关于钢结构建筑的设计选型

2023-05-26 09:06 钢结构建筑 陕西钢结构

　　钢结构建筑的结构形式有门式刚架、框架、桁架、网架(壳)、索膜、塔桅等。其设计理论与施工技术大都比较成熟。但是也有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定性等。采用何种结构形式比较合理，是设计师面临的挑战。

　　钢结构建筑设计应强调概念设计的理念，概念设计在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它还是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

　　钢结构建筑的设计选型应考虑不同结构形式的特点。比如：

　　1、在钢结构厂房的设计中，当有较大悬挂荷载或移动荷载时，可以考虑放弃门式刚架而采用网架。

　　2、在雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载)，如采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。

　　3、在降雨量大的地区，框架中布置支撑会比简单的节点刚接框架有更好的经济性。

　　4、屋面覆盖跨度较大的钢结构建筑可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。

　　5、钢结构建筑设计常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或不规则的钢结构建筑中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。应选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类钢结构建筑为前者。对抗震不利。

　　结构的布置需要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其中心尽量靠近侧向力的作用线。否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。

　　框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱有时也会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。