的构造规定预估。
柱截面按长细比预估。通常
50<λ<150,简单选择值在 100 附近。根据轴心受压、双向受
弯或单向受弯的不同
, 可选择钢管或 H 型钢截面等。
钢结构构件在外形选择上没有固定的规范,一切遵循保质前提下灵感概念的迸发。
4 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-
△,p-δ。有
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。
典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形,简单结构通过手算进行分
析,复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。
5 构件设计
构建设计也要考虑材料的合理性,取材上一般选择
Q235 和 Q345 两种。一般情况下,
结构计算中,如果结构强度起控制作用则选取以
Q345 材质经济效益更明显,如果结构稳
定性或者结构变形为控制作用则以
Q235 更省投资。
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,一些软件可以对
整个结构进行截面优化,我们仅做的就是对优化后的截面稍加调整并进行程序自动验算,
直至合理,如
PKPM 中的 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。但要注意,利用结构软件设计一定要注意模型的建立和参数定义,尤其是柱及梁
的平面内、外计算长度。
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。应该注意的问题是最终的设计节点经
常与结构模型中使用的形式不完全一致。按传力特性不同,节点有刚接、铰接和半刚接,所
以在选用节点时一定要正确判定节点的连接形式,从而做到设计的安全性、合理性。
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法,初学者可偏安全选用前者,我
们可以比较方便的查阅相关设计手册中焊缝及螺栓连接数据。当然也可以使用结构软件的后
处理部分来自动完成。
对于焊接节点,对焊缝的尺寸及形式规范有强制规定,应严格遵守
如焊条的选用应和
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。
对于栓接节点,普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用。高强螺栓的使用日益广
泛,常用
8.8 和 10.9 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,
规格常用
M16~M30,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
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。梁腹板应验算
栓孔处腹板的净截面抗剪性能,承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
还要注意构件的现场安装可能性的问题,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。
7 结束语
综上所述,本文主要针对建筑钢结构布置、截面的选择、构件设计和节点设计等几个方
面的问题进行了分析,提出设计中的注意事项,只有在设计中熟悉地掌握这些设计要点,
才能提升建筑钢结构的设计水平及保证钢结构的稳定性和安全性。
参考文献
[1]王仕统.浅谈钢结构的精心设计[J].工业建筑,2003.
[2]姜学诗.钢结构房屋结构设计中常见问题分析[J].建筑结构 2003(6).