浅谈现代钢结构建筑的设计

    摘要：在钢结构设计中要充分考虑材料的优缺点，综合考虑各方面的因素加强对结构的
整体稳定、局部稳定以及平面稳定的设计，克服结构设计缺陷，避免出现失稳事故，加快钢
结构

 应用领域的发展。本文阐述了钢结构建筑的特点，对现代钢结构建筑的设计进行了探

讨。

 

　　关键词：钢结构；建筑；特点；设计

 

　　钢结构建筑是一种符合

“绿色生态建筑”特征的结构形式。它具有自重轻、地基费用省、占

用面积小、工业化程度高、外形美观、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优
势，具有较好的综合经济效益。

 

　　一、钢结构建筑的特点

 

　　

1、 材料的强度高，塑性和韧性好。钢材和其它建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，

强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性
好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的
适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面，由于钢材的
强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求，强度有时不能充分发挥。

 

　　

2、 材质均匀，与力学计算的假定比较符合。钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性，

而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算
结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制，材质波动的范围小。

 

　　

3、 钢结构制造简便，施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，

并能使用机械操作，因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较
高。构件在工地拼装，可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装
和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行
改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

 

　　

4、钢结构的重量轻。钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结

构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载，钢屋
架的重量最多不超过钢筋混凝土屋架的

1/3 至 1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近 1/10，为吊

装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，如建造在交通不便的山区和边远地区的工
程，重量轻也是一个重要的有利条件。

 

　　

5、 钢材的耐火性和耐腐蚀性差。钢材曝露于空气中，特别是潮湿空气中时，很容易发

生缓慢的化学作用，从而使钢材腐蚀，影响到建筑的美观；而且，如发生火灾，钢结构又
表现出很差的耐火性。当钢结构用于工业建筑时，由于工业建筑对美观要求并不高，同时其
内的人数少且多是流动性的，这两方面影响不大；而民用建筑，不仅要求有较高的美观效
果，而且，其内固定人口可能会很多，要求发生火灾等灾害时，能尽可能保证安全，这对
选用钢结构是有很大挑战性的。

 

　　二、现代钢结构建筑的设计

 

　　

1、判断结构是否适合用钢结构 

　　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 

　　应根据工程的条件和特点，综合考虑建筑的使用功能、荷载性能、制作安装、材料供应等
因素，择优选择抗震性能良好，而又经济合理的结构体系和结构形式，对高烈度设防的高
层钢结构，宜选用钢框

-支、钢框-筒或钢-筒中筒等钢结构体系。同时应与建筑师充分沟通合