【专业知识】钢结构设计简单步骤:节点设计
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钢结构的节点设计随着现代建筑技术的发展,钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛。
作为建筑的重要组成部分,节点的设计对于钢结构的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
本文将探讨钢结构节点设计的原则、方法和关键要素。
一、节点设计的原则1. 强度原则:节点应能承受由结构传递的荷载,并确保节点本身不会发生破坏或变形。
2. 刚度原则:节点应具有足够的刚度,以保证整个结构在荷载作用下不会产生过大的变形,从而保证建筑的稳定性。
3. 整体性原则:节点设计应考虑结构的整体性,确保节点与整个结构之间具有良好的协调性和连贯性。
4. 可靠性原则:节点设计应考虑到施工和使用过程中的各种不确定因素,并能够在不同情况下保持可靠性。
二、节点设计的方法1. 正确选择节点类型:根据结构的特点和荷载条件,选择适合的节点类型,如刚性节点、半刚性节点和可变形节点等。
2. 合理选材:选择合适的材料,如高强度钢材料,以满足节点在应力和变形方面的要求。
3. 考虑施工工艺:节点设计时应考虑到施工工艺,合理安排节点的构造顺序和施工方法,确保节点施工的可行性。
4. 充分考虑荷载:节点设计应充分考虑荷载条件,如静荷载、动荷载和地震荷载等,确保节点在各种荷载情况下的安全性。
5. 进行结构分析:通过结构分析,确定节点传递荷载的路径和力的分布情况,从而进行节点的合理设计。
三、节点设计的关键要素1. 连接方式:选择适当的连接方式,如焊接、螺栓连接或机械连接等,并根据节点的具体要求进行设计。
2. 构件形状:节点的构件形状应具有良好的适应性和连接性,以保证节点在不同荷载和变形条件下的工作性能。
3. 约束措施:在节点设计中,采取适当的约束措施,如加强加固、设置支撑等,以提高节点的刚度和稳定性。
4. 防腐措施:钢结构节点易受环境腐蚀的影响,因此,在节点设计中应考虑到防腐措施,以延长节点的使用寿命。
四、节点示例节点设计的具体形式和细节因具体工程而异。
以下是一个常见的节点设计示例:以刚性节点为例,使用焊接连接方式,钢柱与钢梁相连接。
钢结构节点设计钢结构作为一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式,其节点设计至关重要。
节点是钢结构中连接各个构件的关键部位,它们的性能直接影响着整个结构的稳定性、安全性和可靠性。
钢结构节点的类型多种多样,常见的有梁柱节点、梁梁节点、柱柱节点等。
每种节点都有其特定的受力特点和设计要求。
在梁柱节点设计中,要考虑梁和柱之间的弯矩、剪力和轴力的传递。
通常采用的连接方式有焊接、高强螺栓连接和栓焊混合连接。
焊接连接具有良好的整体性和刚度,但施工难度较大,对焊接质量要求高。
高强螺栓连接施工方便,可拆卸,但节点刚度相对较弱。
栓焊混合连接则结合了两者的优点,在实际工程中应用较为广泛。
梁梁节点的设计重点在于保证梁之间的荷载传递顺畅。
例如,在简支梁的连接中,要确保节点能够承受剪力和局部压力;而在连续梁的节点处,除了剪力和压力外,还需要考虑弯矩的传递。
柱柱节点的设计需要考虑柱子的受压和受弯性能。
对于多层框架结构,柱柱节点的连接形式会影响结构的整体稳定性和抗震性能。
在进行钢结构节点设计时,需要遵循一系列的原则和规范。
首先,节点的承载力应不低于所连接构件的承载力,以保证结构的安全性。
节点的变形能力也要与构件相适应,避免在正常使用条件下出现过大的变形。
其次,节点的构造应尽量简单,便于施工和质量控制。
复杂的节点构造不仅增加施工难度,还容易出现质量问题。
此外,节点还应具有良好的抗震性能,能够在地震作用下保持结构的整体性和稳定性。
为了实现上述设计要求,设计师需要对节点的受力情况进行详细的分析。
这通常包括使用力学模型和有限元分析软件来模拟节点在各种荷载作用下的应力分布和变形情况。
通过分析结果,可以优化节点的几何形状、连接方式和构件尺寸,以提高节点的性能。
在材料选择方面,节点所使用的钢材应与构件的钢材具有相同或相近的强度和性能。
同时,高强螺栓、焊缝等连接材料也应符合相关标准和规范的要求。
施工过程中的质量控制对于节点的性能也有着重要影响。
钢结构设计的方法
钢结构设计的方法包括以下几个步骤:
1. 确定结构类型:根据工程需要确定钢结构是属于框架结构、桁架结构、悬索结构或梁柱结构等。
2. 载荷分析:根据实际工作环境及使用要求,确定钢结构所受的荷载情况,包括活荷载、恒荷载、风荷载、地震荷载等。
3. 结构选型:根据结构类型及载荷情况,选择合适的截面形状、材料规格和连接方式等。
4. 结构计算:根据应力、挠度、位移、稳定性等要求,采用力学原理进行结构设计与计算。
5. 连接设计:进行节点设计以确保结构的刚度和稳定性,包括焊接、螺栓连接、铆接等。
6. 钢材验算:根据材料的强度和刚度要求,进行截面验算以确保材料的使用安全性。
7. 结构优化:根据性能、经济和美观等要求,对结构进行优化设计,以提高结
构的效益和可靠性。
8. 详图设计:根据设计结果,绘制详细的施工图纸,包括平面布置图、剖面图、节点图等。
9. 结构分析:进行结构分析,验证设计的合理性和安全性。
10. 施工及监督:在施工过程中进行钢结构的制作和安装,并进行质量控制和监督。
以上是钢结构设计的一般方法,具体的设计流程和步骤可能会根据项目的不同而有所变化。
五、节点设计重点设计“E ”、“R ”、“B ”、“A ” “K ”五个典型节点,其余节点设计类同。
1.下弦B 节点先根据腹杆的内力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸,即h f 和l w 。
