今天给各位分享钢结构施工经验的知识,其中也会对钢结构工程施工方案与技术措施进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!,本文目录一览:,1、,钢结构施工注意哪些事项,2、,钢结构建筑施工工艺?,3、,钢结构工施工过程中都要注意哪些细节?
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本文目录一览:
钢结构施工注意哪些事项
①安装前钢结构施工经验,施工单位应对构件钢结构施工经验的产品合格证、设计文件与预拼装记录进行检查钢结构施工经验,并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出允许偏差时钢结构施工经验,应进行处理。
钢结构安装前,应编制详细的测量和矫正工艺,厚钢板的焊接应在焊接安装前进行模拟产品结构的工艺试验,编制相应的施工工艺。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度。
②钢结构吊装就位后,应对构件定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记,对吊装对接接头质量进行焊前检查。安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中安全稳定。
③钢结构安装时,施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。
昆山市巴城镇施建彩钢瓦夹芯板经营部是钢结构施工的厂家。
钢结构建筑施工工艺?
1钢结构的加工过程
梁与连接板的加工与焊接。与一般制作工序一样,首先是下料,型钢下料一般都是使用的切割机,而由于性质的不同,钢板在下料时通常使用半自动的切割机,以发挥人在这个过程当中的控制作用。材料下好后,一定要对切割处进行清渣修磨,为了方便后面的施工,就在修磨的过程中顺便将各材料进行编号并归类放置。
在正式钻孔前,应在材料上面和划针或是其它工具划出孔的中心以及直径,并在孔的周围90°的位置上打四只冲孔,完成钻孔后再仔细检查。在用电动砂轮机或是磨光机对钢板表面进行打磨时,就注意打磨的方向与钢板的受力方向垂直,同时打磨范围不小于螺栓直径的四位为宜,而且在打磨的过程中还要注意不在钢材的表面磨出明显的凹坑,保证其表面的光滑与美观。
2钢柱的制作与安装
钢柱是高层,超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。100m高的超高层钢柱一般分为8~12节构件,钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形,所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度,即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换,要求对每节钢柱应编号予以区别,正确安装就位。决定高层与超高层建筑具体高度的主要竖向构件就是钢柱,一般情况下,为了保证建设工程的质量与达标,一定要在现行规范的验收标准内进行对钢柱的加工与制造。
钢柱标高的控制一般有二种方式:
1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3ram,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格,这种制作安装一般在12层以下,层高控制不十分严格的建筑物。
2)按设计标高制作安装。一般在12层以上,精度要求较高的层高,应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高,每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。无论采用何种安装方式,都应在翻样下料制作过程中充分表达出来,并应符合设计要求的总高度。
3框架梁的制作与安装
框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接,上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝,腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求,当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,腹板的连接板可开椭圆孔,椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0(dO为螺栓孔径),并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样不等干设计长度,需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核,确定其翻样下料的精确长度。
采用高强螺栓群连接时,孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔,前者精度低,后者精度高,应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时,应保证模板的精度,以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差,只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔,若用气割扩孔,则应按重大质量事故处理。
4钢结构的防火处理
钢结构在防火方面存在着不足,要对其进行补救,就必须加以防火处理,将钢结构的耐火性极限提高,使其防火性能达到设计规范当中的相关要求范围内。钢结构在火灾当中可能迅速升温从而发生形变而坍塌,造成极其严重的后果,为了防止此类事件的发生,能采取的措施有很多种,如用耐火和绝热材料涂在钢结构的表面以阻隔其与火焰的直接接触,从而降低热量在钢板上的传递,防止其温度的升高,在实际的应用当中,应根据不同的实际情况进行选择。
随着科学技术水平的日趋完善及我国社会经济水平的提升,钢结构在建筑工程的施工当中因其强度高、抗震性好、自重轻、隔音、保温等独特优势得到了广泛的应用,同时也推动了我国建筑事业的稳步发展。先进的科学技术使得钢结构的生产达到了质的飞跑,不仅适用保护环境、节约能源的绿色,还顺应了市场发展的需要,成为建筑业当中的主流形势,极大地推动了我国住宅的产业化发展进程。
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钢结构工施工过程中都要注意哪些细节?
