我們都知道鋼結(jié)構(gòu)工程的成本60%-80%左右受鋼材價格的直接影響。這種情況下,選擇合理的結(jié)構(gòu)類型,準確的計算用鋼量,才能保證一個比較合理的成本。

合理的結(jié)構(gòu)類型首先必須充分考慮不同結(jié)構(gòu)形式的特點,盡可能的選擇跨度小、經(jīng)濟性好的結(jié)構(gòu),如有較大的懸掛荷載時,可選擇網(wǎng)架結(jié)構(gòu);屋面跨度較大時可選擇懸索。對于一般的鋼結(jié)構(gòu)工程,采用框架支撐體系。

在進行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時,應(yīng)在滿足建筑功能的前提下,選擇形式較為簡單、規(guī)則的平面及立面布置,且在布置方案設(shè)計時需要經(jīng)多次計算,以優(yōu)化最終效果。

此外,還應(yīng)注意以下要點:

結(jié)構(gòu)布置要點

(1)力學模型清晰。盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)。 柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻。其形心要盡量靠近側(cè)向力(風震)的作用線。否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。 結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線, 比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應(yīng)能單獨承受1/4的總水平力。
(2)框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置,有時可以調(diào)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,但這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會難以支撐。

預估截面

(1)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1/50~1/20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,可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復雜計算,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)定預估。
(2)柱截面按長細比預估。通常50<λ<150,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。
(3)對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu),規(guī)范中對截面的構(gòu)造要求有很大的不同。
(4)構(gòu)件截面形式的選擇沒有固定的要求,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況,合理地選擇安全經(jīng)濟美觀的截面。

材料選擇

材料選擇比較常用的是Q235和Q345。 通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。從經(jīng)濟方面考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。當強度起控制作用時,可選擇Q345;穩(wěn)定控制時,宜使用Q235。

節(jié)點設(shè)計

(1)焊接。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。其他詳細內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。
(2)連接板。連接板可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm。 然后驗算凈截面抗剪等。
(3)梁腹板。梁腹板應(yīng)驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪。承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓。