一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)易流程和設(shè)計(jì)理念

（一)分辨結(jié)構(gòu)是不是合適用鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)一般用以高層住宅、大跨距、身型繁雜、荷載或起重機(jī)吊重大、有很大震動(dòng)、高溫生產(chǎn)車間、密閉性規(guī)定高、規(guī)定能主題活動(dòng)或常常裝拆的結(jié)構(gòu)。形象化的說(shuō)：商務(wù)大廈、體育場(chǎng)館、劇院、立交橋、廣播電視塔、倉(cāng)棚、加工廠、住房和臨時(shí)建筑等。它是和鋼結(jié)構(gòu)本身的特性相一致的。

（二）結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置

這里僅簡(jiǎn)易詳細(xì)介紹。詳請(qǐng)參照有關(guān)類書(shū)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)選型涉及到普遍,做結(jié)構(gòu)選型及布置應(yīng)當(dāng)在閱歷豐富的技術(shù)工程師具體指導(dǎo)下開(kāi)展。

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的全部全過(guò)程上都應(yīng)當(dāng)被注重的是“設(shè)計(jì)概念”,它在結(jié)構(gòu)選型與布置環(huán)節(jié)特別是在關(guān)鍵。對(duì)一些無(wú)法做出精準(zhǔn)深入分析或標(biāo)準(zhǔn)未要求的難題，可根據(jù)從總體結(jié)構(gòu)管理體系與分管理體系中間的結(jié)構(gòu)力學(xué)關(guān)聯(lián)、毀壞原理、地震、實(shí)驗(yàn)狀況和工程項(xiàng)目工作經(jīng)驗(yàn)所得到 的設(shè)計(jì)方案觀念，從全局性的視角來(lái)明確操縱結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)節(jié)方面的對(duì)策。應(yīng)用設(shè)計(jì)概念能夠在初期快速、合理地開(kāi)展設(shè)計(jì)構(gòu)思、較為與挑選。個(gè)人所得結(jié)構(gòu)計(jì)劃方案通常便于算量、定義清楚、判定恰當(dāng)，并可防止結(jié)構(gòu)分析階段多余的繁雜計(jì)算。另外，它也是分辨電子計(jì)算機(jī)內(nèi)功剖析輸出數(shù)據(jù)信息靠譜是否的關(guān)鍵根據(jù)。（不管結(jié)構(gòu)手機(jī)軟件怎樣強(qiáng)勁，扎扎實(shí)實(shí)的結(jié)構(gòu)定義和結(jié)構(gòu)力學(xué)剖析，及靠譜的算量工作能力，才算是扎實(shí)的素養(yǎng)。）

鋼結(jié)構(gòu)一般有架構(gòu)、平面圖(木行)架、球形網(wǎng)架（殼）、索膜、輕鋼結(jié)構(gòu)、塔桅等結(jié)構(gòu)形式。 其基礎(chǔ)理論與技術(shù)性大多數(shù)完善。亦有一部分難點(diǎn)沒(méi)有處理,或沒(méi)有簡(jiǎn)易好用的設(shè)計(jì)方法，例如網(wǎng)殼的平穩(wěn)等。

結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮到他們不一樣的特性。

在輕鋼結(jié)構(gòu)廠房中，當(dāng)有很大懸架荷載或挪動(dòng)荷載，就可考慮到舍棄門式鋼架而選用球形網(wǎng)架。平屋面上雪壓大的地域，平屋面曲線圖應(yīng)有益于降雪滑掉（斷線50度外需考慮到雪載），如亞?wèn)|水泥廠白云石倉(cāng)棚選用三心圓網(wǎng)殼?？傃┹d釋放出來(lái)近一半。降水量大的地域類似考慮到。工程建筑容許時(shí)，在架構(gòu)中布置支撐會(huì)比簡(jiǎn)易的連接點(diǎn)剛接的架構(gòu)有更強(qiáng)的合理性。而平屋面遮蓋跨距很大的工程建筑中，可挑選預(yù)制構(gòu)件受拉為主導(dǎo)的懸索橋或索膜結(jié)構(gòu)管理體系。高層住宅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，常選用鋼混泥土組成結(jié)構(gòu)，在抗震設(shè)防烈度高或很不規(guī)律的高層住宅中，不可單純性為了更好地經(jīng)濟(jì)發(fā)展去挑選不好抗震等級(jí)的核心筒加邊框的方式。宜挑選附近超大src柱，關(guān)鍵為支撐架構(gòu)的結(jié)構(gòu)管理體系。在我國(guó)過(guò)半數(shù)的該類高層住宅為前面一種。對(duì)抗震等級(jí)不好。（把承受力模塊盡量的向結(jié)構(gòu)外場(chǎng)布置，是靈活運(yùn)用原材料特性的重要，如同空心的毛竹一樣，因此 外強(qiáng)內(nèi)弱很重要。）

