異形鋼結(jié)構(gòu)因其獨特的形狀和結(jié)構(gòu)特點，在建筑領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其設(shè)計加工方法多種多樣，主要包括以下幾種：，，1. 切割法：這是最常見的加工方式之一，通過使用各種切割設(shè)備（如激光切割機、等離子切割機、火焰切割機等）將鋼材按照設(shè)計要求進行精確切割。，，2. 焊接法：通過焊接技術(shù)將不同形狀的鋼材連接起來，形成整體的結(jié)構(gòu)。焊接技術(shù)的選擇取決于鋼材的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的要求。，，3. 螺栓連接法：通過使用螺栓和螺母將不同形狀的鋼材連接起來，形成整體的結(jié)構(gòu)。這種方法適用于需要承受較大載荷的情況。，，4. 鉚接法：通過使用鉚釘將不同形狀的鋼材連接起來，形成整體的結(jié)構(gòu)。鉚接法適用于需要承受較小載荷的情況。，，5. 組合法：通過將不同的材料和構(gòu)件組合在一起，形成具有特定功能的結(jié)構(gòu)。這種方法可以充分發(fā)揮各種材料和構(gòu)件的優(yōu)勢，提高結(jié)構(gòu)的強度和性能。

異形鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工方法的種類

一、按結(jié)構(gòu)類型分類

• 段式異型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工
  • 這種結(jié)構(gòu)由若干依次串聯(lián)的單元構(gòu)成，單元之間通過節(jié)點連接。在設(shè)計時需要精確規(guī)劃每個單元的尺寸、形狀以及連接節(jié)點的構(gòu)造，以確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可拆卸、可組裝性能。在加工方面，要保證單元制造的精度，尤其是節(jié)點部分，以便于現(xiàn)場的組裝連接。其常用于一些需要靈活組裝和拆卸的建筑結(jié)構(gòu)或臨時性建筑結(jié)構(gòu)中。
• 輕型異型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工
  • 由輕質(zhì)材料制成，設(shè)計時側(cè)重于滿足室內(nèi)隔斷、天花、墻板等部位的功能需求，如考慮輕質(zhì)材料的強度、防火性、隔音性等。加工過程相對較為精細，因為多用于室內(nèi)裝飾部分，可能需要對材料進行切割、打孔、彎曲等多種加工操作以適應(yīng)不同的安裝環(huán)境，且在加工時要注意保證表面的平整度和美觀度，主要應(yīng)用于建筑室內(nèi)裝飾工程。
• 冷彎薄壁異型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工
  • 采用卷板后冷彎成型的方法制造。在設(shè)計過程中，要依據(jù)建筑的框架、梁、柱等部位的受力情況精確計算冷彎的角度、曲率等參數(shù)，確保結(jié)構(gòu)能夠承受相應(yīng)的荷載。加工時，對冷彎設(shè)備的精度要求較高，需要嚴格控制冷彎過程中的變形量，以保證成型后的構(gòu)件尺寸和形狀符合設(shè)計要求，適用于中小跨度建筑的框架、梁、柱等部位。
• 槽鋼、工字鋼異型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工
  • 槽鋼、工字鋼是較為常見的異型鋼。在設(shè)計方面，根據(jù)建筑中梁、柱、橋梁等建筑構(gòu)件的不同受力要求，合理選擇槽鋼、工字鋼的型號、規(guī)格，并設(shè)計其連接方式。加工時主要是對槽鋼、工字鋼進行切割、焊接等操作，以構(gòu)建出符合建筑需求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于建筑和橋梁工程中的梁、柱等部位的構(gòu)建。

二、按工程應(yīng)用中的設(shè)計加工

• 建筑異形鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工（以特定建筑類型為例）
  • 超高層異形鋼結(jié)構(gòu)
    • 在設(shè)計上，要充分考慮超高層的風(fēng)荷載、地震作用等特殊受力情況，進行結(jié)構(gòu)的抗震審查、圖紙設(shè)計等工作。例如在設(shè)計杭州來福士廣場工程項目時，從抗震審查、圖紙設(shè)計等7個方面進行了考慮，確保結(jié)構(gòu)安全。加工時，對構(gòu)件的加工精度要求極高，構(gòu)件加工、預(yù)拼裝、現(xiàn)場安裝等環(huán)節(jié)都需要嚴格的質(zhì)量管控。
  • 大跨度空間異形鋼結(jié)構(gòu)（如收費站）
    • 設(shè)計時可能采用如Dynamo參數(shù)化建模方法完成BIM模型等先進技術(shù)，進行結(jié)構(gòu)受力分析，考慮大跨度結(jié)構(gòu)的空間受力特性。加工過程中，要保證各個構(gòu)件的尺寸精度和安裝精度，以實現(xiàn)大跨度結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性要求。
  • 雙曲面異形結(jié)構(gòu)（如建筑）
    • 設(shè)計時要考慮建筑的曲面造型對結(jié)構(gòu)的影響，包括結(jié)構(gòu)的受力分布、空間布局等。在加工方面，由于雙曲面形狀較為復(fù)雜，對加工設(shè)備和工藝要求高，例如在建筑施工能耗模擬分析時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前利用eQUEST模擬軟件對異形結(jié)構(gòu)建筑施工能耗進行模擬時，建筑施工節(jié)能效果較差，這也反映出雙曲面異形結(jié)構(gòu)設(shè)計加工的復(fù)雜性和難度較高。
• 橋梁異形鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工
  • 在設(shè)計時，要兼顧結(jié)構(gòu)的承重要求和美觀性，例如通過獨特的形態(tài)設(shè)計滿足橋梁的承重要求并產(chǎn)生強烈的視覺沖擊，同時要精確計算每一個部件的受力情況。加工過程中，施工精度控制是一大難點，需要借助先進的施工技術(shù)和設(shè)備來完成，并且在材料選擇上要注重采用高強度、輕質(zhì)的新型鋼材以減輕橋梁自重和提高抗震性能。
• 雕塑異形鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計加工
  • 設(shè)計上，要體現(xiàn)藝術(shù)表現(xiàn)力，融合當(dāng)?shù)匚幕?。例如藝術(shù)家要與工程師合作，藝術(shù)家提出創(chuàng)意，工程師將其轉(zhuǎn)化為實際可操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保雕塑的結(jié)構(gòu)安全。在加工時，要根據(jù)雕塑的獨特形狀進行切割、彎曲、焊接等操作，將各個部件精確組合，以呈現(xiàn)出最終的藝術(shù)效果，使雕塑能夠成為城市文化的一部分，增強市民的歸屬感和認同感。

異形鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新技術(shù)

異形鋼結(jié)構(gòu)加工的精度控制

異形鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用案例

異形鋼結(jié)構(gòu)的成本效益分析