理念。

此外,钢结构的设计和施工过程经过严格的计算和检测,保证了其稳定性和安全性,更能满足人们对建筑物安全性的需求。

然而,钢结构的应用也面临一些挑战和问题。

首先是成本问题。

相对于传统的混凝土结构,钢结构的成本可能会更高一些。

这主要是因为钢结构需要使用专门的设备和技术进行制造和安装,因此施工成本会相应增加。

其次,钢结构对施工人员的要求较高,需要具备一定的专业知识和技能。

这对施工队伍的素质要求比较高,也增加了施工人员的培训成本和时间。

综上所述,钢结构作为一种创新的建筑结构形式,具有许多独特的优势和特点。

它不仅具有轻质高强、施工速度快、耐久性强的特点,还具有设计灵活性强、安全性高等优势。

虽然钢结构的应用还面临一些挑战和问题,但随着科技的不断进步和工艺的不断改进,相信钢结构在建筑设计和实践中将会有更广泛的应用。

钢结构的大跨度与超高层建筑设计

钢结构的大跨度与超高层建筑设计

钢结构的大跨度与超高层建筑设计在现代建筑设计中,钢结构已成为大跨度与超高层建筑的首选材料。

其在施工速度、强度、灵活性和可持续性等方面的优势,使之成为解决大跨度和高度挑战的理想选择。

本文将探讨钢结构在大跨度与超高层建筑设计中的重要性和优势,并介绍一些常见的应用案例。

一、大跨度建筑设计中的钢结构应用在大跨度建筑设计中,钢结构具有出色的抗拉强度和刚性,能够有效地承受跨度较大的荷载。

相比之下,混凝土结构则需要更多的支撑点和梁柱来保持稳定。

因此,使用钢结构可以在不增加过多结构支撑的情况下,实现更宽敞的室内空间。

例如,展览馆、体育馆和机场航站楼等大型公共建筑通常采用钢结构设计,以满足大跨度和高度要求。

此外,钢结构的轻量化特性也使其成为大跨度建筑设计中的理想选择。

相比之下,混凝土结构更重,需要更加牢固的基础和支撑结构。

而钢结构的轻量化不仅能够减轻建筑的整体负荷,还能够减少对基础和地基的要求,降低施工难度和成本。

二、超高层建筑设计中的钢结构应用在超高层建筑设计中,钢结构也扮演着重要的角色。

由于其抗震性能好、刚性强和施工速度快等优势,钢结构能够有效地应对高层建筑所面临的挑战。

与传统的混凝土结构相比,钢结构可以更好地吸收和分散地震波能量,并且更易于进行抗震设计。

因此,钢结构在高地震风险区域的超高层建筑中得到了广泛应用。

此外,超高层建筑常常伴随着复杂的空间布局和多样化的功能需求。

钢结构的灵活性和可塑性使其成为满足这些需求的理想选择。

相比之下,混凝土结构通常需要更多的支撑墙和柱,限制了内部空间的灵活性。

而钢结构的自由度更高,可以实现更大的开放空间和可调整的功能布局。

三、钢结构应用的成功案例1. 东京塔(Tokyo Tower):作为日本地标性建筑之一,东京塔采用了钢结构设计,实现了高度175米的自立式铁塔。

其标志性的红白色外观和超高层建筑所需的抗震性能,使其成为东京市的重要景点。

2. 迪拜哈利法塔(Burj Khalifa):作为迪拜标志性建筑,哈利法塔采用了钢结构设计,成为全球最高的超高层建筑。

大跨度建筑钢结构设计分析

大跨度建筑钢结构设计分析

大跨度建筑钢结构设计分析摘要:新时期,建筑行业高速发展,在基建领域中,钢结构的施工较简便,在施工性能方面也占据一定的优势。

正是由于钢结构自身的特点,为整体钢结构工程的发展创造了基础。

对于大跨度钢结构的设计工作来说,整体的钢结构较复杂,施工周期较长,所以钢结构的设计存在一定的难度。

设计人员为了在合理的设计钢结构,应该提高自身的能力,加大钢结构的研究力度。

本文对大跨度建筑钢结构设计进行分析研究。

关键词:钢结构;大跨度;构件设计;节点设计一、大跨度建筑钢结构设计方法(一)选取计算模型在进行大跨度钢结构设计时,要有准确的计算模型,计算模型的精确度关系到最终的设计效果与质量,因此在设计时不能将计算模型随意简化,要尽量根据建筑图建立合理的计算模型,提高模型精度,以保证最终的设计质量。

在进行设计时,要注意次构件的设计合理性,次构件对整个结构也有很大影响,所以在设计次构件时必须考虑性能、安全、质量与经济,在保证结构性能的基础上尽可能节约大跨度钢结构材料,降低工程造价。