結(jié)構(gòu)的布置要依據(jù)管理體系特點(diǎn),荷載遍布狀況及特性等綜合性考慮到。

一般的說(shuō)要彎曲剛度勻稱。結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)體模型清楚。盡量限定大荷載或挪動(dòng)荷載的危害范疇,使其以最立即的路線傳送到基本。柱間抗側(cè)支撐的遍布應(yīng)勻稱。其形心要盡可能挨近側(cè)面力(風(fēng)震)的功效線。不然應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)的扭曲。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)需有多道防御。例如有支撐架構(gòu)結(jié)構(gòu),柱頭最少應(yīng)能獨(dú)立承擔(dān)1/4的總水準(zhǔn)力。

架構(gòu)結(jié)構(gòu)的樓房平面圖框架梁的布置,有時(shí)候能夠調(diào)節(jié)其荷載傳送方位以考慮不一樣的規(guī)定。一般為了更好地減少截面沿短向布置框架梁，可是這會(huì)使承重梁截面增加，降低了樓房層高,高層邊柱也有時(shí)候會(huì)受不了，這時(shí)把框架梁支撐在較短的承重梁上能夠放棄框架梁挽救承重梁和柱頭。

（三）預(yù)計(jì)截面

結(jié)構(gòu)布置完畢后，需對(duì)預(yù)制構(gòu)件截面作基本估計(jì)。主要是柱梁和支撐等的橫斷面樣子與規(guī)格的假設(shè)。

鋼柱可挑選糟鋼、冷軋或焊接h型鋼截面等。依據(jù)荷載與橡膠支座狀況，其截面高寬比一般在跨距的1/20～1/50中間挑選。翼緣板總寬依據(jù)梁間側(cè)面支撐的間隔按l/b限值明確時(shí)，可逃避鋼柱的總體平穩(wěn)的繁雜測(cè)算，這類方式很火爆。明確了截面高寬比和翼緣板總寬后，其零件薄厚可按標(biāo)準(zhǔn)中部分平穩(wěn)的結(jié)構(gòu)要求預(yù)計(jì)。

柱截面按長(zhǎng)細(xì)比預(yù)計(jì)。 一般50<λ<150,簡(jiǎn)易挑選值在100周邊。依據(jù)樞軸受力、雙重受彎或單邊受彎的不一樣,可挑選無(wú)縫鋼管或h槽鋼截面等。

新手特別注意，相匹配不一樣的結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)截面的結(jié)構(gòu)規(guī)定有非常大的不一樣。如鋼結(jié)構(gòu)所獨(dú)有的構(gòu)成預(yù)制構(gòu)件的零件的部分平穩(wěn)難題。在普鋼標(biāo)準(zhǔn)和輕鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中的限制值有非常大的差別。

此外，預(yù)制構(gòu)件截面方式的挑選沒(méi)有固定不動(dòng)的規(guī)定，結(jié)構(gòu)技術(shù)工程師應(yīng)當(dāng)依據(jù)預(yù)制構(gòu)件的承受力狀況，有效的挑選安全性經(jīng)濟(jì)發(fā)展美觀大方的截面。

（四）結(jié)構(gòu)剖析

現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)方案中,結(jié)構(gòu)剖析一般為線延展性剖析,標(biāo)準(zhǔn)容許時(shí)考慮到p－Δ,p－δ。

