Простые шаги и дизайнерские идеи для проектирования стальных конструкций 

Во всем процессе проектирования стальных конструкций следует уделять особое внимание "концептуальному дизайну", что особенно важно на этапе выбора конструкции и компоновки.Для некоторых проблем, которые трудно поддаются точному и рациональному анализу или не указаны в спецификации, компоновка и подробные структурные параметры управляющей структуры могут быть определены с глобальной точки зрения на основе проектных идей, полученных из механической взаимосвязи между общей структурной системой и подсистемой, механизма повреждения, сейсмических повреждений, экспериментальных явлений и инженерного опыта.Быстро и эффективно продумывайте, сравнивайте и выбирайте на ранней стадии, полученную структурную схему часто легко рассчитать вручную, механическая взаимосвязь ясна, качественные данные верны, и можно избежать ненужных громоздких вычислений на этапе структурного анализа.В то же время это также основная основа для оценки того, являются ли выходные данные компьютерного анализа внутренних усилий надежными или нет.

Стальные конструкции обычно имеют конструктивные формы, такие как рамы, плоские фермы, решетчатые каркасы (оболочки), тросы, легкая сталь, башни и мачты.Большинство его теорий и технологий являются зрелыми.Существуют также некоторые сложные проблемы, которые не были решены, или отсутствует простой и практичный метод проектирования, такой как стабильность сетчатой оболочки.При выборе конструкции следует учитывать характеристики различных конструктивных форм.На промышленных предприятиях, когда имеется большая нагрузка на подвеску или большой диапазон подвижных нагрузок, можно рассмотреть возможность отказа от жесткой рамы портала и использования решетчатой рамы.Расположение конструкции следует рассматривать комплексно в соответствии с характеристиками системы, распределением нагрузки и характером конструкции.Как правило, жесткость должна быть равномерной, механическая модель должна быть четкой, а диапазон воздействия больших нагрузок или движущихся нагрузок должен быть максимально ограничен, чтобы они могли передаваться на фундамент по самой прямой линии.

Расположение подпружинных балок плоскости перекрытия каркасной конструкции иногда позволяет регулировать направление передачи нагрузки в соответствии с различными требованиями.Вторичная балка обычно располагается в коротком направлении, чтобы уменьшить поперечное сечение, но это увеличит поперечное сечение основной балки и уменьшит чистую высоту пола. Верхняя боковая колонна иногда не соответствует требованиям; в это время поддержка вторичной балки на более короткой основной балке может принести в жертву вторичную балку и сохранить основную балку и колонну.

3.Расчетное поперечное сечение

После завершения компоновки конструкции необходимо предварительно оценить поперечное сечение компонентов.В основном это предположение о форме поперечного сечения и размерах балок, колонн, опор и т.д.Стальная балка может быть выбрана из швеллера, прокатной или сварной стали Н-образного сечения и т.д.В зависимости от нагрузки и условий опоры высота поперечного сечения обычно выбирается в пределах от 1/20 до 1/40 пролета.Когда ширина фланца определяется пределом 1 / b, основанным на расстоянии боковых опор между балками, можно избежать сложного расчета общей устойчивости стальной балки. Этот метод очень популярен.После определения высоты поперечного сечения и ширины фланца толщину пластины можно оценить в соответствии с местной устойчивой конструкцией, указанной в спецификации.

Поперечное сечение колонны оценивается в соответствии с соотношением сторон.Обычно 50<λ<150, просто выберите значение около 80.В зависимости от давления на ось можно выбрать двусторонний или односторонний изгиб, стальную трубу или стальное поперечное сечение Н-образной формы.Соответствующие различным конструкциям спецификации предъявляют очень разные конструктивные требования к поперечному сечению. например, локальная устойчивость пластин, составляющих компоненты, уникальные для стальных конструкций, сильно отличается от пределов, указанных в общих спецификациях на сталь и в спецификациях на легкую сталь.Кроме того, не существует фиксированных требований к выбору формы поперечного сечения компонента. Инженеры-строители должны разумно выбирать безопасное, экономичное и красивое поперечное сечение, исходя из силы воздействия компонента.

4.Структурный анализ

В настоящее время при фактическом проектировании стальных конструкций структурный анализ обычно представляет собой анализ линейной упругости, и эффекты P-△ и p-δ следует учитывать, когда позволяют условия.Некоторые новейшие программы для создания конечных элементов могут частично учитывать геометрическую нелинейность и упругопластические свойства стали, что обеспечивает условия для более точного структурного анализа.Не весь структурный анализ требует использования программного обеспечения.Для типичных конструкций внутреннюю силу и деформацию можно получить непосредственно из справочников, таких как руководства по механике; простые конструкции можно проанализировать с помощью ручных расчетов.Сложные структуры необходимо моделировать, запускать программы и проводить детальный структурный анализ.