鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、word資料下載可編輯鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，鋼結(jié)構(gòu)越來(lái)越多的被應(yīng)用在民用及工業(yè)建筑中。與鋼筋砼結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn),其強(qiáng)度重量比指數(shù)是鋼筋砼結(jié)構(gòu)的5倍以上,可顯著降低基礎(chǔ)的造價(jià),能顯著減輕結(jié)構(gòu)自重25%以上。由于鋼材輕質(zhì)高強(qiáng),其梁柱截面尺寸相對(duì)較小,可節(jié)約使用面積;鋼結(jié)構(gòu)工廠化程度高,構(gòu)件均在工廠加工制作,現(xiàn)場(chǎng)安裝,一般比鋼筋砼結(jié)構(gòu)施工速度約快1.5倍,可為整個(gè)項(xiàng)目的安全投產(chǎn)爭(zhēng)取了很多寶貴時(shí)間。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸可以比砼結(jié)構(gòu)大,便于使用。正因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有以上的優(yōu)點(diǎn),目前鋼框架結(jié)構(gòu)才被廣泛的應(yīng)用在主廠房、準(zhǔn)車間中。一、鋼框架結(jié)構(gòu)布置

2、1、布置原則:對(duì)于平面、豎向不規(guī)則的要求與鋼筋砼結(jié)構(gòu)相同,抗震設(shè)計(jì)要符合“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)焊縫弱鋼材”的原則,對(duì)于框架,使節(jié)點(diǎn)的承載力高于構(gòu)件的承載力,防止節(jié)點(diǎn)的破壞先干構(gòu)件的破壞,是確保構(gòu)件整體性的必要條件,但節(jié)點(diǎn)又不可過(guò)強(qiáng),應(yīng)允許地震時(shí)梁、柱節(jié)點(diǎn)域的板件能產(chǎn)生一定量的剪切屈服變形,以提高整個(gè)框架的延性,“強(qiáng)柱弱梁”專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯的道理與鋼筋砼結(jié)構(gòu)一樣,有利于提高框架的防倒塌能力;由于構(gòu)件焊縫的延性,一般低于被連接構(gòu)件的鋼材延性,因此要求焊縫的承載力應(yīng)高于被連接鋼材板件的承載力,可以使構(gòu)件的屈服截面避開(kāi)焊縫而位于鋼板件之中,從而提

3、高構(gòu)件以至整個(gè)結(jié)構(gòu)的延性,螺栓連接的延性等抗震性能優(yōu)于焊縫連接,重要的構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)宜采用高強(qiáng)度螺栓連接。2、柱、梁布置；鋼框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面、十字工形截面等。箱形截面的受彎載力較強(qiáng),截面性能沒(méi)有強(qiáng)、弱軸之分,截面尺寸可以按照兩個(gè)方面的剛度強(qiáng)度要求而定,經(jīng)濟(jì)、合理,缺點(diǎn)是需要拼裝焊接,焊接工藝要求高,加工量大；軋制寬翼緣H型鋼優(yōu)點(diǎn)是加工、桿件連接容易,但有強(qiáng)、弱軸之分，當(dāng)層高較高時(shí)，弱軸的長(zhǎng)細(xì)比就不容易滿足；十字形截面鋼柱的兩側(cè)剛度都較大，能很好的承受柱側(cè)鋼梁傳來(lái)的彎矩。十字形截面鋼柱的兩側(cè)剛度一致，長(zhǎng)細(xì)比容易滿足，梁柱節(jié)點(diǎn)也制作方便。鑒于主廠

4、房?jī)?nèi)大型設(shè)備多，樓層荷載很重，加上有時(shí)候大層高，大跨度，使得鋼柱兩側(cè)的彎矩均很大，鋼柱本身的軸力也很大，這時(shí)候采用十字形截面鋼柱是比較合適的。Ⅰ字形截面梁的經(jīng)濟(jì)跨度為6～12m,一般框架梁、次梁均選用Ⅰ字形梁。次梁是鋼結(jié)構(gòu)中數(shù)量最多的構(gòu)件,占結(jié)構(gòu)用鋼量的比例較大。布置次梁時(shí)應(yīng)有利于荷載均勻分布和明確傳力途徑。鋼次梁一般宜與主梁鉸接相連,連續(xù)的組合梁雖可減小梁的跨中彎矩和撓度,但與主梁受彎節(jié)點(diǎn)要求采用栓焊法或在鋼梁上、下翼緣設(shè)置鋼蓋板法相連時(shí),將增加較多的焊接工作量,實(shí)際工程中很少采用。次梁的間距一般為1.5～2.5m，在震動(dòng)設(shè)備比較集中，荷載比較大的地方間距還要

5、適量減小。3、樓板布置專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯鋼結(jié)構(gòu)的樓板宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋砼組合樓板或非組合樓板。也可同鋼筋砼結(jié)構(gòu)一樣采用鋼筋砼現(xiàn)澆樓板。在無(wú)抗震設(shè)防要求時(shí),可采用予制樓板（限于廠房?jī)?nèi)埋件較多，不適用）。組合樓板在使用階段壓型鋼板可作為砼樓板的受拉鋼筋。壓型鋼板鍍鋅量不多,板厚不應(yīng)小于0.75mm,在板底需刷防火涂料,目前防火涂料價(jià)格還是較高而且量又大,因此采用組合樓板造價(jià)一般較高。非組合樓板在使用階段,壓型鋼板不代替砼板的受拉鋼筋,按普通鋼筋砼樓板計(jì)算。其承載力在施工階段,要考慮由壓型鋼板承擔(dān)未結(jié)硬的濕砼板的重量和施工活荷載。壓型鋼板宜采用具有

6、防銹功能的鍍鋅板,板底不需刷防火涂料,板厚不應(yīng)小于O.5mm,壓型鋼板僅做為模板使用。組合樓板、非組合樓板及鋼筋砼樓板均需在鋼梁頂設(shè)置圓柱頭栓釘,栓釘需穿透鋼板焊于鋼梁翼緣上,栓釘直徑d根據(jù)板跨度大小,13

7、點(diǎn)足夠的強(qiáng)度，后于構(gòu)件破壞；3)、節(jié)點(diǎn)連接應(yīng)具有良好的延性，故設(shè)計(jì)中應(yīng)采用合理的細(xì)部構(gòu)造，不宜采用約束度大的和易產(chǎn)生層狀撕裂的連接形式；4)、構(gòu)件拼接一般按等強(qiáng)度原則；5)、盡量簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，以便于加工、安裝。專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯1、梁柱節(jié)點(diǎn)梁柱節(jié)點(diǎn)通常采用剛性連接,并通常采用栓焊混合連接;梁的上、下翼緣用坡口全熔透焊縫與柱翼緣連接,腹板用摩擦型高強(qiáng)度螺栓與柱翼緣上的剪力板連接,原則上梁端彎矩由梁翼緣負(fù)擔(dān),梁端剪力由梁腹板承擔(dān),在梁的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置柱的水平加勁肋。對(duì)抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu),水平加勁肋應(yīng)與梁翼緣等厚,水平加勁肋與柱采用坡口全熔透焊縫焊接,當(dāng)柱兩

8、側(cè)梁高度不等時(shí),每個(gè)梁翼