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精密铸钢的结构设计与工程应用

2018-10-29 17:28:47

随着我国建筑行业的不断发展,建筑工程的中铸钢的结构设计和在工程中的应用越来越复杂。同时建筑行业对各种空间结构设计有了更高的要求。本文对我国现有的两座铸钢结构设计为例,从结构设计到工程应用,从三个方面入手对铸钢结构的设计方法进行了总结,并提出了对铸钢节点和构建的结构设计方法。为铸钢材料在工程中的应用提供了很大的方便。

近年来,铸钢材料以它独特的优势逐渐的应用在建筑工程当中。就实际工程来说,铸钢材料中的铸钢节点以及构件等已经成为建筑工程施工中的主要材料。尤其是我国的一些大型工程中更是应用广泛。虽然和轧钢相比,它在强度、致密性等方面有些不足,但是在复杂的工程中铸钢很好的满足了较大残余应力、自由度大、外观形状等问题。铸钢节点作为一种新的形式出现,并对各种空间结构以及施工工艺有了新的要求,这都为铸钢节点积累了丰富的经验,并带来了良好的经济效益。

铸钢结构设计流程

结合我国多年来对铸钢节点的设计经验得出,设计的核心应该是铸钢件的设计。设计中需要工作人员的联合参与,完成几何造型设计(符合结构受力特点、传力特点、连接铸造、施工安装等相关的要求)、工艺设计分析(根据数据确定壁厚和倒圆角半径的尺寸大小,制定合适的流程项目)、力学性能分析校核工作(完成工程验证工作)。具体步骤为初步确定铸钢件造型选择材料进行受力分析、变形分析判断强度刚度是否满足工程需求进行构造设计和设计校核最终确定结构造型。

铸钢结构设计与工程应用

对于大多数建筑来说,结构造型和铸钢件造型中,结构造型往往起着重要的作用。根据钢结构的复杂程度对其进行分类为整体铸钢结构和杆件节点组合铸钢结构。以下是对它的具体分析以及实际在工程中的应用。

整体铸钢结构是由不同的小型铸钢件连接而成的,在这里我们以塔体为例,这里塔高五十米,是由两个曲面交接而成。底部曲面宽度较大,随着高度的上升宽度逐渐减小。如右图塔体立面图所示,将图在水平面每次旋转180度相交一次,一共相交四次,所形成的。对于曲面较厚的位置使用轧制钢板将会难以控制其力学性能。但要是改为铸钢,就可以满足韧性、强度、焊接等各个方面的要求。再加上考虑到工期的问题,最后使用了铸钢板件来完成建筑,实现了完美的建筑效果。

铸钢结构的连接方式主要是焊接,如果没有控制好碳当量并对结构产生了不利的影响,那么及时的采取消除应力措施,对焊接接口进行改进设计。另外应该在设计过程中就把壁厚差考虑进去,避免产生经济损失。由于铸钢件所受到的限制因素较多,并且它受力方式复杂,设计过程需要考虑的因素也比较多,再加上工期的限制,因此铸钢件是否能够取得良好的经济效益必须要考虑到工程当中。在满足要求的基础上进行优化设计,以降低铸钢件的重量和造价,达到经济性的要求。

铸钢构造设计保证了铸钢结构的力学性能以及经济适用性,并适用于一些建造复杂或者体积较小的建筑,避免很多施工中的问题,有效的提升了企业的经济效益。铸钢结构设计在未来的工程中将会有更加广泛的应用。