钢结构构件设计及节点设计分析

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1、科建l筑I工『程钢结构构件设计及节点设计分析万迎春摘要：钢结构通常有框架、平面(桁J架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式，其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。结构选型时，应考虑它们不同的特点。本文对结构受力构件进行截面预估；然后进行结构分析、构件设计及节点设计。关键词：钢结构；结构设计；分析l预估截面塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹M12，常用M16～M30。结构布置结束后，需对构件截面作初步估性方法并不匹配。当前的结构软件，都提供截面定．设计中应慎重使用。自攻螺丝用

2、于板材与薄算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假验算的后处理功能。由于程序技术的进步，一些壁型钢间的次要连接。国外在低层墙板式住宅定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面中，也常用于主结构的连接。等。根据荷载与支座情况'其截面高度通常在跨库里选择加大一级。并自动重新分析验算，直至5-3连接板：可简单取其厚度为梁腹板厚度度的1／20-1／50之间选择。翼缘宽度根据梁问侧通过。如sap2000等。这是常说的截面优化设计加4“rr-然后验算净截面抗剪等。向支撑的间距按l／b限值确定时，可回避钢梁

3、的功能之一。它减少了设计师的很多工作量。但是，5．4梁腹板：应验算栓孔处腹板的净截面抗整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定至少应注意两点：剪；承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范4．1软件在做构件(主要是柱)的截面验算时，压。中局部稳定的构造规定预估。计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定；5．5节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接柱截面按长细比预估，通常50<<150,简目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场单选择值在100附近。根据轴心受压

4、、双向受弯以，尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件，无法安装是初学者常犯的错误。此外。还应尽可或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面设计师应该逐个检查。能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。等。对应不同的结构’规范中对截面的构造要求4．2当预估的截面不满足时，加大截面应该5．6节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。有很大的不同．如钢结构所特有的组成构件的板分两种情况区别对待：强度不满足，通常加大组比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机件的局部稳定问题。在普钢规范和轻钢规范中的成截面的板件厚度淇中,／E弯不满足加大翼缘厚床等设备才能

5、完成。限值有很大的区别。除此~_91-，构件截面形式的度，抗剪不满足加大腹板厚度。b．变形超限，通常6图纸编制选择没有固定的要求应该根据构件的受力情况，不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度；否钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶合理的选择安全经济美观的截面。则，会很不经济。昆设计图为设计单位提供施工详图通常由钢结2钢结构分析使用软件的前述自动加大截面的优化设计构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线功能彳艮难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院弹性分析

6、，条件允许时考虑P_A，P一6。新近的常常并不适。钢结构工程师缺乏的矛盾．有设计能力的钢结构一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢5节点设计公司参与设计图编制的情况也很普遍。材的弹塑性能。这为更精确的分析结构提供了条连接节点的设计是钢结构设计中重要的内6．1设计图：是提供制造厂编制施工详图的件。并不是所有的结构都需要使用软件：容之一。在结构分析前，就应该对节点的形式有依据，深度及内容应完整但不冗余。在设计图中，a．典型结构可查力学手册之类的工具书直充分思考与确定。常常出现的一种情况是，最终对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术

7、数接获得内力和变形：设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和b．简单结构通过手算进行分析；全～致，这必须避免。按传力桴眭不同，节点分刚安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结c．复杂结构才需要建模运行程序并做详细接、铰接和半刚接。宜选择可以简单定量分析的构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造的结构分析。前两者。常用的参考书有丰富的推荐的节点做法等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制'并3工程判定及计算公式。连接的不同对结构影响甚大。比如，能正确体现设计的意图。主要材料应列表表示。要

8、正确使用结构软件'i丕应对其输出结果的有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生6．2施工详图．叉称加工图或放样图等。深度做“工程判定”。比如，评估各向周期、总剪力、变较大转动，不符合结构分析中的假定；会导致实际须能满足