钢结构设计简单步骤和设计思路跟设计中问题分析

<一>、钢结构设计简单步骤和设计思路

（一)判断结构是否适合用钢结构

钢结构设计通常用于高层、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。

（二）钢结构设计选型与结构布置

此处仅简单介绍。详请参考相关书籍。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。

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其重要。对一些难以作出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、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，并可避免结构分析阶段不的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据与否的主要依据。（无论结构软件如何，扎实的结构概念和力学分析，及的手算能力，才是的素质。）

钢结构设计通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。

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，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。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。对不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。）结构的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。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以较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。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。

钢结构设计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，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

<二>、钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析

钢结构的建筑自身存在着较好的特性，它具有混凝土和一些砖石结构所没有的优势，而且从材料性能和相关的力学性能来看，它具有较好的稳定性。从当前的钢结构的发展情况来看，钢结构在建筑结构的设计当中存在着较重的比例。分析钢结构在建筑结构设计当中所存在的问题，并提出一些有针对性的措施，可以的钢结构在建筑物结构当中的使用。

社会在不断的发展和进步，特别是改革开放以后，人类进人21世纪，我国经济建设的速度开始飞跃猛进。在这种背景之下各种建筑的的建设量也在不断的增长。这些建筑当中有单层建筑也有多层建筑，有钢结构也有钢筋混凝土结构。随着时代的发展，现在一些大型建筑都是以钢结构为主，传统的混凝土建筑开始逐渐的被淘汰。钢结构建筑又分为普通钢结构建筑和轻型钢结构建筑。从现有的钢结构单层建筑的设计来分析，可以分析出其中所存在的不足问题，对其进行总结可以从三个角度来说：

1、设计的质量明显不高

钢结构具有较好的使用性能，在建筑设计当中的使用普遍。如图1所示。钢结构的相关部门，其设计的任务比较繁重，这就会使得一些建筑单位将建筑的结构设计及工程承包出去，而因为在钢结构的设计方面缺少相关的经验，外包单位的设计资质不够的话，再加上当前建筑行业市场混乱的情况，就会给乌鲁木齐钢结构工程质量带来较大的影响。除此之外，没有准确的监督机制也没有针对性的法律法规对其进行规范也很容易导致其出现事故，后果严重。

2、因为参与建设的人员素质不高而带来的问题

钢结构的设计人员需要有较高的素质，但从现如今的实际情况来看，在很多工程当中，相关设计人员的技术水平都存在有良荞不齐的情况。现场的施工人员以及监理人员的素质、道德素养都很低，和民用建筑钢结构的发展水平存在有的差距。而且现如今的从业人员无法及时的适应民用建筑钢结构的发展需求，他们缺乏素质和相关知识作为支撑。同时也不具备相关的技术，对于非的工作人员来说，是难以达到的。

从技术人员的角度来说，需要下苦功夫才能够的掌握相关的技巧，这样在钢结构建筑当中，施工人员和监理人员的相关的素养和知识都还有待于提升。

3、因为钢结构设计方案存在的问题而带来的问题

钢结构的设计方面，资金上一般都存在有问题，通常是因为承建单位和设计单位进行设计分包而导致的，这样就会在很大程度上降低钢结构设计的。从一些设计方面来看，有些设计不能满足原有设计的需求而且存在有很多的错误。比如柱脚的设计错误等，一般情况下，这种错误分为三个类型，分别是埋人式、外包式设计和外露式设计，而在于一些民用建筑的设计当中，常使用的设计类型都是外露式设计。