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設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)是指大型設(shè)備中的鋼結(jié)構(gòu)部分,根據(jù)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn),以下結(jié)構(gòu)應(yīng)可劃入設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)范疇:架橋機(jī)的塔架鋼結(jié)構(gòu)、起重機(jī)的起重大梁、起重機(jī)車身、大型設(shè)備支架等,屬于對(duì)精密性、材質(zhì)、連接等要求較高的精密鋼結(jié)構(gòu)之一。對(duì)于成套設(shè)備來(lái)說(shuō),是的受力部分,在功能上起到結(jié)構(gòu)性作用。
設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的加工制作與精密鋼結(jié)構(gòu)類似,介于普通結(jié)構(gòu)件(對(duì)加工要求不高)與精密機(jī)械加工(要求加工較精細(xì))之間,采用焊接或者栓接的連接方式。
同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)類型主要有:用于廠房的排架結(jié)構(gòu)、用于多高層建筑的框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、框一筒結(jié)構(gòu),用于大空間的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和彎頂網(wǎng)充結(jié)構(gòu)等等。建筑功能不同,采用的結(jié)構(gòu)形式也不同。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)規(guī)范,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全實(shí)用、確保質(zhì)量。
1.鋼結(jié)構(gòu)適用的范圍
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說(shuō):超高層建筑、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、工業(yè)廠房和臨時(shí)建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)相一致的。
2.鋼結(jié)構(gòu)的選型
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中,都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是"概念設(shè)計(jì)",它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要。對(duì)一些難以作出理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問(wèn)題,可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想,從全局的角度來(lái)確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確,并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。同時(shí),它也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
3.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面選取
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后,需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接 H 型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況,其截面高度通常在跨度的 1/20~1/50 之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按 l/b 限值確定時(shí),可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)算,這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后,其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預(yù)估。
柱截面按長(zhǎng)細(xì)比預(yù)估。通常 50
初學(xué)者需注意,對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu),規(guī)范中對(duì)截面的構(gòu)造要求有很大的不同。如鋼結(jié)構(gòu)所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問(wèn)題。在鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。
除此之外,構(gòu)件截面形式的選擇沒(méi)有固定的要求,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況,合理的選擇安全經(jīng)濟(jì)美觀的截面。
7.圖紙編制
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出圖分設(shè)計(jì)圖和施工詳圖兩階段,設(shè)計(jì)圖為設(shè)計(jì)單位提供,主要是原理圖和桿件示意圖。施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)制造公司,根據(jù)設(shè)計(jì)圖來(lái)進(jìn)行具體的深化設(shè)計(jì)內(nèi)容?,F(xiàn)在的深化設(shè)計(jì)程序和先進(jìn),可以同時(shí)完成所有桿件的加工、制作等內(nèi)容。有時(shí)也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。由于近年鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目增多和設(shè)計(jì)院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺乏的矛盾,有設(shè)計(jì)能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參與設(shè)計(jì)圖編制的情況也很普遍。
7.1 設(shè)計(jì)圖:是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù)。深度及內(nèi)容應(yīng)完整但不冗余。在設(shè)計(jì)圖中,對(duì)于設(shè)計(jì)依據(jù)、荷載資料 (包括作用)、技術(shù)數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計(jì)要求 (包括制造和安裝、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的等級(jí)、涂裝及運(yùn)輸?shù)?、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等均應(yīng)表示清楚,以利于施工詳圖的順利編制,并能正確體現(xiàn)設(shè)計(jì)的意圖。主要材料應(yīng)列表表示。
7.2 施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等。深度須能滿足車間直接制造加工。不完全相同的另構(gòu)件單元須單獨(dú)繪制表達(dá),并應(yīng)附有詳盡的材料表。
設(shè)計(jì)圖及施工詳圖的內(nèi)容表達(dá)方法及出圖深度的控制,目前比較混亂,各個(gè)設(shè)計(jì)單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。初學(xué)者可參考他人的設(shè)計(jì)并參考相關(guān)的工具書,并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制。