淺談鋼構設計結構選型與結構布置
概念設計是在鋼構設計的整個過程中都需要被強調的,它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范未規定的問題,可以依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經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。所得結構方案往往易于手算、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,它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。
鋼構通常有框架、平面(木行)架、網架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等結構型式。
其理論與技術大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法,比如網殼的穩定等。
結構選型時,需要考慮它們不同的特點。在鋼構廠房中,當有較大懸掛荷載或移動荷載,就可以考慮放棄門式剛架而采用網架。在屋面上雪壓大的地區,屋面曲線需要有利于積雪滑落(切線50度內需考慮雪載)。在降雨量大的地區相似考慮。建筑允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節點剛接的框架有更好的經濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中,可以選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系。高層鋼構設計中,一般采用鋼混凝土組合結構,在地震烈度高或很不規則的高層中,不能單純為了經濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。可以選擇核心為支撐框架的結構體系。
框架結構的樓層平面次梁的布置,有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。一般為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消,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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