对于钢结构设计过程中的难点分析

   摘 要：对于钢结构由于结构性能好、空间跨度大、可循环利用、造价低、便于预制安装、施工
周期短等优点，在建筑业中得到了广泛的应用，本文重点从钢结构的设计过程进行探讨。

 

　　关键词：钢结构设计

 过程 设计思路 

　　一、钢结构分类

 

　　目前一般将钢结构分为轻钢、重钢和设备钢结构三种结构。

1）重钢：厂房行车起吊重量：

≥25 吨；每平米用钢量：≥50KG/M2。如：石化厂房设施、轧钢炼钢车间、电厂厂房、大跨度
的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。

2）轻钢：主要承重结构为实腹门式刚架，具

有轻型屋面和外墙，无吊车或吊车起重量不大于

20 吨，工作级别为中轻级的钢结构建筑 。

3）设备钢结构是指大型设备中的钢结构部分，以下结构应可划入设备钢结构范畴：架桥机
的塔架钢结构、起重机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等，属于对精密性、材质、连接
等要求较高的精密钢结构之一。对于成套设备来说，是最主要的受力部分，在功能上起到结
构性作用。

 

　　二、钢结构设计过程

 

　　

1）判别是否适合钢结构 

　　

 在做设计时要结合钢结构的特点以及工程造价，看项目工程是否适合钢结构。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。

 

　　

2)结构选型与结构布置 

　　

 钢结构通常有框架、平面(桁)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。结构选型时，

针对不同建筑的特点，选择合理经济的结构方式。结构的布置要根据体系特征、荷载分布情
况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载
的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。

 

　　

3）截面的选择 

　　

 结构布置完成后，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

的假设预定。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 之间取舍。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按 1/b 限值确定时，

可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。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，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。 

　　

4）结构分析 

　　

 结构分析可以采用多种方法：简单结构通过手算进行分析；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；复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。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 效应。新近的一些软件

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。但是要想
得到正确得计算结果，必须依据科学的假定，建立正确的计算模型，然后，选择合适的计
算工具计算。

 

　　

5）构件设计 

　　

 材料是构件设计的基础，材料的选择对于构件设计非常重要。比较常用的是 Q235 和

Q345，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，刚度控制时，宜使用 Q235。相同牌号的钢

材又分不同的质量等级：

A、B、C、D 等，其应根据焊接要求、受力特点、使用环境等因素进行

合理的选择。