鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的四種鋼材型號(hào)是“宜”使用的型號(hào)，是在條件許可時(shí)的首先選擇，并不禁止其它型號(hào)的使用，只要使用的鋼材滿足規(guī)范的要求即可。

1、主要鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)內(nèi)容：

    （1）高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。”一位節(jié)能環(huán)保家參觀完第二炮兵工程學(xué)院營(yíng)區(qū)后，由衷地發(fā)出這樣的感嘆。根據(jù)建筑高度和設(shè)計(jì)要求分別采用框架、框架支撐、筒體和巨型框架結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件可采用鋼、勁性鋼筋混凝土或鋼管混凝土。鋼構(gòu)件質(zhì)輕延性好，可采用焊接型鋼或軋制型鋼，適用于超高建層建筑；勁性鋼筋混凝土構(gòu)件剛度大，防火性能好，適用于中高層建筑或底部結(jié)構(gòu)；鋼管混凝土施工簡(jiǎn)便，僅用于柱結(jié)構(gòu)。

  （2）空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。我們一般在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加工時(shí)，會(huì)對(duì)一些廠家進(jìn)行實(shí)地考察等，當(dāng)考察結(jié)果合格時(shí)，方可以放心交付工程，拿在考察期間我們應(yīng)當(dāng)注意哪些呢?？臻g鋼結(jié)構(gòu)自重輕、剛度大、造型美觀，施工速度快。以鋼管為桿件的球節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架、多層變截面網(wǎng)架及網(wǎng)殼等是我國(guó)空間鋼結(jié)構(gòu)用量較大的結(jié)構(gòu)型式。具有空間剛度大，用鋼量低的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)、施工和檢驗(yàn)規(guī)程，并可提供完備的CAD****。除網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外，空間結(jié)構(gòu)尚有大跨懸索結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)等。

   （3）輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。而處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的行業(yè)因其占有資源優(yōu)勢(shì)、加之行業(yè)集中度較高等具有明顯優(yōu)勢(shì)，漲價(jià)更為容易，況且油、煤、礦石等已與國(guó)際市場(chǎng)接軌，價(jià)格能上漲。伴隨著輕型彩色鋼板制成墻體和屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成的新結(jié)構(gòu)形式。由 5mm以上鋼板焊接或軋制的大斷面薄壁H型鋼墻梁和屋面檁條，圓鋼制成柔性支持系統(tǒng)和高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)成的輕鋼結(jié)構(gòu)體系，柱距可從6m到9m，跨度可達(dá) 30m或更大，高度可達(dá)十幾米，并可設(shè)輕型吊四。用鋼量20～30kg/m2?，F(xiàn)已有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)程序和專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量好，安裝速度快，重量輕，投資少，施工不受季節(jié)限制，適用于各種輕型工業(yè)廠房。

　4、焊前預(yù)熱溫度應(yīng)符合下表《冬季鋼結(jié)構(gòu)焊接前預(yù)熱溫度》的規(guī)定要求。Q420C鋼的預(yù)熱溫度確定主要根據(jù)預(yù)熱溫度計(jì)算公式求出，并經(jīng)低溫焊接試驗(yàn)驗(yàn)證而確定，Q345C則比一般規(guī)定提高20℃。

　　5、預(yù)熱范圍應(yīng)保證每?jī)?cè)不少于100mm，且使熱量滲透到整個(gè)板厚，測(cè)溫點(diǎn)位離焊縫中心100mm處。

　　6、打底焊時(shí)其焊肉厚度控制在4-6mm，收弧時(shí)填滿弧坑。

　　7、鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件焊接過(guò)程必須連續(xù)進(jìn)行直至焊接結(jié)束，但應(yīng)控制好層間溫度小于230℃，且不低于預(yù)熱溫度。

　　8、焊接結(jié)束立即覆蓋多層石棉布保溫緩冷，但對(duì)于Q420C厚度≥40mm時(shí)，立即進(jìn)行后熱消氫處理，其加熱溫度為200-250℃，保溫時(shí)間為1-1.5h，而后用多層石棉布覆蓋保溫緩冷至室溫。

　　9、在環(huán)境溫度為-10~-15℃時(shí)，焊接施工選擇在有陽(yáng)光照射的白天進(jìn)行，陰雨天、下雪天以及晚上禁止焊接作業(yè)。

　4、結(jié)構(gòu)分析

　　新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過(guò)的構(gòu)件，從給定的截面庫(kù)里選擇加大一級(jí)。這為更明確的分析結(jié)構(gòu)提供了條件。并不是所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件:典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊(cè)之類的工具書(shū)直接獲得內(nèi)力和變形，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)通過(guò)手算進(jìn)行分析，復(fù)雜結(jié)構(gòu)才需要建模運(yùn)行程序并做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。

　　5、工程判定

　　要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對(duì)其輸出結(jié)果的做“工程判定”。比如，評(píng)估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)“工程判定”選擇修改模型重新分析,還是修正計(jì)算結(jié)果。

　　6、構(gòu)件設(shè)計(jì)

　　構(gòu)件設(shè)計(jì)中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來(lái)驗(yàn)算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。

　　當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。下游主要是直接或間接面向消費(fèi)者的終端行業(yè)，盈利空間小，對(duì)成本變動(dòng)敏感。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過(guò)的構(gòu)件，從給定的截面庫(kù)里選擇加大一級(jí)。并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算，直至通過(guò)，如sap2000等。這是常說(shuō)的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。