探析建筑钢结构设计的要点及注意

事项

　　摘要：本文通过对钢结构设计过程中设计人员应该明确了解的一些基本概念和方法，
如钢结构的特点、结构体系、设计要求、构造要求等进行了剖析，以便于帮助设计人员更好地
完成设计。

 

　　关键字：钢结构结构设计

 大跨度 

　　中图分类号：

TU8 文献标识码： A 

　　

 

　　随着国家经济建设的发展，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化。
钢结构产品在大跨度空间结构、轻钢门式结构、多层及小高层住宅领域的建筑日益增多，应
用领域不断扩大。从西气东送、西电东输、南水北调、青藏铁路、钢结构住宅、西部大开发等建
设实践来看，一个发展建筑钢结构行业和市场的势头正在我国出现。

 

　　

1 钢结构的特点 

　　

1.1 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。钢材还具有塑性和韧性好的特点，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂，
而且对动力荷载的适应性强。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。

 

　　

1.2 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。钢结
构密闭性较好

,水密性和气密性较好，适宜建造密闭的板壳结构。 

　　

1.3 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，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。

 

　　

1.4 钢结构的重量轻钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但结构要轻，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。 

　　

1.5 钢材的耐腐蚀性和耐火性就较为欠缺，钢材长期经受 100

℃辐射热时，强度没有多

大变化，具有一定的耐热性能，但温度达

 150

℃以上时，就须用隔热层加以保护。钢材不耐

火，重要的结构必须注意采取防火措施。在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。

 

　　

1.6 而钢结构具有良好的延展性，钢材基本上属各向同性材料，扛拉、抗压、扛剪强度均

很高，而且具有良好的延展性，特别是钢结构凭着自己特有的高延展性减轻了不良反应。

 

　　

2 钢结构设计的基本原则 

　　

2.1 强度大稳定耐久的原则。结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，整个结构安全可靠，

结构应符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性、稳定性、牢固性、抗震性。

 

　　

2.2 节约、方便省时的原则。结构方案尽可能节约钢材，减轻钢结构重量，便于运输，有

利于缩短制造和安装时间，便于维护。

 

　　

2.3 美观大方实用的原则。在保持经久耐用的基础上，在可能条件下，尽量注意美观，

特别是外露结构，有一定建筑美学要求。

 

　　

3 钢结构优于砖混结构、混凝土结构 

　　

3.1 结构自重轻。根据比较，相同的建筑造型，六层钢结构住宅重量仅相当于四层砖混

结构住宅的重量。建筑总质量小，地震力效应小，且延性好，相应抗震性能优良。