介紹鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)有哪些要素?
鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)體系是近幾年越來越受關(guān)注的建筑體系,因其綠色環(huán)保,造型美觀,施工周期短,抗震性能好,適合于不同環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)越來越受到建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的青睞,長期以來混凝土和砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面正在發(fā)生變化。
鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在大跨度空間結(jié)構(gòu)、輕鋼門式結(jié)構(gòu)、多層及小高層住宅領(lǐng)域的建筑日益增多,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從首都國際機(jī)場、2008年奧運(yùn)會(huì)場館設(shè)施、鋼結(jié)構(gòu)住宅等建設(shè)實(shí)踐來看,建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)和市場的發(fā)展勢頭正猛,越來越多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要涉足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用軟件
1、輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般用PKPM-STS;
2、網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般用SFCAD或MST;
3、桁架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般用3D3S。
設(shè)計(jì)軟件還有很多,各有側(cè)重,選擇其中一種或兩種即可。并不是所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件:
(1)典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊(cè)之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形;
(2)簡單結(jié)構(gòu)通過手算進(jìn)行分析;
(3)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。
第一步:判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
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)、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說:大廈、體育館、歌劇院
第二步:結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)選型及布置是對(duì)結(jié)構(gòu)的定性,由于其涉及廣泛,應(yīng)該在經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師指導(dǎo)下進(jìn)行。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是“概念設(shè)計(jì)
第三步:預(yù)估截面
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
第四步:結(jié)構(gòu)分析
典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊(cè)之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形;簡單結(jié)構(gòu)通過手算進(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
第五步: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
第六步:構(gòu)件設(shè)計(jì)
構(gòu)件設(shè)計(jì)首先是材料的選擇,比較常用的是Q235和Q345。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí),可選擇Q345;穩(wěn)定控制時(shí),宜使用Q235
第七步:節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定。按傳力特性不同,節(jié)點(diǎn)分剛接,鉸接和半剛接。初學(xué)者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者
兩個(gè)快速學(xué)習(xí)常用節(jié)點(diǎn)類型設(shè)計(jì)的途徑
1、《鋼結(jié)構(gòu)連接與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)》有詳細(xì)的計(jì)算要求及公式等,建議找自己遇到的實(shí)際節(jié)點(diǎn),按手冊(cè)做設(shè)計(jì)
2、依賴MTStool做設(shè)計(jì)可能還有不足,但絕對(duì)是值得推薦的學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的好軟件。對(duì)于其涵蓋的節(jié)點(diǎn)類型,嘗試填入不同的參數(shù),可以即時(shí)給出違規(guī)之處。
第八步: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)圖由設(shè)計(jì)單位提供,施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制,有時(shí)也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。
在設(shè)計(jì)圖中,對(duì)于設(shè)計(jì)依據(jù)、荷載資料、技術(shù)數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計(jì)要求、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。
鋼結(jié)構(gòu)識(shí)圖
與圖紙編制是密不可分的,更是繪圖的基礎(chǔ),所以初學(xué)者還必須掌握識(shí)讀鋼結(jié)構(gòu)圖所需的基本知識(shí)和技能。
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