[教学]：钢结构的优化设计

Queenking

钢结构的优化设计我认为主要有两个方面：构件断面和结构形式的优化。

⑴构件断面的优化：用结构软件分析钢结构框架时会发现构件验算超限往往不是强度不够而是构件刚度不够。因此，提高构件截面钢度、增加截面惯性矩是优化设计的主要内容。

⑵结构形式的优化：我认为结构形式的优化比构件截面优化更为重要。 在钢结构计算中如用“无侧移”原则确定柱计算长度将比按“有侧移” 原则确定柱计算长度极大减少柱截面惯性矩，节约柱用钢量。高钢规(JGJ 99-98) 6.3.2条(略)中明确规定用有支撑框架体系及剪力墙框架体系、控制层间位移，则框架柱计算长度按“无侧移”原则确定。因此在纯框架结构中，在楼梯间、电梯间等有墙框架开间内、在整个结构平面内均匀布置框架斜撑是框架结构优化的主要措施。
  结构优化另一个高效措施是对次梁进行优化。在钢结构中为简便节点构造及施工操作，次梁一般都做二端铰接的单跨梁。此时如果将钢次梁作为“钢与混凝土组合梁”设计将大大减小梁的断面和用钢量。其节约用钢量效果远比优化构件断面好。 钢框架梁由于是连续构件并承受跨中及梁端的正负弯矩，因此不易作为“钢与混凝土组合梁”设计。

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