本篇文章给大家谈谈钢结构的设计方法是什么，以及钢结构的两种设计方法及适用范围?对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔，本文目录一览：，1、，现行公路桥梁钢结构设计采用什么方法？应考虑哪些方面，2、，钢结构设计步骤与思路？，3、，钢结构采用什么设计方法,原则是什么，4、，钢结构设计步骤介绍，5、，钢结构构件连接的设计方法？
本篇文章给大家谈谈钢结构的设计方法是什么，以及钢结构的两种设计方法及适用范围?对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
现行公路桥梁钢结构设计采用什么方法？应考虑哪些方面
现行公路桥梁钢结构设计参照《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015执行。
设计方法有：
一、整体部分
1、根据确定桥梁跨径选择桥梁形式，如：斜拉桥、悬索桥、拱桥、桁架桥等；
2、根据桥梁形式选择梁截面型式，如：钢板梁、钢箱梁、钢桁架、钢管结构、钢-混组合梁等；
3、根据选定的桥型及梁截面型式，选择材料及设计指标；
4、斜拉桥、悬索桥还要做选择钢塔、缆索系统；
5、整体结构计算。
二、局部
1、节点设计：焊接、铆接、栓接；
2、局部承载力极限状态计算；
3、局部正确使用极限状态计算
三、附属
1、钢桥面铺装设计；
2、防护及维护设计；
3、支座及伸缩缝设计。
钢结构设计步骤与思路？
(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。[20]
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。宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。钢结构的设计方法是什么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。柱间抗侧支撑的分布应均匀。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。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
(三)预估截面
结构布置结束后,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假定。
钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的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,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估。通常50λ150,简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等。
初学者需注意,对应不同的结构,规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。
除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面。
(四)结构分析
目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ。
典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形。
简单结构通过手算进行分析。
复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。
(五)工程判定
要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定".比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果。
不同的软件会有不同的适用条件。初学者应充分明了。此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离,为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定,但对这种误差,会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全。钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容。
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件。美国一位学者曾警告说:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”
注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法。
(六)构件设计
构件的设计首先是材料的选择。比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn)。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时,可选择Q345;稳定控制时,宜使用Q235.
构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面。这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。
当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步,一些软件可以将验算时不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级。并自动重新分析验算,直至通过,如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。但是,初学钢至少应注意两点:
1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定。目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,结构师应该逐个检查。
2.当上面第(三)条中预估的截面不满足时,加大截面应该分两种情况区别对待。
(1)强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度,其中,抗弯不满足加大翼缘厚度,抗剪不满足加大腹板厚度。(2)变形超限,通常不应加大板件厚度,而应考虑加大截面的高度,否则,会很不经济。
使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,实际上,常常并不合适。
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钢结构采用什么设计方法,原则是什么
钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
钢结构采用除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。设计原则是：做到技术先进，经济合理、安全适用、确保质量。
钢结构设计步骤介绍
钢结构设计对于不同的定量指标和应用都有相应的阐释，包括对钢结构防震设计。要注意的是，在钢结构设计的过程中，一定要从安全的角度出发。结构选型和结构布置要相对合理。这篇文章就主要向大家介绍钢结构的设计方法是什么了钢结构设计的相关操作，并且向大家展示了几幅钢结构设计的图片信息，让大家可以更加地了解钢结构设计知识，下面就跟小编一起去看看吧。
钢结构设计步骤
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。直观的说钢结构的设计方法是什么：大厦、体育馆、歌剧院
2.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。在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计
3.预估截面
结构布置结束后，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假定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等
4.结构分析
典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形;简单结构通过手算进行分析;复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析
5.工程判定
要正确使用结构软件，还应对其输出结果的做“工程判定”。比如，评估各向周期、总剪力、变形特征
6.构件设计
构件设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235和Q345。当强度起控制作用时,可选择
Q345;稳定控制时,宜使用Q235
7.节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者
钢结构的抗震设计
1)进行动力学分析获得必须的侧向力。在计算前必须有最基本的结构要素，尤其是结构的自重和侧向传力体系要有明确的计划。最简单的动力学分析是底部剪力法。这通过计算各楼层的自重和分布计算得出。更为流行的是实用软件进行线性模态分析。模态分析依赖于结构的自重，侧向力单元的分布和刚度。
2)设计侧向传力单元。从动力学中获得的力需要考虑侧向力单元的延性来折减。延性系数由规范规定。注意不能太保守设计。最为整个建筑的耗能结构，侧向单元只要满足侧向力计算即可。原因是截面过大会降低结构延性，并且所有其他的构件都会受到影响。确定截面后，需要计算出实际的延性。这是因为实际选取的截面会大于计算所要求的界面。所以实际延性会低于理论延性。
3)设计与侧向单元联接的柱和其他主要构件。为满足“强柱”的要求，使用最大可能的侧向单元的力，即考虑侧向单元的极限承载力。
4)设计地基。设计思路同3)。如果地质良好，如岩石，可以在最后设计。
5)设计隔板。当然考虑是刚性的还是半刚性的。隔板的破毁将导致结构脆性破坏或倒塌，所以设计思路是不能屈服，必须在线性范围内。其涉及内容有支柱，弦，连接样式;剪切连接件等等。
好了，说到这里，小编对于钢结构设计的步骤以及相关信息就介绍得差不多了，在设计的时候，一定要考虑到安全度和可靠度的方面。同时，大家要注意的是，防震设计过程设计思路清晰，以防操作人员收到伤害。如果大家还有什么问题或者有兴趣对钢结构设计深入地了解的话，可以登录土巴兔官网进行访问哦，小兔也会随时给予答复哦。
钢结构构件连接的设计方法？
钢结构构件连接设计方法有几种？
实用设计法、精确计算设计法、常用简化设计法和等强度连接设计方法。
一、实用设计法是按被连接的翼缘的净截面面积等强度条件进行拼接连接，而腹板的连接除对作用在拼接位置的剪力进行计算外，尚应按腹板净截面面积的抗剪承载力的1/2或构件两端弯矩之和除以构件的净跨长度所得到的剪力来确定。
二、精确计算设计法是被连接的构件翼缘和腹板按其惯性矩比例分担截面处的弯矩，而剪力全部由腹板承担。
三、常用简化设计法是按构件翼缘承担所有的弯矩，而腹板承担所有的剪力来进行拼接设计的。
四、等强度设计法是按被连接的翼缘或腹板的净截面面积等强度的条件来进行拼接的。抗震节点设计遵循的原则除了受力明确减少应力集中和便于加工安装以外，最重要的一点就是满足强连接弱构件的原则，避免因连接较弱而使结构整体破坏。等强度连接设计方法的目的就是使构件连接的承载力与构件承载力相等或者比构件承载力更高。所以等强度连接设计方法经常用于结构按抗震设计或弹塑性设计中的构件拼接设计，以保证构件的连续性和具有良好的延性。
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