然后根据l w 的大小比例绘出节点板的形状和大小,最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
选用E43焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f wt =160N/m ㎡,实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
(1)BK 杆的内力N=90.23KN ,采用三面围焊,肢背和肢尖焊缝h f =6mm ,所需要的焊缝长度为:mm l w 633= N f l h N w f f w f 84.10329916022.126367.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 1471216067.0292.51649105.3117.07.022/7.0331=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=,取150mm 肢尖mm f h N N l wff w 701216067.0292.51649105.3113.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=,取80mm (2)2-13杆的内力N=243.97KN ,采用三面围焊,肢背与肢尖的焊缝h f =6mm ,所需要的焊缝长度为:mm l w 803=N f l h N w f f w f 4.131********.128067.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 901216067.022.655871097.2437.07.022/7.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=,取100mm 肢尖mm f h N N l w f f w 181216067.022.655871097.2433.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=,取60mm(1) 竖杆2-12杆的内力N=-47.92KN ,采用三面围焊,焊缝尺寸可按构造确定取h f =8mm 。
钢结构设计基本知识:节点设计[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!钢结构设计基本知识: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。
在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。
有时出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内(5%),就必须避免。
按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。
初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。
常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式。
连接的不同对结构影响甚大。
比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动,不符合结构分析中的假定。
会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。
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。
设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便。
也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。
具体设计主要包括以下内容:1.焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。
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。
其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
2.栓接:铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用。
普通螺栓,抗剪性能差,可在次要结构部位使用。
高强螺栓,使用日益广泛。
常用8.8s和10.9s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。
高强螺栓最小规格M12.常用M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定,应慎重使用。
自攻螺丝,用于板材与薄壁型钢间的次要连接。
在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接。
难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。
3.连接板:需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等。
连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm,则除短梁或有较大集中荷载的梁外,常不需验算抗剪。
钢结构设计简单步骤设计思路钢结构设计是一项复杂而重要的工作,它要求设计人员有扎实的工程知识和经验。
为了确保设计的准确性和安全性,在进行钢结构设计时需要遵循一系列的步骤和设计思路。