近期的一些有限元軟件能夠一部分考慮到幾何圖形離散系統(tǒng)及不銹鋼板材的彈塑性能。這為更精準(zhǔn)的剖析結(jié)構(gòu)出示了標(biāo)準(zhǔn)。并并不一定的結(jié)構(gòu)都必須應(yīng)用手機(jī)軟件:

典型性結(jié)構(gòu)可查結(jié)構(gòu)力學(xué)指南這類的專業(yè)書(shū)籍立即得到 內(nèi)功和形變。

簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)根據(jù)算量開(kāi)展剖析。

繁雜結(jié)構(gòu)才必須模型運(yùn)作程序流程并做詳盡的結(jié)構(gòu)剖析。

（五）工程項(xiàng)目判斷

要恰當(dāng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)手機(jī)軟件，還解決其輸出結(jié)果的做“工程項(xiàng)目判斷”。例如，評(píng)定各向周期時(shí)間、總剪應(yīng)力、形變特點(diǎn)等。依據(jù)“工程項(xiàng)目判斷”挑選改動(dòng)實(shí)體模型再次剖析,還是調(diào)整數(shù)值。

不一樣的手機(jī)軟件會(huì)出現(xiàn)不一樣的可用標(biāo)準(zhǔn)。新手應(yīng)充足一目了然。除此之外,建筑工程設(shè)計(jì)中的測(cè)算和精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)力學(xué)測(cè)算自身經(jīng)常出現(xiàn)一定間距, 為了更好地得到 好用的設(shè)計(jì)方法,有時(shí)候會(huì)用出現(xiàn)偏差的原因很大的假設(shè), 但對(duì)這類出現(xiàn)偏差的原因, 會(huì)根據(jù)"可用標(biāo)準(zhǔn)、定義及結(jié)構(gòu)"的方法來(lái)確保結(jié)構(gòu)的安全性。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中,“可用標(biāo)準(zhǔn)、定義及結(jié)構(gòu)”是比定量分析測(cè)算更關(guān)鍵的內(nèi)容。

技術(shù)工程師們不應(yīng)該太過(guò)信任感與依靠結(jié)構(gòu)手機(jī)軟件。英國(guó)一位專家學(xué)者曾警示說(shuō)：“誤用電子計(jì)算機(jī)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)毀壞而造成災(zāi)禍僅僅一個(gè)時(shí)間的難題?！?/p>

重視設(shè)計(jì)概念和工程項(xiàng)目判斷是防止這類工程項(xiàng)目災(zāi)禍的方式。

（六）預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)方案

預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)方案最先是原材料的挑選。較為常見(jiàn)的是q235(相近a3)和q345(相近16mn)。一般主結(jié)構(gòu)應(yīng)用單一鋼材牌號(hào)便于于工程項(xiàng)目管理。經(jīng)濟(jì)發(fā)展考慮到,還可以挑選不一樣抗壓強(qiáng)度不銹鋼板材的組成截面。當(dāng)抗壓強(qiáng)度起操縱功效時(shí),可挑選q345; 平穩(wěn)操縱時(shí),宜應(yīng)用q235。

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)方案中,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的是彈塑性的方式來(lái)檢算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)功測(cè)算的延展性方式并不搭配。

當(dāng)今的結(jié)構(gòu)手機(jī)軟件,都出示截面檢算的后處理工藝作用。因?yàn)槌绦蛄鞒碳夹g(shù)性的發(fā)展,一些手機(jī)軟件能夠?qū)z算時(shí)不通過(guò)的預(yù)制構(gòu)件，從給出的截面杜蘭特挑選增加一級(jí)。并全自動(dòng)再次剖析檢算，直到根據(jù)，如sap2000等。它是常說(shuō)的截面可靠性設(shè)計(jì)作用之一。它降低了結(jié)構(gòu)師的許多 勞動(dòng)量。可是，新手最少應(yīng)留意二點(diǎn)：

1、手機(jī)軟件在做預(yù)制構(gòu)件(主要是柱)的截面檢算時(shí),測(cè)算長(zhǎng)度指數(shù)的取定有時(shí)候會(huì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求?，F(xiàn)階段全部的程序流程都不可以徹底處理這個(gè)問(wèn)題。因此 ,特別是在針對(duì)連接點(diǎn)聯(lián)接狀況繁雜或變截面的預(yù)制構(gòu)件,結(jié)構(gòu)師應(yīng)當(dāng)逐一查驗(yàn)。

