钢结构设计思路和步骤浅析

摘要：随着我国建筑产业的快速发展，钢结构建筑产物已经成为我国城市建设的主流建筑
群体。相对传统的钢筋混凝土结构而言，钢结构体系自重相对较轻，具有较高的材料强度与
较好的抗震性能，同时，钢结构工程安装施工过程相对简单方便，且施工周期较短，因此
其在建筑结构中被广泛应用。本文首先简单的阐述钢结构设计原则，然后针对钢结构的设计
特点，详细介绍其设计思路和步骤，最后提出在钢结构设计过程中应该注意的相关事项，
供相关研究人员参考。

 

　　关键词：钢结构；原则；设计思路；步骤

 

　　文章编号：

1674-3954（2013）09-0068-02 

　　引言

 

　　钢结构工程具有自重小、刚度大、基础造价低、抗震性能好等优点，通常用于高层（超高
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。因此，我们应熟悉钢结构设计原则及其相关设计思路和步骤。

 

　　

1 钢结构设计原则 

　　近年来，在钢结构设计中经常出现失稳事故，造成严重的人员伤亡与经济损失，主要
原因是由于以下两方面造成：

①由于空间网架、网壳结构等新型钢结构的不断出现，造成相

关设计者没有足够的时间去了解掌握这些新型结构的设计；

②由于钢结构设计者缺乏相关

设计经验，关于钢结构和构件的整体稳定性概念理解不够清晰，成为钢结构设计中经常出
现的薄弱环节。因此，稳定性成为钢结构设计中一个突出的问题，如果处理不好此类问题，
将会造成不可估计的损失。所以根据稳定性问题在实际的钢结构设计中的特点，以及未来更
好的保证钢结构设计中构件不会丧失稳定性，设计过程中应严格遵守以下三条基本原则：
①保证整体结构的细部构造和构件的稳定计算，二者必须相互配合，相互统一；②在进行
结构布置时，必须从整个体系和组成部分的稳定性要求出发，进行全面考虑；

③必须保证

结构计算简图和实际计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算起着相当关
键的作用。

 

　　

2 钢结构设计思路和步骤 

　　

2.1 钢结构的形式与布置 

　　钢结构主要有框架、平面架、网架、索膜、轻钢以及塔桅等结构形式。通常情况下，每个形
式都有其独特的特点，因此在选型的时候要结合具体情况充分考虑它们的特点，在面对具
体问题时要具体分析。例如，对于那些屋面覆盖跨度较大的建筑时，可以选择以构件受拉为
主的悬索或索膜结构；在建筑轻钢工业厂房时，需要有较大的悬挂荷载或移动荷载，此时
我们需要选择与之相适应的网架，放弃门式钢架。在钢结构设计中，关于钢结构的布置必须
根据相关体系特征、荷载分布情况及其性质进行综合考虑。在选择钢结构悬挂结构时，应参
考表

1。 

　　

2.2 截面的选择 

　　对构件截面进行初步估算，主要就是对梁面和支撑断面的形状与尺寸的假定。钢梁的截
面高度，通常根据荷载和支座的具体情况，一般是

1/20～1/50 之间的跨度选择。对于翼缘的

宽度，为了回避钢梁整体稳定的复杂计算，可根据梁间侧向支柱的间距按照

1/b 限值加以

确定。柱截面需要根据长细比进行预估，通常来说入的选择值在

100 左右。 

　　

2.3 结构分析 

　　目前在钢结构实际设计过程中，通常结构分析为线性弹性分析，条件允许时考虑

P-

△，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
地分析结构提供了有利条件。除此之外，并不是所有的结构都需要使用软件：对于复杂结构，