建筑結構的選擇與設計

1、建筑結構的選擇與設計姚淑梅(大慶建筑安裝集團有限責任公司，黑龍江，大慶，163000)【摘要】文章指出了建筑鋼結構的優(yōu)點，【關鍵詞】建筑；鋼結構；特點；設計【中圖分類號】Tu385【文獻標識碼】針對建筑鋼結構的特點提出了設計思路?！疚恼戮幪枴?6743954(2011)03—021401一、為什么選擇建筑鋼結構一般來說，材料的特性是推出新型建筑形式的出發(fā)點。鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其它材料的結構相比，

2、鋼結構有如下一些特點。l、材質均勻，與力學計算的假定比較符合鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。鋼材在冶煉和軋制過程中質量可以得到嚴格控制，材質波動的范圍小。2、材料的強度高，塑性和韌性好鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多。闋此，特別適用于跨度大或荷載很大的構件和結構。鋼材還具有塑性和韌性好的特點。塑性好，結構在一般條

3、件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和延性還使鋼結構具有優(yōu)越的抗震性能。另一方面，由于鋼材的強度高，做成的構件截面小而壁薄，受壓時需要滿足穩(wěn)定的要求，強度有時不能充分發(fā)揮。3、鋼結構的重量輕鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的l，3至1，4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近

4、l，lO，為吊裝提供了方便條件。對于需要遠距離運輸?shù)慕Y構，如建造在交通不便的山區(qū)和邊遠地區(qū)的工程，重量輕也是一個重要的有利條件。4、鋼結構制造簡便，施工周期短鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專業(yè)化的金屬結構廠做成構件。精確度較高。構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進

5、行改建和加固。用螺栓連接的結構還可以根據(jù)需要進行拆遷。當然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火性就較為欠缺，在對結構進行防護時費用比鋼筋混凝土結構高。不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問題也并不嚴重。近年來出現(xiàn)的耐大氣腐蝕的鋼材具有較好的抗銹性能，己經逐步推廣應用，并取得了良好的效果。鋼材長期經受100℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達150℃以上時，就須用隔熱

6、層加以保護。鋼材不耐火，重要的結構必須注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石噴涂層或石膏板等加以防護。二、建筑鋼結構的特點鋼結構住宅與傳統(tǒng)結構相比，在使用功能、設計、施工以及綜合經濟方面具有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面。l、設計制造周期短，設計生產一體化現(xiàn)代結構設計借助于計算機和專業(yè)化結構分析軟件，使得設計周期大大縮短。設計中的修改和調整非常方便。同時，由于鋼結構具有工廠預制、現(xiàn)場安裝的特點，可以將前期設計和現(xiàn)業(yè)的生產手段相結合，通過網絡

7、計算機和數(shù)控機床結合，使設計人員在工作室中完成設計后。即由工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項目建設周期。2、承載強度高，抗震性能優(yōu)越相同的荷載。鋼結構截面最小，相同的截面，鋼結構承載力最大。在抗震設防區(qū)，鋼筋砼結構有許多不足之處，而鋼結構重量輕，六層輕鋼住宅的重量僅相當于四層磚混結構的重量。因此，本身所受的地震作用??；而且，鋼材具有高延性，有較好的耗能能力。因此，抗震性能好，結構安全度高。3、能夠合理布置功

8、能區(qū)間。在居住建筑中。建筑師和居民一直希望能夠有大跨的無豎向結構的空間，這樣?？梢愿鶕?jù)需求進行靈活隔斷，使室內布置呈多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所用材料的性質，限制了空間布置的自由。4、綜合造價低鋼結構承載力高，可以實現(xiàn)結構的大開間布置，構件截面小，與砼結構和磚混結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，可以采用天然摹礎型式。由于基礎在工程造價中占有比重比較大，上部結構重量輕可以降低基礎的造價，從而減少整個項目的投資。鋼結構施工機械化高的特點。

