鋼橋www.gangzhiqiao.com關于鋼結構產品的一些看法,伴隨著我國鋼材產量的不斷攀升與價格的下降,用鋼來建造房屋變得越來越普遍,這不僅反映在各類方興未艾的大跨項目中,甚至在各種中小跨度的項目里,選擇鋼材作為建筑材料或是裝飾材料也成為了一種時尚。材料的多樣性選擇為建筑師提供更多表現手段的同時,也帶來更多的設計要求。
盡管結構形式的選擇通常是結構工程師的工作,建筑師也必須對影響結構和連接設計的因素有一定的了解;即使國內絕大多數鋼連接構件的設計由制造商完成,建筑師也必須對于現代鋼結構建筑結構構件的連接方法、控制性原則和導致因素有一個清醒的認識。
一、鋼結構構件及特點
鋼結構構件的另外一個特點是截面多樣性:一方面,鋼材的各向勻質性使得它可以被加工成各種形狀,這與木材的各向非勻質性區別顯著:同為線性結構構件,鋼結構的截面多樣性是木結構所無法比擬的,這也是有工字鋼而沒有“工字木”的原因,桿件結構中連接構件幾乎全部是鋼也說明了這一點;另一方面,鋼結構構件的截面形狀也對連接設計也產生強烈的影響。在受力范圍允許的情況下,不同型鋼的選擇可以導致不同形式的連接。
二、連接設計受到的約束
鋼材種類繁多,耐受力也不盡相同,連接設計通常受到以下因素的制約:
1.構件的來源:理論上鋼結構構件或是連接構件具有任意加工性,但在各具體項目中,結構構件與連接構件總會受到現實條件的制約。有經驗的設計師通常選擇容易獲得,方便安裝的型鋼,并設計出簡單有效的連接方式與連接構件。
2.連接手段的限制:鋼結構的施工特點之一是采用工廠加工、現場裝配。這是區別于傳統砌筑方式而產生大量節點的原因。各種型鋼之間的連接,主要有三種手段:鉚接、焊接和栓接。鋼結構建筑的早期多采用鉚接,施工簡單但需要在構件上挖出洞口而降低了斷面性能,容易在節點處產生集中應力,近來較少采用。采用焊接的節點,外觀簡潔而荷載傳遞效率連續,但施工作業要求較高。后期出現的高強度螺栓連接,同樣可以達到類似焊接的強度要求,在現代鋼結構中大量采用。
3.連接構件具有層級性:鋼結構建筑結構體系之間存在復雜而邏輯的層級關系,在連接層面,這種層級關系反映為構件尺寸與安裝先后的差異。連接的目的是實現層級轉換,也是實現力由三維向二維轉化、最終傳遞到一維構件的關鍵。復雜的連接通常由立體連接構件、平面連接構件組合完成。
4.連接構件所處的平面:兩個線性結構構件總是處在一個平面內,該平面為構件應力的發生平面,連接構件為了有效抵抗這個平面內的應力、彎矩或剪力,常常設計在此平面內,如鋼管與拉索的焊片總處在這兩者構成的平面中;在多個構件的連接情況下,組合的平面構件可以與立體的受力情況相對應。