2、當(dāng)上邊第(三)條中預(yù)計(jì)的截面不符合時(shí)，增加截面應(yīng)當(dāng)分二種狀況有所差異。

(1) 抗壓強(qiáng)度不符合,一般增加構(gòu)成截面的零件薄厚，在其中,抗彎強(qiáng)度不符合增加翼緣板薄厚，抗彎不符合增加梁端薄厚。

(2) 形變超限額，一般不可增加零件薄厚，而應(yīng)考慮到增加截面的高寬比，不然，會(huì)很不經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

應(yīng)用手機(jī)軟件的上述情況全自動(dòng)增加截面的可靠性設(shè)計(jì)作用，難以考慮到所述抗壓強(qiáng)度與彎曲剛度的區(qū)別，事實(shí)上，經(jīng)常并不適合。

（七）連接點(diǎn)設(shè)計(jì)方案

聯(lián)接連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中關(guān)鍵的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)剖析前,就應(yīng)當(dāng)對(duì)連接點(diǎn)的方式有充足思索與明確。經(jīng)常出現(xiàn)的一種狀況是,最后設(shè)計(jì)方案的連接點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析法中應(yīng)用的方式不完全一致,這務(wù)必防止。按傳力特點(diǎn)不一樣,連接點(diǎn)分剛接,固接和半剛接。新手宜挑選能夠簡(jiǎn)易定性分析的前二者。常見(jiàn)的教材[2]有豐富多彩的強(qiáng)烈推薦的連接點(diǎn)作法及計(jì)算方法。

聯(lián)接的不一樣對(duì)結(jié)構(gòu)危害甚大。例如,有的剛接連接點(diǎn)盡管承擔(dān)彎距沒(méi)有問(wèn)題,但會(huì)造成很大旋轉(zhuǎn), 不符結(jié)構(gòu)剖析中的假設(shè)。會(huì)造成 具體工程項(xiàng)目形變超過(guò)測(cè)算數(shù)據(jù)信息等的不好結(jié)果。

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聯(lián)接連接點(diǎn)有等強(qiáng)設(shè)計(jì)方案和具體承受力設(shè)計(jì)方案二種常見(jiàn)的方式, 新手可偏安全性采用前面一種。設(shè)計(jì)方案指南中一般有焊接及螺釘連接的報(bào)表等供設(shè)計(jì)師查用,較為便捷。還可以應(yīng)用結(jié)構(gòu)手機(jī)軟件的后處理工藝一部分來(lái)全自動(dòng)進(jìn)行。

實(shí)際設(shè)計(jì)方案關(guān)鍵包含以下幾點(diǎn):

1、電焊焊接: 對(duì)電焊焊接焊接的規(guī)格及方式等,標(biāo)準(zhǔn)有強(qiáng)制性要求,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。焊絲的采用應(yīng)該和被聯(lián)接 金屬材料融入。e43相匹配q235,e50相匹配q345。q235與q345聯(lián)接時(shí),應(yīng)當(dāng)挑選低抗壓強(qiáng)度的e43,而不是e50。

電焊焊接設(shè)計(jì)方案中不可隨意增加焊接。焊接的重心點(diǎn)應(yīng)盡可能與被聯(lián)接預(yù)制構(gòu)件重心點(diǎn)貼近。別的詳盡內(nèi)容可查規(guī)范有關(guān)焊接結(jié)構(gòu)層面的要求。

2、栓接:

鉚合方式,在工程建筑中，已經(jīng)非常少選用。

一般地腳螺栓抗彎特性差, 可在主次結(jié)構(gòu)位置應(yīng)用。

高強(qiáng)螺栓,應(yīng)用日漸普遍。常見(jiàn)8.8s和10.9s2個(gè)抗壓強(qiáng)度級(jí)別。依據(jù)承受力特性分耐壓型和磨擦型。二者計(jì)算方式不一樣。高強(qiáng)螺栓最少規(guī)格型號(hào)m12。常見(jiàn)m16～m30。超大型規(guī)格型號(hào)的地腳螺栓特性不穩(wěn)定,設(shè)計(jì)方案中應(yīng)謹(jǐn)慎應(yīng)用。

