鋼結構設計精選(九篇)

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第1篇：鋼結構設計范文

關鍵詞：多層輕鋼；輕鋼結構；結構設計

1?引言

我國建筑業(yè)的高速發(fā)展促進了許多新型輕型屋面材料得到開發(fā)，越來越多先進的建筑材料在建筑業(yè)中得到應用，也促進了輕鋼結構在建筑業(yè)中的應用。輕鋼結構是一種年輕而極具生命力的鋼結構體系，輕鋼結構以其抗震性、抗風性、耐久性、保溫性、隔音性、健康性、舒適快捷及環(huán)保等優(yōu)勢廣泛應用于一般工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務性建筑。

2?多層輕鋼工業(yè)廠房體系和結構布置特點

2.1?結構體系

多層輕鋼工業(yè)廠房因為高度低和層數(shù)少多為框架一支撐結構和純鋼架結構。根據(jù)實際情況選擇結構體系，可以降低鋼的用量，并且滿足工藝要求。

2.1.1?純框架結構

鑒于工藝設計中管線布置和機械設備擺放等限制，柱間不能設置支撐，故選擇純框架結構。純框架結構由工字型梁和十字型柱（H型柱）或箱型柱構成。純框架結構每個部分的剛度分布均勻，平面布置靈活，且延性較大，自振周期長，具有良好的抗震性，可以為工程提供足夠的室內空間。

2.1.2?框架一支撐結構

框架一支撐結構與純框架結構對比，具有簡單的節(jié)點形式、用鋼量少和側移剛度大的特征。框架一支撐結構一般為X型，也有八字型、人字型和門型支撐，由工字型梁柱構成。橫向承重體系是框架一支撐結構的主要承重體系，空間連系作用依靠樓板與次梁，柱和縱向聯(lián)系梁鉸接。設置支撐柱間的同時還應設置屋蓋橫向支撐，支撐設在第二開處或兩端，構成幾何不變體系，以便整體剛度的提高。在屋面可以選取柔性拉桿支撐結構，柱間則要應用剛性圓鋼管作為支撐。橫向縱向都需布置支撐的情況是在8度設防地區(qū)的情況下。

2.2?圍護結構

在多層輕鋼型廠房中，彩色涂層的壓型鋼板和夾芯金屬板取代了傳統(tǒng)多層廠房的砌體圍護墻體。這種輕型圍護結構具有保溫隔熱效果好、自重輕、容易安裝和美觀的外表的特點，采用輕型圍護結構可以降低對基礎的要求和大幅度減輕結構的自重。

屋面結構一般選取z型冷彎薄壁型或大斷面的C型鋼檁條體系，板跨與鋼架間距決定檁條的尺寸，以1~2m的等間距在屋脊和檐口布置，增加房屋的縱向剛度，為主鋼架平面提供外約束，縱向水平力得到傳遞。檁條高度一般為140~250m，有些則可以達到300m，厚度為1.5~3.0mm。當鋼架間距大于9m時，則需要選擇桁架式。Z型為連續(xù)檁條，C型為簡支，鋼架與檁條的連接可以采用檁托。

墻梁同樣選取Z型或C型冷彎薄壁型鋼，板跨（墻距）與鋼架間距（跨度）決定墻梁的尺寸，以1~3m的間距在門窗洞口上下布置，增加房屋的縱向剛度，為主鋼架平面提供外約束，縱向水平力得到傳遞。當間距大于9m時，則要考慮設置墻架柱以便降低墻梁鋼架間距。

3?設計方法與基本要求

3.1?設計方法

在地震烈度大于6度的地區(qū)中，要考慮水平地震對結構布置均勻的多層輕鋼廠房的作用，故一般用底部剪力法計算。多層廠房如果其結構布置對稱則可以簡化為平面框架模型進行計算，而復雜的結構則要建立空間框架模型再計算。

增大梁剛度的方法考慮樓板的組合作用是結構計算普遍采用的方法。對組合梁剛度評價有三種方法：平均剛度法，等價截面慣性矩法，Newmark方程法。平均剛度法是把正彎矩區(qū)組合截面的剛度K+與負彎矩區(qū)純鋼構件的截面剛度K一的平均值作為組合梁的等價截面剛度。一般選擇平均剛度法作為實際工程中的評價方法。

4?具體工程實例

4.1?某工業(yè)廠房工程

4.1.1?工程背景

某工業(yè)廠房，主體四層，局部三層，寬度15m（6.5m+8.5m），柱距7m，全長63.5m，建筑面積3600m2。屋面采用BHP壓型鋼板保溫屋面系統(tǒng)，首層窗臺以下為240粘土磚墻，其余外墻面采用BHP壓型鋼板保溫墻面系統(tǒng)，內墻為60ram厚，保溫壁板。屋面支撐采用圓鋼20mm柔性支撐，柱間采用Φ114x3.0圓管支撐。樓面活荷載為3.5kN/m2，恒荷載為4.0kN/m2；屋面活荷載0.5kN/m2，恒荷載0.5kN/m2：基本風壓0.35kN/m2；設計地震烈度為7度，Ⅱ類場地。

4.1.2?計算方法

結構分析通過融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型軟件包有限元分析軟件ANSYS來完成計算，內力分析和結構自振周期的計算采用三維梁單元，四節(jié)點三維殼單元，質量單元，二力桿單元。組合樓蓋的空間聯(lián)系作用是空間計算模型要考慮的要素。

4.13?計算分析

此案例中采用橫向的承重體系，其中梁柱均為等截面。在不改變梁截面形式，只改動鋼架柱的情況下，采用框架一支撐體系和純框架體系進行比較?？蚣芤恢谓Y構同時建立空間和平面兩種模型圖，純框架結構建立空間模型。

表1?框架一支撐體系的兩種計算模型比較

橫向主自振周期

（s） 風荷載作用下最大層間位移

（mm） 地震作用下最大層間位移

（mm）

平面模型 1.847 7.404 4.436

空間模型 1.153 6.951 8.655

從表1可以獲知框架一支撐體系平面模型和空間模型主要結構剛度指標的數(shù)據(jù)，可以得出：

（1）框架一支撐可以減少結構橫向自振周期，剛度得到增強，有重要的空間連系作用。

（2）平面模型低估了地震的作用力，在地震的作用下，結構的層間位移偏小為49%。

所以，當多層輕鋼廠房在地震烈度大于等于7度時的地區(qū)時，應該通過建立空間模型進行計算。

表2給出兩種體系空間模型的主要計算結果?？梢钥闯觯?/p>

第2篇：鋼結構設計范文

關鍵詞：輕型輕型鋼結構設計；剛度；穩(wěn)定性；連接

Abstract: based on the basic condition of steel structure gently and gently steel structure characteristics of the development of understanding, introduces the light of light steel structure design principle, and then to steel structure stiffness, gently overall stability, high strength bolt connection, support, and weld in design are discussed in this paper.

Keywords: light of light steel structure design; Stiffness; Stability; connection

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：

引言： 輕型鋼結構在高層建筑使用已經(jīng)幾十年。輕型鋼結構建筑的許多優(yōu)點,比傳統(tǒng)的混凝土結構、砌體結構等,它具有性能穩(wěn)定、強度高、質量輕、抗震性能好、施工可廠方制造現(xiàn)場裝配,不僅加快了施工進度,能大大縮短施工周期，而且基本的成本低,材料可回收再生、節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水。作為一種綠色環(huán)保建筑,近年來,輕型鋼結構建筑被列為重點推廣項目。由于煉鋼技術和成型制造技術日益成熟,它給用輕型鋼結構工程帶來了新的生命,工程建設也不斷增加,因此,它將不斷完善自身的輕型鋼結構的設計。一、輕型鋼結構工程設計原則 1、輕型鋼結構的穩(wěn)定設計

輕型鋼結構的一個突出問題就是穩(wěn)定性。在各類輕型鋼結構中,都會遇到穩(wěn)定性問題。對這種問題,將造成嚴重的后果。所以,我們輕型鋼結構設計必須掌握穩(wěn)定設計。目前,輕型鋼結構出現(xiàn)在失穩(wěn)的事故是由于設計師的缺乏經(jīng)驗、結構和成分的穩(wěn)定性的概念,使總體結構設計中存在的薄弱環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性設計。另一方面是由于新出現(xiàn)的結構,如空間網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構,設計了如何設計還沒完全理解。

