惠州鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的核心是 “安全、經(jīng)濟(jì)、適用”,需圍繞荷載取值、結(jié)構(gòu)選型、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、材料適配、防腐抗震五大核心,兼顧規(guī)范要求與施工可行性,具體要點(diǎn)如下:
?
一、荷載與規(guī)范適配(設(shè)計(jì)基礎(chǔ))
明確荷載類型:需考慮恒載(結(jié)構(gòu)自重、圍護(hù)重量)、活載(人員、設(shè)備、積雪)、風(fēng)荷載、地震作用,特殊場景(如廠房)需疊加吊車荷載、積灰荷載。
規(guī)范嚴(yán)格遵循:國內(nèi)需符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50017)、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011),工業(yè)建筑額外參考《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB 51022),避免違規(guī)設(shè)計(jì)。
荷載組合合理:按 “基本組合(承載力計(jì)算)、偶然組合(地震 / 爆炸)” 分別驗(yàn)算,確保極端情況下結(jié)構(gòu)仍穩(wěn)定。
二、結(jié)構(gòu)選型與布置(核心決策)
適配場景選型:大跨度(≥30m)優(yōu)先選桁架、網(wǎng)架結(jié)構(gòu);多層建筑用框架結(jié)構(gòu);超高層用鋼框架 - 支撐結(jié)構(gòu);臨時建筑選輕鋼門式剛架,兼顧經(jīng)濟(jì)性與受力合理性。
布置原則:構(gòu)件受力路徑簡潔,避免多余次應(yīng)力;柱網(wǎng)、梁距均勻,便于加工安裝;預(yù)留設(shè)備洞口、管線通道,減少后期改造。
剛度控制:結(jié)構(gòu)整體剛度需達(dá)標(biāo),避免過大變形(如梁撓度≤L/250),防止圍護(hù)材料開裂;大跨度結(jié)構(gòu)需驗(yàn)算整體穩(wěn)定,必要時增設(shè)支撐。
三、材料與截面選型(成本與安全平衡)
鋼材選型:優(yōu)先用 Q355(性價比高),重型結(jié)構(gòu)、低溫環(huán)境(≤-20℃)選 Q355GJ、Q420 等高強(qiáng)度鋼;避免過度追求高標(biāo)號鋼材,需匹配加工與焊接能力。
截面優(yōu)化:梁、柱優(yōu)先選 H 型鋼、箱型截面(受力均勻、節(jié)省鋼材);桁架桿件用圓鋼、角鋼(輕量化);根據(jù)受力特點(diǎn)選 “強(qiáng)軸受力”,減少材料浪費(fèi)。
材質(zhì)復(fù)檢:對重要結(jié)構(gòu)的鋼材,需明確要求進(jìn)場復(fù)檢(力學(xué)性能、化學(xué)成分),確保材質(zhì)達(dá)標(biāo)。
四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(安全關(guān)鍵,占故障 80%+)
連接方式適配:受拉 / 受剪節(jié)點(diǎn)用高強(qiáng)度螺栓(扭剪型 10.9 級),重型節(jié)點(diǎn)用 “螺栓 + 焊接” 組合;避免純焊接節(jié)點(diǎn)在地震作用下脆斷。
構(gòu)造細(xì)節(jié):節(jié)點(diǎn)焊縫需飽滿,焊腳尺寸匹配構(gòu)件厚度;螺栓布置需滿足間距(≥2.5d)、邊距(≥1.5d)要求,避免應(yīng)力集中;外露節(jié)點(diǎn)需做加強(qiáng)防腐處理。
抗震韌性:節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需具備延性,避免脆性破壞;梁柱節(jié)點(diǎn)需加強(qiáng)腹板,確保塑性鉸出現(xiàn)在構(gòu)件而非節(jié)點(diǎn)。
五、防腐與防火設(shè)計(jì)(耐久性保障)
防腐設(shè)計(jì):按環(huán)境分類(室內(nèi)干燥、室外潮濕、海邊腐蝕),確定除銹等級(Sa2.5 級以上)和涂層體系;室外結(jié)構(gòu)涂層厚度≥120μm,海邊用熱鍍鋅 + 防腐漆雙重防護(hù)。
防火設(shè)計(jì):鋼結(jié)構(gòu)耐火極限低(裸鋼僅 15 分鐘),需按規(guī)范要求做防火處理(涂防火涂料、包覆防火板、澆筑混凝土),確保耐火極限≥0.5-2.0h(按建筑等級)。
六、施工與可操作性(落地關(guān)鍵)
加工可行性:構(gòu)件尺寸需適配工廠加工設(shè)備(如切割、焊接能力),避免超寬、超長構(gòu)件(運(yùn)輸不便);節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需便于現(xiàn)場拼裝,減少高空焊接量。
吊裝適配:設(shè)計(jì)時考慮構(gòu)件吊裝重量、吊點(diǎn)位置,避免吊裝時變形;大型構(gòu)件需預(yù)留吊耳,簡化吊裝流程。
預(yù)留余量:構(gòu)件加工、安裝需預(yù)留誤差調(diào)整空間(如錨栓定位偏差 ±2mm),避免因施工誤差導(dǎo)致無法安裝。
七、特殊場景專項(xiàng)設(shè)計(jì)
低溫環(huán)境:避免用薄腹板構(gòu)件,防止低溫脆斷;焊接前需預(yù)熱,控制焊接工藝。
大跨度結(jié)構(gòu):驗(yàn)算整體穩(wěn)定和二次受力,必要時設(shè)置抗側(cè)移支撐、屋蓋支撐體系,防止失穩(wěn)。
抗震高烈度區(qū):結(jié)構(gòu)需采用多道防線(如框架 + 支撐),控制層間位移,確保抗震性能達(dá)標(biāo)。