(二)节点构造设计大跨度钢结构构件多,构件之间的连接比较复杂多变。

设计节点构造时,需先确定构件连接方式、构件截面尺寸、大跨度钢结构受力情况等,综合这些因素科学选择最为合适的节点构造形式。

在选择好节点构造形式后,需将相关的数据代入模型进行计算,以保证整个结构受力合理,大跨度钢结构体系安全稳定。

(三)稳定性设计在进行大跨度钢结构设计时,也必须注重稳定性设计,包括大跨度钢结构构件局部的稳定性设计、完整构件的稳定性设计及整体结构体系的稳定设计等。

(四)刚度控制研究表明,大多数钢结构的构件截面主要由整体刚度条件决定,强度条件与稳定条件决定性次之。

所以,在进行大跨度钢结构设计时,要先从整体刚度出发,对整个结构进行详细分析与精密计算,对整个结构的刚度进行控制,确保整体结构安全稳定。

二、大跨度钢结构设计要点(一)结构构件体系在实际设计和优化的过程中,应该仔细检查钢结构是否出现压弯的情况,应该从根本上提高整体的安全性,相关设计人员应该仔细观察软件构件的发展情况,通过软件的共建数据来实现系统的正常运行。

关于钢结构吊装施工技术之我见

关于钢结构吊装施工技术之我见

关于钢结构吊装施工技术之我见引言钢结构正在被越来越广泛地应用于高层、超高层、大跨度结构中,并取得了良好的经济效益和建筑成果。

与其他材料相比,钢结构具有如下特点:(1)强度高、重量轻。

钢结构的容重虽然较大,单与其它建筑材料相比,它的强度却高很多,因而当承受的荷载和条件相同时,钢结构要比其它结构轻,便于运输和安装,并可跨越更大的跨度。

(2)塑性、韧性较好。

塑性好,使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。

韧性好,则使钢结构对动力荷载的适应性较强。

钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证。

(3)制作简便,施工工期短。

钢结构一般都采用施工机械化且钢构件较轻,连接简单,安装方便,施工周期短。

1、工程实例某大型工业厂房工程总建筑面积约为3万平方米,主要包括了6栋门式钢架结构厂房,厂房跨度为27m,长度146m,该单层厂房设计具有跨度大、空间大特点,因轻钢结构具有刚度好,截面小、材质均匀、自重性轻和可靠性高等优点,所以在该工程中选用了轻钢结构。

2、施工前的准备工作钢结构工业厂房在施工前的准备工作主要包括了核对进场资料、质量证明、设计变更、图纸等技术资料;图纸的自审和会审;落实深化施工组织设计,做好起吊前的准备工作;掌握安装前后的外界环境,如温度、日照、风力等;抗剪槽和垫板的设置等等。

其中,还应重点注意制作放样和材料进场检验这两个环节。

2. 1 制作放样钢结构构件制作的第一道工序就是制作放样,只有放样尺寸精确,方能减少和避免后续加工中累计误差的形成,进而确保整体工程的质量。

因而,在制作放样工作中,应着重注意以下儿点:在放样之前,应做好图纸的审核工作,查找图纸各部分尺寸是否存在不符之处,以及和其他安装工程有没矛盾;当核实无误后,即可进行样板的制作,并需对材料牌号、件数、零件名称、规格和位置等明确标注,以保证下道工作的有序进行:加强对样板的保管工作,防止出现锈蚀与折叠,以方便校核工作的开展。

