浅谈钢结构设计思路和步骤
最清晰的钢结构设计步骤和设计思路(精)知识讲解

. 国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的
.
连接板: 可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm. 然后验算净截面抗剪等.
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
.
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
,顶层边柱也
.
三) 预估截面
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
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
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
确定了截面高度和翼缘宽度后,其Байду номын сангаас件
. 通常50<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向
, 初学者可偏安全选用前者.设计
[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
.
:
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
.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度
E43,而不是E50.
[19]
,荷载分布情况及性质等综合考虑.一般的说要刚度均匀.力
.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.
.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
. 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
.
,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通
. 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内
【精品结构设计知识】钢结构设计简单步骤和设计思路

【精品结构设计知识】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。
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
魏
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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
魏
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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.。
钢结构设计简单步骤设计思路

钢结构设计简单步骤设计思路钢结构设计是一项复杂而重要的工作,它要求设计人员有扎实的工程知识和经验。
为了确保设计的准确性和安全性,在进行钢结构设计时需要遵循一系列的步骤和设计思路。
本文将介绍钢结构设计的简单步骤和设计思路,以帮助读者更好地理解和应用于实际工程项目中。
1. 确定设计目标和要求在进行钢结构设计之前,首先需要明确设计的目标和要求。
这包括结构的用途、荷载标准、设计寿命等。
明确了设计目标和要求之后,才能有针对性地进行后续的设计工作。
2. 收集设计所需数据在进行钢结构设计之前,需要收集大量的数据以支持设计工作。
这些数据包括但不限于土壤勘察报告、结构功能要求、荷载参数、构件尺寸等。
通过对这些数据的收集和分析,设计人员能够更加准确地进行计算和设计。
3. 进行结构荷载分析结构荷载分析是钢结构设计的基础工作之一。
通过对结构所承受的荷载进行分析,可以确定结构的受力性能,从而为后续的设计提供依据。
在进行荷载分析时,需要考虑静力和动力荷载,同时还要考虑不同工况下的荷载组合。
4. 进行钢结构设计计算在进行钢结构设计计算时,需要根据结构的荷载条件和材料的力学性能进行计算和验证。
这包括对构件的受力情况、截面尺寸的确定、材料的使用强度等方面的计算。
在进行计算时,需要遵循相关的设计规范和标准,确保设计的准确性和安全性。
5. 进行钢结构细部设计细部设计是钢结构设计中一个重要的环节,它关系到结构的施工性和使用性。
在进行细部设计时,需要考虑结构的节点连接、构件的连接方式、防腐措施等方面的设计。
细部设计的目标是确保结构的可靠性和耐久性,在设计中需要充分考虑结构的整体性和协调性。
6. 进行结构分析和优化在完成钢结构设计之后,还需要进行结构的分析和优化。
通过对结构进行分析,可以评估结构的性能和承载能力,从而对设计进行优化。
结构分析和优化是一个循环的过程,需要根据实际情况进行多次的调整和改进,以得到更加合理和经济的设计方案。
7. 编制钢结构设计图纸在完成钢结构设计之后,需要将设计结果编制成相应的设计图纸。
钢结构设计步骤和设计思路

