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钢布局设想简略步骤和设想思绪
阅读次数:431次宣布时候:2020/05/14



(一)鉴定布局是不是合合用钢布局

钢布局凡是用于高层、大跨度、体型庞杂、荷载或吊车起分量大、有较大振动、低温车间、密封性请求高、请求能勾当或经常装拆的布局。直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工场、室第和姑且修建等。这是和钢布局自身的特色相分歧的。

(二)布局选型与布局安排

此处仅简略先容。详请参考相干专业册本。因为布局选型触及遍及,做布局选型及安排应当在经历丰硕的工程师指点下停止。

在钢布局设想的全部进程中都应当被夸大的是“观点设想”,它在布局选型与安排阶段特别首要。对一些难以作出切确感性阐发或标准未划定的题目,可按照从全体布局系统与分系统之间的力学干系、粉碎机理、震害、实验景象和工程经历所取得的设想思惟,从全局的角度来肯定节制布局的安排及细部办法。应用观点设想能够在初期敏捷、有用地停止构想、比拟与挑选。所得布局计划经常易于手算、观点清晰、定性准确,并可防止布局阐发阶段不用要的烦琐运算。同时,它也是鉴定计较机内力阐发输入数据靠得住与否的首要按照。(不管布局软件若何壮大,踏实的布局观点和力学阐发,及靠得住的手算才能,才是过硬的本质。)

钢布局凡是有框架、立体(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等布局型式。其现实与手艺多数成熟。亦有部分困难不处置,或不简略合用的设想体例,比方网壳的不变等。

布局选型时,应斟酌它们差别的特色。

在轻钢产业厂房中,当有较大吊挂荷载或挪动荷载,便可斟酌抛却门式刚架而接纳网架。屋面上雪压大的地域,屋面曲线应有益于积雪滑落(切线50度内需斟酌雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚接纳三心圆网壳。总雪载开释近一半。降雨量大的地域近似斟酌。修建许可时,在框架中安排撑持会比简略的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面笼盖跨度较大的修建中,可挑选构件受拉为主的悬索或索膜布局系统。高层钢布局设想中,常接纳钢混凝土组合布局,在地动烈度高或很不法则的高层中,不应纯真为了经济去挑选倒霉抗震的焦点筒加外框的情势。宜挑选周边巨型src柱,焦点为撑持框架的布局系统。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震倒霉。(把受力单元尽能够的向布局核心安排,是充实操纵资料机能的关头,就像中空的竹子一样,以是外强中干很首要。)

布局的安排要按照系统特色,荷载散布环境及性子等综合斟酌。

通俗的说要刚度平均。力学模子清晰。尽能够限定大荷载或挪动荷载的影响规模,使其以最间接的线路通报到根本。柱间抗侧撑持的散布应平均。其形心要尽能够靠近侧向力(风震)的感化线。不然应斟酌布局的改变。布局的抗侧应有多道防地。比方有撑持框架布局,柱子最少应能零丁蒙受1/4的总程度力。

框架布局的楼层立体次梁的安排,偶然能够调剂其荷载通报标的目的以知足差别的请求。凡是为了减小截面沿短向安排次梁,可是这会使主梁截面加大,削减了楼层净高,顶层边柱也偶然会吃不消,此时把次梁撑持在较短的主梁上能够就义次梁保住主梁和柱子。

(三)预估截面

布局安排竣事后,需对构件截面作开端预算。首要是梁柱和撑持等的断面外形与尺寸的假设。

钢梁可挑选槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。按照荷载与支座环境,其截面高度凡是在跨度的1/20~1/50之间挑选。翼缘宽度按照梁间侧向撑持的间距按l/b限值肯定时,可躲避钢梁的全体不变的庞杂计较,这类体例很受接待。肯定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按标准中部分不变的机关划定预估。

柱截面按长细比预估。凡是50<λ<150,简略挑选值在100四周。按照轴心受压、双向受弯或单向受弯的差别,可挑选钢管或h型钢截面等。

初学者需重视,对应差别的布局,标准中对截面的机关请求有很大的差别。如钢布局所独有的构成构件的板件的部分不变题目。在普钢标准和轻钢标准中的限值有很大的辨别。

除此以外,构件截面情势的挑选不牢固的请求,布局工程师应当按照构件的受力环境,公道的挑选宁静经济雅观的截面。




(四)布局阐发

今朝钢布局现实设想中,布局阐发凡是为线弹性阐发,前提许可时斟酌p-Δ,p-δ。

早先的一些无限元软件能够部分斟酌多少非线性及钢材的弹塑机能。这为更切确的阐发布局供给了前提。并不是一切的布局都须要利用软件:

典范布局可查力学手册之类的东西书间接取得内力和变形。

简略布局经由过程手算停止阐发。

庞杂布局才须要建模运转法式并做具体的布局阐发。

(五)工程鉴定

要准确利用布局软件,还应答其输入成果的做“工程鉴定”。比方,评价各向周期、总剪力、变形特色等。按照“工程鉴定”挑选点窜模子从头阐发,仍是批改计较成果。

差别的软件会有差别的合用前提。初学者应充实了然。另外,工程设想中的计较和切确的力学计较自身常有必然间隔为了取得合用的设想体例,偶然会用偏差较大的假设但对这类偏差会经由过程"合用前提、观点及机关"的体例来保障布局的宁静。钢布局设想中,“合用前提、观点及机关”是比定量计较更首要的内容。