2、結構計算簡圖和計算方法的簡圖相一致

框架結構的穩(wěn)定性計算是非常重要的,目前在設計單層及多層框架結構,往往不分析框架的穩(wěn)定性,而只是框架柱穩(wěn)定性計算。在使用計算簡圖這種方法,使用的框架柱計算長度系數(shù)穩(wěn)定,整體穩(wěn)定分析框架應當是通過使穩(wěn)定性計算框架穩(wěn)定計算效果。然而,實際的框架不同的,而且設計為了簡化計算工作,需要設置一些典型的條件。

二、輕型鋼結構的設計

1、剛度設計

國標GBIl7 - 88《鋼結構設計規(guī)范》多層架與重級工作制吊車的廠房變形控制要求一個明確的規(guī)則。對于普通的單層結構、國標CECSIO2:98《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》作出了明確規(guī)定。構造變形主要涉及適應性的問題,系統(tǒng)總體結構安全涉及不太深。與單一輕鋼結構屋面通常不上人。設計時輕鋼結構廠房變形控制是可適當放寬。放松變形對那些主要由變形控制架構是非常重要的經(jīng)濟意義。

2、整體穩(wěn)定設計

2．1框架構件設計

整體穩(wěn)定系數(shù)計算公式：

（1）

式中：Φb一梁整體穩(wěn)定系數(shù)；

βb―梁整體穩(wěn)定等效彎矩系數(shù)；

λy―梁側向支撐點間對接弱軸的長細比；

Wx―按受壓纖維確定的梁毛截面抗矩；

A―梁毛截面面積；

h―梁截面全高；

tw―梁受壓翼緣厚。

由式(1)知，構件整體穩(wěn)定承載能力與λ²y成反比。由于λy與受壓翼緣的自由長度Ly，成正比，故解決整體穩(wěn)定最經(jīng)濟有效的辦法是對受彎構件的受壓翼緣增加側向支撐以減少Ly。因為在輕型鋼結構設計中，由于檁條彩板屋蓋結構的檁條的側向支撐作用(檁條間距一般為l200―1500mm)，梁的整體穩(wěn)定往往有保證。這樣就可以不必為整體穩(wěn)定而加寬翼緣，增加用鋼量。設計時還應注意，檁條只能約束屋面梁上翼緣和柱外翼緣。但是由于輕型鋼結構屋面往往較輕，風荷的改變往往會改變內力的方向，因此粱下翼緣及柱內翼緣也都存在受壓的可能。對于這種情況，設計時可在構造I通過設置隅撐來解決(隅撐一般可用L45×3小角鋼)。隅撐連接梁下翼緣(或柱內翼緣)與檁條，使之形成側向約束，來解決梁下翼緣(或柱內翼緣)的整體穩(wěn)定。

2．2檁條設計

采用z型、c型檁條時，設計成搭接的連續(xù)性檁條而成為連續(xù)梁計算模式比以簡支梁為模式的效果好。尉為連續(xù)梁模式比簡支梁模式的剛度大，穩(wěn)定性優(yōu)于簡支梁。在美國鋼結構圖紙與技術中，他們計算穩(wěn)定的自由長度Ly取值是連續(xù)梁跨中反彎點之間的長度。它比我國現(xiàn)在一般取的自由長度要小，因此穩(wěn)定性也優(yōu)于簡支梁。接連續(xù)粱模式設計成的檁條，其檁條的拼接處一般都在跨度的三分之一處，現(xiàn)場安裝往往會有高空作業(yè)。這一點施工時應注意。

3、局部穩(wěn)定設計

根據(jù)彈性理論，四邊簡支板的臨界剪應力為：

（2）

由式(2)知：板的局部失穩(wěn)臨界剪應力與(h／tw) ²成反比，故h／tw越小越好，設計時為了節(jié)省鋼材就須增大h／tw值以提高構件的抗彎模量。這時解決局部失穩(wěn)往往可以不必增大腹板厚tw，一般是通過設加勁肋的方法來解決。在國標GBJl7―88《鋼結構設計規(guī)范》中，h／tw≥80設加勁肋的規(guī)定就是基于臨界剪應力與抗剪屈服應力相等定出的。這個規(guī)定對于普通鋼結構是合適的。但對于輕型鋼結構，因為荷載較小，往往剪應力也很小，要遠遠低于抗剪屈服應力。在低剪應力下，即使h／tw≥80也不會產(chǎn)生局部失穩(wěn)現(xiàn)象。因此設計時，只要剪應力未達屈服剪應力，就可不設加勁肋。但實際設計時往往做不到這一點，往往h／tw≥80時都設加勁肋，這樣一般情況下，多用了約10％的鋼材。這一點設計輕型鋼結構時須考慮。

4、高強度螺栓連接設計

在大跨度、振動的結構中，反向應力較大，甚至正、反向應力基本持平。在這種情況下，建議用摩擦型高強螺栓連接。在別的一般情況下，均可用承壓型高強螺栓。但是設計承壓型高強螺栓時，亦應注意國標GBJl7―88《鋼結構設計規(guī)范》之規(guī)定：承壓型高強螺栓的承載能力不得大于按摩擦型高強螺栓計算出的承載能力的1．3倍。

5、支撐設計

輕鋼結構,經(jīng)常使用交叉式杠桿、花籃螺栓安裝支撐體系(拉壓桿系統(tǒng)支持經(jīng)常被用來在重型廠房)。拉壓桿支持系統(tǒng)一般很少使用輕鋼結構。但拉桿設計支持,實際工程設計中,常常不單獨設置此直接壓桿,一般來說,加強檁條充當。此外,布局的數(shù)量通常支持3 ~ 4列布置的距離。

6、焊縫設計

在設計規(guī)范的受力已經(jīng)明確的焊縫的強度。這里所講的焊接指梁、柱腹板和翼緣板之間的焊縫。因為這些焊接在輕鋼結構制作中占了絕大部分的焊接工作。梁柱腹板的焊縫和翼緣之間是轉移主要翼緣和腹板剪切應力之間的。翼緣之間和腹板剪力很小,所以他們可以焊接是非常小的。在美國鋼結構施工圖,焊縫的處理是單面焊縫的廣泛使用,這使得焊接大大減少工作量。自動焊接機能力的一次左右。那么為什么不使用國內施工圖單面焊縫嗎?究其原因大致有:一是目前國內最輕鋼結構的制造商還沒有解決單面焊縫不對稱變形;二是長設計人員已形成一種習慣,不想改變原有的施工方法。只要很好地解決非對稱變形的問題,對梁翼緣之間的單面焊焊縫金屬網(wǎng)都可以使用。然而,對于那些力大的重要的部分是必須使用雙面焊接,如吊車梁、支架等。

結束語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，輕型鋼結構生產(chǎn)的標準化，輕型鋼結構會在建筑市場占據(jù)越來越重要的地位。而有關輕型鋼結構的設計方法也將越來越科學，從而推動了輕型鋼結構的發(fā)展。

參考文獻

[1]GBJl7―88，鋼結構設計規(guī)范[s]

[2]編寫組、輕型鋼結構設計資料集[M]北京：中國建筑工業(yè)出版社．1980．

第3篇：鋼結構設計范文

關鍵詞：鋼結構、材料、連接、構件

Abstract: Steel with high strength, good ductility and processing performance are widely used in the construction sector, compared to the traditional structure of concrete structures, masonry structures, wooden structures, steel is a new thing, in its applicationprocess there is a need to study and explore. This article focuses on the steel structure design principles, the face from these three materials, connections and components of the steel structure steel structure design analysis.

Keywords: steel structure, material, connection, component.