2. 2 材料进场检验材料进场之前,必须先经过严格的检验。

钢结构建筑的大跨度设计与构造

钢结构建筑的大跨度设计与构造

钢结构建筑的大跨度设计与构造钢结构建筑是现代建筑领域中的一种重要形式,具有广泛的应用。

其中,大跨度的钢结构建筑因其独特的设计与构造要求而备受关注。

本文将探讨大跨度钢结构建筑的设计原则及其构造要点。

一、设计原则1. 承载力:大跨度钢结构建筑需要具备较高的承载能力,能够承受自身重量、外部荷载以及可能出现的地震、风力等各种荷载。

因此,在设计过程中,要充分考虑结构各部分的受力情况,合理确定材料的选择和截面形状。

2. 稳定性:大跨度钢结构建筑由于存在跨度较大以及高度较高等特点,需要考虑结构的稳定性。

设计师应采取有效的稳定措施,例如设置支撑、加强构件的连接等,以保证整个结构的稳定性和安全性。

3. 适应性:大跨度钢结构建筑往往用途多样,需求灵活。

因此,设计中应充分考虑结构的适应性,即在满足承载和稳定的基础上,尽量减少对室内空间、分隔等功能的影响,提供更多的灵活性和可塑性。

4. 经济性:经济性是任何建筑设计中的重要指标。

在大跨度钢结构建筑设计中,要根据项目预算合理控制成本,并尽量寻找性能与造价的平衡点。

对于大跨度钢结构建筑来说,合理的设计和施工方案能有效地降低成本,提高经济效益。

二、构造要点1. 结构体系:大跨度钢结构建筑的结构体系应选择适当的形式,常见的有桁架结构、空间网壳结构、悬挑结构等。

在选择结构体系时,要根据实际情况综合考虑承载力、造价和施工的可行性等因素。

2. 立面设计:大跨度钢结构建筑的立面设计既要符合美观的要求,又要满足结构的技术要求和建筑性能。

在立面设计中,需要对玻璃幕墙、遮阳设施等进行合理的配置,保证建筑的外观效果和内部舒适度。

3. 施工技术:大跨度钢结构建筑的施工技术对保证建筑质量至关重要。

在施工过程中,应采取合适的脚手架、吊装设备等,确保施工安全和减少对结构的不良影响。

同时,要加强现场管理,合理安排施工进度,确保工期的控制。

4. 防腐措施:钢结构建筑需要考虑钢材的防腐问题。

特别是对于大跨度钢结构建筑来说,防腐措施显得尤为重要。

钢结构设计之我见

钢结构设计之我见

钢结构设计之我见摘要:钢结构具有构件截面小、自重轻、抗震性能好、强度高,塑性、韧性、结构延性好;制作简单,施工工期短,质量可靠,工厂化程度高;结构开间大,布置灵活等优点。

随着经济的不断发展和科学技术的进步,钢结构在我国的应用范围在不断扩大。

关键词:钢结构;结构设计;建筑设计1 钢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,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,降雨量大的地区相似考虑。

建筑允许时,在框架中布置支撑要比简单的刚接节点框架有更好的经济性。

而对屋面覆盖跨度较大的建筑,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榧的形式,宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。

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。

框架结构中次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。

通常的做法为减小截面而沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减小了楼层净高,顶层边柱有时也会吃不消,如把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保全主梁和柱子。

2 钢结构的稳定设计稳定性是钢结构设计中的一个突出问题,在各种类型的钢结构设计中,都会遇到稳定问题。

钢结构中的稳定问题也是钢结构设计中亟待解决的主要问题,一旦出现钢结构的失稳事故,不但对经济造成严重的损失,甚至会造成人员的伤亡,这方面的教训也很多。

大跨度钢结构

大跨度钢结构

大跨度钢结构在现代建筑领域中,大跨度钢结构犹如一颗璀璨的明珠,展现出令人惊叹的魅力和强大的实用性。

它不仅为建筑设计带来了更多的可能性,还在众多大型建筑项目中发挥着关键作用。

大跨度钢结构,顾名思义,是指跨度较大的钢结构体系。

一般来说,当跨度超过 30 米时,钢结构的优势就开始凸显出来。

那么,为什么大跨度钢结构会如此受到青睐呢?首先,钢结构本身具有高强度和高刚性的特点。

相比于传统的混凝土结构,钢材的强度更高,能够承受更大的荷载。

这使得在大跨度的情况下,钢结构能够提供足够的支撑力,确保建筑的稳定性和安全性。

其次,钢结构的重量相对较轻。

在大跨度建筑中,减轻结构自重是至关重要的。

较轻的钢结构能够减少基础的负担,降低施工难度和成本。

再者,钢结构具有良好的可塑性和可加工性。

设计师可以根据建筑的造型和功能需求,将钢材加工成各种形状和尺寸,从而实现独特而复杂的建筑设计。

大跨度钢结构在实际应用中有多种形式。

其中,网架结构是较为常见的一种。

它由多根杆件按照一定的规律通过节点连接而成,具有空间受力的特点,能够覆盖较大的空间。

例如,一些大型的体育场馆常常采用网架结构,为观众提供无遮挡的视野。

桁架结构也是大跨度钢结构中的重要类型。

桁架由直杆组成,通过三角形的稳定性原理来承受荷载。

在桥梁、厂房等建筑中,桁架结构被广泛应用。

悬索结构则是另一种独特的大跨度钢结构形式。

它依靠悬索的拉力来支撑结构,具有造型优美、跨度大的优点。

像一些大型的悬索桥,就是悬索结构的典型应用。

在大跨度钢结构的设计和施工过程中,需要考虑众多因素。

首先是荷载的计算。

除了要考虑恒载、活载等常规荷载外,还需要考虑风荷载、地震作用等特殊荷载。

准确的荷载计算是确保结构安全的基础。

其次是结构的稳定性分析。

大跨度钢结构在受力过程中容易出现失稳现象,因此需要通过详细的分析和计算,确保结构在各种工况下的稳定性。

施工过程也是一个关键环节。

由于大跨度钢结构的构件尺寸较大、重量较重,施工难度较大。

关于大跨度建筑钢结构设计问题的相关思考

关于大跨度建筑钢结构设计问题的相关思考

关于大跨度建筑钢结构设计问题的相关思考摘要:在社会经济发展的背景下,建筑工程日新月异,设计师对于建筑的理解更加深入,主张融入大跨度空间结构,以此开阔空间,展示出优美、新颖的特色。

