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钢结构别墅的设计理念

作者:点击:131 发布时间:2021-09-14

结构安全强弱有别。钢结构是由板件、构件连接安装组成的工程构筑物,为保证结构总体的正常工作,特别是极端环境,如地震作用时能保证其“小震不坏”,“中震可修”,“大震不倒”,则应在结构设计安全可靠度的掌握上,应力求达到“四弱、四强”:梁弱,柱强;拉杆弱,压杆强;构件弱,节点强;板、件弱,连接强。这是由于梁、受拉杆件的破坏常比柱子、受压杆件的破坏有较大的塑性发展空间;节点连结着多个构件,其破坏的影响比单根构件破坏的影响大;节点中板、件的受力可允许有较大变形发展,而焊缝、螺栓等连接的破坏的变形发展相对较小,且其破坏常可导致节点的解体,涉及多个板、件失效,甚至危及结构整体安全。此外,还应对不同钢材、不同部位工作的构件其安全度的大小,在设计掌握上也应有所区别。例如,张拉索结构等的结构应比由一般钢材组成的刚性杆的非预应力钢结构的设计安全度更大。

结构方案全面优化。钢结构设计的方案确定应包括:结构类型、体系、材料、连接及节点。进行结构优化时,应以结构类型、体系为主,统筹考虑所需材料性质、规格及连接方法和节点方案,求得结构体系的受力合理,连接可行,施工可能,隐患小,效益好。仅以既定结构体系为对象,以满应力为准则,以结构小用钢量为目标,而不综合考虑结构类型、体系受力的合理性,连接构造的可行性,施工时可能产生重大隐患等方案性问题的片面性优化是不可取的,尤其是以所谓“全面满应力”为准则的优化理念,对处于复杂环境条件下工作的工程结构是很不恰当的。因为复杂环境下的钢结构,尤其是焊接重型钢结构的受力情况十分复杂、多样;现场焊接、安装连接可能产生的短程及长程残余应力严重,且不易消除和估算其大小,从而可能存在不被查明的重大缺陷隐患,一旦结构局部破坏将可危及其整体,甚至导致灾难性后果。


  (7)逐步破坏可能发生。钢结构是同一材料钢材制成的结构物,尤其是焊接成的结构,具有很强的连续性,局部裂纹的持续扩展可引起断裂破坏或导致结构整体毁坏。由于选材、制造、安装等原因,钢结构中的局部缺陷又在所难免,如任其发展不加制止,其危害性后果是严重的。因此,对重大工程钢结构应作环境影响、荷载反复作用下的逐步破坏分析和采取防止对策,以保证结构的安全和耐久性使用。


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