问题建筑钢结构设计技术探讨

【摘〓要】

 钢结构设计简单步骤和设计思路 

　　【关键词】

 钢结构；设计；步骤 

　　钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、
密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。

 

　　

1、结构选型与结构布置 

　　在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是＼

"概念设计＼"，它在结构选型与布置

阶段尤其重要，对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体
系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全
局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构
思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段
不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

 

　　

2、预估截面 

　　结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的
假定。

 

　　钢梁可选择槽钢、轧制或焊接

H 型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在

跨度的

1/20～1/50 之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按 l/b 限值确定时，可回避

钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚
度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

 

　　柱截面按长细比预估

.通常 50<λ<150，简单选择值在 100 附近。根据轴心受压、双向受弯

或单向受弯的不同，可选择钢管或

H 型钢截面等。 

　　初学者需注意，对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢结构所
特有的组成构件的板件的局部稳定问题。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

 

　　除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情
况，合理的选择安全经济美观的截面。

 

　　

3、钢结构分析 

　　目前钢结构实际设计中，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

. 

　　

4、构件设计 

　　构件的设计首先是材料的选择

.比较常用的是 Q235（类似 A3）和 Q345（类似 16Mn）.

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组合截面.

当强度起控制作用时，可选择

Q345；稳定控制时，宜使用 Q235. 

　　构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面

.这和结构内力计算的弹性方

法并不匹配。

 

　　当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步，一些软件可以
将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级

.并自动重新分析验算，直至通过，

如

sap2000 等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。但是，初

学钢至少应注意两点：

 

　　

4.1、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