在钢结构设计的整个过程中概念设计是重点,它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的破坏机理、力学关系、工程经验和试验现象所获得的设计思想,从全局的角度来控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思。所得结构方案往往概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
结构选型时,应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。
结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀,力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转,结构的抗侧应有多道防线。
框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
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