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　　給大家引薦一個(gè)用于鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃的資料。盡管不是大師的創(chuàng)作，卻不遜于大師的文章。大師的作品關(guān)于具有必定水平的人是很有用處的，而關(guān)于初學(xué)者卻過于高深莫測。該資料特別適宜剛從事鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃的人員。

　　一、鋼結(jié)構(gòu)適用規(guī)模及選型

　　1.鋼結(jié)構(gòu)適用的規(guī)模

　　鋼結(jié)構(gòu)一般用于高層、大跨度、體型雜亂、荷載或吊車起重量大、有較大振蕩、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說：超高層修建、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、工業(yè)廠房和暫時(shí)修建等。這是和鋼結(jié)構(gòu)本身的特色相一致的。

　　2.鋼結(jié)構(gòu)的選型

　　在鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃的整個(gè)過程中，都應(yīng)該被著重的是"概念規(guī)劃"，它在結(jié)構(gòu)選型與安置階段尤其重要。對一些難以作出準(zhǔn)確理性剖析或標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)則的問題，可根據(jù)從全體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的力學(xué)聯(lián)系、損壞機(jī)理、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)歷所取得的規(guī)劃思維，從大局的角度來確認(rèn)操控結(jié)構(gòu)的安置及細(xì)部辦法。運(yùn)用概念規(guī)劃能夠在前期迅速、進(jìn)行構(gòu)思、比較與挑選。所得結(jié)構(gòu)計(jì)劃往往易于手算、概念明晰、定性正確，并可防止結(jié)構(gòu)剖析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。一起，它也是判別核算機(jī)內(nèi)力剖析輸出數(shù)據(jù)牢靠與否的首要根據(jù)。

　　鋼結(jié)構(gòu)一般有結(jié)構(gòu)、平面 （木行）架、網(wǎng)架 （殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。其理論與技術(shù)大都老練。亦有部分難題沒有處理，或沒有簡略實(shí)用的規(guī)劃辦法，比方網(wǎng)殼的安穩(wěn)等。

　　結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮它們不同的特色。在輕鋼工業(yè)廠房中，當(dāng)有較大懸掛荷載或移動(dòng)荷載，就可考慮放棄門式剛架而選用網(wǎng)架?；狙捍蟮膮^(qū)域，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落（切線 50 度內(nèi)需考慮雪載），如選用三心圓網(wǎng)殼。總雪載開釋近一半。降雨量大的區(qū)域相似考慮。修建答應(yīng)時(shí)，在結(jié)構(gòu)中安置支撐會比簡略的節(jié)點(diǎn)剛接的結(jié)構(gòu)有更好的經(jīng)濟(jì)性。而屋面覆蓋跨度較大的修建中，可挑選構(gòu)件受拉為主的懸索或索膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。高層鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，常選用鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，在地震烈度高或很不規(guī)則的高層中，不應(yīng)單純?yōu)榱私?jīng)濟(jì)去挑選晦氣抗震的筒加外框的方式。宜挑選周邊巨型 SRC 柱，支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。我國半數(shù)以上的此類高層為前者。對抗震晦氣。

　　結(jié)構(gòu)的安置要根據(jù)系統(tǒng)特征，荷載散布狀況及性質(zhì)等綜合考慮。一般的說要?jiǎng)偠染鶆?。力學(xué)模型明晰。盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響規(guī)模，使其以直接的線路傳遞到根底。柱間抗側(cè)支撐的散布應(yīng)均勻。其形心要盡量靠近側(cè)向力 （風(fēng)震）的效果線。不然應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線。比方有支撐結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，柱子至少應(yīng)能獨(dú)自承受 1/4 的總水平力。

　　結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的安置，有時(shí)能夠調(diào)整其荷載傳遞方向以滿意不同的要求。一般為了減小截面沿短向安置次梁，可是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時(shí)會吃不消，此刻把次梁支撐在較短的主梁上能夠獻(xiàn)身次梁保住主梁和柱子。

　　3.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面選取

　　結(jié)構(gòu)安置結(jié)束后，需對構(gòu)件截面作初步估算。首要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺度的假定。

