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中國(guó)雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有的成就,但長(zhǎng)期停留于鐵制建筑物的水平。直到19世紀(jì)末,我國(guó)才開始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國(guó)成立后,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展,不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去。輕鋼結(jié)構(gòu)的樓面由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓面OSB結(jié)構(gòu)板,支撐、連接件等組成。所用的材料是定向刨花板,水泥纖維板,以及膠合板。在這些輕質(zhì)樓面上每平方米可承受316~365公斤的荷載。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的多少,標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度。進(jìn)入2000年以后,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng),國(guó)力明顯增強(qiáng),鋼產(chǎn)量成為世界大國(guó),在建筑中提出了要"積極、合理地用鋼",從此甩掉了"限制用鋼"的束縛,鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。特別是2008年前后,在奧運(yùn)會(huì)的推動(dòng)下,出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮,強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求,推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展,建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車站和高層建筑,其中,有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界水平,如奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)等建筑。
奧運(yùn)會(huì)后,鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面,各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)以萬(wàn)計(jì),世界先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備基本齊全,如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機(jī)、波紋板自動(dòng)焊接機(jī)床等。并且現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的加工制作水平具有世界先進(jìn)水平,如鋼結(jié)構(gòu)制作和一級(jí)企業(yè)。近幾年,鋼產(chǎn)量每年多達(dá)6億多噸,鋼材品種完全能滿足建筑需要。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、以及各種專業(yè)規(guī)范和企業(yè)工法基本齊全。
鋼結(jié)構(gòu)下業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用,它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。
設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)是指大型設(shè)備中的鋼結(jié)構(gòu)部分,根據(jù)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn),以下結(jié)構(gòu)應(yīng)可劃入設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)范疇:架橋機(jī)的塔架鋼結(jié)構(gòu)、起重機(jī)的起重大梁、起重機(jī)車身、大型設(shè)備支架等,屬于對(duì)精密性、材質(zhì)、連接等要求較高的精密鋼結(jié)構(gòu)之一。對(duì)于成套設(shè)備來(lái)說(shuō),是的受力部分,在功能上起到結(jié)構(gòu)性作用。
設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的加工制作與精密鋼結(jié)構(gòu)類似,介于普通結(jié)構(gòu)件(對(duì)加工要求不高)與精密機(jī)械加工(要求加工較精細(xì))之間,采用焊接或者栓接的連接方式。
同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)類型主要有:用于廠房的排架結(jié)構(gòu)、用于多高層建筑的框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、框一筒結(jié)構(gòu),用于大空間的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和彎頂網(wǎng)充結(jié)構(gòu)等等。建筑功能不同,采用的結(jié)構(gòu)形式也不同。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)規(guī)范,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全實(shí)用、確保質(zhì)量。
5.3 連接板:可簡(jiǎn)單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)螺栓連接還需驗(yàn)算孔壁局部承壓。
5.5 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)無(wú)法安裝是初學(xué)者長(zhǎng)犯的錯(cuò)誤。此外,還應(yīng)盡可能使工人能方便的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位與臨時(shí)固定。
5.6 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平。比如鋼管連接節(jié)點(diǎn)的相貫線的切口需要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完成。
6.構(gòu)件設(shè)計(jì)
構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇。比較常用的是Q235 (類似 A3)和 Q345 (類似 16Mn)。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。經(jīng)濟(jì)考慮,也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí),可選擇 Q345;穩(wěn)定控制時(shí),宜使用 Q235.
構(gòu)件設(shè)計(jì)中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來(lái)驗(yàn)算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。
當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過(guò)的構(gòu)件,從給定的截面庫(kù)里選擇加大一級(jí)。并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算,直至通過(guò),如 sap2000 等。這是常說(shuō)的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之
一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量