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江苏钢结构:结构选择和布置

2021-08-17 浏览量:696

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由于结构选型涉及面广,结构选型和布置应在有经验的工程师指导下进行。

在钢结构设计的整个过程中,都要强调“概念设计”,这在结构选型和布置阶段尤为重要。对于一些难以作出准确合理分析或规范中没有明确规定的问题,可以根据从整个结构体系及其子系统之间的力学关系、破坏机理、地震破坏、试验现象和工程经验中获得的设计思路,从全局角度确定控制结构的布置和详细措施。概念设计可用于在早期阶段快速有效地构思、比较和选择。得到的结构方案易于手工计算,概念清晰,定性分析正确,可以避免结构分析阶段不必要的复杂操作。同时,也是判断计算机内力分析输出数据是否可靠的主要依据。(无论结构软件多么强大,扎实的结构概念和力学分析,可靠的手算能力都是优良的品质。)

钢结构通常有框架、平面(木)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构类型。

其理论和技术大多成熟。也有一些问题没有解决,或者没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定性。

选择结构时应考虑它们的不同特性。轻钢工业建筑中,当有较大的悬挂荷载或移动荷载时,可考虑放弃门式刚架,采用网架。在屋顶积雪压力较大的地区,屋顶曲线应利于降雪(在切线)中50度处应考虑雪荷载)。如亚东水泥厂石灰石筒仓采用三心圆网壳。将近一半的雪荷载被释放。类似的考虑也适用于降雨量大的地区。在建筑条件允许的情况下,在框架中设置支架比简单连接的框架更经济。屋面覆盖跨度大的建筑,可选用悬索或索膜结构体系。在高层钢结构设计中,经常采用钢-混凝土组合结构。在地震烈度较高或不规则的高层建筑中,不应简单地为了经济而选择核心筒和外框的不利形式。周边应选用巨型型钢混凝土柱,核心为支撑框架结构体系。在中国,超过一半的这类高层管理人员是前者。不利于抗震。(尽可能将受力单元布置在结构外围,就像空心竹一样,充分利用材料的性能是关键,所以外强内弱很重要。)

结构的布置应根据系统特点、荷载分布和性质综合考虑。一般来说,刚度应该是均匀的。力学模型很清楚。尽可能限制重载或移动荷载的影响范围,使其能通过直接的路线传递到基础上。柱间横向支撑的分布应均匀。其质心应尽可能靠近侧向力(风冲击)的作用线。否则,应考虑结构的扭转。结构的抗侧应该有多道防线。例如,如果有支撑框架结构,柱应能单独承受至少1/4的总水平力。在框架结构平面布置图中,有时可以调整荷载传递方向,以满足次梁布置的不同要求。通常为了减小截面,次梁沿短向布置,但这样会增加主梁截面,降低楼板净高,有时顶边柱会不堪重负。此时,将次梁支撑在较短的主梁上,可以牺牲次梁来保留主梁和柱。


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