现在,在高层钢结构修建结构设计中,大都选用三维空间有限元程序行核算剖析,在第一阶段设计中,无论钢构件,仍是混凝土构件,圴视为理想弹性资料,在进行结构空间剖析时,宜对结构作力学上的简化处理,使其既能反映结构的受力性能,又适应于所选用的结构剖析软件的力学模型。由于高层钢结构修建结构的核算模型非常杂乱,为了削减结构的自由度,在核算时通常引进刚性楼板的假定,使得每一楼层中所有构件在楼层平面内的平移和转动自由度均可以用该层参考点的平移与转动表明,从而大大削减了结构的自由度,此刻,轻型钢结构制作楼板本身并不作为结构构件参与结构全体剖析,随着高层钢结构修建系统的多样化,关于带有转化层、楼板局部开洞以及平面布置狭长的杂乱高层钢结构修建结构系统,轻型钢结构制作楼板变形的影响现已不能忽视,此刻假如继续选用楼板刚度无穷大的假定,就会引起较大的核算误差,别的关于超高层钢结构,普遍选用水平加强层,由于腰桁架与帽桁架均为越层构件,假如假定楼板刚度无穷大,将无法得到其上下弦杆的实践内力。所以在修建高层钢结构首先剖析基本办法很重要。
钢结构简支组合梁,可利用钢梁上组合楼板混凝土的受压作用,增加梁截面的有效高度,提高钢结构梁的抗弯承载力的抗弯刚度,从而节省钢材和下降造价。钢结构组合梁与钢筋混凝土梁板结构比较,可节省模板削减预埋埋件,减轻自重,下降层高,便利施工,缩短工期,且便于装置管线,钢结构组合梁与非钢结构组合梁比较有下列优点。一:当按弹性理论核算时,能节省钢结构钢材15%左右,按塑性理论核算时,可节省20%-40%,当按弹性核算时,轻型钢结构制作造价中在钢梁下设暂时支撑的耗钢量,约为不设暂时支撑的80%。二:钢结构约下降造价10%。三:梁高能削减10%-15%。四:提高了抗弯刚度,梁的挠度可削减30%左右。五:抗震、抗冲击性能好,能下降冲击系数达20%。高层民用建筑中一般均在楼盖结构下设置吊顶,故组合梁的钢梁部分可选用防火厚涂料,不影响观感,选用接连组合梁及结构组合梁可取得较好的作用,结合详细钢结构工程的条件综合考虑,从受力与资料利用的合理性考虑,将组合梁规划成简支梁,承受正弯矩,刚度较大的混凝土板处于受压区,而抗拉强度高,厚度较薄的型钢置于受拉区,充分发挥各种资料强度,又不易发生整体与部分失稳,用于接连梁时,其轻型钢结构制作优越性显然不如简支梁的内力和变形比较,钢结构选用接连梁,内力和变形能减小许多,因此在实际钢结构工程中组合接连梁扔有选用。
钢结构工程是目前建筑行业建筑水平的直接反应,因此,无论是从国内还国外来看钢结构工程的发展也都得到高速的发展,钢结构工程也因此而备受瞩目。而目前在钢结构工程领域其结构模型主要有四种,具体为以下几类。1.冷弯薄壁型钢体系,这种体系下,钢结构工程的构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件,可单独使用,也可组合使用,不过,杆件间连接采用自攻螺钉节点刚性不易保证,抗侧能力较差,一般只用于1~2层住宅或别墅。2.框架体系,这种轻型钢结构制作纵横向都设成钢框架,门窗设置灵活,可提供较大的开间,因此在多层钢结构住宅中应用广。3.框架支撑体系,这种体系下,钢结构工程一般多重抗侧体系,而且梁柱节点,柱脚节点可设计成铰接、半刚接,施工构造简单,基础主要承受轴力,体形较小。4.框架剪力墙体系,在这个体系下主要应用于低多层住宅中。目前轻型钢结构制作应用也十分广泛。这四种钢结构的体系,也构成了钢结构工程的主要结构体系,对于钢结构工程的发展也有着极好的促进作用。
钢结构工程与高屋钢筋混凝土结构比较,高层钢结构工程一般都比较柔软,在风荷载与地震效果下的侧向位移值较大,如果修建物在阵风的效果下出现较大的摇摆或扭转,将对人体的感觉产生很大影响,常常使人感觉不舒适,有时乃至无法忍受,研究表明,人体对风振加速度最为灵敏,为了确保高屋钢结构工程修建在风力效果下有一个良好的作业与居住环境,需要对平行于风荷载效果方向与垂直于风荷载效果方向的大加速度加以限制。当修建物在风荷载或多遇地震效果下产生的侧向变形过大时,将引起修建装修资料的破损以及非结构构件的破坏,使轻型钢结构制作构件中的出现残余变形,在产生罕遇地震情况下,如果钢结构工程的变形就会引起很大的效应,非结构构件的严重破坏也会造成人员损伤,过度歪斜的修建还会引起居民心理的恐慌,此时除确保结构不产生坍毁外,还要对最大变形加以限制。由此可见,高层钢结构工程修建在风荷载与地震效果时必须有足够的侧向刚度,这就要求轻型钢结构制作结构设计时对其侧向位移值加以限制,侧向位移限值分为全体相对位移与屋间相对位移两种,其中层间相对位移的限值更为重要。