本文将分析大跨度建筑钢结构设计,针对于实践情况加以探讨,提出对应建议。

关键词:大跨度;钢结构;设计随着科学技术的革新,我国的基础建筑工程取得了丰硕成果,以大跨度钢结构建筑为代表,展现出社会经济发展的情况,也迎合了当前时代变迁的趋势【1】。

大跨度钢结构技术的发展节省了成本支出,同时也能为建筑提供安全保障,成为了现代化建设中备受瞩目的焦点。

一、大跨度建筑钢结构概述大跨度建筑一般是指跨度在30米以上的混凝土建筑,2003版钢结构规范8.6.1条规定跨度60米以上的屋盖结构为大跨度屋盖结构,一般是运用在民用建筑的影剧院、体育场馆、大会堂及其他大型公共建筑。

工业建筑中,则是运用至飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。

大跨度建筑结构可以采用桁架、钢架或拱等平面结构以及网架、网壳、悬索结构、索膜结构等空间结构。

二、大跨度建筑钢结构设计问题结合现阶段大跨度钢结构的整体设计水平分析,实际的问题相对明显,这些问题直接影响到大跨度钢结构设计水平的提升。

作为传统的大跨度钢结构形式,网架的应用较为普遍,在建筑物中发挥出理想承载力。

此类结构体系成本低廉,但是需要运用较多的杆件和节点,并不适用于造型和通透性要求较高的机场与车站等公共建筑中【2】。

索膜、桁架、悬索等大跨度钢结构设计形式的独立性和新颖性相对突出,但是基本的设计方法和控制要点有别于传统形式,若是设计人员了解甚少,极易出现无从着手的情况。

变形控制是大跨度钢结构设计中的重要内容,同时也是个难点,若是设计人员忽视了相关细节,极易影响到整体质量。

结合现阶段大跨度钢结构设计的情况分析,发现部分设计人员习惯采用梁柱刚接与柱脚刚接的方式控制变形,虽然这样的方法简单便捷,也能降低用钢量,但是弊端明显,主要是柱脚会出现大幅度弯曲,由此增加钢结构设计难度,也提升了设计造价。

