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在钢结构设计中存在的一些问题?

钢结构设计的现状以及存在的问题在我们将近十多年的教学以及和同学交流的过程中,很多新人都会问钢结构设计是不是会用pkpm或者3d3s就可以了,这也是中国现在大多数钢结构设计的现状,普遍是重软件操作而轻设计中的力学分析和基本设计原理,要不认为钢结构设计就是软件操作,要不就是不求甚解拍脑袋,以至于对软件自动生成的施工图无法鉴别对错,无法判断合理性,更谈不上优化分析,这样不仅浪费材料,有时候甚至威胁到结构的安全。鉴于很多新人或者老手对于钢结构设计的误区,在这里列举几个常见的盲区或者误区来说明正确的钢结构设计是什么?
第一、钢结构设计中的体系是否稳定,这其实是和结构力学紧密相关的,但是很多新人要不就是师傅怎么做我就怎么做,对于稍作变化的结构体系不明所以拍脑袋就敢做,其实如果体系不稳定构件再怎么设计都是不安全的!如果侥幸稳定性过关了,但是在具体设计中,有的地方怎么都计算不过,其实有时候就不仅仅是局部的问题,应该从体系中考虑是否仅有此处为多余约束而导致的,还有大家常说的什么时候刚接什么铰接,实际上就是和结构的稳定性有关。
第二、钢结构构件的稳定性也是钢结构设计中的重要内容!其实钢结构设计中很多时候都是构件的稳定性在控制而不是强度在控制,这和混凝土设计很不相同,因此钢结构新手或者只会混凝土设计的设计师在做钢结构设计的时候对于规范中构造做法以及图集中的一些做法不是很了解,其实就是对于构件的稳定性认识不足,或者说干脆就没有注意到。
第三、在钢结构设计的计算调整分析时,不知道究竟是调整梁高呢还是调整翼缘的宽度或者是厚度,也不知道是否要调整腹板厚度?因为他们根本不知道材料力学里的截面特性以及和截面特性有关的抗弯模量等因素对于调整的重要性,或者说根本就不知道究竟是强度超限还是稳定性超限,其结果是胡乱加大截面,安全有时固然没有问题,可是用钢量却比别人大很多。
第四、就是认为任何构件只要截面越做大越好,其实这里有两个很大的误区!1、不能追求某个构件绝对的大,也就是不能把主体结构的某个构件做得太强大,比如有的人在做单跨门式刚架设计时,一味地加大梁截面,这就造成梁和柱的刚接效果达不到,有时甚至出现简支梁的受力特点,这和门式刚架的原则是背道而驰的!简单点说钢梁和钢柱的刚度是相对合理而不是某个构件绝对大。2、忽视抗震的概念,在钢框架中尤为明显。很多设计师为了省钱,把梁做的很大,可是柱子很小,形成典型的强梁弱柱结构,这种结构在地震区是有致命缺陷的,整个体系根本无法完成耗能,一震就倒,设计之大忌!
第五、对于规范的一些规定直接无视,有的是理解不到位。比如,对于雪荷载的大小,荷载规范里明确规定了什么情况下要考虑不均匀系数,可是有的钢结构设计师完全无视或者是忽视了它的性质,这就造成了只要一下大雪有的加油站,雨篷,高低跨厂房被雪压垮了,有些地方甚至还在用50年一遇的雪荷载取值,完全没有搞明白规范的意图。
第六、不注重设计理论的研究。比如,对于门式刚架中比较重要的支撑体系不关心,不了解,认为有些地方有没有支撑无所谓,从思想上就不重视支撑的作用。其实风荷载或者说地震作用是怎么从屋面传递到基础的,这个问题不搞清楚就不可能知道支撑的重要性,也不可能准确地设计出相应的截面大小。也都导致了在门式刚架的施工中或者使用时出现大风时整个厂房的倒塌。
第七、只重视大的计算分析软件不重视小的计算软件或者手算的技能。对于很多软件不能考虑的情况或者施工现场经常出现的变更或者解决施工中出现的错误,不经过手算或者小软件计算校核就拍脑袋行还是不行,这主要是没有搞清楚计算分析软件的局限性,也没有搞清楚自己当初设计此构件的前提是什么,对于现场的实际情况根本无心也无力解决,这就导致解决了旧问题又出现了新问题,这也是忽视受力分析只相信软件操作的严重弊端。现行市场上的钢结构丛书林林总总,但要不就是纯谈理论,让人不知所云,让新人觉得钢结构太难了;要不就是纯操作,对于设计中的力学知识、设计原理以及规范要求根本不提,新手们在学习过程中很容易被误导成钢结构设计就是软件操作,觉得钢结构设计不过尔尔,太容易了,这对于钢结构设计新手的成长或者说对于中国的钢结构设计发展都是极其不利的。朗筑结构根据多年的教学经验首创钢结构设计=钢结构力学知识+钢结构相关设计理论+钢结构相关规范+钢结构相关图集+软件操作+计算分析+施工图设计的课程教学体系,如下图所示,让新人从一开始就接受正确的设计思想,形成良好地分析问题解决问题的习惯。
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