鋼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段的估算_第1頁
鋼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段的估算_第2頁
鋼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段的估算_第3頁
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(三)預(yù)估截面結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后,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。柱截面按長細(xì)比預(yù)估.通常50~150,簡單選擇值在80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.對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu),規(guī)范對截面的構(gòu)造要求有很大的不同,如鋼結(jié)構(gòu)所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問題,在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。除此之外,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,合理的選擇安全經(jīng)濟(jì)美觀的截面?!竞附咏M合梁設(shè)計(jì)】組合梁的型式多采用焊接工字形截面。對于這種梁的截面設(shè)計(jì)與型鋼梁設(shè)計(jì)不同,對型鋼梁只要確定型鋼的型號即可。對組合梁則需要確定腹板的高度及厚度、翼緣的寬度及厚度等幾個(gè)尺寸,而謝謝尺寸又是互相聯(lián)系的。總的設(shè)計(jì)原則是既要保證梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度等要求,又要使鋼材用量經(jīng)濟(jì)合理。因此,需要根據(jù)各方面要求綜合分析計(jì)算。具體方法是先根據(jù)各方面要求逐項(xiàng)選擇截面每一個(gè)尺寸,然后進(jìn)行驗(yàn)算。一、梁截面選擇㈠、梁截面高度確定確定梁的截面高度應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求(確定最大允許高度hmax)、剛度要求(確定梁最小高度hmin),且使鋼材用量最?。ń?jīng)濟(jì)高度he)等條件確定。㈡、腹板高度hw腹板高度hw的確定與梁高h(yuǎn)尺寸有關(guān)。由于上下翼緣厚度一般較小,所以腹板高度hw可略小于梁高,并按鋼板規(guī)格尺寸取50mm的倍數(shù)。㈢、腹板厚度tw腹板的主要作用是抗剪,在腹板高度hw確定后可根據(jù)抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算腹板厚度tw。為簡化計(jì)算,可近似假定最大剪應(yīng)力為腹板平均剪應(yīng)力的1.2倍。以上確定的腹板高度及厚度兩尺寸,還關(guān)系到腹板本身的局部穩(wěn)定及梁的總用鋼量。為滿足梁的剛度及抗彎等要求,所確定的腹板高度一般都比較大,此時(shí)腹板厚度如取值太?。ㄈ绨纯辜粢笥?jì)算的厚度就很?。?,腹板本身很薄,會(huì)引起局部失去穩(wěn)定,為此,要考慮配置縱橫加勁肋。此外,厚度太小,容易由于銹蝕而降低承載能力,在制造過程中也易發(fā)生較大變形。而腹板厚度取值過大,又會(huì)使用鋼量迅速增加。因此應(yīng)全面考慮上述因素。腹板厚度tw應(yīng)符合鋼板現(xiàn)有規(guī)格,最小尺寸6~8mm。㈣、翼緣尺寸b、t根據(jù)截面對x軸的慣性矩公式及截面對x軸的抵抗矩公式,反解出一個(gè)翼緣的截面面積(近似取hRhShw),則翼緣面積A1為:A1=Wx/hw—(twxhw)/b當(dāng)已知腹板尺寸hw及tw時(shí),可根據(jù)上式求出需要的翼緣面積A1;A1=bxt,可先選定翼緣板寬度b,后確定厚度t。