　　鋼梁可挑選槽鋼、軋制或焊接 H 型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座狀況，其截面高度一般在跨度的 1/20~1/50 之間挑選。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按 l/b 限值確認(rèn)時(shí)，可逃避鋼梁的全體安穩(wěn)的雜亂核算，這種辦法很受歡迎。確認(rèn)了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按標(biāo)準(zhǔn)中部分安穩(wěn)的結(jié)構(gòu)規(guī)則預(yù)估。

　　柱截面按長細(xì)比預(yù)估。一般 50<λ<150，簡略挑選值在 100 附近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同，可挑選鋼管或 H 型鋼截面等。

　　初學(xué)者需留意，對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)中對截面的結(jié)構(gòu)要求有很大的不同。如鋼結(jié)構(gòu)所有的組成構(gòu)件的板件的部分安穩(wěn)問題。在鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和輕鋼標(biāo)準(zhǔn)中的限值有很大的區(qū)別。

　　除此之外，構(gòu)件截面方式的挑選沒有固定的要求，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力狀況，合理的挑選經(jīng)濟(jì)漂亮的截面。

　　二、鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃簡略步驟和規(guī)劃思路

　　1.規(guī)劃核算的手段

　　目前鋼結(jié)構(gòu)實(shí)踐規(guī)劃中，結(jié)構(gòu)剖析一般為線彈性剖析，條件答應(yīng)時(shí)考慮 P- Δ，p- δ。

　　新近的一些有限元軟件能夠部分考慮幾許非線性及鋼材的彈塑功用。這為更準(zhǔn)確的剖析結(jié)構(gòu)供給了條件。并不是一切的結(jié)構(gòu)都需要運(yùn)用軟件：典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊之類的工具書直接取得內(nèi)力和變形。簡略結(jié)構(gòu)經(jīng)過手算進(jìn)行剖析。雜亂結(jié)構(gòu)才需要建模運(yùn)轉(zhuǎn)程序并做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)剖析。

　　2.核算結(jié)果的斷定

　　要正確運(yùn)用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對其輸出結(jié)果的做"工程斷定".比方，評價(jià)各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)"工程斷定"挑選修改模型從頭剖析，還是批改核算結(jié)果。

　　不同的軟件會有不同的適用條件。初學(xué)者應(yīng)充沛明了。此外，工程規(guī)劃中的核算和準(zhǔn)確的力學(xué)核算本身常有必定間隔，為了取得實(shí)用的規(guī)劃辦法，有時(shí)會用差錯(cuò)較大的假定，但對這種差錯(cuò)，會經(jīng)過"適用條件、概念及結(jié)構(gòu)"的方式來確保結(jié)構(gòu)的安全。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，"適用條件、概念及結(jié)構(gòu)"是比定量核算更重要的內(nèi)容。

　　工程師們不應(yīng)該過火信任與依賴結(jié)構(gòu)軟件。美國一位學(xué)者曾警告說：“誤用核算機(jī)造成結(jié)構(gòu)損壞而引起災(zāi)禍僅僅一個(gè)時(shí)間的問題。”

　　重視概念規(guī)劃和工程斷定是防止這種工程災(zāi)禍的辦法。

　　3.判別結(jié)構(gòu)是否適宜用鋼結(jié)構(gòu)

　　鋼結(jié)構(gòu)一般用于高層修建、大跨度、體型雜亂、荷載或吊車起重量大、有較大振蕩、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說：超高層公共修建、大跨度的公共修建、橋梁、電視塔、倉棚、工業(yè)廠房和暫時(shí)修建等。這是和鋼結(jié)構(gòu)本身的特色相一致的。

　　4.結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)安置

　　在鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃的整個(gè)過程中都應(yīng)該被著重的是"概念規(guī)劃"，它在結(jié)構(gòu)選型與安置階段尤其重要。對一些難以作出準(zhǔn)確理性剖析或標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)則的問題，可根據(jù)從全體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的力學(xué)聯(lián)系、損壞機(jī)理、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)歷所取得的規(guī)劃思維，從大局的角度來確認(rèn)操控結(jié)構(gòu)的安置及細(xì)部辦法。運(yùn)用概念規(guī)劃能夠在前期迅速、進(jìn)行構(gòu)思、比較與挑選。所得結(jié)構(gòu)計(jì)劃往往易于手算、概念明晰、定性正確，并可防止結(jié)構(gòu)剖析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。一起，它也是判別核算機(jī)內(nèi)力剖析輸出數(shù)據(jù)牢靠與否的首要根據(jù)。

