板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估。对应不同的结构,规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢
结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区
别。
除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情
况,合理的选择安全经济美观的截面。
3、结构分析
目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑
P 一
△,p 一
δ。
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能。这为更精确的分析
结构提供了条件。
4、工程判定
要正确使用结构软件,还应对其输出结果做
“工程判定”。比如,评估各向周期、总剪力、
变形特征等。根据
“工程判定”选择修改模型重新分析,还是修正计算结果。
不同的软件会有不同的适用条件。此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有
一定距离,为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定,但对这种误差,会通过
“适用条件、概念及构造”的方式来保证结构的安全。钢结构设计中,“适用条件、概念及构
造
”是比定量计算更重要的内容。
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件。注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾
难的方法。
5、构件设计
构件的设计首先是材料的选择。比较常用的是
Q235(类似 A3)和 Q345(类似 16Mn)。通常
主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面。当
强度起控制作用时,可选择
Q345;稳定控制时,宜使用 Q235。
构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面。这和结构内力计算的弹性方
法并不匹配。
当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步,一些软件可以
将验算时不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级。并自动重新分析验算,直至通过,
如
sap2000 等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。
使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,实
际上,常常并不合适。
6、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。连接节点有等强设计和实际受力设计
两种常用的方法。具体设计主要包括以下内容:
(1)焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。焊条的选用应
和被连接金属材质适应。
E43 对应 Q235,E50 对应 0345.Q235 与 Q345 连接时,应该选择
低强度的
E43,而不是 E50。
焊接没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。其他详细内
容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
(2)栓接:
铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用。
普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用。
高强螺栓,使用日益广泛。常用
8.8s 和 10.9s 两个强度等级。根据受力特点分承压型
和摩擦型。两者计算方法不同。高强螺栓最小规格
M12.常用 M16~M30.超大规格的螺栓