確定翼緣尺寸b及t值,關(guān)系到以下幾方面:寬度b太小,對梁的整體穩(wěn)定不利。寬度b太大、厚度t很小,則可能影響翼緣在抗彎強(qiáng)度計(jì)算中考慮塑性發(fā)展以及對翼緣局部穩(wěn)定的保證。且要求受壓翼緣的自由外伸寬度bl與厚度t之比,b1/t<13V235/fy;按翼緣的局部穩(wěn)定要求b1/t<15V235/fy。一般可取b=(1/3~1/5)h,且取10mm的倍數(shù);厚度t不應(yīng)小于8mm,取2mm的倍數(shù)。二、 截面驗(yàn)算截面尺寸選定后,根據(jù)相關(guān)要求計(jì)算梁的實(shí)際荷載(包括梁自重)、內(nèi)力,并計(jì)算截面面積、截面慣性矩、截面抵抗矩等各種幾何特性,然后進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度驗(yàn)算。三、 翼緣焊縫計(jì)算組合成工字形截面的翼緣與腹板,應(yīng)用角焊縫焊接,以抵抗翼緣與腹板之間的剪力,保證截面能夠整體工作,防止相互錯(cuò)動(dòng)。四、 截面沿梁長度方向改變組合梁的截面設(shè)計(jì),按簡支梁在均布荷載作用下的彎矩計(jì)算時(shí),彎矩圖曲線為拋物線,取跨中最大彎矩為計(jì)算依據(jù),所設(shè)計(jì)截面尺寸在彎矩較小處,材料強(qiáng)度未充分利用。簡支梁兩端支座處剪力最大,但等截面兩端材料抗剪能力也未充分發(fā)揮。為節(jié)約鋼材,可使梁的截面沿梁長度方向改變,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果。具體方法:㈠、改變翼緣的寬度,在梁跨中部分寬度b較大,在兩端離支座各1/6跨度處減小至寬度b'。寬度b'按截面改變處的彎矩M'計(jì)算確定。寬度從b減少至b',應(yīng)做成不大于1:4的坡度,以減少應(yīng)力集中。采用對接焊縫,上翼緣受壓可用直縫,下翼緣受拉可直縫或斜縫。這種改變寬度的方法較改變厚度方法好,可避免應(yīng)力集中,且使外表面在一個(gè)平面內(nèi)。經(jīng)過一次變截面節(jié)約鋼材約10%~20%。㈡、采用多層翼緣板改變截面,即沿梁跨度方向改變翼緣板層數(shù),使梁的截面大小改變。梁的翼緣有兩層,切斷外層翼緣板,從而減小截面。外層板實(shí)際切斷點(diǎn)的位置應(yīng)由理論切斷點(diǎn)處延伸長度La,以保證外層板在理論切斷點(diǎn)處部分能參加工作。㈢、改變梁的高度,在靠近梁兩端(1/5~1/6)L處,將下翼緣做成折線形,翼緣的截面不變,腹板的高度逐漸減小。梁端部高度應(yīng)滿足抗剪要求,且不應(yīng)小于抗剪要求的一半。這種方法可以降低建筑物的高度,但梁的構(gòu)造較為復(fù)雜。四、矯正焊接殘余變形的方法1、 機(jī)械矯正法;用機(jī)械方法對殘余變形的焊件施加一個(gè)外力使其發(fā)生與殘余變形方向相反的屈服變形,已達(dá)到矯正殘余變形的目的,這種方法屬于冷矯正。2、 火焰矯正(局部加熱法);它是根據(jù)焊接殘余變形產(chǎn)生的原理,利用局部加熱后的收縮而引起的變形來矯正已產(chǎn)生的變形,這種方法屬于熱矯正。鋼結(jié)構(gòu)屋面頂一般取值為1/20---1/8,鋼屋架坡度較大一般取值為1/3--1/5,我公司做的圖紙一般按1/10,跨度較大的按1/15做。個(gè)人認(rèn)為:各地區(qū)之間存在取值范圍不同。一般設(shè)計(jì)是不會(huì)勾選45度這個(gè)選項(xiàng)的,而是直接輸入數(shù)值的。原因:方便加工,方便安裝,假如勾選了45度,那么隅撐孔距支座距離就直接等于梁上的隅撐孔道檁條上隅撐的高度啦,但是實(shí)際工程中往往做的是變截面的梁,這就意味著我們第一排檁條的隅撐孔距離支座肯定會(huì)分好多種,比如550,650,700的,所以一般都輸入數(shù)值,至于多少,一般隅撐到支座的距離都是統(tǒng)一的,只要知道你挑出多少就知道這個(gè)距離啦作為門式剛架這種帶有拱受力特性的結(jié)構(gòu)(

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