钢结构设计简单步骤和设计思路

钢结构设计简单步骤和设计思路一是判断结构是否适合钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、复杂的车身、载荷或起重机重量大、振动大、活动或经常装配的结构。直观的说法：建筑物、体育馆、歌剧院、桥、电视塔、雕塑、仓库、工厂、住宅、山地建筑、临时建筑等。这符合钢结构本身的特性。二、结构选择和结构布局结构选择和放置涉及广泛，是必须在熟练工程师的指导下完成的结构的定性特性。简要介绍，详情请参阅相关专业书籍。在钢结构设计全过程中，必须强调“概念设计”，在结构选择和布置阶段尤为重要。准确合理分析困难或规范未规定的几个问题可以根据整个结构系统和子系统之间的机械关系、破坏机制、地震破坏、实验现象和工程经验得出的设计思路，全面确定控制结构的布局和详细配置措施。早期快速高效地进行构思、比较和选择的结果结构程序往往易于手动计算、明确的机械行为、定性准确性，并避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。也是判断计算机内力分析输出数据可靠性的主要依据。林东炎教授在名为结构概念和体系的书中用整体概念规划结构方案的方法，同时介绍了整体体系和个别分界线之间的相互力学关系，简化了近似的设计方法。钢结构通常具有以下结构形式：框架、平面桁架、网格(壳)、牛膜、轻钢、塔架。其理论和技术大部分是成熟的。一些难题没有解决，或没有网状壳体稳定等简单实用的设计方法。结构选择，必须考虑其他结构形式的特性。在工业工厂中，如果有大型悬挂载荷或大型移动载荷，可以丢弃门户框架，使用栅格。儿童水泥厂石灰石仓库，主要是在积雪较深的地区，例如三个圆形芒目、总雪荷载和斜坡屋顶之间近一半处释放的倾斜屋顶，屋顶曲线应该有助于雪的滑动。雨量多的地区也是类似的考虑因素。如果建筑允许，在框架中放置支撑比在刚连接的框架中放置简单节点更经济。如果屋顶被较大的建筑复盖，则可以选择悬索或索膜结构系统，该系统主要是将构件拉出来的。高层钢结构设计中经常使用钢-混凝土组合结构，对于地震强度高或非常不规则的高层建筑，不能简单地选择不利于经济的抗震核心筒加框架形式。必须选择周围的巨大SRC柱，核心是支撑框架的结构体系。我国这种高层的一半以上是前者，对地震不利。结构的放置应根据系统特性、载荷分布情况和特性等进行综合考虑。刚度通常是均匀的。机器模型很明确。最大限度地限制最大载荷或移动载荷的影响范围，使其作为最直接的回路传递到基础上。支柱之间的横向支撑分布应均匀，其中心应尽可能靠近侧向力(风、地震)的工作线。否则，必须考虑结构的扭转，结构的横向阻力必须具有支撑框架结构，柱必须能够单独支撑至少四分之一的整体水平力。框架结构平面辅助梁的布局，在某些情况下，可以调整荷载传递方向以满足其他要求。通常沿短方向放置轮廓，但是这可能会增大主梁截面，减小地板头，并导致顶部边缘支柱不足。在这种情况下，如果辅助梁支持短主梁，则可以保留主梁和柱。三、预期剖面结构放置结束后，必须预先估算元件剖面。主要是梁-柱和支撑等横截面形状和大小的假设。钢梁可以选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据负载和支撑，通常在跨距的1/20到1/50之间选取剖面高度。凸缘宽度根据梁之间的侧支撑间距确定为l/b极限，可以避免钢梁整体稳定性的复杂计算，因此很受欢迎。确定剖面高度和凸缘宽度后，可以根据指定中局部稳定的施工规定估计相应的板厚度。柱截面估计为长线比，通常为50150，简单的选择值在80附近。根据轴向压缩、双向弯曲或单向弯曲，您可以选择钢管或h型钢剖面等。不同结构的截面施工要求有很大的差异，如钢板零件的局部稳定性问题，根据规格，钢铁规格和轻钢规格的局限性有很大的差异。此外，构件剖面形式的选择没有固定要求，结构工程师必须根据构件的力量合理选择安全、经济、美丽的剖面。四、结构分析在当前钢结构的实际设计中，结构分析通常是具有考虑p-、p-的条件的线弹性分析。一些最新的有限元软件可以部分考虑几何非线性和钢的弹塑性特性，从而为更精确的分析结构提供了条件。并非所有结构都需要软件。典型的结构可以直接在力学手册等工具书上得到内力和变形。通过手动计算分析了简单的结构。要对复杂结构建模，必须对执行程序建模，并进行详细的结构分析。五、工程判断要正确使用结构软件，还必须对输出结果进行“工程决策”。例如，评估每个方向循环、总剪切、变形特性等。