钢结构设计步骤和设计思路杜俊1张健2(1、山东省冶金设计院有限责任公司山东济南25201012、济南中建建筑设计院有限公司山东济南2520101)【摘要】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。
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。
【关键词】钢结构;设计【abstract】in steel structure design of the whole process should be stressed is the "concept design,"which in the selection of the structure arrangement stage is especially important.Steel structure usually have framework,plane(wood line)frame,rack(shell), the film,light steel,tower structure type mast.The theory and technology mostly mature. Also some problem was not solved,or no simple and practical design methods,for example, net shell stability,etc.【keywords】steel structure;design中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:引言随着经济的发展,钢结构在土木工程中的应用日趋广泛,这就要求设计人员必须掌握与此相关的各种知识从表面上看这个问题非常简单,它不涉及高深的理论,也不需要繁琐的运算,然而不少设计人员在处理这几个问题时却把握不准究其原因,在于这几个问题看起来简单,其内涵却非常丰富,涉及到很多非结构专业的问题此外一些教科书和设计手册对这几个基本问题也少有全面的便于设计人员实际运用的阐述(还有的是论述本身就有失误)1.判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体犁复杂、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2.结构选型与结构布置钢结构通常有框架、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),如腰铺珍珠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素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。
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、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。
钢结构设计资料钢结构设计简单步骤和设计思路
钢结构设计资料钢结构设计简单步骤和设计思路p ,li{font-size:14px}(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。
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。
钢结构工程方案讲解
钢结构工程方案讲解一、设计理念1.1 总体设计思路钢结构工程方案的设计首先要根据工程的具体要求和实际情况,制定出全面的设计思路。
钢结构工程方案的设计思路应该围绕工程的安全性、经济性、美观性和环保性进行。
同时要充分考虑工程的承载能力、整体稳定性、抗震性等关键参数,设计出合理的结构方案。
1.2 结构设计原则在进行钢结构工程方案设计时,需要遵循一定的设计原则,包括均衡性原则、合理性原则、经济性原则和安全性原则。
要根据工程的具体情况进行全面的考虑,确保设计方案具有可行性和有效性。
1.3 结构设计方法钢结构工程方案的设计方法包括了静力计算方法、动力计算方法和有限元分析方法等。
需要根据工程的具体情况综合运用这些设计方法,确保设计方案的可靠性和合理性。
二、构件选择2.1 主要构件选择在进行钢结构工程方案设计时,需要选择合适的主要构件,包括梁、柱、梁柱节点、梁柱连接等。
这些构件的选择要充分考虑工程的承载能力、整体稳定性和抗震性等要求,确保工程的安全可靠。
2.2 材料选择钢结构工程方案的材料选择以钢材为主,要选择质量好、性能稳定的优质钢材,确保结构的性能和使用寿命。
同时还需要考虑防腐蚀、防火等特殊要求,选择适用的防护措施和材料。
三、施工工艺3.1 预制加工在钢结构工程方案的施工中,可以采用预制加工的方式,即将构件进行预制,然后进行现场拼装。
这样可以有效提高施工效率,缩短工期,减少施工现场的影响,降低施工成本。
3.2 焊接工艺在进行钢结构工程方案的施工中,需要采用合适的焊接工艺,确保焊接质量和连接牢固。
同时还要考虑焊接的防腐蚀、防火等特殊要求,选择适用的防护措施和工艺。
3.3 安全施工在进行钢结构工程方案的施工中,需要严格遵守相关的安全规范和施工标准,确保施工过程中的安全稳定。
同时还要对施工现场进行全面的管理,确保施工的质量和安全。
四、工程实例4.1 大跨度钢桥工程在大跨度钢桥工程的设计中,可以采用钢桁架结构、钢箱梁结构等。
建筑结构钢结构设计简单步骤和设计思路
一、钢结构适用范围及选型1.钢结构适用的范围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:超高层建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
2.钢结构的选型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。
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。
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。
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。
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浅谈钢结构设计思路和步骤
近年来,随着建筑行业的快速发展,钢结构在城市建筑中得以广泛应用。
相对于传统的钢筋混凝土结构,钢结构自重较轻,材料强度较高,具有较好的抗震性能。
而且利用钢结构进行施工时,过程简单方便,施工周期较短,具有良好的经济效益。
文中从钢结构设计原则入手,对钢结构设计思路和步骤进行了分析,并进一步对钢结构设计过程中需要注意的问题进行了具体的阐述。
标签:钢结构;设计原则;设计思路;步骤;注意问题
前言
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、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,确保钢结构设计的经济性和安全性。
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分都能够满足稳定性的要求。
2 钢结构设计思路和步骤
2.1 钢结构的形式与布置
钢结构具有多种结构形式,通常以框架、平面架、网架、索膜、轻钢以及塔桅等为主,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、荷载分布情况及性质进行全面性的综合考虑。
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,根据长细比来对柱截面进行预估,确保选择值的科学性和合理性。
2.3 结构分析
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析,只有当和构件允许时才会考虑P-△,P-δ。
利用有限元软件可以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,从而有效的减少建筑物层间位移的发生。
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Q235和Q345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计算参数。
2.5 节点的设计
在进行节点设计时,通常会采用等强设计和实际受力设计两种方式进行节点连接,为了能够有效的提高节点设计的安全性,可以利用等强设计法来对焊缝及螺栓连接进行设计。
结构焊接作为设计的核心所在,可以采用直角焊接和斜角焊接两种方式。
而且节点设计中,通常以焊接、栓接、连接板及梁腹板等内容为主。
在设计时还需要对现场定位、临时固定施工的便利性等问题进行全面的考虑。
在对焊接焊缝尺寸和形式进行选择时,需要严格按照相关的规范进行,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,从而确保整体设计的安全性和合理性。
2.6 图纸的编制
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,并能够准确的对施工图中各项数据及参数进行表示,为施工详图的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設计者的意图,对于主要材料需要以列表的形式将其体现出来。
(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需要能够有效的与车间直接制造加工的要求相符,而且需要单独对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
(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题。
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,充分的考虑次构件的作用,同时还要确保设计时钢结构的安全性和经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,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,确保能够达到良好的设计效果。
(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,在对其进行计算时,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构的可靠性。
(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考虑,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后,然后再对节点构造的形式的合理性和适用性进行确定。
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,能够在最短的时间内确保设计目标的高质量和高水准,为我国钢结构的发展奠定良好的基础。
参考文献
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