本文将介绍钢结构设计的简单步骤和设计思路,以帮助读者更好地理解和应用于实际工程项目中。
1. 确定设计目标和要求在进行钢结构设计之前,首先需要明确设计的目标和要求。
这包括结构的用途、荷载标准、设计寿命等。
明确了设计目标和要求之后,才能有针对性地进行后续的设计工作。
2. 收集设计所需数据在进行钢结构设计之前,需要收集大量的数据以支持设计工作。
这些数据包括但不限于土壤勘察报告、结构功能要求、荷载参数、构件尺寸等。
通过对这些数据的收集和分析,设计人员能够更加准确地进行计算和设计。
3. 进行结构荷载分析结构荷载分析是钢结构设计的基础工作之一。
通过对结构所承受的荷载进行分析,可以确定结构的受力性能,从而为后续的设计提供依据。
在进行荷载分析时,需要考虑静力和动力荷载,同时还要考虑不同工况下的荷载组合。
4. 进行钢结构设计计算在进行钢结构设计计算时,需要根据结构的荷载条件和材料的力学性能进行计算和验证。
这包括对构件的受力情况、截面尺寸的确定、材料的使用强度等方面的计算。
在进行计算时,需要遵循相关的设计规范和标准,确保设计的准确性和安全性。
5. 进行钢结构细部设计细部设计是钢结构设计中一个重要的环节,它关系到结构的施工性和使用性。
在进行细部设计时,需要考虑结构的节点连接、构件的连接方式、防腐措施等方面的设计。
细部设计的目标是确保结构的可靠性和耐久性,在设计中需要充分考虑结构的整体性和协调性。
6. 进行结构分析和优化在完成钢结构设计之后,还需要进行结构的分析和优化。
通过对结构进行分析,可以评估结构的性能和承载能力,从而对设计进行优化。
结构分析和优化是一个循环的过程,需要根据实际情况进行多次的调整和改进,以得到更加合理和经济的设计方案。
7. 编制钢结构设计图纸在完成钢结构设计之后,需要将设计结果编制成相应的设计图纸。
节点设计方法主讲人:李峰主要内容1 节点的分类、形式2 节点的构造3 节点受力与计算1 节点的分类、形式□按连接性质——刚接、铰接、半刚性连接□按连接方式——焊接、螺栓连接、栓焊混合连接□按材料类别——铸钢、锻钢节点□按构造特点——加劲板式、相贯式、端板式、球形节点□按结构体系——平面、空间节点2 节点的构造3 节点的受力与计算3.1 焊接节点3.2 螺栓节点3.3 球节点3.4 管节点3.1 焊接节点★焊接材料(焊条与材料相适应)母材(Q235; Q345; Q390; Q420 )焊条(E43xx;E50xx; E55xx;E60xx ) ;当两种材料焊接时,取较低强度材料相应的焊条★焊缝分类:对接焊缝的构造要求——坡口、引弧板…角焊缝的构造要求——焊缝形状、焊缝厚度、焊缝长度、焊缝受力性质★螺栓连接的优缺点★焊接连接的优缺点优点•省工省材•任何形状的构件均可直接连接•密封性好,刚度大缺点•材质劣化•残余应力、残余变•一裂即坏、低温冷脆3.1 焊接节点(1)破坏模式•焊缝破坏•节点板拉剪撕裂破坏•节点板失稳(2)计算《GB50017》•焊缝强度计算•节点板拉剪撕裂验算•节点板稳定计算()22wf ff f /f τσβ+≤节点板稳定——在斜腹杆压力作用下,节点板稳定性很差;▲ 对有竖腹杆(或自由边加劲)的节点板,其稳定应符合板件宽厚比要求:▲对无竖腹杆的节点板:yf t c /23515/≤yy f t c f /23517//23510≤<y f t c /23510/≤将受压腹杆的内力乘以增大系数1.25后再按受拉节点板的强度计算进行计算应按规范附录F 进行稳定计算节点板稳定仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时wf e w f f/()N h l f σβ=≤∑ 同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时()22wf ff f /f τσβ+≤ 仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时wf e w f/()N h l f τ=≤∑其中:l w =l -2h fl (4)焊缝计算方法11/14/2018(4)焊缝计算方法wf f f wM f W σβ=≤⋅AyT AxT r Jτ⋅=T Ax AyT r Jσ⋅=11/14/2018弯矩、剪力和轴心力共同作用M V N AA A w e w e w; ; M V N W h l h l στσ===∑∑M N 2V 2wAAA f f()()f σστβ++≤N Aσ● 正面角焊缝承担的力为 N 3 =0.7h f ∑l w3βf f f w● 侧面角焊缝承担的力为肢背 N 1 =e 2 N /(e 1+e 2)-N 3 /2=K 1 N -N 3 /2 肢尖 N 2 =e 1 N /(e 1+e 2)-N 3 /2=K 2N -N 3 /2例1:受轴心力作用的三面围焊时角钢连接 角焊缝的计算厚度h e角焊缝计算长度l w =l 1-2h fwf e w f/()N h l f τ=≤∑例2:节点设计1、设计原则⑴各杆轴线交于一点⑵标明角钢的定位尺寸距轴线及节点(5mm倍数)⑶角钢的切削⑷节点板的形状2、节点构造与计算(1)计算步骤a . 假定焊角尺寸——求出肢尖,肢背焊缝长度b . 画图确定节点板尺寸c . 节点板强度、稳定验算 (2)焊缝传力分析 a .腹杆与节点板——轴力(N ) b .弦杆与节点板——内力差[N 1-N 2 或 15%(Af )] c .拼接角钢与弦杆——N min 或 Af 等例3:焊接梁翼缘焊缝的计算焊脚尺寸为:221f wf f z x 11.4F VS h f l I ψβ⎛⎫⎛⎫≥+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()22wf f ff/f σβτ+≤v f e f z21 1.4T F h h l ψσ==⨯(1)肩梁的截面特点a )惯性矩大于上柱的惯性矩b )高度要满足其与上柱翼缘传力的连接焊缝长度的要求。
