钢结构设计简单步骤和设计思路

发布日期：2023-04-14 作者：点击：

　　简单的钢结构设计步骤和设计思路

　　设计方案的计算方法

　　当前钢结构实际设计方案中，钢结构设计一般采用线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ，p-δ。

　　近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性和钢材的弹性和塑性。这为分析结构设计提供了更准确的条件。并非所有的结构设计都需要使用软件:典型的结构设计可以通过查看机械手册等参考书籍来直接获得内力和变形。通过手算分析简单的结构设计。复杂的结构设计需要建模操作程序，并进行详细的结构分析。

　　计算结果的评估

　　要正确使用结构设计软件，还要对其输出结果进行“工程评估”.例如，对各向周期、总剪力、变形特性等进行评估。根据“工程评估”选择修改模型进行重新分析，或修改计算结果。

　　不同的软件会有不同的应用条件。初学者应该完全清楚。此外，工程设计中的计算和准确的机械计算往往有一定的距离。为了获得实用的设计方案，有时会使用误差较大的假设，但对于这种误差，结构设计的安全会通过“适用条件、概念和结构”来保证。在钢结构设计中，“适用条件、概念和结构”比定量计算更重要。

　　钢结构设计师不应过于信任和依赖结构设计软件。一位美国学者曾警告说:“误用计算机造成结构设计损坏，造成灾难只是时间问题。”

　　重视概念设计和工程评估是避免工程灾难的一种方法。

　　判断结构设计是否适合钢结构设计?

　　一般来说，钢结构工程用于高层建筑、跨度大、体型复杂、荷载大或吊车重量大、振动大、高温车间、密封性要求高、需要活动或经常拆卸的结构设计。直观来说:超高层公共建筑、大跨度公共建筑、桥梁、电视塔、仓库、工业厂房、临时建筑等。这与钢结构本身的特点是一致的。

　　结构设计选择与结构设计布置

　　在钢结构设计的整个过程中，应该强调“概念设计”，这在结构设计选择和布局阶段尤为重要。对于一些难以准确理性分析或规范的问题，可以根据整体结构设计体系与分体系之间的机械关系、破坏机制、震害、实验现象和工程经验获得的设计方案思路，从全局的角度确定控制结构的布局和细节措施。概念设计的应用可以在早期快速有效地构思、比较和选择。结构设计方案往往容易计算，概念阶段清晰，定性不正确，可以避免分析结构。

　　一般来说，钢结构包括框架、平面(木行)框架、网架(壳)、结构设计类型，如索膜、轻钢、塔桅等。

　　它的理论和技术大多是成熟的。还有一些难题没有解决，或者没有简单实用的设计方案，比如网壳的稳定性。

　　框架结构楼层平面二次梁的布置有时可以调整其载荷传递方向，以满足不同的要求。一般来说，为了减少横截面沿短方向布置二次梁，会增加主梁横截面，降低楼层净高，有时顶柱也受不了。此时，支撑二次梁可以牺牲二次梁来保持主梁和柱子。

　　5.节点设计方案

　　连接节点的设计方案是钢结构设计的重要组成部分之一。在结构分析之前，我们应该充分考虑和确定节点的形式。一种常见的情况是，设计方案的节点与结构设计分析模型中使用的形式不完全一致，必须避免。根据传力特性不同，节点分为刚性连接、铰接和半刚性连接。初学者应选择前两种可以简单定量分析的。

　　不同的连接对结构设计有很大的影响。例如，虽然一些新连接的节点承受弯矩没有问题，但它们会有很大的旋转，这不符合结构分析中的假设。会导致实际工程变形大于计算数据等不利结果。

　　连接节点有两种常用的方法:等强设计方案和实际受力设计方案。初学者可以安全选择前者。一般来说，钢结构设计手册中有焊缝和螺栓连接表供设计师检查，更方便。结构设计软件的后处理部分也可以自动完成。

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