9、從另一方面減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用。5、施工方面優(yōu)勢突出現(xiàn)澆砼需要連續(xù)施工，在我國北方地區(qū)受到旌工季節(jié)的影響。鋼結構的大部分構件在工廠生產，運往現(xiàn)場通過焊接或螺栓進行整體組裝，可全天候作業(yè)。施工現(xiàn)場作業(yè)量小，減少r施上l臨時用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對周圍環(huán)境污染小，提高了施工的機械化水平。三、建筑鋼結構的設計l、判斷結構是否適合用鋼結構。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

10、性要求高、要求能活動或經常裝拆的結構。2、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強調的是“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(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)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(xiàn)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。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、概念清晰、定性正確，并可避

11、免結構分析階段不必要的繁瑣運算。3、預估截面。結構布置結束后，需對構件截面作初步估算。主要是粱柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁町選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的l尼o~1，50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)粱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(wěn)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(guī)范中局部穩(wěn)定的構造規(guī)定預估。柱截面按長細比預估，通常50^1

12、50，簡單選擇值在100附近。根據(jù)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。4、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，新近的一些有限元軟件可以部分考慮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。5、節(jié)點設計。連接節(jié)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(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避

13、免按傳力特性不同，節(jié)點分剛接。鉸接和半剛接。6、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管理。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(xiàn)行規(guī)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。由于程序技術的進步，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，如阻p2000等。這是常說

14、的截面優(yōu)化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。7、圖紙編制鋼結構設計出圖分設計圈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(jù)設計圖編制，有時也會由設計單位代為編制。由于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參與設計圖編制的情況也很普遍。設計圖及地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不盡相同。初學者可參考他人的優(yōu)秀設計并參

15、考相關的工具書，并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制。萬方數(shù)據(jù)?214?些坐出建筑結構的選擇與設計姚淑梅(大慶建筑安裝集團有限責任公司，黑龍江，大慶，163∞0)【摘要1文章指出了建筑鋼結構的優(yōu)點，針對建筑鋼結構的特點提出了設汁思路?！久梨I詞1建筑鋼結構特點設計中朋分類號)TU385文獻標識碼l:t.編串串)167牛3954(2011)03021401甲、為什么選撈建筑鋼結構一般來說，材料的特件，是推出新想建筑形式的出發(fā)點.鋼結構是用鋼板、熱L型鋼或汾加

16、工成型的器壁型鋼制地而成的。和其它材料的結構相比，鋼結構有如下一模特點。1、材且在均勻，與力學計算的假定比較符合鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性，而且在…定的應力幅度內幾乎是究全彈性的.因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。鋼材夜冶煉和軋制過程中質量r:f以得到嚴格控制，材質波動的鎖國小.2、材料的強度高，塑性和韌性好鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度安離得多.閔此，特別適用于跨度大或街裁很太的構件和

17、結構.鋼材還具街塑性和韌性好的特點.黯位好，結構在叫般條件下不會劇超載而突然斷裂:韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和磁性還使鋼結構具有優(yōu)越的抗震性能。另一方閣，由于鋼材的強度高，做成的構件戳國小而壁薄，受l::Ii時鋪蓋罷滿足穩(wěn)定的要求，強tt乎暫時不能充分發(fā)揮.3、鋼結構的震懾鞍鋼材的密度鼠比混凝土等建筑材料大，但鋼紡構卻比鋼筋混凝土結構輕，b在因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多.以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼賭架

18、的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的13~臣14，冷彎薄型置費~鋼展架在甚至接近1110，為制裝提供了方便條件.對于需婆遠距離蟲草輸?shù)慕Y構，如建造在交通不便的山區(qū)和邊遠地區(qū)的工程，11:最輕也是一個索要的有利條件.4、鋼結構制造簡便，施工周期矩鋼結構所閘的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專業(yè)化的金屬結構廠做成構件，精確度較高.構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度蝶梭，有時還可以在地面

