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在鋼結構設計的整個過程中,都應該被強調的是'概念設計',它在結構選型與布置階段尤其重要。對一些難以作出理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題,可依據(jù)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(xiàn)象和工程經(jīng)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、比較與選擇。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。鋼結構設計時,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。同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
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鋼結構設計時,對于結構的布置要根據(jù)體系特征,荷載分布情況及性質等綜合考慮。一般的說要剛度均勻。力學模型清晰。盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以直接的線路傳遞到基礎??梢钥纯搓P于軸壓和壓彎構件的計算公式,里面都有與長細比有關的參數(shù)。柱間抗側支撐的分布應均勻。其形心要盡量靠近側向力 (風震)的作用線。否則應考慮結構的扭轉。結構的抗側應有多道防線。比如有支撐框架結構,柱子至少應能單獨承受 1/4 的總水平力。
目前鋼結構實際設計中,結構分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮 P- Δ,p- δ。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。這為更準確的分析結構提供了條件。鋼結構通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結構。并不是所有的結構都需要使用軟件:典型結構可查力學手冊之類的工具書直接獲得內力和變形。簡單結構通過手算進行分析。復雜結構才需要建模運行程序并做詳細的結構分析。
目前鋼結構設計一般以線性彈性分析為主,部分設計軟件同時也考慮到幾何非線性分析,這大大提高了鋼結構設計的準確性。Xsteel、TeklaStuctures軟件是目前使用較多軟件,采用3D建模,可以實現(xiàn)全過程多人合作,在建模過程中可以檢查節(jié)點、構件的位置,材料表、構件統(tǒng)計表、圖紙等均可自動創(chuàng)建生產(chǎn)。為設計出較好方案,我們可先用不同的設計軟件進行建模,然后請專業(yè)的專業(yè)人員再對其建模完成的數(shù)據(jù)進行分析,從而選擇出適合廠房實際需求的方案。