鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路與步驟淺談

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路與步驟淺談?wù)罕酒恼聦⒔Y(jié)合本人的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn), 在提煉鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單步驟的同時(shí)，穿插鋼結(jié)構(gòu)的常用設(shè)計(jì) 思路。關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)思路；設(shè)計(jì)步驟中圖分類號(hào)：tu391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：一、判斷結(jié)構(gòu)是否適合采用鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)由于其自身特點(diǎn)：自重輕、承載力高，抗震性能 好以及現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，通常用于高層（超高層）、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)。直觀地說, 常用于摩天大廈、紡織工業(yè)廠房、體育館、大橋、電視塔和 臨時(shí)活動(dòng)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)布置由于結(jié)構(gòu)選型涉及內(nèi)容廣泛并

2、且對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)起控制作 用，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)選型與布置階段尤為重要。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，從而避免結(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)。林同炎教授在結(jié)構(gòu)概念和體系一書中介

3、紹了 用“整體概念”來規(guī)劃結(jié)構(gòu)方案的方法，以及結(jié)構(gòu)總體系 和各分體系間的相互力學(xué)關(guān)系和簡(jiǎn)化近似設(shè)計(jì)方法。鋼結(jié)構(gòu) 通常有框架、平面（桁）架、網(wǎng)架（殼）、索膜、輕鋼、塔 桅等結(jié)構(gòu)型式。結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮各建筑物各自不同的特 點(diǎn)。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。結(jié)構(gòu)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)偠染鶆颉⒘W(xué) 模型清晰、盡可能限制較大荷載或移動(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,

4、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。比如對(duì)于有支撐框 架結(jié)構(gòu)，柱子至少應(yīng)能單獨(dú)承受1/ 4的總水平力?？蚣芙Y(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，考慮到這點(diǎn)，我們可以把次梁支撐在較短的 主梁上，以犧牲次梁來保住主梁和柱。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1/ b限值確定時(shí)，可回避鋼梁的整體穩(wěn) 定的復(fù)雜驗(yàn)算，這種方