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

鋼結構主要是以鋼材制作的結構，在現(xiàn)代建筑結構中，鋼材已經(jīng)被廣泛應用并得到了很好的發(fā)展。鋼結構的特點主要有：材料強度高、重量輕、材質均勻、可靠性高、鋼材的塑性和韌性好、工業(yè)化程度高。鋼材具有較好的可焊性、密封性好、耐熱性好。但是鋼結構的耐火性和耐腐蝕性卻較差，所以我們要全面掌握鋼結構的設計原來才能很好的應用鋼結構。

根據(jù)鋼結構設計規(guī)范，我們可知鋼結構是采用以概率論為基礎的一次二階矩極限狀態(tài)設計法，極限狀態(tài)設計法又分為兩種即：承載能力極限狀態(tài)和正常使用的極限狀態(tài)。功能函數(shù)為 Z = R － S，( R 為結構抗力，S 為作用效應) 當 Z ＞ 0 時，結構或者構件處于可靠狀態(tài); 當 Z =0 時，結構或者構件處于極限狀態(tài); 當 Z ＜0 時，結構或者構件處于失效狀態(tài)。鋼結構設計原理主要涉及的內容有材料、連接(包括構件之間的連接)構件設計等。

二、材料方面進行分析

材料在要求上應該具有較高的強度、足夠的變形力、優(yōu)良的加工性能。承重結構的鋼材在要求上必須具有抗拉強度、伸長率、屈服點以及碳、硫、磷的含量必須保證合格。同時焊接結構必須具有冷彎試驗的合格保證，要求承受動力荷載的結構及重要的受拉或者受彎的焊接結構必須具有常溫或者負溫度下沖擊韌性的合格保證。以往的實踐經(jīng)驗告訴我們，Q235B、Q345B、Q390B、Q420B均滿足要求。

在負載作用的下鋼材能夠表現(xiàn)的各種特性，如：強度、塑性、韌性以及冷彎性。表現(xiàn)鋼材強度性能指標的主要有：彈性模量、屈服強度、抗拉強度、比例極限等等。其中設計者認為屈服強度是鋼材能夠達到的最大應力，當應力超過屈服點后會產(chǎn)生明顯的塑性變形而不立即斷裂，這就是鋼材的塑性。所以屈服強度是最能表現(xiàn)鋼材強度的指標。而鋼材塑性的衡量指標主要由伸長率決定的，伸長率是由均勻變形和集中變形的和決定的，伸長率越大，那么鋼材在破斷前吸收的能量和產(chǎn)生的永久塑性變形能力也就會越強。而沖擊韌性則是鋼材的一種動力性的指標，可以衡量鋼材抵抗脆性斷裂的能力，也是鋼材強度和塑性的綜合指標。

冷彎性能主要是衡量裂縫抵抗能力的指標，冷彎性能是考察鋼材在負載應力狀態(tài)下發(fā)展塑性變形能力的一項指標。

鋼結構在鋼材的選擇方面需要考慮結構和構件，根據(jù)安全等級來進行選擇，同時荷載也要考慮進去，其中，直接承受動力荷載、間接承受動力荷載、靜載它們挑選鋼材都是不同的。同時還有鋼材的厚薄影響鋼材內部組織的致密程度，所以鋼材的厚度也是鋼材選用的考慮

因素; 環(huán)境條件也是考慮因素。

三、連接方面進行分析

鋼結構的連接方式分為焊接、螺栓、鉚釘。焊接在鋼材材料選擇上要考慮的是工廠焊接還是工地焊接。焊接方法是連續(xù)焊接、斷續(xù)焊接、還是局部焊接這些因素。其中焊接材料應該與焊接鋼材的強度和材質要求相適應。焊接后的焊接強度不能低于主體金屬強度。結構中的焊縫連接有很多優(yōu)點，構造簡單、用料經(jīng)濟、制作加工方便、連接的密封性好、結構剛度大、整體性好。焊縫連接分為對接焊縫、角焊縫、對接焊縫分焊透、部分焊透，角焊縫分正面角焊縫、側面角焊縫、斜焊縫。部分焊透的對接焊縫受力時應力狀態(tài)復雜，會產(chǎn)生明顯的應力集中，僅用于次要構件或者受力較小部位的連接，部分焊透的對接焊縫實際上可視為在坡口內的角焊縫，一般按角焊縫的方式處理; 焊透的對接焊縫已成為板件或者構件的一部分，受力時應力集中現(xiàn)象不嚴重，認為其與母材有相同的應力狀態(tài)。對接焊縫的強度與焊縫的質量等級有關，一、二級焊縫強度可認為與母材強度相等，三級焊縫強度除抗拉強度外也可以認為與母材相等。角焊縫受力時產(chǎn)生的應力狀態(tài)要復雜的多，且容易引起應力集中現(xiàn)象，經(jīng)過試驗表明，側面角焊縫主要是承受剪應力，塑性也比較好，但是它的彈性比較低，彈性模量也比較低，而正面角焊縫的靜力破壞強度是高于側面角焊縫的，但是它的塑性變形能力較差。斜焊縫的受力性則是介于側面角焊縫和正面角焊縫之間的。

普通的螺栓最小間距的取值主要考慮以下幾方面：一方面，應使構件毛截面屈服先于凈截面破壞，這樣可以使構件在連接處破壞之前就產(chǎn)生較大的變形，提前預兆，達到安全的目的。第二，構件端部不被擠壓或者剪力破壞，三是，構件受力時避免孔洞周圍產(chǎn)生過度的應力集中現(xiàn)象; 因此從受力角度以構造的形式規(guī)定了最大和最小的螺栓間距。第三，構件受力時避免孔洞周圍產(chǎn)生過度的應力集中現(xiàn)象; 因此從受力角度以構造的形式規(guī)定了最大和最小的螺栓間距。

普通螺栓的受力情況可以分為三種，螺栓只承受拉力、螺栓只承受剪力、螺栓既承受拉力又承受剪力。高強度螺栓連接受力也分幾種情況： 一是，摩擦型高強度螺栓抗剪連接，通過螺栓擰緊時螺桿產(chǎn)生的很大預拉力，連接板之間很大的摩擦力來抗剪；二是，承壓型高強度螺栓抗剪連接，接觸面的摩擦力只起到延緩滑動的作用，因此承壓型的連接計算方法與普通螺栓連接相同；三是，高強度螺栓抗拉連接;

四、構件方面進行分析

在鋼結構受力中軸心受力構件時非常常見的，軸心受力構件是指只受通過構件截面重心的縱向力作用的構件，它主要分為兩方面即：軸心受拉構件和軸心受壓構件。其中，軸心受拉構件的承載力極限狀態(tài)是以屈服強度為 ，正常使用極限狀態(tài)用限制構件的長細比來控制，軸心受壓構件的承載能力極限狀態(tài)以強度承載力和穩(wěn)定承載力為極限，穩(wěn)定承載力包括整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定，正常使用極限狀態(tài)是要驗算構件的剛度。

五、結語

鋼結構是早期工程結構中最先使用的結構類型之一，由于具有強度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好等優(yōu)點，一直被廣泛應用，為了減小結構占地面積，降低基礎費用，縮短工期，鋼結構一直是工程結構中優(yōu)先被考慮的機構類型。從材料、連接、構件這三個方面對鋼結構進行分析計算，從而比較熟練的掌握和運用鋼結構。

參考文獻：

[1]王志騫，鋼結構設計[M]，科學出版社，2009.05

第4篇：鋼結構設計范文

某鋼結構轉運站,根據(jù)功能和環(huán)境要求,需要上料專業(yè)提供皮帶、皮帶機驅動、滾筒、落煤管、起吊設施及排水管等,暖通專業(yè)提供除塵器及其相關設備,電氣專業(yè)提供盤柜及電纜橋架等。要求明確結構空間、荷載大小及位置、設備運行工況。

2、設計基本數(shù)據(jù)

轉運站為乙類建筑物,一般無特殊要求時設計使用年限為50年。首先需明確工程抗震設防烈度,設計地震分組,場地類別,并確定抗震等級。根據(jù)工程建筑物使用年限,獲知相應基本風壓,地面粗超度類別,基本雪壓。屋面設計活荷載0.7kN/m2,皮帶機頭部樓面活荷載10kN/m2,除塵間及樓梯間樓面活荷載5kN/m2。需確定結構使用材料鋼材等標號;確定樓板形式為現(xiàn)澆板還是預制板,是否有壓型鋼板底模;了解建筑裝修方案,即樓面屋面的面層、頂棚、圍護材料。

3、鋼結構設計要點

3.1 荷載分類

(1)結構自重DL,分項系數(shù)1.2或1.35,組合系數(shù),1.0,重力代表值系數(shù)1.0。

(2)屋面活荷載及雪荷載RL。屋面荷載,計算框架折減系數(shù)0.8,分項系數(shù)1.4,組合值系數(shù)0.7,重力代表值系數(shù)0。雪荷載,sk=μrs0,計算框架不折減,分項系數(shù)1.4,組合值系數(shù)0.7,重力代表值系數(shù)0.5。屋面活荷載和雪荷載不同時作用,取其中大值。

