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

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

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在滿(mǎn)足建筑功能的前提下,選擇形式較為簡(jiǎn)單、規(guī)則的平面及立面布置,且在布置方案設(shè)計(jì)時(shí)需要經(jīng)多次計(jì)算,以?xún)?yōu)化最終效果。

此外,還應(yīng)注意以下要點(diǎn):

結(jié)構(gòu)布置要點(diǎn)

(1)力學(xué)模型清晰。盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響范圍,使其以最直接的線(xiàn)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(fēng)震)的作用線(xiàn)。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(xiàn), 比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應(yīng)能單獨(dú)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(shí)可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿(mǎn)足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但這會(huì)使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時(shí)會(huì)難以支撐。

預(yù)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(shí),可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)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(yù)估。
(2)柱截面按長(zhǎng)細(xì)比預(yù)估。通常50<λ<150,簡(jiǎn)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(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu),規(guī)范中對(duì)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(méi)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(jì)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(jì)方面考慮,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(shí),可選擇Q345;穩(wěn)定控制時(shí),宜使用Q235。

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

(1)焊接。焊接設(shè)計(jì)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)連接板。連接板可簡(jiǎn)單取其厚度為梁腹板厚度加4mm。 然后驗(yàn)算凈截面抗剪等。
(3)梁腹板。梁腹板應(yīng)驗(yàn)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(yàn)算孔壁局部承壓。