H型钢优选思考.pdfVIP

《建筑钢结构设计方法与实例解析》 学习总结-第五章 (中) (中国钢结构设计总群管理员 ：王铁柱) 接着上篇讲，上篇讲述了对门式钢结构体系的介绍以及相应的结 构感官概念。本打算以上下两篇结束第五章，可是在写文章的过程 中发现，如果仅仅以蜻蜓点水，一掠而过的方式进行阐述，我觉得 不如不写。所以在上下两篇之间加了一篇，即：如何选择钢结构截 面。此篇截面阐述仅对于门刚， 我们为什么要进行钢结构截面选择？安全，经济，适用。通俗的 语言表达是：不出事，省钱，能用能 受。安全是结构工程师的底 线，这个是前提，是结构师分内的事情，所以除了安全，我们要研 究的大方向就是如何选择最省钱的截面。含钢量是工程造价的一个 重要指标，我们必须注意。钢结构截面设计有两种方式，第一种， 是书本上的讲述的。方法是是由设计荷载值求出截面模量，进而根 据模量，选择出与参数相 近的截面。第二种。是软件设计模式， 根据结构体系，边界条件，通过电算，算出内力。内力作用截面， 判断截面是否合适。不合适就换截面，对截面参数进行调整，即调 截面。软件计算速度快，方便。第二种是现在最普遍的设计方法。 门式钢结构截面选择往往用H 型钢，或者焊 钢。H 型钢局部稳 定性好，加工方便。但是不能进行截面修改。焊接钢费工却省材 料，可以根据实际情况进行变截面。门刚跨度不大时，变截面效益 不明显，常常用H 型钢就搞定了。那如何对截面进行调整呢？有两 种方法： 第一种：选用H 型钢， H 型钢是轧制出来的，腹板与翼缘板的连 接的整体性非常好。所以局部稳定非常好。我平常是照着H 型钢重 量 对结构进行框架或者门式钢结构设计的，尽量的选择单米重量 进行设计。所以用H 型钢的做出的结构重量比较小。我具体介绍下 用H 型钢设计的一些经验，H 型钢分三种HN、HM、HW，分别称为窄 翼缘（高宽比 近1:2），中翼缘 （高宽比 近2:3），宽翼缘（高 宽比1:1）。在没有高度限制的情况下，梁尽量选择HN 窄翼缘型 钢。因为重量很小。而柱子优先选择HM 中翼缘，然后选择HW。视 具体建筑空间尺寸，结构尺寸而定。 第二种：参照H 型钢材料 ，模仿H 型钢。H 型钢材料 述的很 详细，详细的列出H 型钢的长、宽、高、腹板厚度，翼缘板厚度。 也就是说，当你需要手动输H 型，参数的时候，你参照H 型钢的 走，如HN400×200×8×13，那么你设计的时候，就输入 H400×200×8×12.腹板与翼缘板的厚度尽量按照偶数的走。当然超 高层是另一个说法。因为单层与多层的钢结构板的厚度是很薄的， 大部分都是偶模数。否则买料的时候买不到。这里就有问题了: 1、我们为什么参 H 型钢进行截面选择。 2、我们什么时候选择H 焊 钢。 3、焊 钢截面调节的精髓是什么。 第一个问题，H 型钢原先是没有的，是人们在实际的工作，与工 程经验的过程，发现的常用的H 型截面参数，于是人们把常用的截 面参数进行列 ，且为了满足局部稳定的条件下，设计出来的H 型 钢商品。就这就是H 型钢的由来。美国，德国，法国，日本都有各 自的H 型钢。而且H 型钢绝对不是HN、HM、HW 三种，这是根据我国 现有的情况，进行分类的，所以我国鸟巢有些钢材是从外国进口 的。我大学老师讲过，目前对钢材研究最好的，一个是日本，一个 是古巴。 第二个问题。根据与我合作的钢构厂大量的工程造价经验。仅单 对门刚，多高层来讲，当H 型钢截面高度采用400 以上的时候，H 型钢对钢构厂与刻客户来讲，价格是不合适的。但是400 截面以下 采用焊接的时候，焊 太费工时。故而400 以下采用H 型钢。这些 数据在书本是学不到的。得根据工程经验。当然影响钢结构是否采 用焊接，有很多制约因素，地域性， 用性，实际情况等等。请根 据各自的工程经验，进行各自的工程总结。 第三个问题。如何调节钢构件截面，焊接钢的精髓是什么。这是 本章最重要讲述的。 影响钢构件的强度，主要不在于板材厚度，而是在于构件形状， 不同的截面形状，截面参数不一样，截面参数不同，直 影响着截 面的刚度，即抵抗截面变形的能力。仅对本章来讲，影响截面高度 最主要的是弯矩。而H 型截面抗剪刚度与抗拉压刚度较强。材料力 学中讲述过，截面受弯，会在截面边缘产生拉压应力。由于工程构 件受力复杂，所以钢截面会受拉压与弯矩的共同作用。所以我们看 到弯矩大的地方，构件截面比较高。 一．理论性。 请参看下面的公式：