(3)樓面活荷載FL:皮帶機頭部,計算框架折減系數(shù)0.8,分項系數(shù)1.,3,組合值系數(shù)1.0,重力代表值系數(shù)0.7。

樓梯間、除塵間,計算框架折減系數(shù)0.7,分項系數(shù)1.4,組合值系數(shù)0.8,重力代表值系數(shù)0.7。

(4)長期作用在結構上的設備荷載LL,為活荷載,計算框架時不考慮動力系數(shù)超載系數(shù),算次梁根據(jù)工藝專業(yè)要求考慮超載系數(shù)及動力系數(shù),分項系數(shù)1.3,組合值系數(shù)1.0,重力代表值系數(shù)1.0。

(5)檢修時起吊荷載DGL,為活荷載,計算框架不考慮動力系數(shù)超載系數(shù),算次梁根據(jù)工藝專業(yè)要求考慮超載系數(shù)及動力系數(shù),分項系數(shù)1.3,組合值系數(shù)1.0,重力代表值系數(shù)γ為只考慮起吊設施自重。

(6)風荷載W(WX/WZ),風荷載標準值計算wk=βzμsμzβz,體型系數(shù)取1.3。分項系數(shù)1.,4,組合值系數(shù)0.6。

(7)地震荷載E（EX/EZ）,重力代表值取值:

無雪荷載:GK=1.0DL+0.7FL+1.0LL+γDGL。

有雪荷載:GK=1.0DL+0.7FL+1.0LL+γDGL+0.5RL。

(8)偶然荷載,根據(jù)工藝提資取用。

3.2 主體結構布置原則

結構布置需服從工藝布置,滿足設備的運行空間。結構體系宜有多道防線,兩個主軸方向動力特性宜接近,質量、剛度布置宜對稱、均勻。明確結構內力傳遞途徑,計算模型盡量符合實際受力情況。結構的傳力路線越直短,受力越合理,結構性能越好。

支撐布置角度為30°～60°,為提高支撐剛度,支撐盡量布置剪刀撐,在空間有限制的門洞處布置人字撐或門型撐,在柱距較小處布置K型撐。一般柱腳鉸接,柱強軸方向與梁剛接,弱軸方向與梁鉸接。當鉸接柱腳無法達到指標要求時,采用剛接柱腳。

3.3 荷載組合

地震作用不與風荷載、軟鉤吊車荷載同時作用。地震工況下的RL為雪荷載,非地震工況下, RL采用雪荷載和屋面活荷的大值。有偶然荷載作用時,加入下列組合中。

用于內力計算的基本組合（γG一般情況采用1.2,當對結構有利時取用1.0）:

γGDL+1.30FL+1.4RL+1.3LL+1.3DGL±0.84W

γGDL+1.30FL+0.98RL+1.3LL±1.4W

γGDL±1.40W

γGDL+1.30FL+0.98RL+1.3LL+1.3DGL

γGDL+1.20FL+1.2RL+1.2LL±1.3E+1.2*γDGL

用于變形計算的標準組合

1.00DL+1.00FL+1.0RL+1.0LL+1.0DGL±0.6W

1.00DL+1.00FL+0.7RL+1.0LL+1.0DGL

1.00DL+1.00FL+1.0RL+1.0LL±E+γDGL

一般轉運站高度未達到高層,上述組合不包括風荷載控制的作用的組合。

3.4 設計指標

滿足鋼材的強度設計值、結構和構件的變形規(guī)定值、足穩(wěn)定性要求、抗震要求等

3.5 計算注意事項

《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》對于計算方案的規(guī)定,對于有支撐的結構,且u/h≤1/1000,按有效長度法驗算。對于無支撐的結構和u/h＞1/1000的有支撐的結構,應按能反映二階效應的方法驗算結構的整體穩(wěn)定。（u按一階線性彈性計算所得的質心處層間側移;h樓層層高）。根據(jù)經(jīng)驗,若u/h＞1/300,按照有側移方案計算。

為保證地震力計算不偏小,通過增加振形數(shù)使控制質量參與系數(shù)≥90%。振形數(shù)為3的倍數(shù)。為保證強柱弱梁,強節(jié)點弱構件,強剪弱彎,鋼框架節(jié)點要滿足規(guī)范要求。

4、結語

目前國內火電廠采用鋼結構轉運站較少,但是在抗震設防烈度高于8度時,或在混凝土施工技術不成熟的國家,鋼結構轉運站得到較廣泛的應用。希望本文的闡述為該類型結構設計提供有價值參考。

參考文獻

第5篇：鋼結構設計范文

關鍵詞：鋼結構廠房；支撐結構；設計

中圖分類號：S611文獻標識碼： A 文章編號：

引言

在門式剛架結構設計中，要綜合考慮各種因素、各個環(huán)節(jié)的影響，合理選用荷載、結構構件、結構布置，以使設計更經(jīng)濟、可靠和合理。 

一、鋼結構廠房的特點

鋼結構一般分為普通鋼結構和輕鋼結構，它們之間并無明顯的界限。其計算規(guī)則都是一樣的。所謂輕鋼結構，一般是結構荷載較小，結構桿件也較小，構件壁厚較薄的一類結構，一般采用門式鋼架、屋架和網(wǎng)架為主要承重結構。正因為輕鋼結構上作用的荷載較小，所以，使得結構效應產(chǎn)生的內力一般較小，這就使得結構的強度往往不成問題，而由于構件斷面較小，截面慣性距較小，使得結構的剛度也隨著減小，結構的整體和局部穩(wěn)定成為在設計中必須引起重視的主要問題。這就是輕鋼結構自己的特點。了解了這個特點，我們就可以采取相應的措施，比如可以采用增加支撐和拉條，以滿足桿件的長細比要求，增設加勁肋以滿足構件的局部穩(wěn)定等。

二、門式剛架結構支撐結構的概述及特點

1、門式剛架結構支撐結構的概述

(1) 門式剛架輕鋼結構形式 輕鋼門式剛架的結構形式多樣，主要有以下幾種：單跨、雙跨、多跨剛架以及帶挑檐的剛架等。

(2) 門式剛架輕鋼結構典型優(yōu)勢 門式剛架輕鋼結構屬輕型鋼結構的一種類型，其結構體系，簡言之，是由門式剛架為承重結構，配套輕型屋蓋和墻體圍護結構，以及相應的支撐系統(tǒng)所組成的結構體系。

2、門式剛架結構支撐的特點

門式剛架輕型房屋，其結構一般由主骨架和支撐系統(tǒng)構成，支撐結構包括：1)墻架；2)檁條等；支撐系統(tǒng)包括：1)剛架柱之間的垂直支承；2)剛架梁之間的水平支撐；3)剛性系桿、拉條；4)隅撐等。

三、檁條的設計

1、檁條作用：承擔屋面荷載，并將其傳給剛架。檁條還通過螺栓與每榀剛架連接起來，與墻架梁一起與剛架形成空間結構。

2、檁條的形式：實腹式檁條、空腹式檁條、格構式檁條。

3、截面高度的確定：實腹式檁條的截面高度H，一般取跨度的1／35～l／50；桁架式檁條的截面高度H，一般取跨度的1／12～1／20。

4、截面寬度的確定：實腹式檁條的截面寬度B，由截面高度H 所選的型鋼規(guī)格確定，空間桁架式檁條上弦的總寬度B，取截面總高度的1／1.5～1／2.0。

5、檁條荷載：1)恒荷載，屋面材料重量、支撐及檁條結構自重；2)活荷載，屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載和風荷載，當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值(按水平投影面積計算)應取0.50KN／m2。

6、檁條的布置、連接與構造

檁條在屋架(剛架)上的布置和擱置：1)為使屋架上弦桿不產(chǎn)生彎距，檁條宜位于屋架上弦節(jié)點處，當采用內天溝時，邊檁應盡量靠近天溝；2)實腹式檁條的截面均宜垂直于屋面坡面，對槽鋼和z 型鋼檁條，宜將上翼緣肢尖(或卷邊)朝向屋脊方向，以減小屋面荷載偏心而引起的扭距；3)桁架式檁條的上弦桿宜垂直于屋架上弦桿，而腹桿和下弦桿宜垂直于地面；4)脊檁方案：一般應采用雙檁方案，屋脊檁條可采用槽鋼、角鋼或圓鋼市目連。