工程师们不应当过度信赖与依靠布局软件。美国一名学者曾正告说:“误用计较机形成布局粉碎而引发灾害只是一个时候的题目。”

重视观点设想和工程鉴定是防止这类工程灾害的体例。

(六)构件设想

构件的设想起首是资料的挑选。比拟经常利用的是q235(近似a3)和q345(近似16mn)。凡是主布局利用单一钢种以便于工程办理。经济斟酌,也能够挑选差别强度钢材的组合截面。当强度起节制感化时,可挑选q345; 不变节制时,宜利用q235。

构件设想中,现行标准利用的是弹塑性的体例来验算截面。这和布局内力计较的弹性体例并不婚配。

以后的布局软件,都供给截面验算的后处置功效。因为法式手艺的前进,一些软件能够将验算时不经由过程的构件,从给定的截面库里挑选加大一级。并主动从头阐发验算,直至经由过程,如sap2000等。这是常说的截面优化设想功效之一。它削减了布局师的良多任务量。可是,初学者最少应重视两点:

1、软件在做构件(首要是柱)的截面验算时,计较长度系数的取定偶然会不适合标准的划定。今朝一切的法式都不能完整处置这个题目。以是,特别对节点毗连环境庞杂或变截面的构件,布局师应当逐一查抄。

2、当下面第(三)条中预估的截面不知足时,加大截面应当分两种环境辨别看待。

(1) 强度不知足,凡是加大构成截面的板件厚度,此中,抗弯不知足加大翼缘厚度,抗剪不知足加大腹板厚度。

(2) 变形超限,凡是不应加大板件厚度,而应斟酌加大截面的高度,不然,会很不经济。

利用软件的前述主动加大截面的优化设想功效,很难斟酌上述强度与刚度的辨别,现实上,经常并不适合。

(七)节点设想

毗连节点的设想是钢布局设想中首要的内容之一。在布局阐发前,就应当对节点的情势有充实思虑与肯定。经常呈现的一种环境是,终究设想的节点与布局阐发模子中利用的情势不完整分歧,这必须防止。按传力特征差别,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜挑选能够简略定量阐发的前二者。经常利用的参考书[2]有丰硕的保举的节点做法及计较公式。

毗连的差别对布局影响甚大。比方,有的刚接节点固然蒙受弯矩不题目,但会发生较大动弹不适合布局阐发中的假设。会致使现实工程变形大于计较数据等的倒霉成果。




毗连节点有等强设想和现实受力设想两种经常利用的体例初学者可偏宁静选用前者。设想手册中凡是有焊缝及螺栓毗连的表格等供设想者查用,比拟便利。也能够利用布局软件的后处置部分来主动实现。

具体设想首要包含以下内容:

1、焊接: 对焊接焊缝的尺寸及情势等,标准有强迫划定,应严酷遵照。焊条的选用应和被毗连 金属材质顺应。e43对应q235,e50对应q345。q235与q345毗连时,应当挑选低强度的e43,而不是e50。

焊接设想中不得肆意加大焊缝。焊缝的重心应尽能够与被毗连构件重心靠近。其余具体内容可查标准对焊缝机关方面的划定。

2、栓接:

铆接情势,在修建工程中,现已很少接纳。

通俗螺栓抗剪机能差可在首要布部分位利用。

高强螺栓,利用日趋遍及。经常利用8.8s和10.9s两个强度品级。按照受力特色分承压型和磨擦型。二者计较体例差别。高强螺栓最小规格m12。经常利用m16~m30。超大规格的螺栓机能不不变,设想中应稳重利用。

自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的首要毗连。外洋在低层墙板式室第中,也经常利用于主布局的毗连。

3、毗连板: 可简略取其厚度为梁腹板厚度加4mm。而后验算净截面抗剪等。

4、梁腹板: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓毗连还需验算孔壁部分承压。

5、节点设想必须斟酌装置螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装挨次等。构件运到现场没法装置是初学者长犯的毛病。另外,还应尽能够使工人能便利的停止现场定位与姑且牢固。

6、节点设想还应斟酌制作厂的工艺程度。比方钢管毗连节点的相贯线的暗语须要数控机床等装备才能实现。

(八)图纸体例

钢布局设想出图分设想图和施工详图两阶段,设想图为设想单元供给,施工详图凡是由钢布局制作公司按照设想图体例,偶然也会由设想单元代为体例。因为最近几年钢布局名目增加和设想院钢布局工程师缺少的抵触,有设想才能的钢布局公司到场设想图体例的环境也很遍及。

1、设想图: 是供给制作厂体例施工详图的按照。深度及内容应完整但不冗余。在设想图中,对设想按照、荷载资料(包含地动感化)、手艺数据、资料选用及材质请求、设想请求(包含制作和装置、焊缝品德查验的品级、涂装及运输等)、布局安排、构件截面选用和布局的首要节点机关等均应表现清晰,以利于施工详图的顺遂体例,并能准确表现设想的企图。首要资料应列表表现。

2、施工详图:又称加工图或放样图等。深度须能知足车间间接制作加工。不完整不异的另构件单元须零丁绘制抒发,并应附有详实的资料表。

设想图及施工详图的内容抒发体例及出图深度的节制,今朝比拟紊乱,各个设想单元之间及其与钢布局公司之间不尽不异。初学者可参考别人的优异设想并参考相干的东西书,并按照标准划定体例。

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