自攻螺釘用以板才與厚壁槽鋼間的主次聯(lián)接。海外在矮層墻板式住宅中,也常見(jiàn)于主結(jié)構(gòu)的聯(lián)接。

3、聯(lián)接板: 可簡(jiǎn)易取其薄厚為梁腹板薄厚加4mm。隨后檢算凈截面抗彎等。

4、梁腹板: 靈驗(yàn)算栓孔處梁端的凈截面抗彎。耐壓型高強(qiáng)螺栓聯(lián)接還需檢算孔邊部分耐壓。

5、連接點(diǎn)設(shè)計(jì)方案務(wù)必考慮到安裝地腳螺栓、當(dāng)場(chǎng)電焊焊接等的工程施工室內(nèi)空間及預(yù)制構(gòu)件起吊次序等。預(yù)制構(gòu)件運(yùn)往當(dāng)場(chǎng)無(wú)法安裝是新手長(zhǎng)犯的不正確。除此之外，還應(yīng)盡量使職工能便捷的開(kāi)展當(dāng)場(chǎng)精準(zhǔn)定位與臨時(shí)性固定不動(dòng)。

6、連接點(diǎn)設(shè)計(jì)方案還應(yīng)考慮到生產(chǎn)廠的技術(shù)水平。例如無(wú)縫鋼管聯(lián)接連接點(diǎn)的相貫線的創(chuàng)口必須數(shù)控車床等機(jī)器設(shè)備才可以進(jìn)行。

（八）工程圖紙定編

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案工程圖分設(shè)計(jì)圖紙和工程施工節(jié)點(diǎn)詳圖兩環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)圖紙為設(shè)計(jì)方案企業(yè)出示，工程施工節(jié)點(diǎn)詳圖一般由鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造企業(yè)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙定編，有時(shí)候也會(huì)由設(shè)計(jì)方案企業(yè)委托定編。因?yàn)榻陙?lái)鋼結(jié)構(gòu)新項(xiàng)目增加和規(guī)劃院鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)工程師欠缺的分歧，有設(shè)計(jì)方案工作能力的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)參加設(shè)計(jì)圖紙定編的狀況也很廣泛。

1、設(shè)計(jì)圖紙: 是出示生產(chǎn)廠定編工程施工節(jié)點(diǎn)詳圖的根據(jù)。深層及內(nèi)容應(yīng)詳細(xì)但不沉余。在設(shè)計(jì)圖紙中,針對(duì)設(shè)計(jì)方案根據(jù)、荷載材料（包含地震災(zāi)害功效）、技術(shù)性數(shù)據(jù)信息、原材料采用及材料規(guī)定、設(shè)計(jì)方案規(guī)定（包含生產(chǎn)制造和安裝、焊接產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的級(jí)別、噴涂及運(yùn)送等）、結(jié)構(gòu)布置、預(yù)制構(gòu)件截面采用及其結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵連接點(diǎn)結(jié)構(gòu)等均應(yīng)表明清晰，以利于工程施工節(jié)點(diǎn)詳圖的成功定編，并能恰當(dāng)反映設(shè)計(jì)方案的用意。關(guān)鍵原材料應(yīng)目錄表明。

2、工程施工節(jié)點(diǎn)詳圖:又被稱為生產(chǎn)加工圖或施工放樣圖等。深層須能考慮生產(chǎn)車間立即生產(chǎn)制造生產(chǎn)加工。不完全一致的另預(yù)制構(gòu)件模塊須獨(dú)立繪圖表述，并應(yīng)附帶詳細(xì)的原材料表。

設(shè)計(jì)圖紙及工程施工節(jié)點(diǎn)詳圖的內(nèi)容表達(dá)方式及工程圖深層的操縱，現(xiàn)階段較為錯(cuò)亂，每個(gè)設(shè)計(jì)方案企業(yè)中間以及與鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)中間各有不同。新手可參照別人的優(yōu)秀設(shè)計(jì)并參照有關(guān)的專業(yè)書(shū)籍，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求定編。

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