鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中構(gòu)件偏移的應(yīng)用

摘 要：在建筑工程的設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用是較為普遍的。而且這種結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，需要應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件來進(jìn)行。本文主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件STAAD-PRO中的一種后處理技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和研究，同時(shí)對(duì)于構(gòu)建偏移在這一軟件中的應(yīng)用做出了明確的闡述和規(guī)定，旨在為完善軟件工程的工作效率做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；構(gòu)件偏移；STRRA-PRO

在普通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用的過程中，都是以構(gòu)件的中心線為重點(diǎn)，建立一定的結(jié)構(gòu)模型，一般都是將構(gòu)件的起點(diǎn)或者是終點(diǎn)都放置在節(jié)點(diǎn)上。其中構(gòu)件的跨度和節(jié)點(diǎn)的距離相一致。但是卻很少考慮到構(gòu)件的截面尺寸。這就使得計(jì)算機(jī)模型的構(gòu)件和實(shí)際結(jié)構(gòu)的模型產(chǎn)生了較大的差異，造成嚴(yán)重的內(nèi)力差。而STAAD-PRO軟件的應(yīng)用解決了這一問題，同時(shí)也提出了構(gòu)件偏移的相關(guān)概念，進(jìn)而使得計(jì)算模型和實(shí)際的模型狀況更加相近。

1 鋼結(jié)構(gòu)工程缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生質(zhì)量問題的分析；鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量難以保證的原因有很多，也很復(fù)雜，既有工藝不當(dāng)導(dǎo)致的問題，也有違反工藝操作造成的問題，還有由于施工人員的技術(shù)水平和責(zé)任心造成的問題，還有決策者失誤造成的質(zhì)量問題。

2 解決措施

2.1 大量的鋼材內(nèi)部存在的夾層屬于鋼廠本身在軋制過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，已經(jīng)超過了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，可以要求鋼廠派人來核實(shí)，同鋼廠協(xié)商退貨或換貨處理。

2.2 如果夾層數(shù)量較少可以征求技術(shù)部門和業(yè)主的意見，將信息反饋給鋼廠，對(duì)出現(xiàn)的問題采取施工補(bǔ)救措施，可以根據(jù)無損檢測(cè)的結(jié)果，在有問題的部位采用氣刨全部刨開，超過本身的深度，然后用等強(qiáng)度焊接材料進(jìn)行填充，完畢后對(duì)表面進(jìn)行處理。

3 STAAD-PRO軟件簡(jiǎn)介

這種軟件是美國(guó)的開發(fā)公司研制的，其主要功能就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析，其應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)或者是鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確地設(shè)計(jì)好計(jì)算，得到了業(yè)界人士的青睞，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中較為常見的軟件之一。

這種軟件中收藏了各國(guó)的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范和原則，因此，可以在任何國(guó)家都通用。我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范也涵蓋在其中。現(xiàn)如今，我國(guó)的工程行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，需要順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，走出國(guó)門，和國(guó)際的工程行業(yè)接軌。因此，這中軟件的開發(fā)和利用為我國(guó)工程的國(guó)際化提供了一定的契機(jī)和平臺(tái)，可以滿足我國(guó)工程業(yè)發(fā)展的需求。

基于這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)所在，我國(guó)的各個(gè)科研單位或者是工程單位等都紛紛引進(jìn)這種軟件，在工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中起到了重要的作用。

4 STAAD-PRO軟件中的構(gòu)件偏移概念

在對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的過程中，主要是根據(jù)實(shí)際的結(jié)構(gòu)形式來制定相關(guān)的模型來進(jìn)行。而這種方式往往會(huì)忽視一定的因素，這種方式得到了一個(gè)計(jì)算模型，所用的簡(jiǎn)化措施是對(duì)構(gòu)件的簡(jiǎn)化，而忽略的信息就是對(duì)機(jī)構(gòu)構(gòu)件的尺寸。通常情況下都是根據(jù)一個(gè)中心線來連接相應(yīng)的構(gòu)件，構(gòu)件的跨度就是節(jié)點(diǎn)間的距離。

在具體的結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)中，起點(diǎn)和終點(diǎn)以及梁的長(zhǎng)度等都需要進(jìn)行具體的設(shè)定，而且需要將梁到中心線的距離進(jìn)行明確規(guī)定。當(dāng)然，不同的設(shè)計(jì)工程的距離也會(huì)存在著明顯的差異。因此，在進(jìn)行構(gòu)件偏移應(yīng)用的過程中，需要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來采取科學(xué)合理的措施。