19、拼貌和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期.此外，對已建成的鋼絡構也比較容易漣行改建和加困.用搬栓i在攘的結構還可以根據(jù)銜接進行拆遷.當然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火性就較為欠缺，在對結構法行防護時費用比鋼筋磁凝土結構高.不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并涂k合格的泊漆，銹蝕問題也并不嚴寒.近年來出現(xiàn)的耐大氣腐蝕的倒材具有較好的抗銹性能，已絞運tp推廣應用，并取得了良好的效果.鋼材長期經受1ω

20、℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度地150C以上時，就須用隔熱!E加以保護.鋼材不耐火，重要的綜構必須泌1采取防火措施.例如，利用艇石飯、蜓石嘖涂層或石膏板等加以防護.二、建筑鋼結構的特點鋼結構住宅與傳統(tǒng)結構相比，在使用功能、設計、施工以及綜合經濟方面具有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面.1、設計制造周期簸，設計生產一體化現(xiàn)代結構設計借助于計算機和專業(yè)化結構分析軟件，使得設計周期大火縮短，設計中的修改和調在非常方便.同時，

21、由于鋼結構具有工廠預審j、現(xiàn)場安裝的特點，可以將前期設計和現(xiàn)業(yè)的生產手段相綜合，通過網絡計算機和數(shù)控機床結合，使設計人負在工作集中究成設計后，自PE組工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項目建設周期.2、承載強度高，抗.性能優(yōu)越相同的椅載，鋼筋構截商最小，相同的戳閣，鋼結構欲載力最大。在EtIt震設防眩，鋼筋險結構有許多不足之處，而鋼結構重量輕，六層鞍鋼住宅的重量僅相當于四層磚棍結構的重量，因此，本身所受的地箴

22、作用小g而且，鋼材具街高~蝕，手1較好的稅能能力，因此，抗簸性能好，結構安全度高.3、能夠合理布置功能區(qū)問.在居住建筑中，建筑師和居民…寬希望能夠有大跨的無1l!向結構的空間，這樣，自I以根據(jù)掰求就行靈活向國斷，使3草內布置更多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所周材料的性質，限制了安問布賞的自由.4、綜合造價低鋼結構承載力高，可以實現(xiàn)結構的大開問布置，構件截面小，與階結構和磚淚結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，可以采用夭然慕礎!l式。由于3基

23、礎tE工程造價中占有比重比較大，上部結構重:1輕可以降低基礎的造價，從而減少直個項目的投資。鋼紡構施1二機械化高的特點，從另…方面減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用.5、B由工方flii優(yōu)勢突出現(xiàn)燒般需要連續(xù)施工，在我國北方地以受到施工季節(jié)的影響。鋼結構的大部分構件在工廠生產，運往現(xiàn)場通過焊接或螺栓進行串串體組裝，可余天候作業(yè)。施工現(xiàn)場作業(yè)最小，減少了施上1臨時用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對周圍環(huán)境柑染小，提高了施工的機械化水平.三、

24、建筑鋼結構的設計1、判斷約構是否適合用鋼結構.鋼結構通常用于高層、大跨度、體搜集雜、街載IiXJ自拿起直u最大、有較大振動、高滋年閱、密封怯要求高、要求能活動或經常輩革拆的結構.2、結構選型勾結構布霞.在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是“概念設計“，它在結構逸裂與布置E階段尤其熏婆.對一些難以作出精確理性分樹或規(guī)范米規(guī)定的問題，可依據(jù)從憨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(xiàn)象和王穩(wěn)經驗所獲得的設計思想，從全局的

25、角度來確定控制結構的布置f底細部措施.運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選撐。所得結構方案往往易于字算、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要害的繁瑣運算。3、預估截筒。結構布置t締束后，常對構件截劇作初步估算.主要是梁柱和文撐毒手的斷圓形狀與尺寸的假定，鋼梁pT選擇槽鋼、軋制成焊接M費1鋼截面等.根據(jù)椅載與交感情況，其截ii高度通常在跨度的1120150之間放彈。冀緣寬度根據(jù)梁向側向支撐的問距按l必限值確定時，

