试论建筑钢结构设计

   摘 要：钢结构建筑设计的构思成功关键所在是技术构思与表现，在方案设计的深化中，
需要同结构工程师，设备工程师，甚至包括机械工程师密切配合。随着社会的发展，高层钢
结构住宅工业化和商品化程度在不断地提高，能够把设计、生产、施工和安装整合为一体。进
而使住宅产业化水平得以提高。基于钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好和材料可回收再
生等诸多优点，高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构
设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建
设中。面对这样的形势，我们把建筑的钢结构设计进行讨论研究。

 

　　关键词：建筑设计；钢结构；设计生产；施工；

 

　　

1.引言 

　　在建筑行业，钢结构设计应用的时间已经不短了，我们都知道，建筑钢结构的优点有
很多，相比较传统的混凝土结构和砌体结构等，它性能稳定，质量轻强度高，抗震性能好
施工时可以在厂房进行加工再到现场装配，不仅装配的完整度好精密度高，而且能够大大
的加快施工进度缩短工期。因此，其在高层建筑方面的运用已经经历了数十年。同时它还有
一个非常贴切的称呼，大家叫它

“绿色建筑”，因为其不仅基础造价低，材料可回收和再生，

而且可以节能、省地、节水。作为一种绿色环保建筑，近年来，钢结构住宅已被建设部列为重
点推广项目。因为钢结构建筑设计具有建筑设计的一般属性，建筑师不是随心所欲在作设计，
业主设计任务书对建筑师的平面和设计构思等发生的作用是重大的。客户希望设计师有更好
的业绩，而且希望在其最终产品的确定过程中，设计师和市场专家都能更高效的参与决策。
在这个阶段，建设项目更强调整体设计、更强调专业设计师、市场专家及开发商之间的协调，
设计过程包括了持续的信息和知识的交流与整合。

 

　　

2.钢结构工程设计原则 

　　

2.1 钢结构设计服务于钢结构的施工与使用，钢结构工程使用目的是为了创造效益。公

共建筑偏重于社会效益，工业建筑则偏重于经济效益。因此，

“钢结构经济性”是钢结构设计

的另一个重要方面。

 

　　

“钢结构经济性”原则应从总体上加以分析，不能仅从某一方面孤立地去考察。在很长一

段时间内，钢结构设计以耗钢量为标准，即耗钢量低就是先进的设计、是好的结构体系或形
式，这在钢材匮乏的年代，节约钢材是一种重要的手段。然而，总体而言，单纯以耗钢量为
评价标准是不完全的，也不尽合理。对门式刚架轻型钢结构房屋，全面评价结构体系的合理
性应综合考虑用钢量、加工制作费、安装费、施工周期及基础费用等。

 

　　因此，钢结构设计时，必须对钢结构体系的经济性进行深入分析和全面的考察，只有
综合效益最佳的方案或钢结构体系才是合理的。评价结构体系的合理性，不仅要看耗钢量指
标，还要看总体造价，也要看工期的长短，建筑物的早日投入使用或投产可获得的使用效
益。此外，钢结构设计是要系统考察主要建筑材料的供应情况，及当地的制造与安装水平等，
同时还应与业主加强沟通。

 

　　

2.2 根据实际情况，合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。因此如果结构太刚则变形

能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏
但是太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。
但是刚柔的程度历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，
但无法提供

“放之四海皆准”的精确答案。这就要靠设计者与业主进行沟通来确定一个方案。 

　　

2.3 钢结构体系的

“适用”原则是针对钢结构体系的功能要求而言的，钢结构体系适用性

与建筑物的使用功能有密切联系。为此在结构设计时，必须把握以下方面：对建筑物的功能、