钢结构设计之我见

钢结构设计之我见

的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普
遍。
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 、 选用 及材质要求 、 计要求 ( 材料 设 包括制 造和安装 、焊缝质量检验 的等级 、涂装 及运输
等 ) 构布 置 、 、 结 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。
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
参考文献
『 1 1 林同炎《 . 结构概念和体g 105  ̄/ 0. ] . 2
『 李红 明等. 2 ] 钢结构住宅结构设计 中若干值得
注意的 问题探讨叨. 0 5 2 7. 0
中国新技术新产 品
一 8— 1 1
加论 证 , 文就钢 结构设 计谈 几点 意见 。 本 关 键 词 : 结 构 : 计 钢 设
典型结构可查 力学手册之类 的工具 书直接 1判断结构是否适合用钢结构 简单结构通过手算进行分 析 , 钢结构通 常用于高层 、 度 、 复杂 、 获得 内力和变形 , 大跨 体型 荷载或 吊车起重量 大 、 较大振动 、 车间 、 复杂结构才需要建模运行程序并做详细 的结构 有 高温 密封性要求高、 要求能活动或经常装拆的结构 。 分析。 5构件设计 2结构形式与结构布置 构件的设计首先是材料的选 择 ,比较常用 在设计 过程 中应该 综合 考虑 多方 面 的 因 25 35 素 ,例如突出钢结构优 势的大柱网因素和适应 的是 Q 3 和 Q 4 。通常主结构使用单一钢种 现代人生活需要 的大开间 、 易改变的布置 因素 。 以便于工程管理 , 从经济上考虑也可 以选择 不 为 了使结构经济合理 ,多层 钢结构 住宅对结构 同强度钢材 的组合 截面 ,当强度起控制作用 时 3 5稳定控制时宜使用 Q 3 。 25 布置有些要求 。当然 , 这些要求不是 绝对 的, 而 可选择 Q 4 , 当前的结构软件 , 都提供截 面验算 的后处 是在可能条件下这样做会更经济 , 更合理 。 一些软件可以对 结构选型时, 应考虑它们不 同的特点 。 在轻 理功能。由于程序技术的进步 , 我们仅做 的就是对优 钢工业厂房 中, 当有较大悬 挂荷载或移动荷载 , 整个结构进行截 面优化 , 直 就可考虑放弃 门式刚架而采用 网架 。基本雪压 化后 的截面稍 加调整并 进行程序 自动验算 , 如 K M中的 S S 这是常说的截 面 T 等。 大 的地 区, 屋面曲线应有利于积雪滑落 ( 切线 5 至合理 , P P 0 度 内需考虑雪载 ) 。降雨量 大的地 区相似考虑 。 优化设计功能之 一。它减 少了结构 师的很 多工 建筑允许时 ,在框架中布置支撑会 比简单 的节 作量 。 但要注意 , 利用结构软件设计一定要注意 点刚接 的框架有更好的经济性 。而屋面覆盖跨 模型 的建立 和参 数定义 ,尤其是 柱及 梁的平 面 度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索 内、 外计算长度。 6节点设计 内容 或索膜结构体系。 高层钢结构设计中, 常采用钢 连接节点 的没计是钢结构设 计中重要的 内 混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的 在结构分析前 , 就应该对节点的形式有 高层中, 不应单纯为了经济去选择不利抗震的 容之一 。 核 心筒 加外框 的形式 。宜 选择 周边 巨型 S C 充分思考与确定 。 R 柱 。 为支撑框架 的结构体系。 杨 我国半数 以上 钢结构的节点设计时应确保节点的安全可 靠, 并尽量采用 简捷 、 稳定 、 可靠 的施 工工艺 , 减 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 少或避免 现场的焊缝连接。钢节点的形式按传 半 况及性质等综合考虑 。 —般的说要 刚度 均匀 , 力 力特 性大 体可以分为三类 :铰节点 、 刚性节 刚性节点。刚性 、 铰接节点的受力性能 、 施工 学模型清 晰,尽可能限制大荷载或移动荷载 的 点 、 影响范 围, 其以最直接的线路传递 到基础 。 使 柱 工艺研究得 比较成熟 ,因此在 工程中取得了广 间抗侧支撑 的分布应均匀 ,其形心要尽量靠近 泛的应用 。 侧向力( 的作用线, 风震) 否则应考虑结构的扭 连接节点有等强设计和实际受力设计两种 设计手册中通常有焊缝及螺栓连 转, 结构的抗侧应有多道防线。 比如有支撑框架 常用的方法 , 比较方便 . , 也可以使 结构 , 柱子至少应能单独承受 1 的总水平 力 。 接 的表格等供设计者查用 , / 4 用结构软 件的后处理部分来 自动完成 ,具体设 3截 面的选择 结构形式确定后 ,需对构件截面作初步估 计 主要包括 以下 内容: 算 。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸 的 焊接 : 对焊接焊缝的尺寸及形式等 , 规范有 假定 。 钢梁可选择槽钢、 轧制或焊接 H型钢截 面 强制 规定 , 格遵 守 , 条的选 用应 和被连接 应严 焊 E3 25E 0 35 等。 根据荷载与支座情况 , 其截面高度通常 在跨 金 属材质适 应 ,4 对 应 Q 3 , 5 对应 Q 4 , 度 的 1 01 0 / -5 之间选择 。 2 / 翼缘宽度根据梁 间侧 Q 3 与 Q 4 连接时 , 25 35 应该选择低强度 的 E 3 4, 5. 向支撑的间距按 l 限值确定时, ^ ) 可回避钢梁整 而不是 E 0 体稳定 的复杂计算 。确定 了截面高度和翼缘 宽 焊接设计 中不得任意加大焊缝 ,焊缝的重 度后 ,其板件厚度可按规范 中局部稳定 的构造 心应尽量 与被连接构件重心接近 ,其他详细 内 规 定预估 。 容可查规范关于焊缝构造方面的规定。 柱截面按长细比预估,通常 5<< 8 , 0h 10简 栓接 : 铆接形式 , 在建筑工程中, 现已很少 普通螺栓 抗剪性能差 , 次要结 构部位 可在 单选择值在 10 0 附近。 根据轴心受压 、 向受 弯 采用 , 双 或单向受弯的不同, 可选择钢管或 H型钢截面 使用。 高 强螺 栓 , 用 日益 广泛 。常 用 & s 使 8 和 等。 1. 两个强度 等级。根据受力特点分承压型和 0s 9 4结构分析 目 前钢结构实际 十 中,结构分析通常 为 摩擦 型 , 计算 方法不同 , 两者 高强螺栓 最小规格 线弹性分析 , 条件允许时考虑 P△ p8 有些 有 M1, M1, 3 , . ,_。 2常用 6M 0超大规格的螺栓性能不稳 . - . 限元软件可 以部分考虑几何非线性及钢材 的弹 定 , 中应慎重使用。 设计 自 攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连 塑性能 , 这为更精确 的分析结构提供了条件。

大跨度钢结构体系稳定性分析与设计

大跨度钢结构体系稳定性分析与设计

大跨度钢结构体系稳定性分析与设计导语:大跨度钢结构是指跨度超过50米的钢结构体系,由于其所承受的荷载较大且结构相对较轻,因此在设计和施工过程中需要对其稳定性进行严格的分析和设计。

