STAAD.Pro在钢螺旋楼梯工程设计中的应用(2)
规范检验过程包括强度检验、位移(变形)检验和稳定检验等。通过这些检验,能确定当前的结构构件设计,在所施加的荷载作用下是否能满足强度、变形、稳定性等需求。在设计过程中,所有的构件将以某一不超过允许应力和承载力的比例来抵抗设计荷载,就是说如果检验结果列表中的\"结果比例\"小于1.0,就是安全的。程序的规范检验部分除检验上述强度要求外,也对构件长细比要求和稳定条件进行检验。
另外,通过合理的结构布置和一系列的构造措施,同时再限制钢梁的应力比处于一个较低的水平下(应力比<0.7),就可以保证结构不发生整体失稳。
2.3与原结构连接节点
因为混凝土梁已经做好,如果采用一般常用的预埋件处理的方法——预埋钢板,由于与混凝土梁会有微小的相对转动,这样的做法难以保证该节点的刚性。只能采取用钢板将混凝土梁包起来并置人化学锚栓的做法,同时在改造加固时加强混凝土梁的抗扭性能,只有这样才能保证预埋钢板不发生微小的转动,如图6所示。在节点的螺栓和焊缝计算中,应综合考虑弯、剪、扭及轴向力的作用。
图6混凝土梁包钢板节点
由于化学锚栓在受热后会失效,因而,钢梁不能直接现场焊接在钢板上,必须在工厂中先将钢板和一小段钢梁焊接好,在现场安装就位后再与外包钢板用螺栓连接,然后与钢梁现场拼接对焊。为了防止钢梁与钢板之间发生相对转动,需要在钢梁的根部增加一些加劲肋。
钢梁和混凝土条形基础的连接节点做成刚接不易实现,因此设计成铰接,如图7所示。
图7钢梁与基础铰接节点
3结论
1)STAAD.Pro采用有限元分析的方法,在螺旋楼梯的设计中具有建模方便、思路清晰、添加荷载灵活等优点,对钢螺旋楼梯的设计有较大的实用价值。
2)有限元分析中如果支座节点采用刚接,结构相应的位移和应力都小,实际结构是焊接连接,焊接连接是半刚性连接介于刚接和铰接之间所以分析中可偏于安全地采用铰接支座。
3)螺旋楼梯的构件设计主要受到杆件整体稳定的控制,因此应采取充分的构造措施保证杆件的整体稳定性,并控制杆件的应力比不宜过高。
4)在原混凝土结构的设计条件允许时,应尽量采用刚性连接节点,并应有可靠的技术措施保证节点不会发生转动。
参考文献
[1]国家建筑标准图集02(03)J401,02J401钢梯[S].
[2]吴健生,何广民.钢筋混凝土螺旋楼梯结构计算手册[J].北京:中国建筑工业出版社,1987.
[3]阿依艾工程软件(大连)有限公司《STAAD/CHINA技术参考手册》[R].
[4]GB50017—2003钢结构设计规范[S].
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