大跨度钢结构设计中常见问题的研究与探讨

1、 大跨度钢结构设计中常见问题的研究与探讨 摘要：现在，我国建筑行业发展迅猛，大跨钢结构开始进入人们的视线，并且得到了很广的运用，尤其在电厂，以及煤场等密闭结构中。和一些其他结构相比，大跨度钢结构有很多特点，因此在对该结构进行设计时，会出现很多问题，因此，本文从常见的结构化设计问题出发，进一步分析节点设计中的常见问题，以此希望对大跨度结构设计提供帮助。关键词：大跨度钢结构；常见问题；研究引言：近些年，我国经济实力增强，大跨度钢结构的应用越来越广，也就是说，其结构的建设规模越来越大，在此过程中，设计的技术不断实现更新。与此同时，大跨度钢结构出现的问题越来越明显，在现在的大跨度钢结构设计中，经常出现

2、的问题一般都是体现在细节方面的，因此，在实际的设计工作中，要认真发现细节处的问题，然后对其进行多方面的研究，以此实现更好的大跨度钢结构设计。一、关于结构化设计中的常见问题（一）缺乏细致深入的方案设计在大跨度钢结构设计过程中，会出现一些细微的问题，这就需要相关人员进行认真的观察。通常来讲，设计钢结构的团队，和实际的施工单位，不属于一个部门，这就导致了相关设计的内容不够严密，严重时会出现设计方案达不到最初设计的目标，例如柱脚设计的错误。埋入式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型，外露式主要在民宅中应用，底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度，所以底板出现变形就会造成钢结构的变形，设计人员如果不充分考

3、虑这些问题，不进行内力分析，预留位移角限度值，一旦出现地震灾害时，就很容易破坏柱脚节点，损坏建筑物。除此之外，在进行相应的钢结构设计时，以及实际的工作实施中，都没有多方面进行考虑，没有做到结合本身的材料特点，也就是说，相关人员没有做到详细的了解，只是简单了解了相关的要求，然后使用一些设计软件，进行粗糙的设计，最后，做成的设计很不成功，不仅方向性不强，而且内容也不完备，这样做的后果，就是在实际的施工过程中，会面临更多不好解决的问题。（二）参数化设计效率低传统的结构化设计，通常使用三维建模技术，但是这种技术适合运用在跨度小的空间结构中，在大跨度中，很难对多变的设计方案进行追踪，在相关工程师不擅长的

4、结构设计中，要想对各种数据进行对比，就要在实际的设计中进行对比，也要和建立的模型进行对比，这样，就能结合几个方面的数据，快速进行相应的处理，与此同时，该方法可以减少设计的时间，也可以降低设计的成本。在设计过程中，有一个较为常用的设计，就是建筑参数的输写，相应结构的设计可以通过此方法实现完善。如果建筑的几何形状需要改变，那么工作人员改变相应的控制点，就能实现该要求，操作过程因此也更加细化。（三）关于找型分析结构找型分析的意义，就是运用相应的技术，实现结构的更加合理，在目前，出现了很多方法，可以实现找型分析，在相应的建筑造型方面，需要运用的方式更多。1.基本分析找形分析方法主要是在软件出现以后，利

5、用技术进行复杂曲面进行找形，主要包括拟合、光顺、拼接等方面。通过以上阶段可以完成复杂屋面的曲面形态。当前一些标准性建筑物因为没有使用一些建模软件在屋面形态中，出现了一些问题。因此应该使用相关方法进行解决。2.关于最小应变能找形分析，当前关于刚性结构找形分析方法来说，因为使用最小应变原理，利用大型有限元软件，可以解决高级分析中存在的一些问题。同时，利用最小的应变能原理可以实现最小的曲面形状。对于索结构来说，因为结构的找形分析是非常关键的，因此其找形分析的主要目的就是通过结构的合理化形态进行预应力分析，当前结构的找形分析主要是通过结构找形分析的一些软件，通过计算，找出符合要求的形态以及分布。4.关

6、于弹性分析中可能会遇到的问题，对于大跨度结构来说，因为需要对其承载力进行分析，可能需要就不同层次的内容进行分析。对于大跨度钢结构的弹塑性的承载力最大的承受范围，可以作为结构整体稳定性的分析内容之一，因为一般的大跨度的极限承载力的分析一般来说是按模型化整体稳定性的状态进行分析的。对于大跨钢结构来说，实际结构中可能都存在一些初始化的缺陷，因为合理的弹塑性的极限承载力的范围可能不需要，应该尽量将一些杆件打败，最后达到实际承载的极限范围。现在因为需要将杆件实际分成几个单元，在每个中点施加长度的几分之几，这样可以最后按照实际承载的力度进行计算。当前存在的初始缺陷可能与传统的极限承载力的范围有一些区别，因

7、此弹塑性伸曲的发展过程中应该尽可能的多注意一些问题，当前因为可能出现结构达到极限承载力的整体弯曲度。现在单根杆件可能出现承载力的范围需要达到一定的标准，对于特别重要的钢结构来说，应该超限跨度的极限承载力适当的提高。5.关于最大承载力，其对结构的承受力的影响，主要体现在空间结构的力流特征，可以根据其结构体系对其进行划分，可以分为形态作用结构、向量反作用机构以及其他作用机构等。二、关于节点设计中经常出现的问题（一）当前关于支座设计中的问题研究在进行相应计算时，要重视弹性支座的特性，因为在进行大跨度钢结构计算时，是特别容易出现一些差错的，因此，要重视下部结构的建设，在实际构建时，要考虑下部结构和支座

8、的关系，结合实际情况，对支座进行设计，但是需要注意的是，在特别严重的情况下，才会导致钢结构支座的受力情况。（二）节点构造对结构受力相关性能的影响关于大跨步钢结构，可能会由于建筑的形状不规律，出现受力不均匀的问题，因此，在进行建筑空间设计时，要根据实际的需求，选择特定的内陷型结构，对于节点的细化设计，要考虑承压能力的多少，这样才能保障每个环节的牢固。对于建筑的悬梁，其状态就不是很稳定，要想避免其出现安全问题，就要皆可能连接横杆和主梁，以此形成坚固的节点板。对于承重能力最大的主梁，要主要保障其牢固，同时，还要保证连接节点的悬梁可以旋转，这样，在悬梁的垂直方向，就能构成方向不同的力，以此保障平面的稳

9、固。对于撑杆的意义，就是要尽可能维持平面的稳固，这样可以起到一定的保护作用。在进行大跨度钢结构设计时，要进行受力分析，包括固定的力，以及可能出现的力，只有这样，才能在出现灾害时，比如地震，实现钢结构的意义。在分析一些弹性承受力时，要明确单根杆以前承受的力，然后与现在受的力进行对比，看是否有不同的情况，如果有，就继续分析产生这种现象的原因，对固定的受力进行记录，对出现的其他力进行精准的测量，有些细节问题，是在实际工作中容易忽视的，因此相关人员要充分考虑，以此避免以后出现麻烦。三、结束语通过对大跨度钢结构的一些问题的研究，分析如何解决相应的问题，介绍在设计中需要注意的一些问题，相关工作人员要做好相应的防范。在目前的社会环境中，我国建筑行业的高速进步，出现了很多新型的设计，大跨步钢结构的设计，也面临更高的要求，这就意味着，相关工作人员，在进行设计工作时，要不断更新相关的分析方式，以及参考等方式，保障出现问题时，可以快速进行解决，以此实现更好的大跨步钢结构设计。参考文献：1张月强.大跨度钢结构设计中常见问题的研究与探讨j.结构工程师,201