鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)論文
鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)論文
隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),大規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)將是一個(gè)必然的趨勢。鋼結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)過程中,不僅要保證鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的速度,還應(yīng)保證鋼結(jié)構(gòu)建筑基坑施工過程中的安全性,同時(shí)也要降低基坑對周邊環(huán)境的影響程度。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)論文，供大家參考。
鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)論文范文一：略論橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1橋梁鋼結(jié)構(gòu)損傷的主要表現(xiàn)
目前，高強(qiáng)材料在橋梁建設(shè)中的使用頻率越來越高，由此相關(guān)的設(shè)計(jì)者就會(huì)格外關(guān)注于工藝損傷和材料對損傷的敏感性。從這個(gè)角度來講，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的損傷和發(fā)展在材料、工藝和服役過程中都會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的問題，其主要涉及的情況有以下幾種：其一，非金屬夾雜物質(zhì)含量過高，這往往是在焊接的過程中，忽視了對于母材Z向性能要求;其二，焊接部位的力學(xué)性能下降，主要由于金屬結(jié)晶對于材料產(chǎn)生了負(fù)面的影響;其三，焊接中出現(xiàn)的損傷情況，一旦出現(xiàn)過多的欠缺，就會(huì)誘發(fā)疲勞裂紋;其四，不良構(gòu)造細(xì)節(jié)出現(xiàn)的損傷情況，這往往是由于細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)問題，導(dǎo)致?lián)p傷出現(xiàn);其五，服役過程中的環(huán)境惡化，使得缺口損傷加劇，出現(xiàn)威脅。
2橋梁鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)方案
2.1橫向抗傾覆的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)的橋梁一般情況下，其質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，在一些特殊的路況下，如小半徑以及多車道的設(shè)計(jì)上，它們的橫向抗傾覆就成了設(shè)計(jì)師研究的重點(diǎn)。在以前的橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，往往會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致橋梁的傾斜現(xiàn)象。其原理是連續(xù)橋梁的半徑較小，由此帶來的就是較大的跨度，一旦橋面比鋼梁寬就會(huì)導(dǎo)致活載最差，最惡劣的會(huì)出現(xiàn)橫梁外側(cè)支座受力增大，內(nèi)側(cè)就不會(huì)受力，這樣的受力不均勻極有可能出現(xiàn)橋體的傾斜?；谶@樣的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，設(shè)計(jì)者在其設(shè)計(jì)的過程中，要嚴(yán)格計(jì)算，保證其橫梁的受力在合理的范圍之內(nèi)。由此，不僅僅可以滿足橋梁的荷載問題，還可以保證橋梁受力均勻。
2.2焊接結(jié)構(gòu)上的完整性設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)者應(yīng)該關(guān)注的是：有針對性的進(jìn)行焊接形式的選擇，其依據(jù)主要來自于焊接性檢測出來的靜力和疲勞等級?；跍p少應(yīng)力的目的，關(guān)注焊接的關(guān)鍵細(xì)節(jié)部分;嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來檢測保證焊縫的質(zhì)量。
2.3加勁肋部位的完整性設(shè)置
加勁肋處于支座位置，是集中負(fù)荷的區(qū)域，為了保證構(gòu)件有著良好的穩(wěn)定性，并作為集中力去傳送，常常設(shè)置相關(guān)的加強(qiáng)部件。加勁肋的設(shè)計(jì)，在很多的設(shè)計(jì)者認(rèn)為是沒有多大必要的，其有無的問題不能依據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該遵循計(jì)算的結(jié)果決定是否設(shè)置。如果計(jì)算的結(jié)果顯示需要，豎向加勁肋應(yīng)該是我們設(shè)計(jì)的首選，在此基礎(chǔ)上依據(jù)其距離和腹板厚度決定其設(shè)置的位置。一旦其數(shù)值超過范圍，就要采用水平加勁肋。由于原構(gòu)件的截面積不足，加勁肋的設(shè)置就會(huì)起著這樣的作用：增強(qiáng)抵抗彎矩和剪力，降低用鋼量，從而極大的節(jié)約了建筑的成本。
3結(jié)語
