鋼構高層的設計流程
鋼構高層是一種在結構方面有著很大難度的結構,其復雜的設計流程常常使設計師十分為難,這樣難免會出現漏項或錯項的現象,導致鋼構高層的結構出現漏洞或瑕疵,造成建筑鋼構建筑安全問題的發生,所以本文將說明鋼構高層的設計流程。
設計流程的首要步驟就是判斷鋼構建筑是否適用于這種建筑類型。由于鋼構建筑常常用于層數高、跨度大、形態復雜、室內設備振動大、噪音強、建筑使用環境惡劣、可以活動以及拆卸的結構。所以設計師要根據這些條件進行判斷,如果建筑條件不適宜,就要選用其他結構類型了。
接下來的步驟就是鋼構的結構類型與布置方式。設計鋼構建筑,需要根據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想,從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。這樣最終得出的設計方案可以便于計算、設計理念清楚、并且可以簡化計算步驟,避免重復計算。
完成了建筑的整體結構設計,就要開始對細部構件作估算,對于構件的截面與尺寸進行計算。鋼梁的選擇有槽鋼、H型鋼等幾種選擇類型,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,可回避鋼梁的整體穩定的復雜計算,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穩定的構造規定預估。柱截面按長細比預估。通常50<λ<150,簡單選擇值在100附近。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。
接下就是對于全部結構的分析了,通常采用的分析手法為彈性分析,條件允許時考慮P-Δ,p-δ。對于一些新興構件的數據可以包含幾何非線性及鋼材的彈塑性能,這為更精確的分析結構提供了條件。
在完成對于結構的分析之后,就可以對于構件的參數進行設計了,其中主要是構件材料的選擇,通常主構件的材料都是統一的以便以現場施工管理,也可以根據經濟來考慮不同的材料所組成的截面,構件設計中,現在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。
接下來的步驟時節點設計。鋼構建筑的結構強度往往是強節點弱構件,所以節點的設計往往是最重要的一部分,在做結構設計之前,設計師就應該對節點的材料和形式有著充分的考慮,而且要避免最終設計出的節點要與設計模型相符合。
最后就是圖紙的編繪了,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。但是由于鋼結構工程師現如今還十分稀少,所以很多鋼結構公司也會進行設計。
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