钢结构设计优势及问题分析

   摘要：本文作者阐述了建筑钢结构设计的原则及特点，分析了建筑钢结构设计存在的问
题，提出了相应的对策。

 

　　关键词：建筑；钢结构设计；优势；问题分析

 

　　

 

　　一、轻钢结构的优势

 

　　轻钢结构实际就是门式刚架体系，这种结构体系造价低，用钢省，安装快捷，制作简
便，施工周期短，商品化程度高，而且其造型美观，适用性广，在建筑市场上具有很强的
竞争力。近年来在轻工业厂房的设计中得到很好的应用，已成为钢结构行业乃至整个建筑业
中发展最快的结构类型，用以替换传统的钢筋混凝土柱和钢屋架结构，取得了巨大的社会
效应和经济效益。

 

　　传统的轻钢制作方式，采用机械和手工方式进行组合、装焊，自动化程度不高、工艺流
程不连贯，因而生产效率低，远不能满足建筑轻钢结构飞速发展的需要。但随着行业的发展，
现多家钢构企业都已针对轻钢结构设计的自动化钢结构生产流水线，占地面积小、布局紧凑、
流程合理，充分体现了高速、高效和高精度生产的特点，取得了满意的实际效果。由于钢结
构制造技术与设计理论的日臻完善，实腹式单跨刚架的跨度国内最大的达

83m，国际上实

腹式门式刚架的跨度最大达

150m。这是传统钢结构无法比拟的，也充分体现了现代轻钢结

构的优势。

 

　　

 

　　二、建筑钢结构设计的原则

 

　　钢结构设计必须具有充足的强度、刚度以及稳定性，整体结构达到可靠和安全要求；结
构应当满足建筑使用的要求，具有较好的耐火性；设计结构方案尽量节省材料，减轻钢结
构自身重量；最好能够缩短制造与安装的时间，节省工作日；钢结构构件应当方便维护和
运输；在有可能的条件下，尽可能保证美观，尤其是外露结构，需要符合建筑美学的要求。
按照以上原则，结合实际情况的各项要求，整体考虑结构具有的经济性、设计特点和施工合
理性等。

 

　　

1.1 梁柱体系。平面一般利用梁柱普通体系。梁使用热轧焊接钢梁，焊接柱为箱型钢柱，

设计整个结构为刚性框架结构，由梁、板和柱承担竖向荷载。框架中的梁和柱、梁和基础全部
按照刚性进行设计连接，现场利用高强螺栓与焊接共同发挥连接作用。

 

　　

1.2 抗剪设计。计算分析表明，在整体水平荷载与地震力发挥作用下，上述局部结构体

系的刚度比较弱，因此需要利用布置中心很好的抵抗水平上的荷载。钢框架剪力墙结构系统
中间部分的楼梯和电梯之间利用钢筋混凝土剪力墙，以便能够很好的抵抗水平外力造成的
冲击。

 

　　

1.3 楼盖体系。各层楼盖通常使用钢筋混凝土，按照结构计算楼盖厚度为 110mm，在计

算结构中，该楼盖具有足够的厚度，符合无限刚性的平面假定。

 

　　三、建筑钢结构设计特点

 

　　

2.1 钢结构材料具有较高的强度，塑性与韧性要比其他钢材建筑材料好，例如与木材、

砖石作比较，其强度要高出很多。因此，在大跨度和大荷载的结构构件中频繁使用。钢材的
特点还有良好的塑性与韧性。良好的塑性，在一定的条件下结构不会因为超载而产生断裂；
良好的韧性，结构能够很好的适应动力荷载。钢结构具有的延伸性与吸能力还令其抗震性能
十分优越。另一方面，钢材具有极高的强度，制作的构件截面极小且薄，受到压力时能够符
合稳定的要求，有时无法充分发挥强度。

 

　　

2.2 均匀的材质，钢材内部组织十分接近向同性和匀质，同时在一定的应力幅度范围内