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鋼結構設計有三種不同的方法剖析
瀏覽: 發布日期:2020-09-25
  鋼結構設計有三種不同的方法,即簡單設計,連續設計和半連續鋼設計。假定結構中的接頭表現為固定或剛性,以使設計計算易于管理。在簡單的設計中,接頭被理想化為完美的銷釘。連續設計假定接頭是剛性的,并且無論施加的力矩如何,連接的構件都不會發生相對旋轉。今天進行的絕大多數設計都采用了這兩個假設之一,但現在可以采用更現實的替代方法,即半連續設計。
  
  以下是鋼結構設計的方法:
  
  1.鋼結構的簡單設計
  
  簡單設計是最傳統的方法,現在仍然普遍使用。假定沒有力矩從一個連接的構件傳遞到另一構件,除了由于關節偏心而產生的名義力矩。通常通過提供支撐或在某些多層建筑中通過混凝土芯來確保結構對橫向載荷和搖擺的抵抗力。設計人員必須認識到有關聯合響應的假設,并確保連接的細節使得不會出現會不利地影響結構性能的力矩,這一點很重要。多年的經驗表明,滿足該標準的細節類型,設計人員應在簡單的結構中參考接頭的標準連接。
  鋼結構設計
  2.鋼結構的連續設計
  
  在連續設計中,假定接頭是剛性的,并且在構件之間傳遞力矩。框架抗晃動的穩定性取決于框架的作用(即,通過彎曲梁和柱)。連續設計比簡單設計更為復雜,因此通常使用軟件來分析框架。設計連續框架時,必須考慮圖案加載的實際組合。構件之間的連接必須具有不同的特性,具體取決于框架的設計方法是彈性的還是塑料的。在彈性設計中,關節必須具有足夠的旋轉剛度,以確保框架周圍的力和力矩的分布與所計算的力和力矩的分布沒有顯著差異。關節必須能夠承受框架分析產生的力矩,力和剪力。在塑料設計中,在確定極限載荷能力時,接頭的強度(而非剛度)至關重要。接頭的強度將決定塑料鉸鏈是否出現在接頭或構件中,并將對塌陷機制產生重大影響。如果將鉸鏈設計為出現在接頭中,則必須對接頭進行詳細的設計,使其具有足夠的延展性以適應最終的旋轉。在計算梁的撓度,橫擺撓度和橫擺穩定性時,節點的剛度將很重要。
  
  3.鋼結構半連續設計
  
  真正的半連續設計比簡單或連續設計要復雜得多,因為真實的關節響應可以更真實地表示出來。緊密遵循真實連接行為的分析例程非常涉及并且不適合例程設計,因為它們需要使用復雜的計算機程序。但是,對于支撐框架和非支撐框架,確實存在兩種簡化的過程;這些將在下面簡要介紹。支撐框架是通過支撐系統或芯提供對橫向載荷的抵抗力的框架;在無支撐框架中,這種阻力是由柱和梁的彎矩產生的。
  
  鋼結構設計簡化的過程是:
  
  (i)風矩法,適用于無支撐框架。在此過程中,在考慮重力載荷時,假定梁/柱節點已被釘扎。但是,假定在風荷載下它們是剛性的,這意味著側向荷載由框架作用承擔。可以在參考中找到該方法的完整說明。
  
  (ii)支撐框架的半連續設計。在此過程中,考慮了實際的接頭行為以減少施加到梁的彎矩并減小撓度。該方法的詳細信息可以在參考中找到。

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