钢结构的优化设计
随着我国经济的快速增长，钢结构越来越多的被应用在民用及工业建筑中。与钢筋砼结构相比钢结构具有轻质高强的特点其强度重量比指数是钢筋砼结构的5倍以上可显著降低基础的造价能显著减轻结构自重25以上。由于钢材轻质高强其梁柱截面尺寸相对较小可节约使用面积钢结构工厂化程度高构件均在工厂加工制作现场安装一般比钢筋砼结构施工速度约快15倍可为整个项目的安全投产争取了很多宝贵时间。同时钢结构柱网尺寸可以比砼结构大便于使用。正因为钢结构具有以上的优点目前钢框架结构才被广泛的应用在主厂房、准车间中。
一、钢框架结构布置1、布置原则
对于平面、竖向不规则的要求与钢筋砼结构相同抗震设计要符合“强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材”的原则对于框架使节点的承载力高于构件的承载力防止节点的破坏先干构件的破坏是确保构件整体性的必要条件但节点又不可过强应允许地震时梁、柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形以提高整个框架的延性“强柱弱梁”的道理与钢筋砼结构一样有利于提高框架的防倒塌能力由于构件焊缝的延性一般低于被连接构件的钢材延性因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中从而提高构件以至整个结构的延性螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接重要的构件和节点宜采用高
f强度螺栓连接。2、柱、梁布置；钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面、十字工形截
面等。箱形截面的受弯载力较强截面性能没有强、弱轴之分截面尺寸可以按照两个方面的刚度强度要求而定经济、合理缺点是需要拼装焊接焊接工艺要求高加工量大；轧制宽翼缘H型钢优点是加工、杆件连接容易但有强、弱轴之分，当层高较高时，弱轴的长细比就不容易满足；十字形截面钢柱的两侧刚度都较大，能很好的承受柱侧钢梁传来的弯矩。十字形截面钢柱的两侧刚度一致，长细比容易满足，梁柱节点也制作方便。鉴于主厂房内大型设备多，楼层荷载很重，加上有时候大层高，大跨度，使得钢柱两侧的弯矩均很大，钢柱本身的轴力也很大，这时候采用十字形截面钢柱是比较合适的。Ⅰ字形截面梁的经济跨度为6～12m一般框架梁、次梁均选用Ⅰ字形梁。次梁是钢结构中数量最多的构件占结构用钢量的比例较大。布置次梁时应有利于荷载均匀分布和明确传力途径。钢次梁一般宜与主梁铰接相连连续的组合梁虽可减小梁的跨中弯矩和挠度但与主梁受弯节点r