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钢结构工程的设计方法及注意事项


目前尽管我国对建筑钢结构的使用越来越广,但因为我国在建筑钢结构工程设计领域的发展比较晚,促使了我国的钢结构工程设计技术水平要远远地落后于国外的发达国家。为此要相关的设计人员脚踏实地,不断进步和总结相应的设计经验,以保证我国建筑钢结构工程的设计有着更高的技术水平,因而推动我国建筑钢结构工程的深化发展。

一、钢结构工程的设计方法

1.塑性设计法

当建筑物的结构构件塑性性质和强度比标准荷载的构件乘以安全系数要高的情况下,在构件的内力结构分析中一般就会采取塑性设计法。这一方法有相应的优点,具体表现在其结构进入到塑性之后可以容许进行内力的重分布,但务必要注意,其结构和构件要有着充足的延性,并且要在设计过程中按照具体需要,严格限制翼缘和截面腹板的比例尺寸。

2.容许应力法

容许应力法在设计使用的过程中也要坚持相应的原则,具体来讲,要求其结构计算应力要比结构构件设计中规定的容许应力要小。在结构构件应力计算时,相应要按照规定的标准荷载进行设计,计算是以一阶弹性理论得到的,是以一个去除材料并且大于1的安全系数的极限应力或者是屈服应力确定的。这一设计方法存在相应的缺点,在使用过程中要按照具体情况科学选取。

3.极限状态法

极限状态法的出现,可以有效解决以上两种方法中存在的缺点,更好的提高设计质量。极限状态法采取荷载分项系数和抗力取代单一安全系数。在荷载作用下,结构可以在相应的周期内实现两种极限的状态,即正常使用状态下的极限状态和承载能力极限状态。后者所对应的是结构的安全性,具体指的是结构的断裂、塑性变形等造成的结构破坏。极限状态是当今钢结构工程设计中使用最为广泛的设计方法,其可以有效提高设计质量,保证建筑钢结构的稳定性。

二、钢结构工程设计的注意事项

1.合理选取钢材

在钢结构工程设计环节中,选取合理的钢材有很关键的作用。可以说,钢材选取这一任务既关键,又存在必需的难度。我国的钢材类型诸多,要想从诸多的钢材中选取出最合适建筑物施工建设的钢材难度大,且当今建筑物的施工设计对钢材的规定也较高,不同建筑物对钢结构强度、变形度及疲劳应力等方面的规定也不尽相同,所以选取时也有必需的难度。为此,在设计时,为了能更好的利用钢结构的作用,必需要从实际出发,结合实际的施工规定科学选取钢材。

2.重点设计钢结构工程的细节部分

钢结构工程细节部分的设计通常对整个构造的稳定性有关键的影响。为此,必需要注意对这方面的设计。这就规定设计人员在钢结构工程的方案明确以后,必需要对钢结构的受力体系及细部节点开展实际计算,而且要依据具体情况开展科学完善。对钢结构受力体系的设计而言,当今大多建筑物运用的是杆系构造,这一构造规定钢材必需要拥有大的强度等级,且截面的规格要符合施工规定,在生产时能开展现场组装,且构件之间的约束力较小。这就规定设计人员在设计的环节中必需要把握好设计重点,确保构件节点间连接的稳定性。在设计细部节点时,必需要细致,因为细部节点的设计内容比较复杂,必需要严格设计,而且要符合实际的施工需求。

3.提升钢结构工程设计的稳定性

设计人员首先必需从构造的整体性对其稳定性开展分析,而且要考虑到钢结构的整体刚度及失稳程度。当今,设计时运用的是折减系数法及临界压力求解的方法计算钢结构的稳定性,通常情况下也用这两种方法计算轴心压杆的稳定性。因为建筑钢结构内力将会受到柔性构造大变形量的影响,在计算弹性稳定性时,不但必需考虑构造整体性特点,同时还必需考虑到二阶分析,设计人员不可以忽视这一点。

在对建筑工程开展建设中,运用钢结构工程开展设计,不但能使得建筑工程拥有更大的跨度空间,同時还存在着安装方便、造价成本较低等优点,为此使得其在建筑工程方面的运用越来越广。由于我国城市化进程的深化发展,高层建筑的数目将会急剧增加,这就对钢结构工程的设计提出了更高的规定。

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