钢结构的主要施工技要点
1.保证钢构件及时进入施工现场及合理堆放
相对其钢结构施工经验他工程而言,建筑工程的施工场地可谓是非常狭小的,为实现对工程质量的保证以及对每一位施工操作人员的安全保障工作更是增加不小的难度。对此一些常见的不良现象接踵而至,在紧急的施工现场中,急需某种钢结构建筑材料,但却被那些并不急需的压在了下面,对钢结构材料的翻找过程很容易出现对材料的不可避免的损坏,同时也影响了现场各施工工序的正常进行,损坏钢构件的同时,有拖延了工期的有效进行,对工程的影响是很大的,所以一定要保证钢构件的及时进场及合理堆放。
2.对塔吊的选择
在高层建筑的施工过程中,塔吊可谓是随处可见,但对于塔吊的选择与拆装也应严格进行,还要根据现场的实际情况来规定塔吊本身所放的位置等。在进行塔吊的选择时,可以优先考虑对爬式塔吊的选用,因为其租赁成本相比其他种类的成本而言,可以说是很低的,并且在采用爬式塔吊的同时还省去了对各楼层复杂的加固措施,起重机在操作与运行的过程中相应的自由度也有了很大的增加,爬式塔吊对与其配合的起重机的各项能力等要求也没有其他种类塔吊那样严格苛刻。从节约及便捷的各个角度来看,选用爬式塔吊是非常经济的。
3.构件的测量精度控制
对于构件的安装,一定要达到所需测量精度,否则在建成后的投入使用过程中是会出现预料以外的受力情况及破损现象,所以应该在安装的时候就真正将其尽量做到最好,保证很高的精确度以满足建筑结构的需要。在安装的过程中要对各构件及安装组件进行精确的测量,且在施工完成后要进行严格的质量检查,已达到监督的作用,从根本上保证施工全过程的安全与高效。另外还有对垂直度及轴线的测量也要做到相当精确,这对构件最终的精度控制也起着很大的作用。
4.对钢结构的吊装
对钢构件的吊装可谓是钢构建筑工程中相当关键的程序之一,因为吊装整个过程的速度与平衡度将直接影响吊装的质量,从而对整个工程施工的影响也是很大的。在对钢结构进行吊装之前,必须要对构件自身的形状及结构进行详细的分析,以适当的吊装方式进行吊装,以避免因施工场地狭小等外界原因而使构件在这一环节受到损伤。所以在实际的建筑工地上,一定要以现场的各种实际条件做基础,从而达到对周围环境及条件的分区及高效利用,且能避免各程序各环节之间的相互干扰。
5.对钢结构的焊接
对于建筑工程中的钢结构施工,可是说在工期、质量以及进度上都是有着很严格的要求的,尤其有些建筑结构还相当的复杂,从而产生很大工程量,给施工建设者带来了很大的施工难度。在焊接时,要严格按照工序的规定要求进行。在平面上,应该遵循有中心向四周的放射性施工顺序进行相应部位焊接钢结构施工经验;在竖直方向上,要严格按照上下中的顺序进行焊接;在两柱相对接的情况下,一定要保持相同的温度、相等的速度以满足焊接后的强度需求。
6.对钢结构的安全施工
安全生产贯穿了施工生产的全过程,尤其是对于钢结构的高层与超高层施工中,这样的高空作业可以说安全系数是相当低的,如何真正将安全事故的发生率降低到0,是每一位施工建设的迫切愿望。所在整个的施工过程中,要彻底的强化进入施工现场的每一个人的安全意识,同时对工地现场各区域加以划分,明确个地段各人的权、责、利分配,要对每一个工人的安全意识及责任感最最大限度的调动,彻底从根本上消除安全事故的再次发生。安全事故的发生可谓是百害而无一利,这也就要求施工建设者要达到创优的建筑工程,必须要做到质量安全两不误,否则将严重影响工程工期的进度及工程相应所可能带来的高额效益。
钢结构设计经验
随着国家经济水平的不断提高,钢结构房屋越来越多,广泛应用于工业和民用建筑中。下面是我整理钢结构设计经验的范文,欢迎阅读!
