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钢结构设计有三种不同的方法剖析
浏览: 发布日期:2020-09-25
  钢结构设计有三种不同的方法,即简单设计,连续设计和半连续钢设计。假定结构中的接头表现为固定或刚性,以使设计计算易于管理。在简单的设计中,接头被理想化为完美的销钉。连续设计假定接头是刚性的,并且无论施加的力矩如何,连接的构件都不会发生相对旋转。今天进行的绝大多数设计都采用了这两个假设之一,但现在可以采用更现实的替代方法,即半连续设计。
  
  以下是钢结构设计的方法:
  
  1.钢结构的简单设计
  
  简单设计是最传统的方法,现在仍然普遍使用。假定没有力矩从一个连接的构件传递到另一构件,除了由于关节偏心而产生的名义力矩。通常通过提供支撑或在某些多层建筑中通过混凝土芯来确保结构对横向载荷和摇摆的抵抗力。设计人员必须认识到有关联合响应的假设,并确保连接的细节使得不会出现会不利地影响结构性能的力矩,这一点很重要。多年的经验表明,满足该标准的细节类型,设计人员应在简单的结构中参考接头的标准连接。
  钢结构设计
  2.钢结构的连续设计
  
  在连续设计中,假定接头是刚性的,并且在构件之间传递力矩。框架抗晃动的稳定性取决于框架的作用(即,通过弯曲梁和柱)。连续设计比简单设计更为复杂,因此通常使用软件来分析框架。设计连续框架时,必须考虑图案加载的实际组合。构件之间的连接必须具有不同的特性,具体取决于框架的设计方法是弹性的还是塑料的。在弹性设计中,关节必须具有足够的旋转刚度,以确保框架周围的力和力矩的分布与所计算的力和力矩的分布没有显着差异。关节必须能够承受框架分析产生的力矩,力和剪力。在塑料设计中,在确定极限载荷能力时,接头的强度(而非刚度)至关重要。接头的强度将决定塑料铰链是否出现在接头或构件中,并将对塌陷机制产生重大影响。如果将铰链设计为出现在接头中,则必须对接头进行详细的设计,使其具有足够的延展性以适应最终的旋转。在计算梁的挠度,横摆挠度和横摆稳定性时,节点的刚度将很重要。
  
  3.钢结构半连续设计
  
  真正的半连续设计比简单或连续设计要复杂得多,因为真实的关节响应可以更真实地表示出来。紧密遵循真实连接行为的分析例程非常涉及并且不适合例程设计,因为它们需要使用复杂的计算机程序。但是,对于支撑框架和非支撑框架,确实存在两种简化的过程;这些将在下面简要介绍。支撑框架是通过支撑系统或芯提供对横向载荷的抵抗力的框架;在无支撑框架中,这种阻力是由柱和梁的弯矩产生的。
  
  钢结构设计简化的过程是:
  
  (i)风矩法,适用于无支撑框架。在此过程中,在考虑重力载荷时,假定梁/柱节点已被钉扎。但是,假定在风荷载下它们是刚性的,这意味着侧向荷载由框架作用承担。可以在参考中找到该方法的完整说明。
  
  (ii)支撑框架的半连续设计。在此过程中,考虑了实际的接头行为以减少施加到梁的弯矩并减小挠度。该方法的详细信息可以在参考中找到。

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