根据项目决定，选择是修改模型灾害石还是修改计算结果。每个软件的适用条件都不同，初学者应该充分理解。此外，工程设计中的计算和精确力学计算本身往往有一定的距离，有时为了获得实用的设计方法，将误差作为较大的假设，但对于这个错误，通过“应用条件、概念和构造”来保证结构的安全。在钢结构设计中，“应用条件、概念和施工”比定量计算更重要。工程师过度信任和依赖结构软件会导致结构灾难，重视概念设计、钢结构工程判断和施工措施，就可以避免这种灾难。六、元件设计元件设计首先是材料的选取，更多地使用Q235和Q345。控制强度时，如果Q345、稳定控制可用，则应使用Q235。通常，主结构采用单钢，便于工程管理，经济考虑，强度钢(法兰Q345、腹板Q235)不同的焊接部件截面可以选择。焊接结构还必须选择Q235B或Q345B。提供剖面检查后处理功能的目前结构软体。某些软件可以在指定的剖面库中进一步提高自动重新检查级别(例如SAP2000)，以通过未通过的构件。这通常是截面优化设计功能之一，可以减少大量工作量。但是，我们至少要注意两点。1、在软件中，对构件(主要是柱)执行截面检查时，计算长度系数的确定有时不符合规格。目前，所有程序都不能完全解决这个问题。特别是对于节点连接复杂或截面发生变化的零部件，必须逐个进行检查。2，如果上述(3)组中未满足预期的截面，则截面放大应分为两种情况。(1)强度不令人满意，通常增加构成截面的板厚度。其中弯曲阻力不适合增加凸缘厚度，剪切阻力不适合增加腹板厚度。(2)变形超限，一般不应增加板厚，应提高截面高度。否则很不经济。使用上述自动剖面放大优化设计功能，很难考虑上述强度和刚度的区分。实际上，除了在网格设计中常用的情况外，其他结构形式通常不适合。7、节点设计连接节点的设计是钢结构设计的重要内容之一。在结构分析之前，必须充分考虑和确定节点形式。有时，最终设计中的节点与结构分析模型中使用的形式不完全匹配，如果不能确定这种不匹配导致的偏差在工程许可范围(5%)内，则应避免这种情况。根据传力特性，节点分割、关节和半刚体连接，初学者应选择可进行简单定量分析的前两个。常用参考书2有丰富的推荐节点做法和计算公式。连接的差异对结构有很大的影响。例如，某些接合节点在弯矩方面没有问题，但具有较大的旋转，如果不遵循结构分析的假设，则实际工程变形可能会大于计算的资料。连接节点有两种常用方法：强设计和实际力设计，包括初学者可以安全地选择电子。设计指南2可让设计者轻松查看熔接和螺栓连接的表格，还可以使用结构软体的后处理部分自动完成。具体设计主要包括：1，焊缝：焊接焊缝的尺寸和形式等有强制规定，必须严格遵守。电极必须与E43对应于Q235、E50对应于Q345的连接金属材料一起选择。连接Q235和Q345时，应选择低强度E43，而不是E50。在焊接设计中，不能随机增加焊接。熔接的重心必须与接合元件的重心尽可能接近，其他详细资料请参阅熔接规划的规格。2、螺栓连接：铆接形式，在建设项目中很少使用。普通螺栓的剪切性能不好，可以用于二级结构部分。高强度螺栓，使用越来越广泛。通常，8.8s和10.9s两种强度等级根据力特性分为压力型和摩擦型，两种计算方法不同。高强度螺栓最低规格M12通常使用M16到M30，大规格螺栓的性能不稳定，应谨慎使用。自攻螺钉用于板与薄壁钢之间的二次连接。低层墙板式住宅也经常用于主结构的连接，在自我攻击过程中很难解决防腐损伤问题。3、连接板：在花键减弱中，应检查净截面剪切等，连接板厚度在梁腹板厚度加4mm后，无需检查除短梁或大集中载荷的梁以外的剪切。4、梁腹板：必须检查螺栓中腹板的净截面剪切，压力型高强度螺栓连接还必须检查孔壁的局部压力。5、节点设计应考虑安装螺栓、现场焊接等施工空间和零件吊装顺序等。组件不送到现场安装是初级犯的错误。此外，还必须使工作人员易于进行现场定位和临时固定。6、节点设计还需要考虑制造厂的工艺水平。例如，要完成钢管连接节点的交叉线切割，您可能需要数控机床等设备。八、准备图面钢结构设计打印是设计单位提供的设计图和施工详图的两个阶段，通常由钢结构制造公司根据设计图创建，而设计单位则改为创建。最近，由于钢结构项目的增加和设计研究所钢结构工程师不足的矛盾，具有设计能力的钢结构公司参与制作设计图的情况也很常见。1、设计图：为制造厂制作工程细节提供依据，深度和内容完整，但不要重复。在设计图中，必须明确显示设计标准、载荷数据(包括地震作用)、技术数据、材料选择和材料要求、设计要求(制造和安装、焊接质量检查的等级、涂层和运输等)、结