26、可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復雜計算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和冀緣寬度后，jl板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構造規(guī)定預估.往截面~細比預佑，通常50λ150，簡單選捧值在1∞附近.根據(jù)軸心受辰、雙向受彎或單向受彎的不間，可選擇鋼管!I1H罵自例截麗等.4、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，新近的…些有限元軟件可以部分考慮兒何非線性及鋼材的彈塑性能，i率為更精確的分析結構提供了條件.5、節(jié)點設計.連接節(jié)點的設計是

27、鋼結構設計中重要的內容之一.在結構分析前，就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的…種情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模裂中使用的形式不完全一致，這必須避免.鯨傳力將俊不閥，吁t~分剛援，錢後和半剛接6、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…鋼種以便于工稼管理.級濟考慮，也可以雄辯不肉強廢鋼材的組合截簡.構件設計中，現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來駿第截閣，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

28、截面驗霧的后處理功能.由于科ft.技術的迸步，一些最軟件可以將驗，軍時不通過的構件，從給定的截商庫里選手牽加大…級，并自動11:新分析驗，草，覽室迎泣，直11sap20∞等.這是常說的截麗優(yōu)化設計功能之一.它誡少了結構師的很多工作量.7、閣紙編制銷結構設計的朋分設計朗和施工詳閣兩階段，設計倒為設計單位提供，施工詳朗通常由鋼結構制造公司根據(jù)設計閣編制，平暫時也會囪設計單位代為編制.由予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

29、計能力的鋼結構公司參與設計閣編制的情況也很普遍.設計圖及施工詳圖的內容司量達方法及出閣深度的控制，目前比較混亂，各個設計單位之間及其與鍋結構公詞之間不盡相同.初學者可參考他人的優(yōu)秀設計并參考相關的工具書，并依據(jù)規(guī)范鱗定編制.建筑結構的選擇與設計姚淑梅(大慶建筑安裝集團有限責任公司，黑龍江，大慶，163000)【摘要】文章指出了建筑鋼結構的優(yōu)點，【關鍵詞】建筑；鋼結構；特點；設計【中圖分類號】Tu385【文獻標識碼】針對建筑鋼結構的特點提

30、出了設計思路?！疚恼戮幪枴?6743954(2011)03—021401一、為什么選擇建筑鋼結構一般來說，材料的特性是推出新型建筑形式的出發(fā)點。鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其它材料的結構相比，鋼結構有如下一些特點。l、材質均勻，與力學計算的假定比較符合鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。鋼材在冶煉和軋制過程中質

31、量可以得到嚴格控制，材質波動的范圍小。2、材料的強度高，塑性和韌性好鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多。闋此，特別適用于跨度大或荷載很大的構件和結構。鋼材還具有塑性和韌性好的特點。塑性好，結構在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和延性還使鋼結構具有優(yōu)越的抗震性能。另一方面，由于鋼材的強度高，做成的構件截面小而壁薄，受壓時需要滿足穩(wěn)定的要求，強度有時不能充分發(fā)揮。3、鋼

32、結構的重量輕鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的l，3至1，4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近l，lO，為吊裝提供了方便條件。對于需要遠距離運輸?shù)慕Y構，如建造在交通不便的山區(qū)和邊遠地區(qū)的工程，重量輕也是一個重要的有利條件。4、鋼結構制造簡便，施工周期短鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械

33、操作，因此，大量的鋼結構一般在專業(yè)化的金屬結構廠做成構件。精確度較高。構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固。用螺栓連接的結構還可以根據(jù)需要進行拆遷。當然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火性就較為欠缺，在對結構進行防護時費用比鋼筋混凝土結構高。不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并

