框架钢结构的研究及优化设计

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1、框架钢结构的研究及优化设计幸妍（上海通用金属结构工程有限公司，上海，200949）【摘要】随着经济不断发展，城市建设规模不断加大，给建筑工程施工技术提出更高要求，以满足社会发展的实际需求，促进我国建筑行业长远发展。在建筑施工中，框架钢结构具有强度较高、性能较好等特点，成为当前建筑施工的主要材料。木文就框架钢结构的研究及优化进行概述，对框架钢结构优化设计的内容进行全面分析，提出框架钢结构优化设计的实际应用，以有效推动我国建筑工程的现代化发展。【关键词】框架钢结构；研究；优化设计根据实践证明可知，框架钢结构在建筑工程中的广泛应用，大大提高了建筑施工安全性，是建筑产业现代化发

2、展的必然趋势。因此，对框架钢结构和其的优化设计进行更深入的了解，对于提高建筑工程的施工效益和整体效益有着重要现实意义。一、框架钢结构的研究及优化在进行框架钢结构的优化设计时，必须对整体安全性、可靠性给以高度重视，才能确保各组成结构的统一和协调，并对每一个构建进行深入考虑，以不断提高框架钢结构的设计水平，满足相关规定提出的各种要求。因此，框架钢结构的优化设计，必须确保整个构建和结构处于最佳受力状态，使整体性能得到最有效发挥，才能在保证结构延展性的同时，使钢力和承受力与实际情况相符。与此同时，对结构承受的载荷和内部应力情况进行简明的标示，以确保外力作用中心、抗侧力刚度中心和

3、结构平面布置的质量中心尽可能的重合或者相近，从而降低扭转效应给建筑整体造成的影响，达到降低建筑工程施工成木的目的。二、框架钢结构优化设计的内容根据相关调查和分析可知，框架钢结构优化设计包括的内容主要有如下三个方面：首先，构件方面的优化设计。在框架钢结构优化设计中，构件材料的合理配置和选择，才能使构件得到优化。在进行材料组合吋，比较常用的是Q235和Q345两种，在建筑工程的主体结构中，一般都要使用同一种材料，才能确保建筑工程的施工得到统一化管理，并有效降低施工成本，便于选取不冋强度的钢材来进行组合截面流程。在进行截面的验算时，一般采用弹塑性方法，可以保证构构件设计的规范

4、性，但也会出现部分构件和结构内力的弹性计算不相符的问题。在对程序技术进行优化设计后，如果构件出现验算不能通过通过的情况，则可以采用扩大截面验算对象的方式，以对构件的各种情况进行再次验算，确保验算最终能够通过。其次，整体布置和类型选用方面的优化设计。通常情况下，框架钢结构材料的材质都比较均匀，具有塑性、韧性和强度等较高的特点，与设计中力学计算的相关要求相符，并且，钢结构的制造工序非常简单和方便，施工工期不长，整体重量较轻。因此，确保桐架钢结构具冇很强的稳定性，是在进行整体布置和类型选择吋必须高度重视的问题，以保证艽与设计图纸、施工要求等相符,避免倒塌、倾斜等情况出现，从而

5、提高建筑工程施工过程中的安全性，促进建筑工程顺利完工。最后，节点方面的优化设计。在进行钢结构的布置吋，必须严格按照相关规范标准执行，才能确保线与线的交接能对点连接、面与面的交接能对线连接，从而提高整个框架钢结构的设计水平。根据力学的相关理论知识和力的特点，在进行节点的连接时，可将其分为钢接节点、半钢接节点和铰接节点三种类型。因此，在进行框架钢结构的连接之前，要对相关准备工作给以高度重视，明确节点的具有形式，避免节点设计和节点模型使用出现不统一情况，以保证框架钢结构的节点得到优化设计。一般情况下，可以先对节点进行简单的定量分析，如钢接和铰接等，然后在进行连接板、节点、焊接

6、和梁腹板等的优化设计吋，必须确保应力作用下螺栓具奋相应的牢固性，以在合理的安排焊接构件的装顺序和施工空间的同时，充分满足实际施工的各种需求。三、框架钢结构优化设计的实际应用现对某小区钢结构的塔式住宅楼进行优化设计，根据相关资料显示，每一栋楼都有六层，层高为2.8米，主要结构为框架钢结构，其抗震强度为七级，粗糙度为C类，并且，地下水位为1.5米。首先，根据框架钢结构的组成结构，对相关组成部分的优化设计进行计算。在进行组合版的验算时，要合理的计算内力和荷载，苏中，恒载包括混凝土和钢筋的自重、压型钢板的自重。由于住宅楼的柱体、梁和板的结构形式是：柱采用宽翼缘H型钢，材质是Q2

7、35;楼面板和屋面采用的是压型钢板、现浇混凝土组合楼板，其中，压型钢板的型号为YX-75-200-600的开U型压型钢板，所以，压型钢板梯形凹槽部分混凝土折算的高度是一定的值，混凝土板的平均厚度也是一定值。采用弹性计算方式对施工阶段的内力进行计算，并II将可视实际支撑跨数和跨度尺度看作是确定的值，同时，将三跨连续板看做是一米宽的板条，以将其作为计算单元，可以计算出跨中正弯矩、支座剪力。在利用相关公式对施工阶段压型钢板进行计算，可以计算出一个波据中压型钢板形心和中心之间的距离、压型钢板受压翼缘和形心轴之间的距离。在进行组合板计算吋，利用相关