　　鋼結(jié)構(gòu)一般有結(jié)構(gòu)、平面 （木行）架、網(wǎng)架 （殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。

　　其理論與技術(shù)大都老練。亦有部分難題沒有處理，或沒有簡略實(shí)用的規(guī)劃辦法，比方網(wǎng)殼的安穩(wěn)等。

　　結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的安置，有時(shí)能夠調(diào)整其荷載傳遞方向以滿意不同的要求。一般為了減小截面沿短向安置次梁，可是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時(shí)會吃不消，此刻把次梁支撐在較短的主梁上能夠獻(xiàn)身次梁保住主梁和柱子。

　　5. 節(jié)點(diǎn)規(guī)劃

　　銜接節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃是鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)剖析前，就應(yīng)該對節(jié)點(diǎn)的方式有充沛思考與確認(rèn)。常常出現(xiàn)的一種狀況是，規(guī)劃的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)剖析模型中運(yùn)用的方式不一致，這有必要防止。按傳力特性不同，節(jié)點(diǎn)分剛接，鉸接和半剛接。初學(xué)者宜挑選能夠簡略定量剖析的前兩者。

　　銜接的不同對結(jié)構(gòu)影響甚大。比方，有的剛接節(jié)點(diǎn)盡管承受彎矩沒有問題，但會產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)動(dòng)，不符合結(jié)構(gòu)剖析中的假定。會導(dǎo)致實(shí)踐工程變形大于核算數(shù)據(jù)等的晦氣結(jié)果。

　　銜接節(jié)點(diǎn)有等強(qiáng)規(guī)劃和實(shí)踐受力規(guī)劃兩種常用的辦法，初學(xué)者可偏安全選用前者。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃手冊中一般有焊縫及螺栓銜接的表格等供規(guī)劃者查用，比較便利。也能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)軟件的后處理部分來自動(dòng)完結(jié)。

　　詳細(xì)規(guī)劃首要包含以下內(nèi)容：

　　5.1 焊接：對焊接焊縫的尺度及方式等，標(biāo)準(zhǔn)有強(qiáng)制規(guī)則，應(yīng)嚴(yán)格遵守。焊條的選用應(yīng)和被銜接金屬原料習(xí)慣。E43 對應(yīng) Q235，E50 對應(yīng) Q345. Q235 與 Q345 銜接時(shí)，應(yīng)該挑選低強(qiáng)度的 E43，而不是 E50.

　　焊接規(guī)劃中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應(yīng)盡量與被銜接構(gòu)件重心接近。其他詳細(xì)內(nèi)容可查標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于焊縫結(jié)構(gòu)方面的規(guī)則。

　　5.2 栓接：

　　鉚接方式，在修建工程中，現(xiàn)已很少選用。

　　一般螺栓抗剪功用差，可在次要結(jié)構(gòu)部位運(yùn)用。

　　高強(qiáng)螺栓，運(yùn)用日益廣泛。常用 8.8s 和 10.9s 兩個(gè)強(qiáng)度等級。根據(jù)受力特色分承壓型和沖突型。兩者核算辦法不同。高強(qiáng)螺栓小標(biāo)準(zhǔn) M12.常用 M16~M30.超大標(biāo)準(zhǔn)的螺栓功用不安穩(wěn)，規(guī)劃中應(yīng)慎重運(yùn)用。

　　自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要銜接。國外在低層墻板式住宅中，也常用于主結(jié)構(gòu)的銜接。

　　5.3 銜接板：可簡略取其厚度為梁腹板厚度加 4mm.然后驗(yàn)算凈截面抗剪等。

　　5.4 梁腹板：應(yīng)驗(yàn)算栓孔處腹板的凈截面抗剪。承壓型高強(qiáng)螺栓銜接還需驗(yàn)算孔壁部分承壓。

　　5.5 節(jié)點(diǎn)規(guī)劃有必要考慮裝置螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場無法裝置是初學(xué)者長犯的錯(cuò)誤。此外，還應(yīng)盡可能使工人能便利的進(jìn)行現(xiàn)場定位與暫時(shí)固定。

　　5.6 節(jié)點(diǎn)規(guī)劃還應(yīng)考慮制作廠的工藝水平。比方鋼管銜接節(jié)點(diǎn)的相貫線的切斷需要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完結(jié)。

　　6.構(gòu)件規(guī)劃

　　構(gòu)件的規(guī)劃首先是資料的挑選。比較常用的是Q235 （類似 A3）和 Q345 （類似 16Mn）。一般主結(jié)構(gòu)運(yùn)用單一鋼種以便于工程辦理。經(jīng)濟(jì)考慮，也能夠挑選不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起操控效果時(shí)，可挑選 Q345；安穩(wěn)操控時(shí)，宜運(yùn)用 Q235.

