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  • 發展高層住宅鋼結構 預防凸顯問題

    • 更新時間:2010-7-30 10:26:05  文章來源:互聯網
    • 責任編輯:鋼結構招聘網  本條信息瀏覽人次共有

      我國鋼結構住宅起步很晚,只是改革開放后,從國外引進了一些低層和多層鋼結構住宅,才使我們有了學習與鑒戒的機會。大規模研究開發、設計制造、施工安裝鋼結構住宅仍是近二三年才發展起來。因為具備其他結構無法相比的長處,鋼結構住宅已經給住宅工業和建筑行業帶來了一場深層次的革命,從設計、施工、到一系列新材料的使用都泛起了革命性的變化,因而在國際范圍內代表了未來的住宅發展新模式。

     

      高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史,1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起,到了二次世界大戰后因為地價的上漲和人口的迅速增長,以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷進步,使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中因為自重大,柱子所占的建筑面積比率越來越大,在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑;同時高強度鋼材 應運而生。

     

      在超高層建筑中采用部門鋼結構或全鋼結構的理論研究與設計建造可說是同步前進。

      鋼結構不亂設計的原則

      不亂性是鋼結構的一個凸起題目。在各種類型的鋼結構中,都會碰到不亂題目。對于這個題目處理不好,將會造成不應有的損失。

      根據不亂題目在實際設計中的特點提出了以下三項原則并詳細闡明了這些原則,以更好地保證鋼結構不亂設計中構件不會喪失不亂。

      結構整體布置必需考慮整個體系以及組成部門的不亂性要求。

      目前結構大多數是按照平面體系來設計的,如桁架和框架都是如斯。保證這些平面結構不致出平面失穩,需要從結構整體布置來解決,亦即設計必要的支撐構件。這就是說,平面結構構件的出平面不亂計算必需和結構布置相一致。就如上述的1988年加拿大一泊車場的屋蓋結構塌落,1985年土耳其某運動場看臺屋蓋塌落,這兩次事故都和沒有設置適當的文撐而造成出平面失穩。

      結構計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖相一致,這對框架結構的不亂計算十分重要。

    目前任設計單層和多層框架結構時,常常不作框架不亂分折而是代之以框架柱的不亂計算。在采用這種方法時,計算框架柱不亂時用到的柱計算長度系數,自應通過框架整體不亂分析得出,才能使柱不亂計算等效于框架不亂計算。然而,實際框架多種多樣,而設計中為了簡化計算工作,需要設定一些典型前提。

      設計結構的細部構造和構件的不亂計算必需相互配合,使二者有一致性。

      結構計算和構造設計相符合,一直是結構設計中大家都留意的題目。對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節點連接,應分別賦與它足夠的剛度和柔度,對桁架節點應盡量減少桿件偏心這些都是設計者處理構造細部時常?紤]到的。但是,當涉及不亂機能時,構造上時常有不同于強度的要求或特殊考慮。例如,簡支梁就抗彎強度來說,對不動鉸支座的要求僅僅是阻止位移,同時答應在平面內滾動。然而在處理梁整體不亂時上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉,同時答應梁在水平平面內滾動和梁端截面自由翹曲,以符合不亂分析所采取的邊界前提。

      鋼結構住宅的設計流程

      判定結構是否適適用鋼結構

      鋼結構通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能流動或常常裝拆的結構。

      結構選型與結構布置

      在鋼結構設計的整個過程中都應該被夸大的是“概念設計”,它在結構選型與布置階段尤其重要,對一些難以作出精確理性分析或規范未劃定的題目,可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的設計思惟,從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇。所得結構方案往往易于手算、概念清楚、定性準確,并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。2.3預估截面

      結構布置結束后,需對構件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面外形與尺寸的假定。

      鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據荷載與支座情況,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距按l/b限值確定時,可回避鋼梁的整體不亂的復雜計算,這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后,其板件厚度可按規范中局部不亂的構造劃定預估。

      柱截面按長細比預估。通常50<λ<150,簡樸選擇值在100四周。根據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等。

      結構分析

       目前鋼結構實際設計中,結構分析通常為線彈性分析,前提答應時考慮P-Δ,p-δ。

       新近的一些有限元軟件可以部門考慮幾何非線性及鋼材的彈塑機能.這為更精確的分析結構提供了前提。

      構件設計

      構件的設計首先是材料的選擇。通常主結構使用單一鋼種以便于工程治理,經濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。構件設計中,現行規范使用的是彈塑性的方法來驗算截面,這和結構內力計算的彈性方法并不匹配。當前的結構軟件,都提供截面驗算的后處理功能。因為程序技術的提高,一些軟件可以將驗算時不通過的構件,從給定的截面庫里選擇加大一級,并自動重新分析驗算,直至通過,如sap2000等。這是常說的截面優化設計功能之一。它減少了結構師的良多工作量。

      節點設計

      連接節點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一。在結構分析前,就應該對節點的形式有充分思索與確定。經常泛起的一種情況是,終極設計的節點與結構分析模型中使用的形式不完全一致,這必需避免。按傳力特性不同,節點分剛接,鉸接和半剛接。

      圖紙編制

      鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段,設計圖為設計單位提供,施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據設計圖編制,有時也會由設計單位代為編制。因為近年鋼結構項目增多和設計院鋼結構工程師缺乏的矛盾,有設計能力的鋼結構公司介入設計圖編制的情況也很普遍。

      設計圖及施工詳圖的內容表達方法及出圖深度的控制,目前比較混亂,各個設計單位之間及其與鋼結構公司之間

      目前,海內高層鋼結構鋼材幾乎都從國外入口,工程總承包由國外承擔,制造和安裝則由海內廉價勞動力承包,跟著我國鋼產量的增加,鋼結構在建筑中的應用必定會越來越廣泛,也必定會產生越來越深遠的影響。


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