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钢结构的特点与适用范围

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钢结构具有轻质高强、塑性和韧性好、制作简便、施工周期短、耐热性较好,但同时耐火性差、耐腐蚀性差、低温冷脆倾向等特点。因此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,如大跨度厂房、栈桥和临时建筑等。

结构选型与布置

概念设计在初期是重要的

在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是“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***理性分析或规范未规定的问题,可从整体结构体系与分部体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验等方面来获取设计思想,并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、比较和选择。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。

常见结构型式

钢结构通常有门架、框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。

结构布置的需求

结构的布置要根据体系特点、荷载分布情况及性质等进行综合考虑。一般说来,要求刚稳均匀,具有清晰的力学模型。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以***直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线,否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子***少应能单独承受1/4的总水平力。

预估截面

在结构布置结束后,对构件截面作初步估算和计算是必需的。主要是针对梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。

钢梁的选取

钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度可根据按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法十分受欢迎。确定截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可依据规范中局部稳定的构造规定进行预估。

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