通常情況下，當(dāng)梁和柱之間相互連接時(shí)，公共節(jié)點(diǎn)就選取在柱的中心位置，而梁的距離還是和兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離相等。但是，從實(shí)際的設(shè)計(jì)工程商來看。梁的起點(diǎn)并不是在顯示的位置，而是在離那個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離為柱寬度的一半的點(diǎn)上，梁的凈跨、度是從一根柱的表面到另一根柱表面的距離，比所定義的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)問的距離小。而在節(jié)點(diǎn)區(qū)域，由于梁柱連接的共同作用，將形成一個(gè)剛度很大的區(qū)域。因此，節(jié)點(diǎn)的區(qū)域剛度與梁的剛度并不一致，而是大于梁的剛度。

由于計(jì)算機(jī)模型中的梁跨度增加，而與節(jié)點(diǎn)區(qū)域的剛度相對(duì)減少。造成計(jì)算中的梁彎矩大于實(shí)際結(jié)構(gòu)的彎矩。如果柱的寬度與梁的跨度相比很小，實(shí)際結(jié)構(gòu)模型中梁的長(zhǎng)度與計(jì)算模型中定義的梁的長(zhǎng)度之間差別很小，節(jié)點(diǎn)區(qū)域很小，可以忽略這個(gè)偏移量，因?yàn)檫@個(gè)差只會(huì)使得粱計(jì)算彎矩比實(shí)際的彎矩稍大一些。結(jié)果差異很小，可以忽略不計(jì)。但當(dāng)柱的截面尺寸很大，使得梁的計(jì)算長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度差別顯著，節(jié)點(diǎn)區(qū)域較大時(shí)，計(jì)算彎矩將與實(shí)際彎矩相差很多。粱的部分只到柱邊緣處，在梁與柱的連接處將有一個(gè)剛性區(qū)域。在內(nèi)部，相鄰截面之間不會(huì)有相應(yīng)的變形發(fā)生。

在STADD-PRO軟件中，充分考慮了構(gòu)件連接的差異模型。同時(shí)提出構(gòu)件偏移的應(yīng)用。該程序中，通過構(gòu)件偏移的命令，修復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與實(shí)際構(gòu)件模型之間的差異。用戶可通過構(gòu)件偏移的應(yīng)用，避免由于構(gòu)件截面過大而產(chǎn)生的偏差。在應(yīng)用構(gòu)件偏移過程中，該程序?qū)?gòu)件的起點(diǎn)與終點(diǎn).分別設(shè)置在與相應(yīng)節(jié)點(diǎn)存在一定偏差的位置，而這個(gè)位置就是實(shí)際結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)件的真實(shí)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，最終計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際模型相符。

5 鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件STAAD-PRO的后處理功能

5.1 這種軟件可以在各種結(jié)構(gòu)的工程中得到廣泛的應(yīng)用，主要是由于這一軟件中涵蓋了多種建筑工程的施工規(guī)則和施工規(guī)范，成了通用的軟件模式。

5.2 這一軟件可以作為一種輸出系統(tǒng)，將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入到軟件中，可以得到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的具體位置，然后通過CAD繪圖軟件繪制出一定的平面和立面圖形。

5.3 可以通過這一軟件讀取相應(yīng)結(jié)構(gòu)的型號(hào)以及類型，技術(shù)人員可以直接將相應(yīng)的圖形以及標(biāo)件或者是序號(hào)等標(biāo)注在圖形上。而且，字體的大小以及字體的顏色等都可以進(jìn)行調(diào)整。

5.4 這種軟件可以對(duì)相關(guān)的工程方案進(jìn)行篩選，通過軟件輸出的數(shù)據(jù)信息包含了多種計(jì)算結(jié)果和建筑結(jié)構(gòu)工程的施工概況。其中最不符合需要的結(jié)構(gòu)將被標(biāo)注上特殊的符號(hào)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)這一信息就可以對(duì)這一計(jì)算結(jié)果進(jìn)行排除。當(dāng)然，字體大小和顏色等都是可調(diào)整的。

5.5 在該軟件的運(yùn)行的過程中，對(duì)于信息的要求相對(duì)較高，所以針對(duì)不同的信息類型和內(nèi)容，采取了不同模塊的設(shè)計(jì)。通常情況下，平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行坐標(biāo)的識(shí)別，而且每個(gè)平面都需要設(shè)定坐標(biāo)。這種模塊化的設(shè)計(jì)方式在某種程度上體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的便捷性，可以充分利用軟件來減少程序的繁瑣性，從而保證了設(shè)計(jì)工程的總體質(zhì)量。最重要的是可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的調(diào)試和應(yīng)用。

結(jié)束語

可見，在計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)過程中.如果構(gòu)件的截面尺寸較大，那么不能忽略，否則將影響模型的精準(zhǔn)性。通過應(yīng)用STADD-PRO軟件中的構(gòu)件偏移，可獲得與實(shí)際更相符的計(jì)算模型，從模型中計(jì)算分析鋼結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高應(yīng)用效率與質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：韋健，身份證號(hào)：452731198410250331。