7、檁條的拉條和撐竿

1)拉條的設置：檁條的拉條設置與是否主要和檁條的側向剛度有關，對于側向剛度較大的輕型H 型鋼鋼和空間桁架式檁條一般可不設拉條。對于側向剛度較差的實腹時和平面桁架式檁條，為了減小檁條在安裝和使用階段的側向變形和扭轉，保證其整體穩(wěn)定性，一般需在檁條間設置拉條，作為側向支撐點。當檁條跨度≤4m 時，可按計算要求確定是否需要設置拉條；當屋面坡度i>1／10，檁條跨度>4 時，宜在檁條的跨中位置設置一道拉條；當跨度>6m 時，宜在檁條跨度三分點處各設一道拉條或撐竿，在檐口處還應設置斜拉條和撐竿。拉條的直徑為8一12mm，根據(jù)荷載和檁距大小取用。

2)撐竿的設置：檁條撐竿的作用主要是限制檐檁和天窗缺口處邊檁向上或向下兩個方向的側向彎曲。撐竿的長細比按壓桿要求入≤220，可采用鋼管、方管或角鋼做成。目前也有采用鋼管內設拉條的做法，它的構造簡單。撐竿處應同時設置斜拉條。

3)拉條和撐竿的連接：斜拉條與檁條腹板的連接處一般應予彎折，彎折的直段長度不宜過大，以免受力后發(fā)生局部彎曲。斜拉條彎折點距腹板邊距宜為10～15mm，如條件許可，斜拉條可不彎折，而采用斜墊板或角鋼連接。

三、屋面支撐與柱間支撐的確定

1、屋面支撐

屋面支撐受力較小，桿件截面通?？砂慈菰S長細比來選擇。交叉斜桿和柔性細桿按拉桿設計，可采用單角鋼；非交叉斜桿、弦桿、豎桿以及剛性系桿按壓桿設計，可采用雙角鋼組成十字形或T 形截面。當屋架跨度較大、房屋較高且基本風壓也較大時，桿件截面應按桁架體系計算出的內力確定。計算支撐桿件內力時，可假定在水平荷載作用下，交叉斜桿中的壓桿退出工作，僅由拉桿受力。

2、柱間支撐

對廠房來說：分為上層支撐和下層支撐上層支撐計算時，為避免由于支撐剛度過大而引起較大的溫度應力，支撐腹桿按柔性拉桿計算。交叉體系的下層支撐當?shù)踯囕^小時一般用圓鋼，較大時通常采用角鋼或槽鋼。交叉斜桿常按拉桿設計，但為了提高廠房的縱向剛度，當?shù)踯囕^大時，應按壓桿設計。

四、隅撐的作用與設置

隅撐的作用主要是阻止梁的下翼緣及柱的內側翼緣失穩(wěn)。并在設計計算中作為減少梁柱的平面外計算長度的最不利側向支撐間的最大間距。 隅撐之所以要設，是因為剛架斜梁的受力的變化。在恒荷載和活荷載等荷載組合作用下，一般的梁受力是上翼緣受壓，下翼緣受拉，這樣檁條與鋼梁的有效連接為梁上翼緣的穩(wěn)定提供了可靠的支撐。所以一般情況下梁的平面外計算長度取兩倍的檁條間距。上翼緣的穩(wěn)定可以保證。

但是在受到風吸力荷載作用時時，下翼緣受壓，上翼緣受拉，這樣下翼緣的穩(wěn)定性沒有可靠的平面外支撐，因此在梁的下翼緣上加設隅撐給鋼梁的下翼緣提供支撐。隅撐一邊與梁的下翼緣連接，一邊與檁條連接。隅撐的做法可以詳見門式剛架的規(guī)范。研究表明，門式剛架的破壞和倒塌在很多情況下是由受壓最大的翼緣屈曲引起的，而斜梁下翼緣與剛架柱的相交處壓應力最大，是結構的關鍵部位。本規(guī)程規(guī)定，“在檐口位置，剛架斜梁與柱內翼緣交接點附近的檁條和墻梁處應各設置一道隅撐”，就是為了確保該處的穩(wěn)定性。此外，還規(guī)定在斜梁下翼緣受壓區(qū)均應設置隅撐，其間距不得大于相應受壓翼緣寬度的16(235／f3)1／2 倍。該規(guī)定便于執(zhí)行，也便于施工質量檢查。若翼緣寬度較窄，理所當然地應使隅撐間距減小。規(guī)程還特別規(guī)定，當斜梁下翼緣不設隅撐時，應采取保證剛架穩(wěn)定的可靠措施，如設置剛性撐桿或加大截面等。這就較好地保證了結構的安全。

結束語

門式剛架輕鋼結構是我國鋼結構房屋中比較成熟的體系之一，由于建筑、工藝等對結構的要求，各種抽柱情況出現(xiàn)在實際工程應用中，只有在實踐工作中積累經(jīng)驗，才能更好更合理地處理鋼結構廠房支撐結構設計中存在的問題。

參考文獻：

［1］《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》(CECS 102:2002)

［2] 于洪生．輕型鋼結構廠房設計的技術措施探討［J］．城市建設，2013(03)

［3] 張偉．輕型鋼結構廠房支撐系統(tǒng)的設計［J］．建筑鋼結構進展，2007(09)

第6篇：鋼結構設計范文

關鍵字：鋼結構；建筑；結構設計

1．引言

隨著科技的發(fā)展新型材料的運用越來越廣泛，以鋼結構為主體的建筑是現(xiàn)代空間結構發(fā)展的主流。鋼結構，以其強烈的工業(yè)化特色和輕質高強的優(yōu)勢，在工業(yè)及民用建筑中的應用越來越廣。鋼體建筑已成為推動我國建筑行業(yè)快速發(fā)展的新型坐標，是現(xiàn)代建筑工程中較普通的結構形式之一。

2．現(xiàn)代鋼結構的特點

2.1?建筑與結構的設計與功能一體化

在鋼結構建筑中，結構的形體，構件很大程度上制約著建筑的形象。因此，在結構選型與布置階段尤其重要。鋼結構建筑設計的復雜化與精致度要求越高，對細部設計、建筑細部質量的要求也越高。鋼結構建筑設計具有建筑設計的一般屬性，其專業(yè)化不但能提供豐富的設計知識而且能有效的整合設計資源和市場專家共同對建筑負責。

2.2?鋼結構原材料可以循環(huán)使用

鋼結構的發(fā)展很大程度上填補了我國資源、能源短缺的現(xiàn)象。鋼材以其高強度高效能的特性被廣泛運用在生活之中，鋼材不需要制模式施工，邊角料等可通過再循環(huán)利用顯示其高價值。全封閉式保溫隔熱防潮系統(tǒng)的新型住宅主要是利用鋼材的特性，國際上發(fā)展的新型環(huán)保節(jié)能住宅的特點是溫度變化小，熱損失低且節(jié)能。

2.3?工程建設成本低，工期短

為了實現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，鋼結構協(xié)調統(tǒng)一建筑模數(shù)的標準，提高了建筑智能工程。為了使材料加工和安裝合作化，鋼結構建筑進行了預工程化，從而大大降低了建筑的建設成本；與此同時縮短了工期，加快了施工速度，由此推進了房地產(chǎn)開發(fā)商的買賣進程，使建筑能更早投入使用，滿足消費者需求。

2.4?建造大跨度和超高、超重型的建筑物

鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜； 其密度與強度的比值遠小于其他建筑材料，在同樣受力情況下鋼結構自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體。比如日本東京后樂園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結構，面積達28000平方米。

3．鋼結構在建筑中的應用

3.1?高層建筑鋼結構的應用

鋼結構材料輕質高強、承載力高而自重輕。據(jù)統(tǒng)計高層鋼結構的自重僅是鋼筋混凝土高層結構自重的一半到60%左右。鋼結構構件均在工廠制作加工，且鋼材可以回收，建造和拆除時對環(huán)境污染較少。為了保證高層鋼結構承載，我國配置適用于使用條件的承重結構體系鋼筒中筒體系及鋼框架-鋼筋混凝土剪力墻組合結構體系。

3.2?大跨度鋼結構

大跨度結構多用于多功能的場館、飛機場等，現(xiàn)在人類已具有建造跨度超過千米的超高層建筑能力。為了滿足建筑對跨度的限制要求，膜結構與鋼索相結合形成索膜結構體系在建筑中頻繁出現(xiàn)，這種方式的結合已成為這類型建筑標志，如英國的千年穹頂，其直徑長達到320m，它是形體與性能的完美結合，其展覽建筑多為索膜結構體系。