　　構(gòu)件規(guī)劃中，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用的是彈塑性的辦法來驗(yàn)算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力核算的彈性辦法并不匹配。

　　當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件，都供給截面驗(yàn)算的后處理功用。因?yàn)槌绦蚣夹g(shù)的進(jìn)步，一些軟件能夠?qū)Ⅱ?yàn)算時(shí)不經(jīng)過的構(gòu)件，從給定的截面庫里挑選加大一級。并自動(dòng)從頭剖析驗(yàn)算，直至經(jīng)過，如 sap2000 等。這是常說的截面優(yōu)化規(guī)劃功用之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。

　　可是，初學(xué)鋼至少應(yīng)留意兩點(diǎn)：

　　6.1 軟件在做構(gòu)件 （首要是柱）的截面驗(yàn)算時(shí)，核算長度系數(shù)的取定有時(shí)會不符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則。目前一切的程序都不能處理這個(gè)問題。所以，尤其關(guān)于節(jié)點(diǎn)銜接狀況雜亂或變截面的構(gòu)件，結(jié)構(gòu)師應(yīng)該逐一查看。

　　6.2 當(dāng)上面預(yù)估的截面不滿意時(shí)，加大截面應(yīng)該分兩種狀況區(qū)別對待。

　?。?）強(qiáng)度不滿意，一般加大組成截面的板件厚度，其間，抗彎不滿意加大翼緣厚度，抗剪不滿意加大腹板厚度。

　　（2）變形超限，一般不應(yīng)加大板件厚度，而應(yīng)考慮加大截面的高度，不然，會很不經(jīng)濟(jì)。

　　運(yùn)用軟件的前述自動(dòng)加大截面的優(yōu)化規(guī)劃功用，很難考慮上述強(qiáng)度與剛度的區(qū)別，實(shí)踐上，常常并不適宜。

　　7.圖紙編制

　　鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃出圖分規(guī)劃圖和施工詳圖兩階段，規(guī)劃圖為規(guī)劃單位供給，首要是原理圖和桿件示意圖。施工詳圖一般由鋼結(jié)構(gòu)制作公司，根據(jù)規(guī)劃圖來進(jìn)行詳細(xì)的深化規(guī)劃內(nèi)容?，F(xiàn)在的深化規(guī)劃程序和先進(jìn)，能夠一起完結(jié)一切桿件的加工、制作等內(nèi)容。有時(shí)也會由規(guī)劃單位代為編制。因?yàn)榻赇摻Y(jié)構(gòu)項(xiàng)目增多和規(guī)劃院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺少的對立，有規(guī)劃能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參加規(guī)劃圖編制的狀況也很普遍。

　　7.1 規(guī)劃圖：是供給制作廠編制施工詳圖的根據(jù)。內(nèi)容應(yīng)完好但不冗余。在規(guī)劃圖中，關(guān)于規(guī)劃根據(jù)、荷載資料 （包含地震效果）、技術(shù)數(shù)據(jù)、資料選用及原料要求、規(guī)劃要求 （包含制作和裝置、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的等級、涂裝及運(yùn)送等）、結(jié)構(gòu)安置、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的首要節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)等均應(yīng)表明清楚，以利于施工詳圖的順暢編制，并能正確表現(xiàn)規(guī)劃的意圖。首要資料應(yīng)列表表明。

　　7.2 施工詳圖：又稱加工圖或放樣圖等。深度須能滿意車間直接制作加工。相同的另構(gòu)件單元須獨(dú)自制作表達(dá)，并應(yīng)附有翔實(shí)的資料表。

　　規(guī)劃圖及施工詳圖的內(nèi)容表達(dá)辦法及出圖深度的操控，目前比較紊亂，各個(gè)規(guī)劃單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。初學(xué)者可參閱他人的優(yōu)異規(guī)劃并參閱相關(guān)的工具書，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則編制。

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