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          鋼結構設計經驗總結

          來源:http://www.keralaautomobile.com/  作者:湖北華盛鋼構工程有限公司   發布時間:2021-02-22 09:23

            鋼結構設計經驗總結鋼結構工程一般民用項目設計院的做得相對較少,而工業院和大型的設計院做得較多,如果仔細分析一下鋼結構的設計規范:只講了四點,一是基本的設計規定,二是構件計算,三是連接計算,四是構造要求。

            第一設計規定

            記住一定注明鋼材的強度等級、連接材料的型號,焊縫形式及焊縫的質量等級及對施工的要求。A級鋼不保證沖擊韌性,含碳量不作為交貨條件,故不能用于抗震設防和焊接結構(此說法不太準確,但設計人可以接受,其實可焊還是不可焊,是碳當量決定的,而非含碳量);在實際工程中,除了大跨度重級工作制吊車梁的下翼緣對接,以及大跨度鋼橋的受拉構件的對接這種對質量要求很高的焊縫要求一級焊縫以外,其他場合很少用到一級。一般都要求二級。對于角焊縫,除了在要求熔透的情況(如對于輪壓較大的吊車梁的上翼緣和腹板連接的角焊縫),其質量等級要求二級外,其他場合一般都用三級。

            一些設計人員在設計說明中往往寫道:“高強度螺栓采用承壓型高強度螺栓10.9S”,這是一種不正確的說法。對于設計者只要給出高強度螺栓的性能等級和連接材料摩擦面的抗滑移系數即可,不必規定制造商采用何種螺栓。

            “紅丹兩度打底,調和漆兩度罩面”這種說明使得涂料的品牌不清(紅丹有多種),漆膜層厚度不明(涂料應注明各層厚度),而且標準也太低,這是以前60年代的標準,至今仍有人這么用,說明對防腐的不重視。

            第二構件計算

            集中荷載較大處,需設置橫向加勁肋或進行局部承壓計算;鋼梁受壓翼緣自由長度l1與其寬度b1的比值超過規范限值時,需進行整體穩定驗算;箱型梁雖抗扭特性較好,但截面尺寸不滿足也需進行整體穩定驗算;支座反力較大的梁端支承加勁肋需按照軸壓計算其在梁平面外的穩定性,且對連接焊縫進行計算;構件寬厚比和高厚比的要求,特別是當設計中考慮截面塑性發展與塑性設計時的要求更嚴(注意區分受壓構件和受彎構件寬厚比的不同);單角鋼受壓構件長細比,需采用角鋼的很小回轉半徑,而非角鋼平行軸的回轉半徑;軸心受壓構件需按規范規定計算剪力;設計桁架時的桁架腹桿平面內、外的計算長度不可想當然取其幾何長度,規范有其考慮和規定;交叉腹桿的平面外計算長度要注意;

            第三連接計算

            焊縫計算長度要減去2倍焊腳尺寸;普通螺栓不可僅僅按照受剪承載力來確定螺栓數量;高鋼中規定,抗震設計時采用摩擦型的高強螺栓,但連接的極限承載力計算按螺桿與孔壁接觸考慮;直接承受動力荷載的結構不可采用承壓型高強螺栓;摩擦型的拼接時,螺栓沿受力方向的連接長度超過15D0,螺栓承載力需折減,大于60d0時,折減系數為0.7;柱梁的剛性連接,需進行柱腹板在梁翼緣范圍內的節點域計算;連接節點板在拉力和剪力下,需進行強度驗算;在壓力下不可忽略穩定性驗算;桁架節點板自由邊長與其厚度有要求,否則要采取措施;梁端支座底板厚度也需進行計算;軸心受壓柱底與柱底板角焊縫也需計算;

            第四構造要求

            非采暖地區的房屋鋼柱與屋面鋼梁剛接,橫向溫度區段大于120米。又未計算溫度應力或變形影響;構件板件的現場拼接對接焊縫,設計文件中只注明采用剖口焊,未給出剖口形式;對接焊縫拼接處,焊件的厚度在一側相差4mm以上,在厚度方向應做斜角;側角焊縫連接計算中,按焊縫全長計算,未考慮只能按60hf有效長度計算,連接設計不安全;角焊縫的焊腳尺寸hf小于l.5(t)1/2;直接承受動力荷載的結構,對角焊縫的表面形狀未提出要求;板件端部采用兩條側面角焊縫連接時,兩條側面角焊縫之間的距離過大;角鋼與節點板采用三面圍焊,但對圍焊未提出施焊要求;在摩擦型連接高強度螺栓連接范圍內,構件接觸面的處理方法未在圖中說明;高強度螺栓連接的構件,螺栓中心至構件邊緣距離不滿足很小容許距離;直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接未采取防止螺帽松動措施,或采用打亂絲扣等損傷性措施;工字形實腹柱腹板計算高度h0與其厚度tw之比大于80(235/fy)1/2,未設置橫向加勁肋;較高的格構式柱末設置橫隔;桁架弦桿采用H型鋼,H型鋼的高度與其在平面內的幾何長度之比大于l/10,未考慮次彎矩影響;桁架節點板厚度f=5mm,不滿足規定;焊接工字形梁橫向加勁肋與翼緣板相接處未切角;梁突緣支座突緣加勁板的伸出長度大于其2倍的厚度;柱腳錨栓按同時承受拉力和柱腳底部剪力設計,違反了有關規定;雙肢格構柱插入杯口很小深度僅按1.5倍柱截面寬度取值(此值比0.5倍柱截面高度小);在設計文件中未注明鋼材除銹等級和所用的涂料名稱及涂層厚度;地面以下的鋼柱腳未要求用混凝土包裹;采用直接焊接的鋼管桁架節點承受動力荷載;按現行設計規范設計的鋼管桁架采用Q390等屈服強度fy大于345mpa的鋼材;鋼管結構主管與支管之間的夾角應不小于300.

            鋼結構綜述:

            鋼結構通常有框架、框架-支撐,框撐筒體,巨型桁架,平面(桁)架、網架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等結構型式。其理論與技術大都成熟,亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法,比如網殼的穩定(參見網殼規范)等。

            結構選型時,應考慮它們不同的特點。鋼結構整體布置應考慮結構的使用,荷載盡量均勻傳遞,支撐等耗能構件及連接的布置,結構的美學價值等。

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