钢结构设计思路与步骤浅谈

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1、钢结构设计思路与步骤浅谈摘要：本篇文章将结合本人的钢结构设计经验,在提炼钢结构设计简单步骤的同时，穿插钢结构的常用设计思路。关键字：钢结构；设计思路；设计步骤中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：一、判断结构是否适合采用钢结构钢结构由于其自身特点：自重轻、承载力高，抗震性能好以及现场湿作业少，通常用于高层（超高层）、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。直观地说,常用于摩天大厦、纺织工业厂房、体育馆、大桥、电视塔和临时活动建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。二、结构选型与结构布置由于结构选型涉及内容广泛并

2、且对整个设计起控制作用，做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是”概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤为重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可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，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，从而避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。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。林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了

3、用“整体概念”来规划结构方案的方法，以及结构总体系和各分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。钢结构通常有框架、平面（桁）架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。结构选型时，应考虑各建筑物各自不同的特点。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。结构布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀、力学模型清晰、尽可能限制较大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠

4、近侧向力（风震）的作用线，否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比如对于有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面，沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，考虑到这点，我们可以把次梁支撑在较短的主梁上，以牺牲次梁来保住主梁和柱。三、预估截面结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘

5、宽度根据梁间侧向支撑的间距按1/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂验算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中有关局部稳定的构造规定进行预估。柱的截面按长细比进行预估。通常取50