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關于鋼結構建筑的設計選型
2023-05-26 09:06 鋼結構建筑 陜西鋼結構
鋼結構建筑的結構形式有門式剛架、框架、桁架、網(wǎng)架(殼)、索膜、塔桅等。其設計理論與施工技術大都比較成熟。但是也有部分難題沒有解決，或沒有簡單實用的設計方法，比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定性等。采用何種結構形式比較合理，是設計師面臨的挑戰(zhàn)。
鋼結構建筑設計應強調(diào)概念設計的理念，概念設計在結構選型與布置階段尤其重要。對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇。所得結構方案易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。同時，它還是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
鋼結構建筑的設計選型應考慮不同結構形式的特點。比如：
1、在鋼結構廠房的設計中，當有較大懸掛荷載或移動荷載時，可以考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架。
2、在雪壓大的地區(qū)，屋面曲線應有利于積雪滑落(切線50度內(nèi)需考慮雪載)，如采用三心圓網(wǎng)殼。總雪載釋放近一半。
3、在降雨量大的地區(qū)，框架中布置支撐會比簡單的節(jié)點剛接框架有更好的經(jīng)濟性。
4、屋面覆蓋跨度較大的鋼結構建筑可選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系。
5、鋼結構建筑設計常采用鋼混凝土組合結構，在地震烈度高或不規(guī)則的鋼結構建筑中，不應單純?yōu)榱私?jīng)濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。應選擇周邊巨型SRC柱，核心為支撐框架的結構體系。我國半數(shù)以上的此類鋼結構建筑為前者。對抗震不利。
結構的布置需要根據(jù)體系特征，荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般要剛度均勻，力學模型清晰，盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以直接的線路傳遞到基礎。柱間抗側支撐的分布應均勻。其中心盡量靠近側向力的作用線。否則應考慮結構的扭轉。結構的抗側應有多道防線。比如有支撐框架結構，柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力。
框架結構的樓層平面次梁的布置，有時可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱有時也會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。
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