钢结构的节点设计钢结构是一种现代化的建筑结构形式,具有高强度、轻质、耐腐蚀、易于加工和施工、安全可靠等特点,广泛应用于高层建筑、桥梁、厂房等建筑领域。
钢结构的节点设计是整个结构中至关重要的一部分,对于保障结构的安全性和可靠性起着决定性的作用。
节点是钢结构中连接构件的部位,它直接影响到整个结构的性能、安全性和经济性。
因此,合理的节点设计是保证钢结构工程安全可靠、经济合理的前提条件。
钢结构的节点设计需要考虑结构的受力、变形、耐久性和施工性等方面的因素。
根据实际工程情况,节点常常需要具备一下几个要求:1、确定连接方式:钢结构节点的连接方式包括焊接、螺栓连接、铆接等几种方式。
各种连接方式有其各自的优缺点和适用范围。
焊接连接方式具有永久性、紧密性和可靠性、技术要求高;螺栓连接方式安装方便、适用于大型钢结构,但是需要注意预紧力的控制;铆接连接方式适用于中小型钢结构,并具有易于掌握的可靠性和可更换性的特点。
所以,在节点设计的时候需要仔细考虑不同连接方式的适用性和优缺点,从而选择出最适合的连接方式。
2、考虑受力特点:钢结构受力特点有切向力、轴向力、剪力、弯矩、切割力等等。
节点的设计需要按照不同的受力特点来选择连接方式和构造。
3、保证结构可靠性:节点在整个钢结构中处于关键位置,所以它的可靠性直接影响结构整体可靠性。
在节点设计中一定要充分考虑各种受力因素的影响,通过使用合适的材料、采用合理的构造方式以及严格控制节点的加工、制造和安装等环节来保证节点的可靠性。
4、降低节点的应力集中:钢结构中节点的应力集中是太需要注意的问题,因为会导致节点的疲劳损伤、强度降低。
在设计节点时,应该考虑如何降低应力集中,可选用适当的转角半径、飞边、硬度转化等方法,以减缓应力集中的影响。
5、考虑防腐措施:钢结构节点的耐用性也需要注意,并且该部位的氧化和腐蚀是不可避免的。
可以在节点连接后进行镀锌、喷涂或涂覆一定的保护层,以增强节点的耐久性和安全性。
一.钢结构设计步骤第一步判断结构是否适合用钢结构第一步:判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
二.钢结构设计步骤第二步结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性,由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择,所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定。
结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。
在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
如何做好钢结构设计——节点设计七.节点设计节点的设计应该遵循简洁,可靠,便于施工的原则,并且要考虑当前的施工水平。
发达国家的钢结构节点多考虑尽量用高强度螺栓,少用焊接,因为他们的人工费用很高,工厂加工的机械化程度和精度较高。
而目前我们还达不到这一点,还是安装螺栓加焊接用得多。
这是中国的特色。
因此很多情况不能照搬国外。
下面介绍的是笔者在工作中经常遇到的节点问题,力求对新手有所启发和帮助,偏重于构造,具体计算,都有章可循,就不赘述了。
7.1 柱脚柱脚有多种形式,一般考虑与基础嵌固比较合适,近几年的实践证明,插入式的柱脚是一种比较好的形式。
无论是设计,还是施工,都很简单。
尽管有时材料会稍多一些,但如考虑加工及安装费用的节省,可能总的造价还低一些。
另外还可以免去交叉施工时对地脚螺栓防护的烦恼。
有一些参考图集中,柱脚要求预先焊上抗剪栓钉,笔者认为大可不必,除非是柱子受到极大的拉力。
但柱脚下部加焊一块底板是必要的,一是便于找平,二是可以增加嵌固的能力,二次浇灌层的厚度宜>100mm,便于找平。
按抗震规范的要求,凡是考虑抗震设防,柱脚插入深度应是两倍柱高。
7.2 操作平台小尺寸的操作平台(如长向尺寸<5米),应按一个构件整体考虑为好,在现场地面上将整个平台焊好,然后再安装到支乘构件上,不必将平台中的每一个小梁都考虑为一个构件在高空进行现场拼装。
梁与梁的连接最常用到的是铰接。
一角一板几乎是中国的经典连接方式,见图10中的(a),角钢是在工厂焊在主梁上的,它除了起连接作用外,还有定位的作用。
板是用安装螺栓临时固定在次梁上,在现场用三道焊缝将次梁连接于主梁上,因此,有两条工厂焊缝,有三条工地焊缝,不可混淆。
在次梁与主梁为斜交的情况,角钢的一个肢要弯折,不如改成两个板的连接,此时,位于主梁上的定位板还可以兼作加劲肋,如(b)所示。
这个节点要注意,如果是用高强度螺栓连接,次梁与主梁腹板的间隙s不小于20mm即可,但是如果采用焊接,考虑施焊的可行,s则必须大于70mm,再加上螺栓的孔距80mm,因此梁要160mm以上才行。
钢结构设计简单步骤和设计思路- 结构理论钢结构设计简单步骤和设计思路(一)、判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二)、结构选型与结构布置此处仅简单介绍,详情参考相关专业书籍。
由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要,对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。
所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。
结构选型时,应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),比如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。
