建筑钢结构深化设计的探讨

   摘要：本文提出钢结构深化设计的目的，从高层建筑钢结构的设计重点出发，进而提出
钢结构深化设计图内容和构造节点优化。

 

　　关键词：钢结构

 深化设计 节点 优化 

　　

 

　　

 引言： 

　　

 建筑工程设计文件编制深度规定中，对钢结构工程设计制图也有明确的界线划分，在

业主委托设计单位进行结构设计时，若合同中没有具体关于深化设计的要求，则钢结构的
设计内容仅为钢结构设计图。因此，钢结构深化设计在更多时候需由加工、安装单位来完成，
这也给加工、安装单位提出了较高的要求，特别是针对许多复杂的钢结构。由于深化设计人
员缺乏对结构设计图的理解，在加工和施工经验方面较欠缺，因此对节点、构件深化设计在
图纸表达、节点构造设计方面并不一定合理。

 

　　

 

　　

1.深化设计的目的近年来，中国的钢结构发展迅速，钢结构深化设计作为一个新兴行

业也得到了发展壮大。深化设计水平正在逐年提高，随着设计手段的不断完善，计算机辅助
设计的推广，超大规模、超大跨度钢结构工程经验的积累，中国的钢结构深化设计能力已基
本接近国际先进水平。同时，随着中国钢结构的不断发展，结构形体的日益复杂求新，工程
质量要求的不断提高，加工安装手段的不断提高和完善，各环节对钢结构深化设计的要求
和依赖也在不断提高，其在整个钢结构链中的作用也日益显现。深化设计已由传统的构件拆
图延伸到节点及构造计算及设计、材料准备及优化、施工详图产生、各类报表统计、预拼装及
吊装方案设计及计算、工程量统计及索赔资料的整理等钢结构的方方面面。

 

　　

 

　　

2.高层建筑钢结构设计重点 

　　

2.1 高层结构设计应注意以下六个比值：

①轴压比：主要为控制结构的延性。②剪重比：

主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性。

③刚度比：主要为控制结构竖向规则性，

以免竖向刚度突变，形成薄弱层。

④位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，

对结构产生不利影响。

⑤周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影

响。

⑥刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆。 

　　

2.2 风荷载与地震荷载组成的结构水平荷载是结构设计的主要控制因素，结构内力与位

移一般采用弹性方法计算，对于有抗震设防要求的结构，除进行地震作用下的弹性阶段计
算外，还应验算可能进入的弹塑阶段状态。风振验算时对于建筑主体结构部分顶部有小型突
出建筑时，应计入鞭梢效应，特别是对于顶部有桅杆类的结构的应着重分析。

 

　　

2.3 高层建筑钢结构计算模型根据具体结构形式和计算内容确定，一般可采用平面抗侧

向力结构空间协同计算模型。当结构布置规则，质量及刚度沿高度分布均匀时可采用平面结
构计算模型；当结构平面或立面不规则，无法划分为平面抗侧力单元时，考虑采用空间结
构计算模型。

 

　　

2.4 高层建筑的基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型，确保建

筑物不致发生过量沉降或倾斜，满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑的相互影响，
尤其是周边高层建筑影响，宜采用筏形基础，必要时可采用箱形基础。当地质条件好、荷载
较小，且能满足地基承载力和变形要求时，也可采用交叉梁基础或其他基础形式；当地基
承载力或变形不能满足设计要求时，可采用桩基或复合地基。