不同的软件会有不同的适用条件.设计者应充了解.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.
注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法.
六、
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.
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、PKPM-STS 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。
但是,设计者至少应注意两点:
1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规
定
.目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的
构件
,结构师应该逐个检查.
2.当上面第(三)条中预估的截面不满足时,加大截面应该分两种情况区别对待。
(1) 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度,其中,抗弯不满足加大翼缘厚度,抗剪
不满足加大腹板厚度。
(2) 变形超限,通常不应加大板件厚度,而应考虑加大截面的高度,否则,会很不经
济。
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。
七、
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.在结构分析前,就应该对节点的形式
有充分思考与确定
.常常出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不
完全一致
,这必须避免. 按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接.
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.
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 Q345. Q235 与 Q345 连接时,应该选择低强度的
E43,而不是 E50.
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.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. 超大规格的螺栓性能不稳
定
,设计中应慎重使用。
自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结
构的连接
.
3.连接板: 可简单取其厚度为梁腹板厚度加 4mm. 然后验算净截面抗剪等.