鋼結(jié)構(gòu)工程詳解 空間工程設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)工程詳解空間工程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的迅猛發(fā)展,使得鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式越來越多樣化。特別是近年來,建筑物雨篷、屋面飄板、桁架結(jié)構(gòu)、索膜空間結(jié)構(gòu)、塔架結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用,筑設(shè)計(jì)對(duì)造型的要求也越來越尚,大最的空間鈉結(jié)構(gòu)應(yīng)用于這些建筑上。空向鋼結(jié)構(gòu)大體上可以分為鋼管結(jié)構(gòu)(圓結(jié)構(gòu)、方管結(jié)構(gòu))和型鋼、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)。這此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)除了應(yīng)該按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算外,尚應(yīng)進(jìn)行相貫線的設(shè)計(jì)。大部分節(jié)點(diǎn)為焊接或普通蝶栓連接空間鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)貫徹執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量?？臻g鋼結(jié)構(gòu)不僅傳力合理,技術(shù)先進(jìn),而且可以綜合各種筑結(jié)構(gòu)的勢(shì),揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短.往往更能滿足建筑多樣化、多功能的要求,比其他單一結(jié)構(gòu)形式更易于使建筑和結(jié)構(gòu)融為一體,要能傳達(dá)建筑的文化內(nèi)涵，并產(chǎn)生具有視覺沖擊效果的獨(dú)特造型。正越來越多地受到重視并得到廣泛應(yīng)用，并將引導(dǎo)建筑新穎結(jié)構(gòu)形式發(fā)展的趨勢(shì)并創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)體系。一、空間鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定空間鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用以概率理論為其礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。以分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。空間鋼結(jié)構(gòu)大部分都采用彎薄壁型鋼,承重結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用薄壁型鋼時(shí),應(yīng)按薄壁型鋼技術(shù)規(guī)程設(shè)計(jì),非薄壁型鋼則應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范及空間結(jié)構(gòu)規(guī)程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)時(shí)的重要性系數(shù),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限確定:一般工業(yè)與民用建筑冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)取為二級(jí),設(shè)計(jì)使用年為50年時(shí),重要性系數(shù)不應(yīng)小1.0;設(shè)計(jì)使用年限為25年時(shí),重要性系數(shù)不應(yīng)小0.95。特殊建筑冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限另行確定。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu).應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的基本組合,必要時(shí)應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的偶然組合.采用荷載設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算:荷載設(shè)計(jì)值等于荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù);強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等于材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以抗力分項(xiàng)系數(shù),冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù)為1.165。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值和變形限值進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接時(shí),荷載、荷戟分項(xiàng)系數(shù)、荷載效應(yīng)組值系數(shù)值,應(yīng)符合觀行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定。支承輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)(屋架、框架等),當(dāng)僅承受-個(gè)可變荷載,其水平投影積超過60平米時(shí),屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值算取0.3kN/平米。設(shè)計(jì)剛架、屋架、檁條和墻梁時(shí),應(yīng)考慮由于風(fēng)吸力作用引起構(gòu)件內(nèi)力變化的不利影結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強(qiáng)度應(yīng)按凈截面計(jì)算;受壓強(qiáng)度應(yīng)按有效凈截面計(jì)算;穩(wěn)定性應(yīng)按有有效截面計(jì)算。構(gòu)件的變形和各種穩(wěn)定系數(shù)可按毛截而計(jì)算。計(jì)算下列情況的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接時(shí),強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘下列相應(yīng)的折減系數(shù)。1、平面格構(gòu)式檁條的端部主要受壓腹桿：0.85；2、單面連接的角鋼桿件：1）按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接:0852）按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性:0.6+0014;（注:對(duì)中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿；為按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算的桿件長(zhǎng)細(xì)比）3）無墊板的單面對(duì)接焊縫：0.854）施工條件較差的高空安裝焊縫:0.905)兩構(gòu)件的連接采用搭接或其間填有墊板的連接以及單蓋板的不對(duì)稱連接:0.90上述扎種情況回時(shí)存在時(shí),其折減系數(shù)應(yīng)連乘。設(shè)計(jì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際,合理選用材料、結(jié)構(gòu)方案和構(gòu)造措保證結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸、安裝和使用過程中滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度要求,符合防火、防腐要求。冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工,除應(yīng)符合規(guī)范外,尚應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。用于承重結(jié)構(gòu)的冷彎薄壁型鋼的帶鋼或鋼板,應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度、冷彎試驗(yàn)和硫、砷含量的合格保證;對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。二、空間鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造規(guī)定1）冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)作的壁厚不宜大于6mm,也不宜小于1.5mm(壓型鋼板除外)。2)構(gòu)件受壓部分的壁厚尚應(yīng)符合下列要求：①構(gòu)件中受壓板件的最大寬厚比應(yīng)符合下表的規(guī)定：②圓管截面構(gòu)件的外徑與壁厚之比,對(duì)于Q235鋼,不宜大于100；對(duì)于Q345鋼，不宜大于68。3)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)符合下列要求：①受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過下表所列數(shù)值：②受拉構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過350,但張緊的圓鋼拉條的長(zhǎng)細(xì)比不受此限。當(dāng)受拉構(gòu)件在永久荷載和風(fēng)荷載組合作用下受壓比不宜超過250;在吊車荷載作用下受壓時(shí)，長(zhǎng)細(xì)比不宜超過200。4)用綴板或綴條連接的格構(gòu)式柱宜設(shè)置橫隔，其間距不宜大于2-3m,單元的兩端均應(yīng)設(shè)置橫隔。實(shí)腹式受彎及壓彎構(gòu)件的兩端和較大集中荷載作用處應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋,當(dāng)構(gòu)件腹板高厚比較大時(shí),構(gòu)造上宜設(shè)置橫向加勁助。5）立體桁架(包括張弦立體桁架)可采用直線或曲線形式?？臻g網(wǎng)格鋼管結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)結(jié)合工程的平面形狀和跨度大小、支承情況、荷載大小、屋面構(gòu)造、建筑設(shè)計(jì)等要求綜合分析確定。桿件布置及支承設(shè)置應(yīng)保證結(jié)構(gòu)體系幾何不變。立體桁架可采用鉸接節(jié)點(diǎn)。立體桁架的高度可取跨度的1/12—1/16。張弦立體桁架高度可取跨度的1/30-1/45,拱形桁架矢高可取跨度的1/10-1/16,張弦的垂度可取跨度的1/10—1/14。立體架支承于下弦節(jié)點(diǎn)時(shí)須有可靠的防側(cè)傾體系,拱形的立體桁架要考慮支座水平位移對(duì)下部結(jié)構(gòu)的影響。為保持立體桁架的平