34、涂上合格的油漆，銹蝕問題也并不嚴重。近年來出現(xiàn)的耐大氣腐蝕的鋼材具有較好的抗銹性能，己經逐步推廣應用，并取得了良好的效果。鋼材長期經受100℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達150℃以上時，就須用隔熱層加以保護。鋼材不耐火，重要的結構必須注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石噴涂層或石膏板等加以防護。二、建筑鋼結構的特點鋼結構住宅與傳統(tǒng)結構相比，在使用功能、設計、施工以及綜合經濟方面具有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面

35、。l、設計制造周期短，設計生產一體化現(xiàn)代結構設計借助于計算機和專業(yè)化結構分析軟件，使得設計周期大大縮短。設計中的修改和調整非常方便。同時，由于鋼結構具有工廠預制、現(xiàn)場安裝的特點，可以將前期設計和現(xiàn)業(yè)的生產手段相結合，通過網絡計算機和數(shù)控機床結合，使設計人員在工作室中完成設計后。即由工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項目建設周期。2、承載強度高，抗震性能優(yōu)越相同的荷載。鋼結構截面最小，相同的截面，鋼結構承載力最

36、大。在抗震設防區(qū)，鋼筋砼結構有許多不足之處，而鋼結構重量輕，六層輕鋼住宅的重量僅相當于四層磚混結構的重量。因此，本身所受的地震作用??；而且，鋼材具有高延性，有較好的耗能能力。因此，抗震性能好，結構安全度高。3、能夠合理布置功能區(qū)間。在居住建筑中。建筑師和居民一直希望能夠有大跨的無豎向結構的空間，這樣?？梢愿鶕?jù)需求進行靈活隔斷，使室內布置呈多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所用材料的性質，限制了空間布置的自由。4、綜合造價低鋼結構承載力高，可以實現(xiàn)結構

37、的大開間布置，構件截面小，與砼結構和磚混結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，可以采用天然摹礎型式。由于基礎在工程造價中占有比重比較大，上部結構重量輕可以降低基礎的造價，從而減少整個項目的投資。鋼結構施工機械化高的特點。從另一方面減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用。5、施工方面優(yōu)勢突出現(xiàn)澆砼需要連續(xù)施工，在我國北方地區(qū)受到旌工季節(jié)的影響。鋼結構的大部分構件在工廠生產，運往現(xiàn)場通過焊接或螺栓進行整體組裝，可全天候作業(yè)。施工現(xiàn)場作業(yè)

38、量小，減少r施上l臨時用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對周圍環(huán)境污染小，提高了施工的機械化水平。三、建筑鋼結構的設計l、判斷結構是否適合用鋼結構。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、要求能活動或經常裝拆的結構。2、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強調的是“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(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結構體系與分

39、體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)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。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、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。3、預估截面。結構布置結束后，需對構件截面作初步估算。主要是粱柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁町選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的l尼o

40、~1，50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)粱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(wěn)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(guī)范中局部穩(wěn)定的構造規(guī)定預估。柱截面按長細比預估，通常50^150，簡單選擇值在100附近。根據(jù)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。4、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，新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能

41、，這為更精確的分析結構提供了條件。5、節(jié)點設計。連接節(jié)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(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避免按傳力特性不同，節(jié)點分剛接。鉸接和半剛接。6、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管理。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(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截

42、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。由于程序技術的進步，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，如阻p2000等。這是常說的截面優(yōu)化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。7、圖紙編制鋼結構設計出圖分設計圈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(jù)設計圖編制，有時也會由設計單位代為編制。由于近年鋼結構項目增

43、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參與設計圖編制的情況也很普遍。設計圖及地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不盡相同。初學者可參考他人的優(yōu)秀設計并參考相關的工具書，并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制。萬方數(shù)據(jù)?214?些坐出建筑結構的選擇與設計姚淑梅(大慶建筑安裝集團有限責任公司，黑龍江，大慶，163∞0)【摘要1文章指出了建筑鋼結構的優(yōu)點，針對建筑鋼結構的特點提出了設汁思路。