钢结构设计经验篇一
1.设计时钢材、焊缝质量等级的正确选用
在钢结构设计文件中,应当注明所用钢材的质量等级(包括相适应的焊接材料型号),并对焊缝质量提出质量等级要求。钢结构房屋所使用的钢材应当具有抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证;对于焊接钢结构,尚应具有含碳量的合格保证。在地震区,钢结构所使用的钢材,除了具有上述合格保证外,《建筑抗震设计规范》(gb5001l-2001)还要求它们具有冲击韧性的合格保证。为保证结构有必要的安全储备和足够的塑性变形能力,《建筑抗震设计规范》(gb5001l-2001)还对钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值、伸长率的限值和良好的可焊性等物理力学指标做出了明确的规定,并要求写入设计文件中。通常,钢结构的主要受力构件宜采用q235b 及以上等级的碳素结构钢和q345b 及以上等级的低合金高强度结构钢。不建议使用质量等级为a 级的钢材,原因是这种类型的钢材不保证冲击韧性和延性性能,q235a级钢材还不保证焊接要求的含碳量限值。在钢结构中,焊接连接已成为钢结构连接的最基本方法,焊缝质量的好坏直接影响到结构安全,所以应当根据结构或构件的重要性和受力性能及焊缝的受力情况,确定焊缝的质量等级。一般来说,板材的对接焊缝,承受动力荷载构件(如吊车梁)的较重要的焊缝,需作疲劳验算的焊缝,以及须与钢材等强的受拉、受弯对接焊缝(如框架梁、柱及其连接节点的对接焊缝,工字形截面与其端板的对接焊缝),其焊缝应采用坡口全熔透对接焊缝,其焊缝质量等级不得低于二级。其他部位的焊缝,一般均可采用角焊缝。角焊缝由于应力集中现象严重,内部探伤亦很困难.其焊缝质量等级一般只能是三级,其中某些重要角焊缝可允许要求其外观缺陷符合二级的要求。
2.门式钢架房屋的温度区段内应按规范设置独立的空间稳定支撑体系
(1)应将屋面横向水平支撑和柱间支撑布置在同一跨间内,形成独立的空间支撑体系,既利于抗震,又给施工安装带来方便。
(2)将屋面横向水平支撑设在端部第二个开间的同时,应在端跨相应位置设置刚性纵向系杆,使山墙的风荷载等水平力能可靠传递。
(3)屋面支撑的布置应与山墙抗风柱的位置相协调,使抗风柱的柱顶反力能直接传到屋面横向支撑的节点上,使山墙处屋面系统受力简单化,从而保证结构的安全。
(4)屋面横向水平支撑的直腹杆(包括屋脊处和柱顶处)应按刚性系杆考虑。采用檩条兼做时,应对檩条的刚度和承载力进行验算。否则,檩条很难起到刚性系杆作用,因为常用的z 形或c 形冷弯薄擘型钢檩条侧向刚度很差,直接影响到房屋的纵向受力和传力性能。当檩条无法起到刚性直腹杆的作用时,通常应在屋脊处、柱顶处以及屋面设置横向水平支撑直腹杆,在刚架斜梁间设置钢管、h 型钢或其它截面形式的刚性杆件,以保证房屋纵向结构安全可靠地工作。在刚架转角处(边柱柱顶和屋脊,以及多跨房屋相应位置的中间柱柱顶)的刚性系杆应沿房屋全长设置。
(5)屋面支撑和柱间支撑当采用柔性圆钢拉条时,宜设张紧装置(如花兰螺栓),当荷载较大时,柔性圆钢拉条宜改为型钢。
3.实腹式门式刚架应按规范设置隅撑
在檩条或墙梁与刚架的连接处,在斜梁下翼缘的受压区或刚架柱内侧翼缘的受压区,至少每隔一根檩条或墙梁应设置按受压构件设计的隅撑,将檩条或墙梁与翼缘受压区直接连接起来。采用双层屋面板时亦应设置隅撑。值得设计人员注意的是,隅撑虽小,但作用很大,它是用来保证斜梁下翼缘或刚架柱内侧翼缘受压稳定的重要措施。如果工程未按规范要求设置隅撑,或者设置得很少,或者设置得不当.这都将影响刚架的整体稳定性,危及结构的安全。
4.压型钢板轻型屋面拉条的合理设置
对于有檩体系的压型钢板轻型屋面,为了减少檩条在使用阶段和施工过程中的侧向变形和扭转,通常在檩条间要设置拉条和撑杆作为檩条的侧向支点,以保证檩条的侧向稳定。拉条按拉杆设计,撑杆按压杆设计。拉条和撑杆不大,但作用不小,设计人员必须十分重视。
5.楼面结构设计
(1)钢结构房屋和混凝土结构房屋由于材料性质不同。温度伸缩缝区段长度差别很大。例如现浇混凝土框架结构房屋。温度伸缩缝区段长度最大为55m,钢框架结构房屋。温度伸缩缝区段长度约为120mm。为了防止或减轻混凝土楼板开裂.钢框架结构房屋采用现浇混凝土楼板时,原则上仍应按混凝土结构的要求留设温度伸缩缝。只有当采用设置施工后浇带和其它减小混凝土温度变化或收缩的可靠措施时,才可以适当增大温度伸缩缝区段长度。
(2)压型钢板组合混凝土楼板,除了按计算(并满足构造要求)在钢梁上焊接栓钉外,为了保证混凝土和压型钢板共同工作,它们之间应有连接措施。其连接措施可以依靠压型钢板的纵向波槽或依靠压型钢板上的压痕、开的小洞或冲成的不闭合孔眼,也可以依靠压型钢板上焊接的横向钢筋。由于产品规格的限制,目前国内带纵向波槽的压型钢板和带压痕或开小洞的压型钢板不多。所以,当无法采用上述这两种板型时,要实现压型钢板和混凝土的连接,可在压型钢板上焊接横向钢筋。
钢结构设计经验篇二
