目前装饰塔实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ. 新近的一些有限元软件可以
部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件: 典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形.简单结构通过手算进行分析. 复杂结
构才需要建模运行程序并做详细的结构分析. 工程判定
要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定"。比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果.不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一
定距离, 为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过"适用条件、概念及构造"的方式
来保证结构的安全. 装饰塔设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容. 工程师们过分信任
与依赖结构软件有可能带来结构灾难,注重概念设计、工程判定和构造措施有助于避免这种灾难. 六 构件设计
装饰塔的设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235和Q345. 当强度起控制作用时,可选择Q345 稳定控制时,宜使
用Q235.通常主结构使用单一钢种以便于工程管理. 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的焊接组合截面(翼缘Q345,
腹板Q235). 另外,焊接结构宜选择Q235B或Q345B。 当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。部分软
件可以将不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级自动重新验算,直至通过,如sap2000等。这是常说的截面优
化设计功能之一,它减少了很多工作量。 但是,我们至少应注意两点: 1.软件在做构件主要是柱的截面验算
时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定.目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接
情况复杂或变截面的构件,我们应该逐个检查. 2.当上面第三条中预估的截面不满足时,加大截面应该分两种
情况区别对待。 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度,其中,抗弯不满足加大翼缘厚度,抗剪不满
足加大腹板厚度。变形超限,通常不应加大板件厚度而应考虑加大截面的高度,否则会很不经济。
使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,实际上,除常用于网架设计外
,其他结构形式常常并不合适,
楼顶装饰塔的节点设计
连接节点的设计是装饰塔设计中重要的内容之一.在结构
分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定.有时出现的一种情况是,终设计的节点与结构分析模型中使用的形式
不完全一致,如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内(5%),就必须避免。 按传力特性不同,节
点分刚接,铰接和半刚接. 初学者宜选择可以简单定量分析的前两者.常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算
公式. 连接的不同对结构影响甚大.比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结
构分析中的假定. 会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果. 连接节点有等强设计和实际受力设计两种
常用的方法, 初学者可偏安全选用前者.设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便. 也可
以使用结构软件的后处理部分来自动完成. 具体设计主要包括以下内容: 1.焊接: 对焊接焊缝的尺
寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守. 焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与
Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50. 装饰塔焊接设计中不得任意加大焊缝. 焊缝的重心应尽量与被连接
构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定. 铆接形式,在建筑工程中,现
已很少采用. 普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用. 高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和
10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同. 高强螺栓小规格M12. 常用M16~M30. 超大
规格的螺栓性能不稳定,应慎重使用。 自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 在低层墙板式住宅中也常
用于主结构的连接. 难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。连接板: 需验算栓孔削弱处的净截面抗剪
等. 连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm,则除短梁或有较大集中荷载的梁外,常不需验算抗剪。 4.梁腹板
: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪.承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压. 5.节点设计必须考虑安装螺栓
、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外,还应尽可能使工人
能方便的进行现场定位与临时固定。点设计还应考虑制造厂的工艺水平. 比如钢管连接节点的相贯线的切
口可能需要数控机床等设备才能完成. 八 图纸编制 装饰塔设计出图分设计图和施工详图两阶段,设计
图由设计单位提供,施工详图通常由装饰塔制造公司根据设计图编制,有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结
构项目增多和设计院装饰塔工程师缺乏的矛盾,有设计能力的装饰塔公司参与设计图编制的情况也很普遍。 1.
设计图: 是提供制造厂编制施工详图的依据. 深度及内容应完整但不冗余. 在设计图中,对于设计依据、荷载资料(包
括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等
)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚,以利于施工详图的顺利编制,并能正确体现
设计的意图。主要材料应列表表示。 2.施工详图:又称加工图或放样图等.深度须能满足车间直接制造加工.不
完全相同的另构件单元须单独绘制表达,并应附有详尽的材料表. 设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度
的控制,目前比较混乱,各个设计单位之间及其与装饰塔公司之间不尽相同。 初学者可参考他人的设计并参考相
关的工具书[3],并依据规范规定编制。