浅议现代工业与民用建筑钢结构设计.doc

摘要:当今社会，钢结构建筑发展迅速，本文对于现代工业与民用建筑的钢结构设计进行简单的分析，以供参考。 关键词：工业与民用设计；钢结构；设计 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 1.我国工业与民用建筑钢结构的发展状况 随着我国国民经济水平的不断发展和国家产业结构的调整，我国的工业与民用建筑事业也取得了长足的进步，钢结构建筑的发展也十分迅速，特别是一 些代表城市标志性高层建筑的建成，为钢结构在我国的发展揭开了新的一页；轻钢结构的发展则更是如火如荼，特别在工业厂房的建设中则更为迅猛。 2.钢梁分段点的设置 门式刚架斜梁进行变截面设计的主要目的是为了节省钢材，截面突变处位置的选择也应立足使用钢量最优，但变截面门式刚架关于截面突变位置的选择并无统一方法，须由设计者自行校核。 根据几个工程的施工图设计经验，一般可以这样设置拼接点位置： （1）考虑施工运输方便，钢梁的单节长度一般不应大于12m，局部可放至14m； （2）对于两节钢梁，一般取在弯矩为零处和斜梁中点之间是合理的； （3）对于三节钢梁，第一节可设在弯矩为零处或1/41/3 跨度之间，第二节可选在斜梁除去第一节后剩下梁长的中点； （4）拼接节点的设置应兼顾抗风柱的位置，不宜重叠。 钢梁拼接点的设置一般应在建模计算之前大致确定好，因为如果在PKPM建模计算过程中改变拼接点的设置位置，之前输入的荷载信息等将发生混乱，必须重新校核荷载等输入信息。 3.初估截面 结构网格布置结束后，需对钢梁、钢柱及支撑截面作初步估算，门式刚架钢梁、钢柱主要采用焊接H 型截面，柱间支撑主要采用角钢或槽钢。根据荷载及支座情况，钢梁截面高度通常在跨度的1/201/50 之间选择；柱截面按长细比预估，通常5012m 时，屋面檩条可采用薄壁桁架式檩条，墙梁可增加墙柱后采用冷弯薄壁C 型钢。门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）基本设计规定中明确写到：“结构构件的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按有效 净截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。因此强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面 有效，同时也不宜采用净截面而忽略打孔削弱的影响，根据近几个项目檩条设计分析（如Z200x70x20x2.0，Z180x70x20x2.0 等），这种减弱一般达到6%-15%，檩条设计计算时，考虑开孔削弱影响后，强轴有效净截面模量可取0.850.95 倍毛截面抵抗矩，弱轴有效净截面模量可取0.90.95 倍毛截面抵抗矩。同时，屋面檩条设计建议采用连续檩条设计，这样可节约用钢量约20%左右（连续檩条搭接长度可取檩条跨长的1/10）。 10.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，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。 某车间主次梁连接节点设计均采用了工程比较常用的“等强设计法” ：即翼缘连接承受全部弯矩，梁腹板只承受全部剪力的假定进行设计。结合有关震害分析资料，这种设计并不能有效满足“强节点弱构件”的抗震要求，尤其在高烈 度区隐患很大。为改进框架节点的抗震性能，适当加大了梁端上下翼缘截面面积（也可在梁端上下翼缘加焊楔形盖板）。在节点设计中同时应注意以下几个方面： （1）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； （2）普通螺栓抗剪性能差，一般在次要结构部位使用； （3）高强螺栓最小规格M12，常用M16M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用； （4）应验算梁腹板螺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的局部承压； （5）当连接节点采用普通螺栓时，建议采用中和轴在受压翼缘中心的计算方法；采用高强螺栓时，建议采用中和轴在端板形心的计算方法； （6）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。 11.结束语 在现代工业与民用建筑结构设计中，