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鋼構停車棚的施工與設計
廈門市傳祺裝飾工程有限公司
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鋼構停車棚的施工與設計
鋼構停車棚的施工與設計
(一) 判別構造能否合適用鋼構造
鋼構造通常用於高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、請求能活動或經常裝拆的構造。直觀的說:大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、雕塑、倉棚、工廠、住宅、山地建築和暫時建築等。這是和鋼構造本身的特性相分歧的。
(二) 構造選型與構造布置
構造選型及布置是對構造的定性,由於其觸及普遍應該在經歷豐厚的工程師指導下停止。
在鋼構造設計的整個過程中都應該被強調的是\"概念設計\"它在構造選型與布置階段特別重要. 對一些難以作出準確理性剖析或標準未規則的問題,可根據從整體構造體系與分體系之間的力學關系、毀壞機理、震害、實驗現象和工程經歷所取得的設計思想,從全局的角度來肯定控制構造的布置及細部結構措施。 在早期疾速、有效地停止構思、比擬與選擇,所得構造計劃常常易於手算、力學行為明晰、定性正確,並可防止構造剖析階段不用要的繁瑣運算。同時,它也是判別計算機內力剖析輸出數據牢靠與否的主要根據。
鋼構造通常有框架、平面桁架、網架(殼)、索膜、輕鋼、塔桅等構造方式。
構造選型時,應思索不同構造方式的特性。在工業廠房中,當有較大懸掛荷載或大範圍挪動荷載,就可思索放棄門式剛架而采用網架。根本雪壓大的地域,屋面曲線應有利於積雪滑落(切線50度外不需思索雪載 ),如亞東水泥廠石灰石倉棚采用三心圓網殼,總雪載和坡屋面相比釋放近一半。降雨量大的地域類似思索。建築允許時,在框架中布置支撐會比簡單的節點剛接的框架有更好的經濟性。而屋面掩蓋跨度較大的建築中,可選擇構件受拉為主的懸索或索膜構造體系。高層鋼構造設計中,常采用鋼混凝土組合構造,在地震烈度高或很不規則的高層中,不應單純為了經濟去選擇不利抗震的中心筒加外框的方式。宜選擇周邊巨型SRC柱,中心為支撐框架的構造體系。我國半數以上的此類高層為前者,對立震不利。
構造的布置要依據體系特征荷載散布狀況及性質等綜合思索.普通的說要剛度平均.力學模型明晰.盡可能限制大荷載或挪動荷載的影響範圍使其以最直接的線路傳送到根底. 柱間抗側支撐的散布應平均.其形心要盡量靠近側向力(風、震)的作用線. 否則應思索構造的改變. 構造的抗側應有多道防線. 比方有支撐框架構造柱子至少應能單獨接受1/4的總程度力.
框架構造的樓層平面次梁的布置有時能夠調整其荷載傳送方向以滿足不同的請求。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高頂層邊柱也有時會吃不消,此時把次梁支撐在較短的主梁上能夠犧牲次梁保住主梁和柱子.
(三) 預估截面
構造布置完畢後,需對構件截面作初步預算。主要是梁柱和支撐等的斷面外形與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。依據荷載與支座狀況,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度依據梁間側向支撐的間距按l/b限值肯定時,可逃避鋼梁的整體穩定的復雜計算,這種辦法很受歡送。 肯定了截面高度和翼緣寬度後,其板件厚度可按標準中部分穩定的結構規則預估。
柱截面按長細比預估. 通常50<λ<150 簡單選擇值在80左近。依據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同可選擇鋼管或H型鋼截面等.
對應不同的構造,標準對截面的結構請求有很大的不同,如鋼構造所特有的組成構件的板件的部分穩定問題,在普鋼標準和輕鋼標準中的限值有很大的區別。
除此之外,構件截面方式的選擇沒有固定的請求,構造工程師應該依據構件的受力狀況,合理的選擇平安經濟美觀的截面。
(四) 構造剖析
目前鋼構造實踐設計中構造剖析通常為線彈性剖析條件允許時思索P-Δp-δ. 新近的一些有限元軟件能夠局部思索幾何非線性及鋼材的彈塑性能.這為更準確的剖析構造提供了條件。並不是一切的構造都需求運用軟件: 典型構造可查力學手冊之類的工具書直接取得內力和變形. 簡單構造經過手算停止剖析. 復雜構造才需求建模運轉程序並做細致的構造剖析.
(五) 工程斷定
要正確運用構造軟件,還應對其輸出結果的做\"工程斷定\"。比方,評價各向周期、總剪力、變形特征等。依據\"工程斷定\"選擇修正模型重新剖析還是修正計算結果.
不同的軟件會有不同的適用條件.初學者應充沛明了.此外工程設計中的計算和準確的力學計算自身常有一定間隔 為了取得適用的設計辦法有時會用誤差較大的假定 但對這種誤差 會經過\"適用條件、概念及結構\"的方式來保證構造的平安. 鋼構造設計中\"適用條件、概念及結構\"是比定量計算更重要的內容.
工程師們過火信任與依賴構造軟件有可能帶來構造災難,註重概念設計、工程斷定和結構措施有助於防止這種災難.
