钢结构工程设计应用浅析

　摘要：自工业革命和信息革命以来，现代科学的空间思维也融人到钢结构建筑里面，从
根本上改变了人们对以前建筑的认识和创造方式，以钢结构为主的新产业新技术新工艺也
逐渐增多。本文主要阐述钢结构工程设计中的问题及钢结构建筑的设计，供大家参考。

 

　　关键词：抗震；结构选型；抗风设计

 

　　前言

 

　　钢结构建筑其实很早就出现在了历史上，举世闻名的法国埃菲尔铁塔就是采用钢结构
建造而成的。只是在当时的情况下，钢铁产量尚不高，钢铁冶炼技术也不是很成熟，不能应
用普及到众多的日常建筑里面。所以在其初期，钢结构的应用多是以建筑零件诸如部分配件，
部件，连接件等，早在十九世纪初期人们就已经开始使用熟铁建造房屋和桥梁，其发展历
史更比钢筋混凝土悠久，一直到二十世纪六十年代钢结构建筑理论飞速发展与创新，才产
生了现代钢结构工艺的建筑。

 

　　

1、钢结构工程设计问题分析 

　　

1.1、设计方法方面 

　　我国钢结构建筑的设计步骤主要是：依据弹性方法计算钢结构各构件内力；依据弹塑
性方法验算钢结构构件的极限承载力。由于钢结构达到极限状态时，就会进入弹塑性变形阶
段，会造成结构内力的重分布，按现在的方法设计，不能保证构件承载力可靠度的一致性。

 

　　

1.2、钢结构体系方面 

　　钢结构工程低于

6 层的，可采用框架一支撑或框架体系，高于 6 层的采用框架一砼剪

力墙或框架支撑体系；框架柱有

H 型钢柱、钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱。在 6 层以下钢结

构工程中，组合柱要比

H 型钢柱型要省钢；钢支撑比剪力墙的延性高，在地震等级高时延

性高的地震力小，延性差的地震力大，从抗高等级地震的性能来说，钢支撑比砼剪力墙好
钢框架一混凝土剪力墙体系属混合结构，抗震性方面目前研究还不够，选用时应慎重：

 

　　

1.3、钢结构楼板设计方面 

　　楼板不仅承受竖向荷载并将其传给框架，还将水平力传到柱上，因此楼板的强度、承载
力和整体性都十分重要。作为钢结构工程要求，楼板还应考虑隔音要求；目前钢结构工程上，
压型钢板组合楼板，现浇楼板等应用较多；震级较高的震区或重要钢结构，在柱的设计方
面，因考虑在柱子的周边宜设置钢箍筋，以免高水平力破坏楼板。

 

　　

1.4、钢结构抗震设计方面 

　　

1.4.1、设计反应谱问题 

　　地震记录仪构造使得很多大于

3 秒的强震被削弱，因此计算的反应谱不真实，而建设

部人为调整的谱曲线来保证钢结构安全性的抗震设计，可靠性需进一步验证

 

　　

1.4.2、弹塑性地震反应计算问题 

　　目前我国没有高层钢结构弹塑性地震反应计算程序，缺乏空间弹塑性地震反应分析软
件。

1.4.3、钢一砼结构高跨设计问题 

　　我国是一个多地震国家，国际上没有这方面的研究，需要解决抗震设计原则、设计指标
和设计方法。

 

　　

1.5、钢结构节点和支撑构造方面 

　　

1.5.1、节点设计 

　　钢结构设计中重要的内容是连接节点的设计，应该在结构分析前对节点的形式进行充
分思考和确定。必须避免最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致的情况。
此外，节点设计还必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序。