本文将从稳定性分析和设计两个方面来探讨大跨度钢结构体系的重要性和相关问题。

一、稳定性分析在大跨度钢结构体系的设计中,稳定性是一个非常重要的考虑因素。

稳定性分析旨在保证结构在受力过程中不会失去稳定性,避免发生倒塌等严重事故。

1.1 屈曲稳定性屈曲是指结构在受到外力作用时,由于材料的不均匀性或几何形状的不合理而发生的塑性变形现象。

大跨度钢结构体系的稳定性分析首先要考虑的就是屈曲稳定性。

结构存在的屈曲形式有很多种,如轴心屈曲、弯曲屈曲和扭曲屈曲等。

分析时需要根据实际情况选择合适的稳定性理论和计算方法,确定结构的屈曲荷载。

1.2 偏心稳定性偏心是指外力作用点与结构截面重心之间的距离。

当结构受到偏心作用时,会产生弯矩和剪力,从而影响结构的稳定性。

大跨度钢结构体系通常对外力具有抗弯和抗剪的稳定性要求,需要通过合理的设计和加强措施来提高其偏心稳定性。

1.3 几何稳定性大跨度钢结构体系在受到荷载作用时,由于结构材料和几何形状的非线性变化,可能导致结构发生几何稳定性失效。

因此,需要通过合理的几何构造和优化设计来提高结构的几何稳定性。

同时,在施工过程中还要注意充分控制结构的变形和位移,避免发生几何不稳定。

二、稳定性设计稳定性设计是指根据稳定性分析的结果,提出合理的设计措施来保证大跨度钢结构体系的稳定性。

2.1 结构优化稳定性设计的首要目标是通过优化结构形式和材料的选择,提高结构的整体稳定性。

比如,在大跨度钢结构体系中,可以采用桁架结构、拱形结构或悬挑结构等来增加结构的稳定性。

此外,合理选择节段长度、连接方式和加强措施等也是稳定性设计的重要内容。

2.2 加固措施对于一些现有的大跨度钢结构体系,可能会存在一些稳定性问题。

在这种情况下,需要采取一些加固措施来提高结构的稳定性。

关于大跨度工业建筑屋面钢结构设计的思考

关于大跨度工业建筑屋面钢结构设计的思考

关于大跨度工业建筑屋面钢结构设计的思考摘要:工业建筑厂房具有跨度大、荷载大等特点,一般采用轻质彩钢屋面,设计出复杂的结构形式,才能满足工业建筑厂房运行需求。

对于大跨度工业建筑来讲,屋面钢结构选型及设计是关键步骤,如果选择的型号不符合工业建筑的实际需求,就会引发新的问题,需要深入现场考察,结合已有资料展开设计,才能得到科学合理的屋面钢结构设计方案,同时还要展开优化设计,才能为后续的屋面钢结构施工奠定良好的基础。

关键词:大跨度工业建筑屋面;钢结构;设计1大跨度工业建筑屋面钢结构风荷载分析某厂房为三跨结构,在屋面上安装大量的太阳能电池板,查找现行规范后,发现厂房可以参考双坡屋面结构,但是屋面本身设置了大量的太阳能电池板,并且与屋面保持20°左右的夹角,保持架空状态,在气流逐渐流过屋面时,会产生一定的风吸力,可能对屋面钢结构产生负面影响。

查阅相关资料发现,在负压集中的区域,经常出现流动分离现象,特别是外形存在突变现象的位置,如屋檐、屋面边缘等,更容易出现流动分离、再附等现象。

本次研究的工程采用太阳能电池板,利用转换层连接屋面及支架结构,风流经屋面时,会被墙体阻隔,导致气流淤积在电池板下部,与屋面之间产生正压,与电池板之间产生负压。

该工程位于台风多发的区域,台风经过屋面时,会产生强大吸力,引发风振现象,会对屋面结构产生一定的破坏,但是国内这方面的研究相对较少,没有可以参考的实例,为此应该按照风载最不利的情况研究,展开对管桁架的受力分析,其中吸风作用设置为最大,计算后发现杆件没有出现任何内力变化,仍然处于安全的状态。

2大跨度工业建筑屋面钢结构选型分析一般情况下,工业建筑厂房都采用桁架作为屋面结构,还要配合使用大型屋面板,有时也会回用网架结构,近些年开始逐渐采用实腹钢梁轻质屋面,应用案例越来越多。

本次研究的工程拥有以下特点:厂房屋面整体呈现为阶梯状,上面增设了太阳能发电电池板,较普通轻质屋盖相比,荷载增加1kN/m2,屋面结构由三种选型方案,分别为网架方案、管桁架方案及实腹板方案,具体内容如下:一是网架方案。

