分析钢结构设计及施工要点_0

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1、分析钢结构设计及施工要点　　摘要：钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构,钢结构住宅因其自重轻,基础造价低,适用于软弱地基,安装容易,施工快,周期短,投资回收快,施工污染环境少,抗震性能好等综合优势而受到各方的重视。本文经过多年的探索和实践,概述了钢结构的优点及设计施工要点。关键词：钢结构；设计；施工；要点中图分类号：TU391文献标识码：A1.钢结构的优点1.1材质均匀，与力学计算的假定比较符合。钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制，材质波动的范围小

2、。71.2材料的强度高，塑性和韧性好。钢材和其它建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面，由于钢材的强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求，强度有时不能充分发挥。1.3钢结构制造简便，施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作，因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构件在工地拼装，可以采用安设

3、简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。2.钢结构设计分析2.1构件设计：①构件的设计首先是材料的选择，比较常用的是：Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn)。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理，经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时，可选择Q345；稳定控制时，宜使用Q235，构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。②当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能。由于程序

4、技术的进步，一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。72.2节点设计：①连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定，常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免。②按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者，常用的参考书有丰富的推荐的节点做法及计算公式③连接的不同对结构影响甚大，比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转

5、动，不符合结构分析中的假定。2.3具体设计，具体设计主要包括以下内容：2.3.1焊接：对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应:严格遵守，焊条的选用应和被连接金属材质适应。E43对应Q235，E50对应Q345，Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50。焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近，其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。2.3.2栓接：铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用，普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用，高强螺栓，使用日益广泛，常用8.8s和10.9s两个强度等级，根据受力特点分承压型和摩擦型。两者计算方法不同

6、，高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接。国外在低层墙板式住宅中，也常用于主结构的连接。72.3.3连接板：可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算净截面抗剪等。2.3.4梁腹板：应验算栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。2.3.5节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。2.3.6节点设计还应考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机

7、床等设备才能完成。72.4图纸编制：钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。①设计图：是提供制造厂编制施工详图的依据，深度及内容应完整但不冗余，在设计图中，对于设计依据、荷载资料（包括地震作用）、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等）、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示