現代鋼結構建筑設計論文

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1.截面的選擇預估

現代鋼結構建筑結構類型選定后的下一環節就是對鋼結構截面進行預估和選擇。一般而言對于鋼結構截面的選擇是在建筑施工前對各種支撐構件的尺寸和形狀進行設定和假設。鋼結構鋼梁一般在鋼結構設計中選用比較多的是槽鋼或者焊接H型鋼截面等，根據建筑結構的荷載情況和支座具體位置一般截面高度設置在建筑結構跨度的1／20—1／50之間。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距來確定；待截面高度和翼緣寬度確定后，按照鋼結構設計的有關規范規定對板件的厚度進行預估。柱截面一般按照柱的長度和直徑比來預估。

2.工程結構分析

建筑鋼結構設計中的鋼結構一般采用的分析方法是線彈性分析，目前鋼結構實際設計中，結構分析通常為線彈性分析，條件允許時考慮P-Δ，p-δ。如果鋼結構建筑工程項目有特殊要求情況下可采用現行的有限元軟件分析建筑結構的幾何非線性和剛才的碳素性能。可有效提高建筑結構分析的精準度。需要提出的是對于鋼結構的分析并不是一定要采用軟件進行分析，對于比較典型的鋼結構可通過查閱力學手冊的方式比較直接地確定結構的內力和變形。對于結構相對簡單的建筑一般采用人工手算的方式進行分析。對于結構比較復雜的工程需借助軟件來建模后分析。

3.構件設計

在進行鋼結構構件設計時，設計人員的首要工作就是對構件材料的選擇。一般在鋼結構建筑設計中比較常用的是Q235和Q345。一般鋼結構的主體結構使用一種鋼種，主要目的是便于工程管理。從建筑經濟性角度分析，也可以將不同的強度的鋼材組合使用，比如對強度要求時應選擇Q345，對穩定性要求高時應選Q235。在鋼結構構件截面設計中，對截面的驗算一般使用彈塑性方法，但這種驗算方法和結構內力計算的彈性方法不是一致的；目前，多數的結構軟件都是對截面驗算后進行處理，而隨著軟件技術的發展，部分的軟件可不通過構件直接對截面進行驗算，而是根據給定的截面庫中選擇截面加大一級的方式自動對截面分析驗算，可有效地減少設計人員對結構構件截面驗算的工作量。

4.節點設計

根據現代鋼結構節點傳力特性的不同可將節點分為剛接、鉸接和半剛接；節點的連接比較常用的方式是等強設計和實際受力設計兩種。就當前的鋼結構建筑設計中比較常用的節點形式是剛接和鉸接，這是因為這類節點的連接數據可以從有關的鋼結構設計手冊中直接查閱。也可通過結構軟件后處理部分自動完成連接。節點焊接也是節點設計的重要設計環節，應嚴格按照鋼結構設計中的規范規定控制焊縫的尺寸和形式。比如，所選用的焊條應和焊接的金屬材質相匹配：E43對應Q235，E50對應Q345，Q235與Q345連接時應選低強度的E43。焊接設計中應嚴格控制焊縫，不能隨意的加大焊縫，焊縫重心應同被連接構件重心重合或接近。就栓接節點而言，普通的螺栓抗剪性能比較差，一般使用在結構的次要部位。對于結構重要部位，對抗剪性能要求高時應采用高強度螺栓，當前在鋼結構建筑設計中選用比較多是螺栓強度等級為8.8和10．9。

5.圖紙編制

建筑鋼結構圖分設計圖和施工詳圖兩階段。設計圖是設計單位提供給構件制造廠用來編制施工詳圖的依據。鋼結構制造廠根據設計單位提供的設計圖，按照圖紙內容要求，比如各種參數、工藝、技術等編制施工詳圖。

6.結語

本文簡要地對現代鋼結構建筑設計程序和設計過程中需注意的設計要點進行探討，以期能夠對相關的鋼結構建筑設計人員提供技術支持和理論參考。

作者：吳大信 單位：蒼南縣建筑設計研究院