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    鋼結構建筑結構設計選型的挑戰

    發表時間:2021/3/15 15:45:39

    鋼結構建筑通常有門式剛架、框架、桁架、網架(殼)、索膜、塔桅等結構型式。其設計理論與施工技術大都比較成熟。但是也有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法,比如網殼的穩定性等。采用何種建筑結構型式比較合理,是結構設計師面臨的挑戰。

    鋼結構建筑結構型式的設計選型在鋼結構建筑設計的整個過程中,鋼構強調"概念設計"的理念,“概念設計”在結構選型與布置階段尤其重要。對一些難以作出精確理性分析或規范未規定的問題,可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經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。同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。結構設計選型時,武漢鋼結構公司認為應考慮不同建筑結構型式的特點。

    1)在輕鋼工業廠房的設計中,當有較大懸掛荷載或移動荷載時,就可考慮放棄門式剛架而采用網架。

    2)基本雪壓大的地區,屋面曲線應有利于積雪滑落(切線50度內需考慮雪載),如采用三心圓網殼?傃┹d釋放近一半。

    3)降雨量大的地區相似考慮。建筑允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節點剛接的框架有更好的經濟性。

    4)而屋面覆蓋跨度較大的建筑中,可選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系。

    5)高層鋼結構建筑設計中,常采用鋼混凝土組合結構,在地震烈度高或很不規則的高層中,不應單純為了經濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型SRC柱,核心為支撐框架的結構體系。

     

     

    我國半數以上的此類高層為前者。對抗震不利。結構的布置要根據體系特征,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,使其以很直接的線路傳遞到基礎。

    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?蚣芙Y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。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消,此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。

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