钢结构在大跨度桥梁设计中的应用与技术挑战

钢结构在大跨度桥梁设计中的应用与技术挑战

钢结构在大跨度桥梁设计中的应用与技术挑战钢结构作为一种重要的桥梁设计材料,在大跨度桥梁中扮演着重要的角色。

其具有高强度、轻质化、施工便利等优势,使得钢结构在大跨度桥梁的设计过程中具备广泛的应用前景。

然而,随着桥梁跨度的不断扩大以及工程环境的复杂性增加,钢结构在大跨度桥梁设计中也面临着诸多技术挑战。

本文将详细探讨钢结构在大跨度桥梁设计中的应用以及相关的技术挑战。

一、钢结构在大跨度桥梁设计中的应用在大跨度桥梁设计中,钢结构的应用主要体现在两个方面:跨度较长的悬索桥和斜拉桥。

1. 悬索桥悬索桥是指通过悬挂在主塔上的吊索来承受桥面荷载的一种桥梁结构。

钢结构在悬索桥的设计中发挥着重要作用。

首先,钢材具有高强度和良好的延展性,可以承受大跨度桥梁所需的巨大荷载。

其次,钢结构可以实现大跨度桥梁的轻质化,减轻对土地和地基的压力,降低了基础设施成本。

悬索桥常见的应用包括吴淞大桥、长江大桥等。

2. 斜拉桥斜拉桥是指通过斜向拉索来承受桥面荷载的一种桥梁结构。

钢结构在斜拉桥的设计中也发挥着重要作用。

斜拉桥具有跨度大、设计美观等特点。

钢结构的轻质化和高强度使得斜拉桥在具备美观外观的同时,能够承受大跨度桥梁的荷载。

著名的斜拉桥有东海大桥、日本银河斜拉桥等。

二、钢结构在大跨度桥梁设计中的技术挑战尽管钢结构在大跨度桥梁设计中有广泛的应用,但同时也面临着一些技术挑战。

以下是一些常见的问题:1. 桥梁稳定性与自振频率大跨度桥梁的稳定性和自振频率是设计中需要考虑的两个关键因素。

由于钢结构的自重较轻,桥梁的稳定性可能会受到影响。

此外,由于悬索或斜拉桥的结构特性,其自振频率与车辆通过桥梁的频率可能存在共振,引发桥梁及车辆的振动问题。

因此,设计者在进行大跨度桥梁的钢结构设计时,需要应用一系列的计算方法和技术手段来确保桥梁的稳定性以及减少共振现象的发生。

2. 腐蚀与防护大跨度桥梁的钢结构长期暴露在自然环境中,容易受到腐蚀的影响。

大气中的湿气、盐雾以及酸性物质都会对桥梁的钢结构造成损害。

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大跨度钢结构设计之我见
摘要:本文作者从比较混凝土结构、组合结构以及钢结构出发,分析比较钢结构应用于大跨度空间结构中的优势,结合笔者从事大跨度钢结构设计实践经验,提出大跨度钢结构设计要点,可为大跨度钢结构设计提供参考借鉴。

关键词:大跨度;钢结构设计
近几年来,我国大跨钢结构建筑物建设发展较快,特别是2008北京奥运场馆建设,为我国大跨钢结构建筑物建设提供了一个展现的机会,涌现出大量结构新颖、技术先进的建筑。

1 大跨钢结构的特点及应用
随着经济的发展,大跨钢结构被广泛应用于机场、体育馆等大型结构中。

本文根据钢结构中的钢管桁架大跨结构设计进行分析。

在保证建筑物功能要求的前提下,通过对不同结构设计方案的计算分析,得出了最优的结构设计方案。

1.1大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准,我国的《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工规程》将跨度60m 以上的结构定义为大跨度结构,计算和构造均有特殊规定。

目前,我国以钢索和膜材做成的索膜结构最大跨度已做到320 m。

1.2大跨度结构主要是在自重荷载下工作,主要矛盾是减轻结构自重,故最适宜采用钢结构。

在大跨度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材料,如彩色涂层压型钢板、压型铝合金板等。

1.3在大跨度空间结构中引入现代预应力技术,不仅使结构体形
更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。

通过适当配置拉索,或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载,前者即为斜拉结构体系,后者则为预应力结构体系。

这一类“杂交”结构体系将改善原结构的受力状态,降低内力峰值,增强结构刚度、技术经济效果明显提高。

目前我国已在80余项大跨空间钢结构工程中应用了预应力技术,如广东清远市体育馆(六点支承,对角柱跨度89m,六块组合型双层扭网壳)在周边设6道预应力索后其用钢量44.3kg/m,约比原方案节省钢材32%,其它一些类型的网壳结构采用预应力技术后一般都可节约30%以上的钢材。

目前许多高校对索托结构,索网结构等以高强钢索与钢材为主承重结构的预应力钢结构新体系,正在进行理论研究,积极准备工程实践,可以预期新型的预应力大跨空间钢结构不久即将涌现在各类建筑中。

膜结构是当前我国正在兴起的一种空间结构,其中应用较多的是张力膜结构。

这是一种以玻璃纤维织物或聚酯纤维织物为基层,以聚四氟乙烯或pvc为涂层的膜材与不同类型的支承体系间的组合,而其支承体系可为索一支柱或索一杆结构,它们常在膜材获得预应力后协同工作。