44、【美鍵詞1建筑鋼結構特點設計中朋分類號)TU385文獻標識碼l:t.編串串)167牛3954(2011)03021401甲、為什么選撈建筑鋼結構一般來說，材料的特件，是推出新想建筑形式的出發(fā)點.鋼結構是用鋼板、熱L型鋼或汾加工成型的器壁型鋼制地而成的。和其它材料的結構相比，鋼結構有如下一模特點。1、材且在均勻，與力學計算的假定比較符合鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性，而且在…定的應力幅度內幾乎是究全彈性的.因此，鋼結構的實際受力情況

45、和工程力學計算結果比較符合。鋼材夜冶煉和軋制過程中質量r:f以得到嚴格控制，材質波動的鎖國小.2、材料的強度高，塑性和韌性好鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度安離得多.閔此，特別適用于跨度大或街裁很太的構件和結構.鋼材還具街塑性和韌性好的特點.黯位好，結構在叫般條件下不會劇超載而突然斷裂:韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和磁性還使鋼結構具有優(yōu)越的抗震性能。另一方閣，由于鋼材的強度高，做成的構件戳國小而壁薄

46、，受l::Ii時鋪蓋罷滿足穩(wěn)定的要求，強tt乎暫時不能充分發(fā)揮.3、鋼結構的震懾鞍鋼材的密度鼠比混凝土等建筑材料大，但鋼紡構卻比鋼筋混凝土結構輕，b在因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多.以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼賭架的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的13~臣14，冷彎薄型置費~鋼展架在甚至接近1110，為制裝提供了方便條件.對于需婆遠距離蟲草輸?shù)慕Y構，如建造在交通不便的山區(qū)和邊遠地區(qū)的工程，11:最輕也是一個索要的有利條件.4、鋼

47、結構制造簡便，施工周期矩鋼結構所閘的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專業(yè)化的金屬結構廠做成構件，精確度較高.構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度蝶梭，有時還可以在地面拼貌和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期.此外，對已建成的鋼絡構也比較容易漣行改建和加困.用搬栓i在攘的結構還可以根據(jù)銜接進行拆遷.當然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火性就較為欠缺，在對結構法

48、行防護時費用比鋼筋磁凝土結構高.不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并涂k合格的泊漆，銹蝕問題也并不嚴寒.近年來出現(xiàn)的耐大氣腐蝕的倒材具有較好的抗銹性能，已絞運tp推廣應用，并取得了良好的效果.鋼材長期經受1ω℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度地150C以上時，就須用隔熱!E加以保護.鋼材不耐火，重要的綜構必須泌1采取防火措施.例如，利用艇石飯、蜓石嘖涂層或石膏板等加以防護.二、建筑鋼結構的特點鋼結構

49、住宅與傳統(tǒng)結構相比，在使用功能、設計、施工以及綜合經濟方面具有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面.1、設計制造周期簸，設計生產一體化現(xiàn)代結構設計借助于計算機和專業(yè)化結構分析軟件，使得設計周期大火縮短，設計中的修改和調在非常方便.同時，由于鋼結構具有工廠預審j、現(xiàn)場安裝的特點，可以將前期設計和現(xiàn)業(yè)的生產手段相綜合，通過網絡計算機和數(shù)控機床結合，使設計人負在工作集中究成設計后，自PE組工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項目

50、建設周期.2、承載強度高，抗.性能優(yōu)越相同的椅載，鋼筋構截商最小，相同的戳閣，鋼結構欲載力最大。在EtIt震設防眩，鋼筋險結構有許多不足之處，而鋼結構重量輕，六層鞍鋼住宅的重量僅相當于四層磚棍結構的重量，因此，本身所受的地箴作用小g而且，鋼材具街高~蝕，手1較好的稅能能力，因此，抗簸性能好，結構安全度高.3、能夠合理布置功能區(qū)問.在居住建筑中，建筑師和居民…寬希望能夠有大跨的無1l!向結構的空間，這樣，自I以根據(jù)掰求就行靈活向國斷，使3