(六) 構件設計
構件設計首先是資料的選擇. 比擬常用的是Q235和Q345. 當強度起控制造用時可選擇Q345; 穩定控制時宜運用Q235.通常主構造運用單一鋼種以便於工程管理. 經濟思索也能夠選擇不同強度鋼材的焊接組合截面(翼緣Q345,腹板Q235). 另外,焊接構造宜選擇Q235B或Q345B。
當前的構造軟件都提供截面驗算的後處置功用。局部軟件能夠將不經過的構件,從給定的截面庫裏選擇加大一級自動重新驗算,直至經過,如sap2000等。這是常說的截面優化設計功用之一,它減少了很多工作量。 但是,我們至少應留意兩點:
1.軟件在做構件(主要是柱)的截面驗算時計算長度系數的取定有時會不契合標準的規則.目前一切的程序都不能完整處理這個問題。所以特別關於節點銜接狀況復雜或變截面的構件我們應該逐一檢查.
2.當上面第(三)條中預估的截面不滿足時,加大截面應該分兩種狀況區別看待。
(1) 強度不滿足通常加大組成截面的板件厚度,其中抗彎不滿足加大翼緣厚度,抗剪不滿足加大腹板厚度。
(2) 變形超限,通常不應加大板件厚度而應思索加大截面的高度,否則會很不經濟。
運用軟件的前述自動加大截面的優化設計功用,很難思索上述強度與剛度的辨別,實踐上,除常用於網架設計外,其他構造方式常常並不適宜。
(七) 節點設計
銜接節點的設計是鋼構造設計中重要的內容之一.在構造剖析前就應該對節點的方式有充沛考慮與肯定.有時呈現的一種狀況是最終設計的節點與構造剖析模型中運用的方式不完整分歧,假如你不能確信這種不分歧帶來的偏向差在工程答應範圍內(5%),就必需防止。 按傳力特性不同節點分剛接鉸接和半剛接. 初學者宜選擇能夠簡單定量剖析的前兩者. 銜接的不同對構造影響甚大.比方有的剛接節點固然接受彎矩沒有問題但會產生較大轉動 不契合構造剖析中的假定. 會招致實踐工程變形大於計算數據等的不利結果.
銜接節點有等強設計和實踐受力設計兩種常用的辦法 初學者可偏平安選用前者.設計手冊[2]中通常有焊縫及螺栓銜接的表格等供設計者查用比擬便當. 也能夠運用構造軟件的後處置局部來自動完成.
詳細設計主要包括以下內容:
1.焊接: 對焊接焊縫的尺寸及方式等標準有強迫規則應嚴厲恪守. 焊條的選用應和被銜接金屬材質順應.E43對應Q235E50對應Q345. Q235與Q345銜接時應該選擇低強度的E43而不是E50. 焊接設計中不得恣意加大焊縫. 焊縫的重心應盡量與被銜接構件重心接近.其他細致內容可查標準關於焊縫結構方面的規則.
2.栓接:
鉚接方式在建築工程中,現已很少采用.
普通螺栓抗剪性能差 可在次要構造部位運用.
高強螺栓運用日益普遍.常用8.8s和10.9s兩個強度等級.依據受力特性分承壓型和摩擦型.兩者計算辦法不同. 高強螺栓最小規格M12. 常用M16~M30. 超大規格的螺栓性能不穩定應謹慎運用。
自攻螺絲用於板材與薄壁型鋼間的次要銜接. 在低層墻板式住宅中也常用於主構造的銜接. 難以處理的是自攻過程中防腐層的毀壞問題。
3.銜接板: 需驗算栓孔削弱處的凈截面抗剪等. 銜接板厚度可簡單取為梁腹板厚度加4mm,則除短梁或有較大集中荷載的梁外,常不需驗算抗剪。
4.梁腹板: 應驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪.承壓型高強螺栓銜接還需驗算孔壁部分承壓.
5.節點設計必需思索裝置螺栓、現場焊接等的施工空間及構件吊裝次第等。構件運到現場無法裝置是初學者長犯的錯誤。此外,還應盡可能使工人能便當的停止現場定位與暫時固定。
6.節點設計還應思索制造廠的工藝程度. 比方鋼管銜接節點的相貫線的切口可能需求數控機床等設備才幹完成.
(八) 圖紙編制
鋼構造設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段,設計圖由設計單位提供,施工詳圖通常由鋼構造制造公司依據設計圖編制,有時也會由設計單位代為編制。由於近年鋼構造項目增加和設計院鋼構造工程師缺乏的矛盾,有設計才能的鋼構造公司參與設計圖編制的狀況也很普遍。
1.設計圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的根據. 深度及內容應完好但不冗余. 在設計圖中關於設計根據、荷載材料(包括地震作用)、技術數據、資料選用及材質請求、設計請求(包括制造和裝置、焊縫質量檢驗的等級、塗裝及運輸等)、構造布置、構件截面選用以及構造的主要節點結構等均應表示分明,以利於施工詳圖的順利編制,並能正確表現設計的企圖。主要資料應列表表示。
2.施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等.深度須能滿足車間直接制造加工.不完整相同的另構件單元須單獨繪制表達,並應附有詳盡的資料表.
設計圖及施工詳圖的內容表達辦法及出圖深度的控制,目前比擬紊亂,各個設計單位之間及其與鋼構造公司之間不盡相同。 初學者可參考別人的優秀設計並參考相關的工具書[3],並根據標準規則編制。
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