关于钢结构设计要点的分析

摘要：钢结构是指以钢材为主要材料制作成受力建筑构件的建筑结构体系。随着炼钢技术和
成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力，高层钢结构工程迅速发展，钢
结构已成为建筑设计选型的主要对象。无可置疑，钢结构有很多优越条件，如钢材的组织均
匀、强度高、弹性模量高、塑性和韧性好，适于承受冲击和地震荷载，钢材的密度与强度比较
小，而且钢结构便于机械化生产，是工程结构中工业化程度最高的一种。

 

　　关键词：钢结构；结构设计；要点分析

 

　　

 

　　引言

 

　　

 随着经济的发展，钢结构在土木工程中的应用日趋广泛。自进入 20 世纪 90 年代以来，

我国钢结构建筑的发展十分迅速，特别是一些代表城市标志性高层建筑的建成，为钢结构
在我国的发展揭开了新的一页。保证结构的稳定及其构件的合理设计，是钢结构设计的重点。
根据《钢结构设计规范》中的有关条款对钢结构设计的稳定性、结构形式的选择、基本构件计
算等规定，科学合理组织设计，防止结构失稳、结构布置不合理等事件的发生。但在钢结构
设计中应根据工程需要，合理组织，准确选择结构形式及布置，保证工程结构稳定、经济合
理。

 

　　一、钢结构稳定设计的原则：

 

　　

 1.1 结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求。目前大多数结构是按

照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从
结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定计
算必须和结构布置相一致。

 

　　

 1.2 结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十

分重要。计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，应通过框架整体稳定分析得出，使柱稳
定计算等效于框架稳定计算。

GB50017

—2003 规范对单层或多层框架给出的计算长度系数

采用了五条基本假定，包括：

“框架中所有柱子是同时丧失稳定的，即各柱同时达到其临界

荷载。

”按照这条假定，框架各柱的稳定参数杆件稳定计算的常用方法，往往是依据一定的

假设得出的，设计的结构符合这些假设时才能正确应用。而在实际工程中，框架计算简图和
实用方法所依据的简图不一致的情况还有两种，即附有摇摆柱的框架和横梁受有较大压力
的框架。这两中情况若按规范的系数计算，都会导致不安全的后果。所以所用的计算方法与
前提假设和具体计算对象应该相一致。

 

　　

 1.3 设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。结构计算

和构造设计相符合，一直是结构设计中需要注意的问题。传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，
应有足够的刚度和柔度，对桁架节点应尽量减少杆件偏心，这些都是处理构造细部时应考
虑的。但是，当涉及稳定性能时，在构造强度上下功夫。

 

　　二、结构形式与结构的布置：

 

　　

 在钢结构设计时应多方面考虑，例如突出钢结构优势的大柱网因素和适应现代人生活

需要的大开间布置。为了使结构经济合理，钢结构对结构布置有些要求。在可能条件下做到
经济、合理。结构选型时，应考虑不同的特点。如结构有较大悬挂荷载或移动荷载，设计考虑
放弃门式刚架而采用网架。在某些雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落

(切线 50 度内

需考虑雪载

)，降雨量大的地区相应处理。在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有

更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，但在地震烈度高或不规则的高层中，不应
为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型

SRC 柱。核心为支撑框架