在設(shè)計(jì)過程中，對于常見的焊接缺陷要做到心中有數(shù)，以正確的焊接工藝，科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，全面的視角，強(qiáng)化對于橋梁鋼結(jié)構(gòu)完整性的設(shè)計(jì)觀念，切實(shí)指導(dǎo)對橋梁的制造、檢測和管理。
鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)論文范文二：建筑工程室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)
前言
建筑的主要功能之一便是舒適度，因此，在建筑工程滿足安全和舒適度的同時(shí)，在對室內(nèi)加層的設(shè)置時(shí)，需要滿足建筑凈空的要求，這就要求設(shè)計(jì)合理的室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)形式，并選取合適的結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，從而保證建筑功能的最大限度的實(shí)現(xiàn)。而鋼筋混泥土和鋼材是現(xiàn)代建筑的主要原材料，由于室內(nèi)加層受到整個(gè)主體建筑的布局和設(shè)計(jì)載荷等因素的制約，這就要求室內(nèi)加層需要有較輕的自重，并且需要強(qiáng)度高、截面小，同時(shí)還需要滿足環(huán)保的要求。而鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層技術(shù)具有布局靈活、自重輕、輕度高、延性好、截面小、對主體結(jié)構(gòu)影響小等特點(diǎn)，并且材料可回收利用，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，使得鋼結(jié)構(gòu)成為室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)的理想選擇。
1建筑室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)的應(yīng)用工程實(shí)例
1～2層為裙房，商業(yè)用途，3～12層為商住綜合用途。建筑的主體結(jié)構(gòu)柱、墻等豎直構(gòu)件混凝土強(qiáng)度為C40，梁、板等水平構(gòu)件為混凝土強(qiáng)度等級為C35，鋼梁、鋼柱采用Q235。
2建筑室內(nèi)加層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究方法
建筑工程室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有鋼框架和混凝土框架兩種結(jié)構(gòu)形式，通常我們可以通過以下方法來對室內(nèi)加層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究:
(1)多方案理論對比研究法。與鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)的自重和剛度都較大，這樣可能會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的部分構(gòu)件如柱、強(qiáng)等荷載增大，延性減小，抗震性能有所減弱，安全效果不理想。通常我們可以通過對不同的室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行方案對比，從而給定設(shè)計(jì)的參數(shù)和準(zhǔn)則，這樣有利于設(shè)計(jì)的計(jì)算和技術(shù)的推
(2)數(shù)值計(jì)算模擬仿真分析法。該種分析方法主要運(yùn)用相關(guān)軟件對不同的室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)方案建立計(jì)算模型，并進(jìn)行比較分析研究。通?？梢韵扔肞KPM軟件建立計(jì)算模型，然后用SATWE軟件進(jìn)行計(jì)算。
3鋼框架結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層設(shè)計(jì)的對比研究
通過上述研究方法，我們對上述工程實(shí)例進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)的室內(nèi)加層設(shè)計(jì)，進(jìn)而對比兩者加層后的效果。
(1)鋼框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層方案。針對建筑的實(shí)際條件和主體結(jié)構(gòu)的布置，使用鋼結(jié)構(gòu)來對室內(nèi)加層。為了鋼設(shè)置鋼柱腳底板的方便與可靠，在主體建筑結(jié)構(gòu)體系的框架梁上設(shè)置鋼柱，并根據(jù)建筑室內(nèi)的額分隔來設(shè)置鋼柱柱網(wǎng)，使鋼柱截面寬與隔墻厚度保持一致，取值20cm，保證鋼柱的的布置不影響建筑的效果。同時(shí)為了保證建筑凈空的高度，多數(shù)鋼梁截面高應(yīng)小于等于35cm。加層結(jié)構(gòu)的水平方向跨度相對較大為11m，并且剛度較弱，則，在加層設(shè)計(jì)時(shí)需要加強(qiáng)該方向的抗震性設(shè)計(jì)。而在EH軸和3、4軸，5、6軸之間的區(qū)域，應(yīng)加大箱型鋼柱截面的厚度，與中間的核心筒形成雙口型加強(qiáng)區(qū)?？谛屯膺B接的箱型鋼柱截面厚度也應(yīng)加大。其余鋼柱截面厚度滿足需求即可。