2 建筑结构比较分析
2.1对于新型大跨结构的特点整体上是空间结构;其跨度大,可覆盖巨大的室内空间;矢高小、曲率平缓,可有效利用空间;厚度薄、自重轻,节省材料;形式多样,可适合于各种形状的平面组合。

2.2对混凝土结构来说,其根本不适合用于大跨结构中,其采用
的单向板以及双向板随着跨度的增大,将会使楼板的厚度增加,所配置的钢筋量必然增大,显然这不适合用于大跨度结构中。

而对于稍微可应用于跨度较大的井式楼盖,其特点由肋梁楼盖演变过来,两个方向梁的高度相等且一般等间距布置,无主次梁之分,四周承重墙支撑或角柱支撑,可以解决一些大跨度空间的设计要求,因此适用于柱网间距或房间平面面积较大时,多用于门厅、会议厅,但是把井式楼盖应用于大跨度空间结构中,必然会使造价较高。

2.3显然,对于大跨度结构来说,采用钢结构明显优于混凝土结构等,而且随着跨度的不断增大,这种优势尤为突出。

尤其是对于柔性屋盖体系来说,混凝土和钢-混凝土组合屋盖暂不适用,而钢结构则具有明显优势。

3 大跨钢结构设计要点
近年来大跨屋盖建筑的数量和规模增长迅速;对大跨屋盖建筑的抗震设计重视不够。

一度出现不少造型奇特、结构很不规则、抗震性能差的建筑。

为此,结合本项目大跨钢结构屋盖的设计实例,笔者总结了对于大跨空间钢结构来说,其设计要点如下:
3.1计算分析方面
3.1.1在计算分析方面,重视上部、下部结构的协同工作,应计入多向地震作用的效应。

在抗震措施上,定义了关键杆件和关键节点,并规定了相应的加强措施。

计算时应进行抗震计算的范围、计算模型、计算方法、计算参数、多向地震、地震效应组合、变形限值、关键杆件和节点。

考虑上下部结构协同工作的最合理方法是按
整体结构模型进行地震作用计算。

下部结构简化必须依据可靠且符合动力学原理,即应综合考虑刚度和质量等效后的有效性。

3.1.2计算分析时应合理确定计算模型,屋盖与主要支承部位的连接假定应与构造相符。

计算模型应计入屋盖结构与下部结构的协同作用。

经过计算实践表明,对于大跨钢结构来说适宜采用的方法为多向地震反应谱法、时程分析法、甚至多向随机振动分析方法。

建议用一些更精细的分析方法进行复杂大跨屋盖结构的地震作用计算,应该鼓励这些方法的应用,但实际操作还有些深层次问题值得讨论。

对竖向地震作用的简化算法的适用范围进行了进一步限定。

3.1.3 计算分析不单要模拟结构整体成型后的受力情况,还要兼顾其施工过程的特殊受力情况,避免在结构成型前因为局部受力超过设计值而破坏。

对于施工过程的计算模拟需要考虑构件吊装、不同施工阶段工况、结构预变形技术、构件的预拼装、卸载等。

大跨结构的复杂性和施工方法的多样性,决定其设计的过程中就必须结合考虑施工的问题。

这也是设计过程中经常忽视或者考虑不全的地方。

3.2 结构布置
在结构布置上,强调屋盖结构及其下部支承结构的质量、刚度分布均衡,确保结构的整体性和传力明确。

屋盖的地震作用应能有效地通过支座向下传递;避免屋盖内力集中或较大扭转效应,为此屋盖、支承及下部结构的布置宜均匀对称;保证屋盖结构的整体性,
因此应优先采用空间传力体系、避免局部削弱或突变的薄弱部位;宜采用轻型屋面系统,因此应严格控制屋面系统的单位自重。

结构布置宜避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的内力、变形集中。

对于可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

3.3 防震缝设置
3.3.1 对于大跨空间结构来说,设置防震缝往往是有效的。

震缝宽度,规范规定不宜小于150mm。

这主要是根据下部支承结构为框架结构或框架-抗震墙结构时的最小缝宽综合确定。

规范所规定的最小防震缝宽度可能不足。

建议最好按设防烈度下两侧独立结构在交界线上的相对位移最大值来复核。

3.3.2 结合工程实践经验,笔者建议大跨屋盖结构防震缝的缝宽可按设防烈度下两侧独立结构在交界线上的相对位移最大值来确定。

对于规则结构,缝宽也可将多遇地震下的最大相对变形值乘以不小于3的放大系数近似估计。

4 结束语
随着我国国民经济和科学技术的发展,钢结构建筑已逐渐成为一种较为普遍的建筑结构形式,在工业、民用建筑中都得到了较广泛的运用,设计与施工的好坏直接决定着建筑结构的质量,所以我们更要做好大跨度钢结构的设计工作,为祖国建设添砖加瓦。

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