关于钢结构设计及加固方法的探讨

　摘要：由于钢材具有较高的强度、较好的延性而被广泛应用于建筑领域。随着社会的发展
与进步，我们越来越重视钢结构设计。在钢结构应用过程中有很多方面需要做进一步的研究
和探讨，本文主要对钢结构设计及加固方法进行了探讨。

 

　　关键词：钢结构；结构布置；节点设计；加固方法

 

　　

 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 

　　

 

　　

1.钢结构选型与结构布置 

　　在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计，它在结构选型与布置阶段尤其
重要，对一些难以作出精确性或规范规定的情况，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，所得结构方案往往都易于计算，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。

 

　　钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，
亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构和形式，方应考虑它们的特点
基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择
构件受拉力为主的悬索结构体系。

 

　　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
柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力

(风震)的作用线。否则应考虑结构的

扭转，结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传
递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，
减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次
梁保住主梁和柱子。

 

　　

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、工字钢、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。

 

　　

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.节点设计 

　　钢结构体系当中，节点的设计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的
重视。钢结构的节点设计包括梁－柱节点、梁－梁节点、柱－柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。