一、轻型厂房: 这里主要指门式钢架,通常我们能做到的跨度大概就是15-36米的样子,其实做到36米的时候用钢量已经不小,基础也比较大(钢架比较小(如24米以内)的时候柱底铰接,比较大的时候用刚接)。当然,即使9米跨度,也可以做成钢架,而且这种情况还不少,主要用于不能打支撑又需要承受水平力的情况。其实门刚很简单,可以说是最简单的钢结构,因为有标准图集。这里我简单说一下;门刚的组成--门刚(骨架),檩条,系杆,支撑,墙檩,抗风柱。基本上就这几样,下面一一说明。门刚,可用pkpm或者其它软件建模计算,导入荷载即可,恒载就是自重(檩条,支撑,屋面压型钢板及保温层等),活荷载按荷载及门刚规范取即可(地震荷载通常不起控制作用)。这里要注意一点,门刚要注意尽量用较薄的杆件,这里是采用屈曲后的强度,在需要的时候设置构造加劲肋。其实这些书上都有的。通常屋面非轻钢专业户设计的这种门刚,30米跨以内的,应该控制用钢量在30kg左右。檩条,门刚图集上都有,根据荷载选取即可。檩条之间构造连接教科书或者图集上均有,通常选用C型或者Z型檩条(Z型檩条有个好处是可方便连接,并将檩条做成连续跨)。然后是系杆,系杆这个东西很重要,就是保证整体稳定的,保证整体稳定其实非常简单,就是每隔一段距离,我们要做一个稳定的结构,其它跨通过系杆与这一跨稳定的东东连接在一起就可以了,所以这一跨稳定的结构,我们要设置柱间支撑,同时要设置屋面支撑(还有一种轻钢就是采用桁架式,这个时候需要设置上下弦支撑),以保证这一跨的静定结构。下面说支撑,其实上一条已经说明,就是那几招。墙檩:基本上同屋面檩条,由风荷载控制,抗风柱,按下端固结,上端铰接计算,其实是类似于梁来考虑的(pkpm中有专门计算抗风柱的一个工具),这里注意一点即可,如果选用桁架式图集,这个时候抗风柱一定要同时跟上下弦连接,并在布置的时候考虑对齐(与桁架节点对齐)。
二,多层钢结构(包括钢平台) 这种东西其实也比较简单,就是一个梁柱的连接过程,无非就是考虑一下梁柱的大小,其实主要是梁,通常情况,对于H或者工字钢,对于9米以内的梁,一般荷载(活荷载4以内),梁高可以取到跨度的1/30,对于槽钢,可以1/25,对于柱子,通常情况用长细比控制,保证弱轴方向在100以内一般验算均可满足。对于国内普通厂房,通常采用设置支撑的方式来进行设计,因为这样一来简单,而来经济(梁柱其实可以采用刚性节点,但不光是节点费力费钱,整体计算的时候也要复杂-费材料一些),当然,很多情况还是需要做成刚节点。但,通常如果设置了支撑以后,结构可按无侧移计算,(国内采用pkpm稍微麻烦一点,因为pkpm不能单侧选择无侧移或者有侧移,只能整体)相对来说很多指标均很好控制。另外,钢结构楼面一般选用花纹钢板或者格栅板,从刚度上来说,格栅板有优势,但格栅板上面走动肯定会掉灰下来。 其实钢结构设计,说到底长细比是一个很重要的概念,拉杆,压杆,都不一样。通过长细比的概率,再计算应力及稳定,重点其实是稳定。然后就ok了 总结:钢结构最重要的是支持体系,即保证稳定,所以,我们通常做成超静定体系,这样发生问题以后不至于倒塌。特别说明,钢结构虽然也可以悬挑,但通常我们都要增加支撑,特别是高层,主要是保证其为超静定体系。
钢结构设计经验篇三
(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。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. 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80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.
对应不同的结构,规范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.
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件:
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.
工程师们过分信任与依赖结构软件有可能带来结构灾难,注重概念设计、工程判定和构造措施有助于避免这种灾难.
(六) 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.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焊接组合截面(翼缘Q345,腹板Q235). 另外,焊接结构宜选择Q235B或Q345B。
当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。部分软件可以将不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级自动重新验算,直至通过,如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一,它减少了很多工作量。 但是,我们至少应注意两点:
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,我们应该逐个检查.