3.3?其他鋼結構建筑類型

由于鋼材具有良好的韌性和強度，故還可以用于重型廠房結構、可拆卸的結構以及海上采油平臺等其它鋼結構構筑物。施工現(xiàn)場可利用面積小，鋼結構以占用土地面積小而被廣泛應用。因此，鋼結構因其諸多優(yōu)點而廣泛應用于其他非住宅類建筑。

4．國外鋼結構的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，以美國、日本的建筑鋼結構建設事業(yè)蓬勃發(fā)展。在美國，低層建筑中采用鋼結構還是很普遍。美國輕鋼結構廣泛應用于工廠、體育館、展覽館等建筑。輕鋼具有自重輕，建設周期短，適應性強，造價低，易維護等特點，故其被發(fā)達國家廣泛應用。世界上最大的室內體育館是美國建設，主要由索、桿、膜組成，是當今最有發(fā)展前途的一種新型空間結構。日本高層主要采用鋼結構，由巨型結構柱和、空間桁架梁組成的體系建造出鋼結構建筑，如最大的懸索橋為日本的名石大橋。從美國、日本、歐洲一些發(fā)達國家的經(jīng)驗看，建筑業(yè)即將成為鋼材的主要市場。

5．我國建筑鋼結構的前景與差距

鋼結構建筑是一個國家經(jīng)濟實力的重要體現(xiàn)，是一個城市的標志性建筑。大型建筑企業(yè)的競爭力不斷提高，建筑行業(yè)綜合實力的快速發(fā)展，為我國建筑鋼結構行業(yè)提供了良好的市場機遇。據(jù)統(tǒng)計，目前我國建筑用鋼約占整個鋼材消費總量的1/2，其中房地產(chǎn)建筑用鋼約占整個建筑用鋼的3/5。截止“十二五”末，我國鋼結構產(chǎn)量將達6000萬噸，我國建筑鋼結構行業(yè)迎來發(fā)展機遇。建筑鋼結構的運用將向高層住宅公路、鐵路橋梁建設等領域發(fā)展，我國政策的支持和引導為建筑鋼結構行業(yè)發(fā)展帶來新機遇。

與世界發(fā)達國家相比，鋼結構行業(yè)相關技術、設計水平、產(chǎn)品質量等還比較滯后，國內高層鋼結構鋼材幾乎都從國外進口，工程總承包由國外承擔， 行業(yè)技術標準規(guī)范、管理水平等方面還存在較多的問題。

為了解決這種現(xiàn)象，筆者認為，應從以下三方面進行改善：第一，要積極引進國外先進技術，與發(fā)達國家在鋼結構建筑領域開展廣泛的技術合作和交流，學習先進經(jīng)驗，加快鋼結構企業(yè)與國際市場接軌的步伐；第二，為滿足市場需求，亟須推進設計理念優(yōu)化，培養(yǎng)我國自己的建筑鋼結構工程設計人才隊伍，培育出更多的優(yōu)秀人才；第三加強建筑鋼結構行業(yè)管理體系，進一步強化行業(yè)自律，整頓市場無序競爭、提高工程的質量。

參考文獻：

[1] 黃友江.鋼結構的穩(wěn)定設計分析[J].黑龍江科技信息,2009.

[2] 高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程（JGJ99-98）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[3] 鋼結構設計手冊（第三版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

第7篇：鋼結構設計范文

【關鍵詞】建筑結構設計；鋼結構設計；重要性；策略

1.建筑結構設計中鋼結構設計的重要性分析

在實際的建筑結構設計過程中，鋼結構設計是至關重要的組成部分，其主要是指將鋼結構設計藍圖到鋼結構產(chǎn)品的演變過程，對于現(xiàn)代鋼結構制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著關鍵性的影響。從建筑結結構設計的的性質來看，其中存在的鋼結構設計不僅具有幾何成分，更具體表現(xiàn)了技術性的相關因素。因此，這就對設計人員的專業(yè)知識能力提出了較高的要求，設計者在對建筑結構設計中鋼結構進行設計時，必須嚴格遵守相應的設計藍圖要求，其實結合建筑工程項目的施工性質，充分掌握工程圖紙中的設計要點，并將藍圖中的平面線條聯(lián)想出一個完整清晰的立體結構，以此來保障鋼結構設計的高質量。但是，在這一設計工程中，設計人員應該清楚的認知到，如果其中任何一個設計環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，都將會嚴重影響構件的安裝質量，極有可能危及到建筑結構整體的安全穩(wěn)定性，這就很容易引發(fā)重大的安全事故，造成人員的傷亡。除此之外，設計師還要切實遵守建筑建筑結構設計中鋼結構的設計規(guī)范，真正了解到構造要求、結構受力特點等方面的要求。只有這樣，才能設計出合理的連接接地玩形式，使其能夠滿足于國家規(guī)定的標準要求。與此同時，設計人員還需要加強對建筑結構設計中鋼結構設計中關鍵部位的優(yōu)化設計，從根本意識上認知到建筑結構設計中鋼結構設計的重要性，以此來不斷提高建筑結構設計中鋼結構設計效率與質量，促使建筑工程施工的順利開展。

2.當前建筑結構設計中的鋼結構設計分析

2.1鋼結構失穩(wěn)分析

通常，鋼結構失穩(wěn)應該分成兩個方面來進行分析，一個是局部出現(xiàn)了失穩(wěn)的現(xiàn)象，而與之對應的就是整體的失穩(wěn)，在這一過程中需要注意的一點就是鋼結構整體失穩(wěn)的狀況通常都是由結構本身的局部失穩(wěn)現(xiàn)象造成的。特別是當受彎部分的尺寸大小發(fā)生了改變或者是其超出了一定的范圍之后，就非常容易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，鋼結構失穩(wěn)的情況是由多種因素共同影響而形成的，在這之中最為顯著的一個特征就是設計者在設計的過程中沒有對其自身的支撐作用予以充分的考量，而這也成為了結構出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的一個十分重要的原因。局部失穩(wěn)通常就是指當鋼結構所處的吊裝位置出現(xiàn)了一定的變動時，網(wǎng)架和桁架在整體受力方面都會產(chǎn)生非常明顯的變化，這樣一來也就非常容易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況?；\統(tǒng)的來說，只要建筑結構當中有鋼結構的存在，就會出現(xiàn)失穩(wěn)的隱患，因此在工程設計和施工的過程中，工作人員必須要對此予以高度的重視，做好一切有效的防護措施，只有這樣，才能更好的保證工程設計和施工的質量和水平。

2.2腐蝕問題分析

鋼結構自身并沒有非常好的抗腐蝕性，特別是在潮濕的環(huán)境當中，如果其處在有侵蝕性的環(huán)境里面，鋼材就會在很短的一段時間之內就發(fā)生生銹的情況，這樣就使得構件和結構的承載力都發(fā)生了非常大的轉變，相關的研究和統(tǒng)計表明，鋼屋架倒塌事故占所有事故類型的比重在逐年上升，同時在這些事故中，許多都是因為結構腐蝕嚴重，長期得不到維修所導致的。

2.3鋼材受溫度的影響明顯

眾所周知，鋼材性能隨溫度升降而變化，耐溫性較差，當溫度達到430-540℃之間時，鋼材的屈服點、抗拉強度和彈性模量將急劇下降，失去承載能力。用耐火材料對鋼結構進行必要的維護，是鋼結構研究的一個重要課原地垂直塌落，形成"扁餅"效應。這起震驚世界的事故，其直接原因是火災。建筑物的耐火能力取決于建筑構件耐火性能的好壞，在火災發(fā)生時其承載能力應能延續(xù)一定時間，使人們能安全疏散、搶救物資和撲滅火災。

3.鋼結構設計思路和步驟

3.1鋼結構的形式與布置

在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是"概念設計"，它在結構選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇。所得結構方案易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。同時，它也是判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

3.2結構分析

在鋼結構設計過程中，通常有杉線性彈性分析來作為結構分析，只有當和構件允許時才會考慮P-，P-δ。利用有限元軟件可以對幾何非線性及鋼材的彈塑性能進行考慮，可以為精確分析結構奠定良好的基礎。但在鋼結構設計過程中，當結構較為復雜時，則需要建模運行程度，同時還要進一步對結構進行詳細的分析。當結構較為簡單時，可以利用手算來對其進行分析。典型結構在對其內力和變形進行確定時，可以直接通過工具書來獲得。在對鋼結構進行分析時，需要充分的對建筑物的穩(wěn)定性和安全性進行考慮，特別是對于多層建筑鋼結構，需要布置一定數(shù)量的支撐，從而有效的減少建筑物層間位移的發(fā)生。

