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钢结构设计应注意的重要方面
浏览: 发布日期:2019-01-26
  随着经济社会不断发展,人们对建筑建设的要求也在不断提高,如不仅要满足施工速度,还要求具有很好的环保性、灵活性和抗震性等。同时随着各种工艺技术也在不断进步。钢结构在这方面就很好的凸显了其优越性,不断获得普遍的推广和使用。
  
  一、钢结构的优越性及其特点
  
  1.钢结构具有施工速度快,安装极其方便的优点。由于钢结构构件可以工厂化批量化生产,同时采用设备下料、焊接、开孔,并作表面处理,可极大的方便现场拼装施工,大大缩短了施工的周期。
  钢结构设计图纸
  2.由于钢结构体系使用的材料具有强度高、投资低等特点,所以钢结构拆迁也方便,可多次回收利用,大大节约了材料消耗,环保性好,结构寿命使用长。而且节省了制模工序,属于环保型绿色建筑体系。
  
  3.钢结构相对于混凝土结构主要优势在重量上,这也可以大大减轻地基的负载,而且混凝土结构建筑工艺复杂,防震程度低,钢结构体系都可以有效弥补这些不足。
  
  二、钢结构设计的特点
  
  钢结构是指采用钢板和热扎、冷弯或焊接型材,通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的国际流行的门式刚架轻钢结构体系形式。
  
  门式刚架钢结构在国内技术成熟,受到用户普遍接受和认可,成为目前国内发展速度最快的一种钢结构形式。门式刚架钢结构可以做成大跨度,大空间,便于内部灵活布置和使用。(钢结构采用门式刚架体系其单跨度甚至可达到80米。多跨可达到180米甚至跨度更大)钢结构主要是用在不承受大载荷的承重建筑。采用p型H型钢(焊接或轧制;变截面或等截面)做成门形刚架支承,C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁,压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构,采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的门式刚架钢结构体系。
  
  钢结构在全球范围内,特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用。钢结构可广泛应用于工业厂房,净化车间,仓储库房,超市,会馆展厅。
  
  钢结构设计特点:钢结构自重轻,强度大,跨度大,空间大。设计先进,采用最先进的设计方法,充分发挥钢材抗震性好、抗冲击性好、刚性好、变形能力强的特点。而且还可以重复再利用,可以节约大量钢材。结构新颖、简洁、轻巧,占用面积小,使用面积大,有效扩大了建筑物的内部空间,彩钢夹芯复合板,金属压型板等新型墙体屋面材料围护,更显示出建筑的时代感。安装快捷,构件标准,制作精良,施工安装简便、快捷、安全。三、钢结构结构设计要点
  
  多层厂房因为工艺布置的要求,一般都需要大空间,结构通常采用框架结构,在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置,使房屋的刚度中心与质量中心相近,以减小房屋的空间扭转作用,结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩以及竖向变化过多的外挑和内收,力求沿竖向的刚度不突变或少突变。
  
  1.地震区的厂房宜少设或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的,当房屋较长时,宜采取下列一些。构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝;施工中,每隔40m设置一道800mm~1400mm宽的后浇带,后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段;在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位,适当提高配筋率;加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
  钢结构厂房设计
  2.合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重,竖向运输的需要,均要设置电梯。钢筋棍凝土电梯井筒刚度很大,应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响,在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
  
  3.控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向尺寸较大,柱子少;而柱距方向尺寸较小,柱子多。一般都是横向控制,使纵横向的抗震能力大致相同,不仅有利于抗震,也使设计更为经济合理。
  
  四、钢结构设计应注意的重要方面
  
  1.钢结构图纸设计的重要性。无论在什么样的工程中,图纸是工程施工的依据。在钢结构的设计期间,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。
  
  2.对钢结构支撑系统的设计原则。为了保证钢结构的空间工作,提高其整体刚度,承受和传递纵向水平力,防止杆件产生过大的变形,避免压杆失稳,以及保证结构的整体稳定性,应根据厂房结构的形式,车间吊车的设置,振动设备以及厂房的跨度、高度,温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统,并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。
  
  3.钢结构耐热能力设计的重要性。钢结构工业厂房防火能力很差,当钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象;当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。
  
  4.钢结构抗震性设计的重点。在对钢结构做抗震设计时应注意:首先,在厂房建设前要充分考虑加强其结构的抗震性,以应对复杂多变的地质变化,虽然钢材在重力刚性等条件上有抗震的优势,但是在总体布置方面也要力求安全最大化,要求厂房结构的质量和刚度均匀分布,使厂房受力均匀,使其受到外力作用时,可以将作用力均匀抵消,这样就不会加剧作用力在刚性弱的地方聚积,给安全造成威肋,同时还要多采用刚架和横向结构,利用钢结构的受力性来减少横向结构变形。其次,在建设过程中要充分考虑杠杆失稳的问题,钢结构在强度上可以充分满足建设需要,所以要在支撑系统上多做文章,提高厂房结构整体稳定性,对钢结构尤为重要。最后,在地震作用下,存在着低周疲劳作用,设计时应注意其对。厂房的影响。对结构连接点的设计,应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服,应使结构构件能进入塑性工作,充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
  
  五、结语
  
  总而言之,在钢结构设计的过程中,我们应严格按照和采用相关的设计标准,同时随着钢结构设计技术的日趋成熟,设计师也要紧跟时代步伐,坚持与时俱进。只有这样,才能设计出结构合理,经济环保的钢结构,满足经济建设发展的要求。

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