(2)混凝土框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層設(shè)計(jì)方案。選取混凝土框架柱截面的最小寬度為30cm，由于加層結(jié)構(gòu)混凝土柱底荷載較大，容易導(dǎo)致建筑主體結(jié)構(gòu)樓面難以承受，依據(jù)主體結(jié)構(gòu)的平面布置，可不另設(shè)混凝土柱，框架梁截面寬度取20cm。同樣水平跨度較大為11m，需要加強(qiáng)該方向的抗震設(shè)計(jì)。而水平方向的加層結(jié)構(gòu)易加大框架梁截面高度。由于混凝土框架結(jié)構(gòu)的自重較大，這樣容易增加建筑的基礎(chǔ)載荷，截面高度大，很難滿足凈空的要求，也不方便以后室內(nèi)的改造。
4建筑室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)加層與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較
我們通過以下技術(shù)指標(biāo)來對比兩種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn):
(1)總的自重。根據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)通過計(jì)算可得，鋼框架室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)體系的活載總質(zhì)量為2917t，恒載總質(zhì)量為30485t，結(jié)構(gòu)總質(zhì)量33402t，而混凝土框架室內(nèi)價(jià)加層結(jié)構(gòu)體系的活載總質(zhì)量2919t，恒載總質(zhì)量為31588t，結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為34507t。其中，活載總質(zhì)量為折減后的結(jié)果，而恒載總質(zhì)量包含自重和外恒載。
(2)鋼比重。通過計(jì)算，鋼結(jié)構(gòu)加層結(jié)構(gòu)體系的水平和豎直鋼比重分別為:12.23、33.79;混凝土框架的加層結(jié)構(gòu)體系的水平和豎直鋼比重分別為:12.25、33.13。其中，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)構(gòu)宜大于1.4或2.7;鋼框架與混凝土框架鋼比重相等。
(3)基本周期的比較。鋼結(jié)構(gòu)加層架構(gòu)體系的水平和豎直方向以及扭轉(zhuǎn)基本周期分別為:1.2234s、0.7284s、0.8087s;混凝土框架的水平、豎直方向和扭轉(zhuǎn)的基本周期分別為:1.2275s、0.7398s、0.8377s。其中，兩種結(jié)構(gòu)的基本振動(dòng)周期相等。
(4)有效質(zhì)量系數(shù)的比較。通過計(jì)算鋼框架加層結(jié)構(gòu)體系的水平和豎直方向的有效質(zhì)量系數(shù)分別為:98.63、98.95;混凝土框架加層結(jié)構(gòu)體系的水平和豎直方向的有效質(zhì)量系數(shù)分別為:98.61、98.92。其中，有效質(zhì)量系數(shù)應(yīng)當(dāng)大于90%，且兩者該系數(shù)近似相等。
(5)剪重比。剪重比在每層都有，是反映主體結(jié)構(gòu)剛?cè)岢潭鹊闹笜?biāo)。經(jīng)過計(jì)算，鋼結(jié)構(gòu)框架的水平和豎直方向的剪重比分別為:5.69、8.65;混凝土結(jié)構(gòu)的則分別為:5.69、8.59。二者的剪重比相等。
(6)地震下頂點(diǎn)的位移。經(jīng)計(jì)算，鋼框架水平和豎直方向的頂點(diǎn)位移分別為:42.3、23.2，;混凝土框架結(jié)構(gòu)則分別為:42.4、23.6。通過上述綜合技術(shù)指標(biāo)計(jì)算的數(shù)據(jù)可知，雖然采用兩種方案的有效質(zhì)量系數(shù)均滿足大于90%的要求，并且剪重比也滿足大于3.2%的要求，但，鋼結(jié)構(gòu)的總重較輕，對于主體結(jié)構(gòu)的承重有利，并且不會(huì)增大主體結(jié)構(gòu)的載荷。
5結(jié)論
綜上所述，通過對比鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層與鋼筋混凝土室內(nèi)加層多個(gè)技術(shù)指標(biāo)的分析可以得出如下結(jié)論:
(1)鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層設(shè)計(jì)和鋼筋混凝土室內(nèi)加層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對主體結(jié)構(gòu)均無不利影響。
(2)從結(jié)構(gòu)材料來看，兩種設(shè)計(jì)方案都能夠滿足安全的性能，但是鋼結(jié)構(gòu)自重較輕，每層約有1.4kN/㎡，并且強(qiáng)度高，截面小，能夠有效的滿足室內(nèi)凈空的要求。
(3)鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)的加層更加容易拆除，材料還可回收，相比于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更加環(huán)保，雖然混凝土結(jié)構(gòu)在室內(nèi)加層中可行，但整體效果明顯不如鋼結(jié)構(gòu)。因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)加層設(shè)計(jì)比較合理，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)而保證這個(gè)加層甚至是建筑的質(zhì)量。
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