3.3構件設計

在構件設計時，需要合理進行材料的選擇，通常會采用Q235和Q345鋼結構材料。為了確保構件設計能夠具有較好的經(jīng)濟性，則需要選擇不同強度鋼材的截面組合。當前在鋼結構鋼件設計時，多會采用單一的鋼種作為主結構。而且結構軟件的應用可以對設計中的結構進行全面的優(yōu)化，并能夠對優(yōu)化后的截面進行調整，確保其能夠達到要求的標準。另外在構件設計時還需要重視模型建立和部分計算參數(shù)。

3.4節(jié)點的設計

連接節(jié)點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一，在結構分析前，就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模型中使用的形式不完全一致，如不能確信這種不一致造成的偏差在工程允許的范圍內，就必須避免，按傳力特性不同，，節(jié)點分剛接，鉸接和半剛接。初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。連接的不同對結構影響甚大。具體設計內容：焊接、栓接、連接板、梁腹板、節(jié)點設計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構件吊裝順序等。此外，還應盡可能使工人能方便的進行現(xiàn)場定位與臨時固定；節(jié)點設計還應考慮制造廠的工藝水平。

結束語

近年來，鋼結構設計理念更新的速度也較快，這對于我國鋼結構的發(fā)展起到了積極的推動作用。因此，在實際的設計工作中，要針對具體的細節(jié)進行落實，保證鋼結構的防火、防腐蝕，確保所設計的結構合理，安全可靠。

參考文獻：

[1]郭建華.鋼結構設計常見問題分析[J].科技資訊，2014，27：58.

第8篇：鋼結構設計范文

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，建筑行業(yè)發(fā)生了較大的變化，鋼筋混凝土結構逐漸被鋼結構所取代，鋼結構越來越受到建筑師的關注和重視。做好建筑鋼結構的設計以及安裝工作對提高建筑物的質量有著極其重要的作用。目前，我國多數(shù)的建筑結構中都使用了鋼結構，鋼結構建筑技術質量已經(jīng)較為穩(wěn)定，并逐漸走向成熟，因此更應注重鋼結構的建筑分析與結構安裝，本文就對此進行簡要的分析與探究，在保證建筑物質量的同時，促進建筑鋼結構的更進一步的發(fā)展。

關鍵詞：建筑；鋼結構；設計；安裝

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A

伴隨科學技術的進步與經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國在建筑行業(yè)方面也發(fā)生了較大的變化，建筑業(yè)中的鋼筋混凝土結構由于其占地面積大且自身的重量較大，因此在建筑業(yè)中的應用越來越少，取而代之是鋼結構。鋼結構的建筑在國外已經(jīng)有了一百多年的發(fā)展歷史，在我國也有較長的發(fā)展歷史，尤其是近些年在我國更是受到建筑師的青睞。對于建筑企業(yè)來講，應對鋼結構的設計具有充分的認識，同時還應做好鋼結構的安裝工作，從而保證建筑物的質量。

1、建筑鋼結構設計基本原則

目前建筑行業(yè)中的鋼結構設計中還是存在如盲目追求外觀上的美觀、追求節(jié)省材料等諸多的問題。因此不能夠有效的保證建筑鋼結構的可靠性與安全性。

1.1.建筑鋼結構設計中應注意美感方面的設計，如果在建設的過程中鋼結構會出現(xiàn)外漏的話就應該與建筑物的整體設計相結合。

1.2.鋼結構設計中在保證了鋼結構質量的條件之下，可以盡量的減少鋼材的使用，從而降低鋼結構的整體的重量。

1.3.鋼結構的設計過程中應充分的滿足建筑物強度與耐久性的需要，與此同時也應注意建筑物穩(wěn)定性方面的問題。

2、建筑物鋼結構的設計過程

2.1.建筑物鋼結構設計前的資料收集

建筑物鋼結構在進行設計之前應進行廣泛的收集多種資料，從而保證設計方案的最優(yōu)化。收集的資料主要包括幾個方面：（1）客戶的需求；（2）建筑工程周邊的環(huán)節(jié)、氣候條件、地理因素等；（3）鋼結構的前期設計中應充分考慮施工隊的實踐經(jīng)驗。

2.2.建筑物鋼結構設計時考慮的內容

建筑物鋼結構在進行設計時考慮的主要內容就是鋼結構在縱向、橫向上的兩個結構系統(tǒng)。在縱向結構方面需要考慮的內容主要包括，（1）工程的預算和實施難度；（2）建筑物外觀審美以及經(jīng)濟柱的距離等因素；（3）鋼柱的支撐與壓器、墻梁等的需求。橫向結構由于受到整體建筑工程的約束因此在對此進行設計的時候應充分考慮到預算以及鋼度、鋼材等的影響。

3 、建筑鋼結構的分析設計

3.1.“概念設計”理念

“概念設計”在鋼結構的設計中的作用不容小覷，鋼結構設計的最重要階段為結構選擇與布置階段，建筑企業(yè)應充分的認識到鋼結構設計的重要性。“概念設計”指的是不經(jīng)過準確的數(shù)值計算，當對某些問題難以做出準確的分析與規(guī)范時，可以根據(jù)分析結構、整體結構之間的工程經(jīng)驗、實驗現(xiàn)象、力學關系以及相應的學到的設計理念，從建筑結構的整體考慮，確定結構的整體與分體部署，從而采取相應的措施?！案拍钤O計”常運用概念估算的方法，在建筑方案的設計中可以準確、快速的對建筑結構體系進行合理的選擇與構思，“概念設計”的方案在多數(shù)情況下都是較為準確的，可以有效的減少建筑結構的設計難度。

3.2.制定圖紙方案

圖紙方案的制定過程主要包括兩個方面，分別為設計圖與施工詳圖。建筑設計圖是廠家指定建筑施工詳圖的重要的依據(jù)，設計圖中應準確的標注設計的數(shù)據(jù)、結構放置、使用材料選擇、設計依據(jù)等要求，并通過表格的方式一一的列舉出來。通過設計圖可以有效的編制施工詳圖，而且也可以讓人便于理解設計的目的。施工詳圖有時也稱作加工圖，其設計的要求應滿足所有車間的直接制造的要求，當構建設計的要求出現(xiàn)不一致的情況時，應單獨在繪制一個表格，同時還應配有詳細的材料表。

3.3.節(jié)點設計

鋼結構中的連接點的設計問題也是比較重要的，節(jié)點分析應在結構分析之前就做出相應的確定。在節(jié)點設計中比較常見的問題就是最終的節(jié)點設計與結構分析模型中使用的結構體系不同，因此應積極的避免。

3.4.結構分析

在條件許可的情況下，建筑結構可以考慮鋼材的碳素性能、幾何非線性、有限元軟件等進行分析，但是在實際的設計過程中多采用線彈性分析。建筑結構中并不是所有的都需要用軟件進行分析，例如簡單的結構可以通過手算的方式；較復雜的結構可以通過建筑模型進行分析設計；而常用的結構則可通過查詢力學教材進行分析。

3.5.構件設計

構件設計中比較重要的就是建筑材料的選擇。通常情況下，為了便于管理，主結構都是使用同一種鋼種，當然，為了減少成本的投入，可以在保證質量的條件下，使用不同的鋼材進行組合運用。常用的設計材料為 Q345 與Q235；為了穩(wěn)定控制，需采取Q235鋼材；為了保證鋼材強度，需使用Q345鋼材。

4 、鋼結構安裝

4.1.鋼柱的安裝

鋼柱主要與建筑的層高與總高度相關，是主要的豎向構件，因此，鋼柱的制造過程中因嚴格的按照驗收標準進行驗收。鋼柱的標高控制通常采用兩種方式，其一，按照相對標高制作與安裝，其長度誤差不應超過3毫米。主要適用于12層以下的建筑，相對于層高的控制不十分嚴格的建筑物。其二， 按照設計標高安裝與制作，主要應用于12層以上的建筑物，對于精度的要求較高。每一節(jié)鋼柱的累積尺寸總和應與建筑設計所要求的總尺寸相吻合。鋼柱之間因接頭所產(chǎn)生的收縮變形、豎向荷載而引起的壓縮變形等都應加入到鋼柱的加工長度之中。

4.2.框架梁的制作與安裝

高層、超高層的框架梁多采用 H型鋼，鋼柱和框架梁應采用剛性連接，在鋼柱內部、框架梁的上下翼緣處增加橫向加勁肋。工廠制作框架梁時，為了保證鋼柱、構架梁結合處的節(jié)點域具備有效的連接可靠性與延展性，確保層高的精準性，而在框架梁處設置懸臂梁。運用高強螺栓群連接時，對于孔位的精度要求比較嚴格。當前，多使用模板制孔、多軸數(shù)控鉆孔兩種方法制孔，前者精度低，后者精度高。使用模板制孔，為了保證高強螺栓的組裝孔與工地安裝孔的精度需求，應先保證模板的精度。

結語

鋼結構與建筑物的質量和安全性關系緊密，在城市建筑中鋼結構是十分重要的部分。目前，我國多數(shù)的建筑結構中都使用了鋼結構，鋼結構建筑技術質量已經(jīng)較為穩(wěn)定，并逐漸走向成熟，因此更應注重鋼結構的建筑分析與結構安裝，本文就對此進行簡要的分析與探究，在保證建筑物質量的同時，促進建筑鋼結構的更進一步的發(fā)展。

參考文獻：

[1]翁俊森.淺談建筑鋼結構設計及施工技術分析[J].城市建設理論研究(電子版)，2012，6(33)：45-47.

