钢结构设计整体结构体系的设计

　摘要

:钢结构结构性能好、空间跨度大、造价低，而且可循环利用，便于预制安装，在施工

中，可大大缩短建设时间，所以在建筑业中得到了广泛的应用。在钢结构设计的整个过程中，
概念设计是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
经验获得的设计思想的方法，对于结构选型与布置阶段非常重要，本文重点对钢结构整体
结构体系的设计做了简要分析。

 

　　关键词

:钢结构整体结构设计思路 

　　中图分类号：

 TU391 文献标识码： A 

　　

1、引言 

　　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，直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视
塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。钢结构设计的基本原
则是要做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。因此，结构设计要使结构的可靠性和
经济之间达到平衡，在最经济的条件下，使建成的结构能满足各种预定的功能要求，在使
用期间经受各种自然和人为作用的考验，而且不妨碍建筑物的正常使用。为此，在结构设计
中应主要考虑结构的效应计算和可靠性两个方面的问题，只有将这两者相结合，相得益彰
才能使结构设计方法臻于完善。

 

　　

2、钢结构设计要点分析 

　　

2.1 材料选择 

　　钢结构设计在材料要求上应该具有较高的强度、足够的变形力、优良的加工性能。承重结
构的钢材在要求上必须具有抗拉强度、伸长率、屈服点以及碳、硫、磷的含量必须保证合格。同
时焊接结构必须具有冷弯试验的合格保证，要求承受动力荷载的结构及重要的受拉或者受
弯的焊接结构必须具有常温或者负温度下冲击韧性的合格保证。以往的实践经验告诉我们
Q235B、Q345B、Q390B、Q420B 均满足要求。 
　　

 2.1、结构选型与结构布置 

　　

 由于结构选型涉及广泛，做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行，概

念设计在钢结构设计的整个过程中非常重要，尤其是在结构选型与布置阶段，其可以依据
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，解决一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题。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。

 

　　钢结构通常有框架、网架（壳）、平面

(桁)架、轻钢、索膜、塔桅等结构型式，在结构选型

时，应考虑它们不同的特点，在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载时，就可
考虑放弃门式刚架而采用网架。在基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线
50 度内需考虑雪载），建筑允许时，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，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单
纯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

框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者，对抗震极其不利。

 

　　

2.2、节点设计 

　　连接方式的不同对结构影响甚大。比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产
生较大转动，不符合结构分析中的假定。会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。
在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定，常常出现的一种情况是，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。按传力特性不同，节点