關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計　過程　設(shè)計思路 

　　一、鋼結(jié)構(gòu)分類  

　　目前一般將鋼結(jié)構(gòu)分為輕鋼、重鋼和設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)。 

　　1)重鋼:廠房行車起吊重量:>25噸;每平米用鋼量:>_50KG/M2如:石化廠房設(shè)施、軋鋼煉鋼車間、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心,高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)。 

　　2)輕鋼:主要承重結(jié)構(gòu)為實腹門式剛架,具有輕型屋面和外墻,無吊車或吊車起重量不大于20噸,工作級別為中輕級的鋼結(jié)構(gòu)建筑。 

　　3)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)是指大型設(shè)備中的鋼結(jié)構(gòu)部分,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)、NN2機(jī)的起重大梁、起重機(jī)車身、大型設(shè)備支架等,屬于對精密性、材質(zhì)、連接等要求較高的精密鋼結(jié)構(gòu)之一。對于成套設(shè)備來說,是最主要的受力部分,在功能上起到結(jié)構(gòu)性作用。 　 

　　二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程  

　　1　判別是否適合鋼結(jié)構(gòu),在做設(shè)計時要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的特點以及工程造價,看項目工程是否適合鋼結(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、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。 

　　2　結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置,鋼結(jié)構(gòu)通常有框架、平面(桁)架、網(wǎng)架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。結(jié)構(gòu)選型時,針對不同建筑的特點,選擇合理經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方式。 

　　結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般的說要剛度均勻,力學(xué)模型清晰,盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)。 

　　3　截面的選擇。結(jié)構(gòu)布置完成后,需對構(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設(shè)預(yù)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之間取舍。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按1/b限值確定時,可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計算。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。柱截面按長細(xì)比預(yù)估,簡單選擇值在100附近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等。 

　　4　結(jié)構(gòu)分析。結(jié)構(gòu)分析可以采用多種方法:簡單結(jié)構(gòu)通過手算進(jìn)行分析;典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形;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,目前鋼結(jié)構(gòu)實際設(shè)計中,結(jié)構(gòu)分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮P-△效應(yīng)。新近的一些軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能,這為更精確的分析結(jié)構(gòu)提供了條件。但是要想得到正確得計算結(jié)果,必須依據(jù)科學(xué)的假定,建立正確的計算模型,然后,選擇合適的計算工具計算, 

　　5　構(gòu)件設(shè)計。材料是構(gòu)件設(shè)計的基礎(chǔ)。材料的選擇對于構(gòu)件設(shè)計非常重要。比較常用的是Q235和Q345,通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理,經(jīng)濟(jì)考慮,也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面,當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時,可選擇Q345,剛度控制時,宜使用Q235。相同牌號的鋼材又分不同的質(zhì)量等級:A、B、C、D等,其應(yīng)根據(jù)焊接要求、受力特點、使用環(huán)境等因素進(jìn)行合理的選擇。 

　　6　節(jié)點設(shè)計。節(jié)點設(shè)計師鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點,在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對節(jié)點的形式有充分思考與確定,按傳力的特性不同,節(jié)點分剛接,鉸接和半剛接。具體設(shè)計主要包括以下內(nèi)容: 

　　1)焊接。對焊接焊縫的尺寸及形式等應(yīng)按照規(guī)定執(zhí)行。焊條的選用應(yīng)和被連接金屬材質(zhì)適應(yīng)。焊接設(shè)計中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近,其他詳細(xì)內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。 

　　2)栓接。鉚接形式,在建筑工程中,主受力構(gòu)件現(xiàn)已很少采用,普通螺栓的抗剪性能差,可在次要結(jié)構(gòu)部位使用,高強(qiáng)螺栓根據(jù)受力特點分承壓型和摩擦型,兩者計算方法不同,根據(jù)具體情況選擇螺栓。 

　　3)連接板。構(gòu)件端板厚度應(yīng)根據(jù)支承條件按照規(guī)范要求計算;連接節(jié)點處的板件應(yīng)按照規(guī)范驗算其在拉、壓、剪作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性;對單壁式桁架節(jié)點板厚度可按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003中的選用表進(jìn)行選取。 

　　4)梁腹板。應(yīng)驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪,承壓型高強(qiáng)螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓。 

　　5)節(jié)點設(shè)計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場無法安裝是初學(xué)者常犯的錯誤。此外。還應(yīng)盡可能使工人能方便的進(jìn)行現(xiàn)場定位與臨時固定。 

　　6)節(jié)點設(shè)計還應(yīng)考慮制造廠的工藝水乎。 

　　7　防銹蝕與防火。鋼結(jié)構(gòu)因其自身的特點對銹蝕和高溫(火焰)具有敏感性,因此對于周圍環(huán)境存在這兩種情況的時候,必須做好鋼結(jié)構(gòu)的防銹蝕與防火。具體要求詳見相應(yīng)國家規(guī)范,特殊行業(yè),如石化,還需滿足行業(yè)規(guī)范要求。值得注意的一點是兩種防護(hù)材料的調(diào)和性,即兩種材料不能接觸后發(fā)生反應(yīng)而喪失原性能,亦不能相互抵觸而使某層材料脫落, 

　　8　圖紙編制。

        1)圖紙的編制是工程施工的重要依據(jù)。在設(shè)計圖中,對于設(shè)計依據(jù)、荷載資料、技術(shù)數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計要求等均應(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)計的意圖。主要材料應(yīng)列表表示。 

　　2)施工詳圖。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?shù)牟牧媳怼? 

　　三、結(jié)語  

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)以及建設(shè)的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)將得到越來越廣泛的應(yīng)用,會出現(xiàn)更加新穎和有特點的結(jié)構(gòu)形式,這就需要我們廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程上不斷完善與加強(qiáng),從而推進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的發(fā)展與進(jìn)步。