总雪载释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉力为主的悬索或索膜结构体系。
钢结构设计流程在建筑领域中,钢结构设计是一个重要的工程环节。
钢结构具有高强度、轻量化、施工周期短等优势,因此被广泛应用于高层建筑、工业厂房、大跨度空间结构等场所。
本文将介绍钢结构设计的基本流程,以帮助读者更好地理解和应用于实践。
第一步:确定设计要求在进行钢结构设计之前,首先需要明确设计要求。
设计要求包括建筑物的功能、使用性质、结构等级、荷载标准等。
这一步骤的目的是为了确定设计的基本参数,为后续的计算和分析提供依据。
第二步:进行荷载计算荷载计算是钢结构设计中的重要环节。
根据建筑物的使用性质和要求,按照相关规范和标准进行荷载计算,包括永久荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。
荷载计算的准确性直接影响到钢结构的安全性和稳定性。
第三步:初步设计在进行荷载计算后,可以进行钢结构的初步设计。
初步设计包括选取合适的结构形式、确定主要构件尺寸和位置、进行整体布置等。
初步设计的目的是为了满足设计要求,并且达到经济性和实用性的要求。
第四步:进行结构分析结构分析是钢结构设计中至关重要的一步。
通过使用专业的结构分析软件,对钢结构进行静力学和动力学的分析。
结构分析的结果将为后续的验算和详细设计提供依据。
第五步:验算与优化设计在完成结构分析后,需要对钢结构进行验算。
验算是为了验证结构的合理性和安全性,包括受力状态、构件尺寸、材料强度等。
如果验算结果不满足要求,需要进行优化设计,调整结构参数以满足设计要求。
第六步:详细设计在经过验算和优化设计后,可以进行钢结构的详细设计。
详细设计包括绘制钢结构的施工图纸、构件节点的设计、焊接连接的设计等。
详细设计的目的是为了确保施工的准确性和工程的顺利进行。
第七步:制定施工方案在完成详细设计后,需要制定钢结构的施工方案。
施工方案包括施工工艺、施工顺序、施工工艺要求等。
制定施工方案的目的是为了保证施工的安全性和质量。
第八步:施工与监督在钢结构的施工过程中,需要进行严格的质量监督和工艺控制。
施工人员必须按照设计图纸和施工方案进行施工,保证每一个环节的准确性和合理性。
【专业知识】钢结构设计简单步骤:节点设计
钢结构设计简单步骤: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。
在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。
常常出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,这必须避免。
按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。
初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。
常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式。
连接的不同对结构影响甚大。
比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动,不符合结构分析中的假定。
会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。
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。
设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便。
也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。
具体设计主要包括以下内容:
1.焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。
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。
其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
2.栓接:铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用。
普通螺栓抗剪性能差,可在次
要结构部位使用。
高强螺栓,使用日益广泛。
常用8.8s和10.9s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。
高强螺栓最小规格M12.常用
M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接。
国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的连接。
3.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。
4.梁腹板:应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。
承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
5.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。
构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。
此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。
比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。