[2]盧秋玉.對建筑鋼結構設計及安裝的探討[J].中小企業(yè)管理與科技，2010，15(24)：130-132.

第9篇：鋼結構設計范文

關鍵詞：建筑鋼結構設計

中圖分類號：TS958.1+7文獻標識碼：A文章編號：

1建筑鋼結構設計

1.1基本原則。建筑鋼結構的設計必須符合一定的原則，確保所設計的結構合理，安全可靠。①所做結構設計應符合建筑物的使用要求，有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，有良好的耐久性；②所設計結構應盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結構重量；盡可能縮短制造、安裝時間，應便于運輸、便于維護，減少成本；③盡量注意美觀，對于外露結構有一定建筑美學要求。 1.2設計過程。

1.2.1收集資料：鋼結構設計過程的前期準備工作首要的就是要收集相關資料，包括各種環(huán)境資料、相關規(guī)范和標準等、目前我國實行的是《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003其次，還需要了解結構設計的習慣做法，根據(jù)以往的設計經(jīng)驗找出最優(yōu)設計方案。 1.2.2確定結構體系、柱網(wǎng)：鋼結構體系的確定主要考慮兩個方面:橫向結構系統(tǒng)和縱向結構系統(tǒng)。橫向系統(tǒng)需要綜合考慮建筑使用要求、剛度要求、結構受力情況、材料選用等具體情況來確定；縱向系統(tǒng)一般由相關構件如柱及其支撐、壓架、車梁及制動梁或桁架、墻梁等組成、柱網(wǎng)則需要依據(jù)建筑使用要求、經(jīng)濟柱距及跨度、建筑美觀等方面要求來設計、其它方面的考慮還包括造價、跨度、制作安裝難度等。

2現(xiàn)代鋼結構的建筑特點

2.1預工程化程度高，建設成本降低，工期縮短

鋼結構建筑模數(shù)協(xié)調統(tǒng)一標準實現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構配件具有一定的通用性和互換性。同時鋼結構建筑的預工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設成本；并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40％以上，從而加快了房地產(chǎn)開發(fā)商的資金周轉速度，使建筑能更早投入使用。

2.2建筑與結構的設計與功能一體化,使建筑更富有功能化

在鋼結構建筑中，結構成為形象構成的重要因素，結構的形體，構件，節(jié)點從很大程度上導致并制約著建筑的形象。建筑與結構的設計與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化以便隨后的各個設計環(huán)節(jié)進行下去，創(chuàng)造出技術與藝術融為一體的鋼結構建筑。北京2008年奧運會國家體育場投標方案中有許多方案都體現(xiàn)了鋼結構建筑的這一特點。例如清華大學建筑設計院設計的可開合式方案，在體育場大屋面的中央設置兩個半圓型的玻璃頂面，同時相對旋轉、平行滑動完成大屋面的開合；又如中國建筑設計研究院場館方案外觀即為建筑的結構，形象完美純凈，功能與結構達到了完美的統(tǒng)一；還有日本朱式會設建筑事務所設計的折疊式方案，屋頂由懸臂的鋼架結構支承，可在30分鐘內完成開閉的動作，確保全年比賽的及活動不受天氣影響。

2.3鋼結構建筑能夠滿足超高度和超跨度的要求

鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質體，強度高，彈性模量亦高。其密度與強度的比值遠小于磚石，混凝土，木材，在同樣受力情況下鋼結構自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體?，F(xiàn)在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂與高度超過1000米最高至4000米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結構相結合形成索膜結構體系更能滿足建筑對跨度的要求，使這類型建筑成為標志性建筑，比如日本東京后樂園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結構，面積達28000平方米，英國政府為迎接21世紀而興建的標志性建筑倫敦千年穹頂大型綜合性展覽建筑也是索膜結構體系，其穹頂直徑達到320m。

2.4原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

發(fā)展鋼結構對于資源，能源都非常短缺的我國意義尤為重大，因為中國是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國。鋼材是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，邊角料也有價值，不需要制模施工。目前國際上引人矚目的新型住宅產(chǎn)品已引入我國，其環(huán)保節(jié)能的特點主要體現(xiàn)在兩個方面：

（1）該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統(tǒng)，溫度變化小，熱損失低。不論冬夏，都具有舒適當居住環(huán)境。室外0攝氏度時，室內仍可以保持17攝氏度以上；在室外溫度達到30攝氏度的情況下，室內溫度僅為21攝氏度左右。

（2）與磚混結構住宅相比，可節(jié)能60％以上，冬夏季空調設備可節(jié)約耗電30％以上，結構的廢舊利用為100％，與磚混結構比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結構維護墻體面積小，節(jié)約空調所需能源，減小維護費用。

3結構選型與結構布置

在鋼結構設計的整個過程中都應該強調的是概念設計，它在結構選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確性或規(guī)范規(guī)定的情況，可依據(jù)從整體結構體系與分體系之間的力學關系，破壞機理，震害，試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施，運用概念設計可以在早期迅速有效地進行構思，比較與選擇，所得結構方案往往都易于計算，概念清晰，定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算，同時，它也是判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

鋼結構通常是框架、平面架、網(wǎng)架、索膜、輕鋼、塔桅等結構形式，其理論與技術大都成熟，亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單適用的設計方法，結構和選形式，方應考慮它們的特點，基本雪壓大的地區(qū)，屋面曲線應有利于積雪滑落，而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構件受拉力為主的懸索結構體系。

4現(xiàn)代鋼結構建筑設計面臨的問題

火災是對鋼結構建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，溫度為400度時，鋼材的屈服強度將降至室溫下強度的一半，溫度達到600度時，鋼材基本損失全部強度和剛度，因此當建筑采用無防火保護措施的鋼結構時，一旦發(fā)生火災，很容易使建筑損壞，比如美國世貿(mào)中心大樓外墻是排列很密的鋼柱，外面包以銀色鋁板，在美國911事件中兩個塔樓分別受飛機撞擊后所產(chǎn)生的大火使鋼材軟化，最終導致大樓倒塌。從發(fā)生的鋼結構建筑火災案例可以發(fā)現(xiàn)兩類現(xiàn)象，一類為防火保護的鋼結構在火災中沒有達到規(guī)定的耐火時間而破壞，另一類防火保護的鋼結構在火災中超過了預期的耐火時間而并沒有破壞。建筑的構造防火問題一般在鋼筋混凝土結構上較易解決，而在鋼結構建筑上則需考慮更多的因素，以下為兩種常用防火措施：.一是采用進口的新型防火板――保全板；二是根據(jù)鋼結構的部位不同分別采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂裝飾漆。

5結語

總之，鋼結構由于強度高、自重輕、抗震性能好和材料可回收等諸多優(yōu)點而被廣泛應用到現(xiàn)代建筑工程中。而鋼結構在建筑工程當中應用的范圍十分廣泛，究其原因在于其擁有自重輕，高強度和工業(yè)化強度高的特點，所以鋼結構設計對建筑物的安全和使用壽命起著至關重要的作用。

參考文獻：[1]黃友江，鋼結構的穩(wěn)定設計分析[J].黑龍江科技信息，2009

[2]陳淑燕，提高鋼結構設計穩(wěn)定性的有效策略[J].城市建設與商業(yè)刊點，2009