钢结构设计步骤及过程研究

　【摘

 要】随着我国国民经济和科学技术的发展，钢结构建筑已逐渐成为一种较为普遍的建

筑结构形式，在工业、民用建筑中都得到了较广泛的运用，设计与施工的好坏直接决定着建
筑结构的质量，本文主要从钢结构的设计步骤与过程方面，探寻钢结构设计的技巧与关键
所在。

 

　　【关键词】钢结构；设计；步骤

 

　　随着经济的高速发展，国民对居住生活环境的要求越来越高，对于与人们居住生活相
关的建筑业就要与时俱进，不断更新换代、推陈出新，从各个方面满足人们的居住需求。近
年来，在我国钢结构建筑发展迅速，因其独特的优点，越来越多的受到人们的青睐，主要
有质轻高强、抗震性能优越、施工周期短、综合效益高、与计算力学假定基本相似、塑性和韧性
好、气密性和水密性好、工业化程度高、属于绿色环保建筑等优点，其缺点主要是不耐锈蚀和
耐热不耐火及工程造价高等方面。目前，钢结构建筑已逐渐成为一种较为普遍的建筑结构形
式，在工业、民用建筑中都得到了较广泛的运用。

 

　　

1、钢结构选型与布置 

　　结构选型是设计的首选环节，选择合适的结构类型，对于后续的设计及整个结构的成
功与否至关重要，常用的钢结构类型有：轻钢、网架、框架、桁架、索膜及塔桅等。到底选择哪
一种结构类型，需要根据实际情况和上述结构类型的特点综合考虑。如果是悬挂或移动荷载
较大的轻钢厂房，最好选用网架形式；如果工程是在我国东北地区，还要考虑到冬季积雪
荷载，宜选用网壳形式；如果是在南方夏季多雨地区建房，要考虑到雨水荷载，优先选用
网壳形式；如果是在高层建筑中使用钢结构，考虑到地震烈度，可采用周边支柱，核心筒
体形式；如果是体育场或展览馆等跨度较大的建筑，宜选择索膜形式。

 

　　对于钢结构的布置，要根据建筑的荷载分布、使用性质、体型特征等综合权衡，要以最
直接的途径把荷载传递到基础为原则来布置。概念设计对整个的钢结构设计来讲非同小可，
需要重视钢结构概念设计。做好概念设计，既对整体设计进行了控制和规划，又能节省计算
量，可以说是不可或缺的设计流程。比如说门式刚架，根据刚架跨度和檐口高度

l/h　之比，

科学的进行柱脚形式刚接或铰接的选取和假设，对风荷载进行选取，需要参考建筑结构荷
载规范还是门刚规程；依据有无吊车荷载和地震烈度情况，科学进行柱顶侧移的控制，需
要参考钢结构设计规范还是门刚规程；同时，对于构件的验算规范，要与荷载选取情况相
一致，综合比较后选择出最为经济合理的构件截面。

 

　　

2、钢结构设计步骤分析 

　　

2.1　估算截面 

　　在结构选型和布置完成后，就要进行截面的估算工作，通常首先要假设梁柱及支撑的
截面和尺寸，再来估算构件的截面，依据设计规范确定构件截面类型，例如

H 型钢、圆管

及方管等，钢材材质不同，计算要求各异，需要弄清是普通钢还是轻钢。根据笔者设计经验，
在符合规范的基础上，权衡经济和安全因素，尽可能的选用既经济又美观的截面形式。

 

　　

2.2　结构分析 

　　伴随着计算机及科技的发展，我们也可以进行结构非线性部分的分析，这样以来，使
得分析会更加的准确。通常在设计实际中，较易的机构可以用手算，稍微复杂一些的结构，
需要用分析软件进行分析，再就是对于一些较为典型的结构，也就是说我们常用的结构，
我们可以查询相关书籍及文献，根据经验来取值直接分析即可。

 

　　

2.3　工程判断 

　　使用软件时常常会有一些计算假定条件来模拟实际工程结构形式，这些条件无疑与实
际工程存有误差，有时候误差还不小，这样以来，分析结果会有不精确性和理论化，为了