2.4.3、考虑建筑的稳定新的时候,还需考虑钢结构材料的弹性、赢利叠加等多方面因素。通常建筑使用的混凝土的计算公式在此时将不能运用。因为对于钢结构材料而言,其应力叠加应满足这两个条件即材料服从虎克定律应变成正比和结构的变形很小。
钢结构建筑的稳定性是钢结构建筑设计的重难点,尽管针对设计而言他并不是需要考虑的前置条件,但是却是日后维护的重中之重,故而在建筑设计时,对其稳定性的设计也是着重的对象。钢结构建筑的失稳分为整体失稳和局部失稳。整体失稳是通过对整体框架构建的稳定作为探讨的,在计算时可以通过长细比稳定系数带人进行验证;而局部失稳则是框架构建内部的某一部零件产生的,他间接影响着整体稳定性。因此钢结构建筑的整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求来予以设计。
钢结构的设计需要十分准确的计算估计。以国家大剧院为例,国家大剧院由法国建筑师保罗・安德鲁主持设计,设计方为法国巴黎机场公司。国家大剧院建筑屋面呈半椭圆形,其结构:‘212m×143m,跨度>100m,结构方案选屋盖空间结构网壳。但在上机前,结构师把结构的截面高度选得太大,用钢量高达292kg/m2。根据1963年美国教授史密斯(SminlM.C)对166个已建大跨度屋盖进行的回归分析,这种跨度的网壳结构用钢量不**过80kg/m2。故而在采取建设的时候,需对其精确核实才能避免错误产生。 2.2、钢结构建筑整体与局部精细设计
现在我国很多钢结构实际计算层间很难满足规范的要求,因此,目前钢结构设计标准的层间变形是不是合理,需要更进一步的解决。另外,很多高层钢一砼混合结构的层间变形也亟待解决。
钢结构在温度**过400摄氏度时,强度将降为原来的一半,达到600摄氏度时,将丧失全部强度。高层钢结构火源较多,很容易失火,因此,高层钢结构抗火方面的设计尤为重要。设计方面容易出现缺陷的方面:没考虑温度变形和应力的影响;没有考虑高温状态下钢结构内力的重分布;没有考虑钢结构构件相互作用的影响;
地震记录仪构造使得很多大于3秒的强震被削弱,因此计算的反应谱不真实,而建设部人为调整的谱曲线来保证钢结构安全性的抗震设计,可靠性需进一步验证
我国钢结构建筑的设计步骤主要是:依据弹性方法计算钢结构各构件内力;依据弹塑性方法验算钢结构构件的极限承载力。由于钢结构达到极限状态时,就会进入弹塑性变形阶段,会造成结构内力的重分布,按现在的方法设计,不能保证构件承载力可靠度的一致性。
楼板不仅承受竖向荷载并将其传给框架,还将水平力传到柱上,因此楼板的强度、承载力和整体性都十分重要。作为钢结构工程要求,楼板还应考虑隔音要求;目前钢结构工程上,压型钢板组合楼板,现浇楼板等应用较多;震级较高的震区或重要钢结构,在柱的设计方面,因考虑在柱子的周边宜设置钢箍筋,以免高水平力破坏楼板。
应根据钢结构不同的特点考虑结构选型。例如,在轻型钢结构工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就采用网架结构。雪压较大的地区,屋面曲线应有利于积雪的滑落。降雨量大的地区可以与雪压较大的地区一样考虑。
钢结构建筑其实很早就出现在了历史上,举世**的法国埃菲尔铁塔就是采用钢结构建造而成的。只是在当时的情况下,钢铁产量尚不高,钢铁冶炼技术也不是很成熟,不能应用普及到众多的日常建筑里面。所以在其初期,钢结构的应用多是以建筑零件诸如部分配件,部件,连接件等,早在十九世纪初期人们就已经开始使用熟铁建造房屋和桥梁,其发展历史更比钢筋混凝土悠久,一直到二十世纪六十年代钢结构建筑理论飞速发展与创新,才产生了现代钢结构工艺的建筑。