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          高層鋼結構設計的特點與原則
          瀏覽:175 發布日期:2017-11-23
            我國鋼結構住宅起步很晚,只是改革開放后,從國外引進了一些低層和多層鋼結構住宅,才使我們有了學習與借鑒的機會。大規模研究開發、設計制造、施工安裝鋼結構住宅還是近二三年才發展起來。由于具備其他結構無法比擬的優點,鋼結構住宅已經給住宅產業和建筑行業帶來了一場深層次的革命,從設計、施工、到一系列新材料的使用都出現了革命性的變化,因而在國際范圍內代表了未來的住宅發展新模式。
            
            高層鋼結構設計在國外已有110多年的歷史,1883年很早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起,到了二次世界大戰后由于地價的上漲和人口的迅速增長,以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高,使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面積比率越來越大,在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑;同時高強度鋼材應運而生,
            高程鋼結構設計的特點與原則
            在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構設計建造可說是同步前進。
            
            1 鋼結構設計的原則
            
            穩定性是鋼結構的一個突出問題。在各種類型的鋼結構中,都會遇到穩定問題。對于這個問題處理不好,將會造成不應有的損失。
            
            根據穩定問題在實際設計中的特點提出了以下三項原則并具體闡明了這些原則,以更好地保證鋼結構穩定設計中構件不會喪失穩定。
            
            1.1 鋼結構整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩定性要求。
            
            目前結構大多數是按照平面體系來設計的,如桁架和框架都是如此。保證這些平面結構不致出平面失穩,需要從結構整體布置來解決,亦即設計必要的支撐構件。這就是說,平面結構構件的出平面穩定計算必須和結構布置相一致。就如上述的1988年加拿大一停車場的屋蓋結構塌落,1985年土耳其某體育場看臺屋蓋塌落,這兩次事故都和沒有設置適當的文撐而造成出平面失穩。
            
            1.2 鋼結構計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖相一致,這對框架結構的穩定計算十分重要。
            
            目前任設計單層和多層框架結構時,經常不作框架穩定分折而是代之以框架柱的穩定計算。在采用這種方法時,計算框架柱穩定時用到的柱計算長度系數,自應通過框架整體穩定分析得出,才能使柱穩定計算等效于框架穩定計算。然而,實際框架多種多樣,而設計中為了簡化計算工作,需要設定一些典型條件。
            
            1.3 鋼結構設計的細部構造和構件的穩定計算必須相互配合,使二者有一致性。
            
            結構計算和構造設計相符合,一直是結構設計中大家都注意的問題。對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節點連接,應分別賦與它足夠的剛度和柔度,對桁架節點應盡量減少桿件偏心這些都是設計者處理構造細部時經??紤]到的。但是,當涉及穩定性能時,構造上時常有不同于強度的要求或特殊考慮。例如,簡支梁就抗彎強度來說,對不動鉸支座的要求僅僅是阻止位移,同時允許在平面內轉動。然而在處理梁整體穩定時上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉,同時允許梁在水平平面內轉動和梁端截面自由翹曲,以符合穩定分析所采取的邊界條件。

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