51、草內布置更多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所周材料的性質，限制了安問布賞的自由.4、綜合造價低鋼結構承載力高，可以實現(xiàn)結構的大開問布置，構件截面小，與階結構和磚淚結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，可以采用夭然慕礎!l式。由于3基礎tE工程造價中占有比重比較大，上部結構重:1輕可以降低基礎的造價，從而減少直個項目的投資。鋼紡構施1二機械化高的特點，從另…方面減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用.5、B由工方flii優(yōu)勢突出現(xiàn)燒般需要連續(xù)施工

52、，在我國北方地以受到施工季節(jié)的影響。鋼結構的大部分構件在工廠生產，運往現(xiàn)場通過焊接或螺栓進行串串體組裝，可余天候作業(yè)。施工現(xiàn)場作業(yè)最小，減少了施上1臨時用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對周圍環(huán)境柑染小，提高了施工的機械化水平.三、建筑鋼結構的設計1、判斷約構是否適合用鋼結構.鋼結構通常用于高層、大跨度、體搜集雜、街載IiXJ自拿起直u最大、有較大振動、高滋年閱、密封怯要求高、要求能活動或經常輩革拆的結構.2、結構選型勾結構布霞.在鋼結構設計的

53、整個過程中都應該被強調的是“概念設計“，它在結構逸裂與布置E階段尤其熏婆.對一些難以作出精確理性分樹或規(guī)范米規(guī)定的問題，可依據(jù)從憨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(xiàn)象和王穩(wěn)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f底細部措施.運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選撐。所得結構方案往往易于字算、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要害的繁瑣運算。3、預估截筒。結構布置t締束后，常對

54、構件截劇作初步估算.主要是梁柱和文撐毒手的斷圓形狀與尺寸的假定，鋼梁pT選擇槽鋼、軋制成焊接M費1鋼截面等.根據(jù)椅載與交感情況，其截ii高度通常在跨度的1120150之間放彈。冀緣寬度根據(jù)梁向側向支撐的問距按l必限值確定時，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復雜計算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和冀緣寬度后，jl板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構造規(guī)定預估.往截面~細比預佑，通常50λ150，簡單選捧值在1∞附近.根據(jù)軸心受辰、雙向受彎或單向受彎的

55、不間，可選擇鋼管!I1H罵自例截麗等.4、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，新近的…些有限元軟件可以部分考慮兒何非線性及鋼材的彈塑性能，i率為更精確的分析結構提供了條件.5、節(jié)點設計.連接節(jié)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(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的…種情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模裂中使用的形式不完全一致，這必須避免.鯨傳力將俊不閥，吁t~分剛援，錢後和半剛接6、構件設

56、計.構件的設計首先是材料的選擇.通常主結構使用單…鋼種以便于工稼管理.級濟考慮，也可以雄辯不肉強廢鋼材的組合截簡.構件設計中，現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來駿第截閣，這和結構內力計算的彈性方法并不匹配，當前的結構軟件，都提供截面驗霧的后處理功能.由于科ft.技術的迸步，一些最軟件可以將驗，軍時不通過的構件，從給定的截商庫里選手牽加大…級，并自動11:新分析驗，草，覽室迎泣，直11sap20∞等.這是常說的截麗優(yōu)化設計功能之一.它誡少了結

57、構師的很多工作量.7、閣紙編制銷結構設計的朋分設計朗和施工詳閣兩階段，設計倒為設計單位提供，施工詳朗通常由鋼結構制造公司根據(jù)設計閣編制，平暫時也會囪設計單位代為編制.由予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參與設計閣編制的情況也很普遍.設計圖及施工詳圖的內容司量達方法及出閣深度的控制，目前比較混亂，各個設計單位之間及其與鍋結構公詞之間不盡相同.初學者可參考他人的優(yōu)秀設計并參考相關的工具書，并依據(jù)規(guī)范鱗