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,除常用于网架设计外,其他结构形式常常并不合适。
(七) 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.有时出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内(5%),就必须避免。 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.常用的参考书有丰富的推荐的节点做法及计算公式.
连接的不同对结构影响甚大.比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结构分析中的假定. 会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果.
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法, 初学者可偏安全选用前者.设计手册[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的后处理部分来自动完成.
具体设计主要包括以下内容:
1.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. 焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50.
焊接设计中不得任意加大焊缝. 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定.
2.栓接:
铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用.
普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用.
高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同. 高强螺栓最小规格M12. 常用M16~M30. 超大规格的螺栓性能不稳定,应慎重使用。
自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接. 难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。
3.连接板: 需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等. 连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm,则除短梁或有较大集中荷载的梁外,常不需验算抗剪。
4.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承压.
5.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。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平. 比如钢管连接节点的相贯线的切口可能需要数控机床等设备才能完成.
(八) 图纸编制
钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段,设计图由设计单位提供,施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制,有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾,有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
1.设计图: 是提供制造厂编制施工详图的依据. 深度及内容应完整但不冗余. 在设计图中,对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚,以利于施工详图的顺利编制,并能正确体现设计的意图。主要材料应列表表示。
2.施工详图:又称加工图或放样图等.深度须能满足车间直接制造加工.不完全相同的另构件单元须单独绘制表达,并应附有详尽的材料表.
设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制,目前比较混乱,各个设计单位
之间及其与钢结构公司之间不尽相同。 初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书,并依据规范规定编制。
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。
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