贵州钢结构设计入门：简单设计步骤和设计思路

一、钢结构的应用范围与选择

1、钢结构的适用范围

        贵州钢结构常用于高层、大跨度、复杂结构、大荷载或吊车、大振动、高温厂房、高密封要求，可主动或经常拆装。直观地说：超高层建筑、体育馆、歌剧院、桥梁、电视塔、工业建筑和临时建筑。这是符合钢结构本身的特点的。

2、钢结构选型。

        在钢结构设计的全过程中，应重视概念设计。在结构选型和布置阶段尤为重要。一些很难做出准确合理的分析或规范不明确、力学关系的基础上，从整体的系统结构和系统的损伤机制、损伤设计、试验现象和工程经验，从总体布局和确定控制结构的详细措施来看。概念设计的使用可以在初期快速有效地构思、比较和选择。该结构计算简单、准确，避免了结构分析阶段的不必要操作。同时，也是判断计算机内力分析输出数据是否可靠的主要依据。

        钢结构通常有框架、木（木）框、网框（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论和技术大都成熟。还有一些问题没有得到解决，也没有简单实用的设计方法，如网壳结构的稳定性等。

        在钢结构选型时应考虑其不同的特点。在轻钢厂房中，当有较大的悬移载荷或移动荷载时，可以抛弃门架，使用网架。基本积雪压力大的地区，屋顶曲线应有助于雪滑（切线50度的国内需求考虑雪），如三圆壳。将近一半的积雪被释放。强降水地区相似。当建筑物允许时，框架内的支撑将比仅通过简单节点连接的框架更经济。在有大屋顶的建筑物中，可以选择悬挂或索膜结构作为主要结构。在高层钢结构设计中，常采用钢-混凝土组合结构。在高烈度或不规则地震烈度的高层建筑中，为了经济起见，不必简单地选择芯筒加外框的形式。应选择周边地区的巨型钢骨混凝土柱，核心是支撑框架的结构体系。在我国，这种高水平的一半以上是前者。这不利于抗震。

        钢结构的布置要根据系统的特点、荷载的分布和结构的性质来考虑。一般说来，刚度是均匀的。力学模型清晰。尽可能地限制大或移动荷载的影响，使它们以最直接的路线为基础。柱间抗侧力分布应均匀。它的质心应接近侧向力（风冲击）作用线。否则，应考虑结构的扭转。结构的抗侧应具有多重防线。例如，一个支撑框架结构，柱子至少能承受1/4的水平力。

        框架结构楼面梁的布置有时可以调整荷载传递方向，以满足不同的要求。通常为了缩短横截面沿短时间来装饰梁，但会使梁截面增大，降低柱子顶边的楼板高度，有时过多，主梁在次梁和梁柱上较短，以保持牺牲。

3、钢结构构件

        钢结构布置结束后，需要对构件截面进行初步估算。主要是对梁柱截面形状和尺寸以及支座的假定。

        钢梁可选用槽钢、轧制或焊接H型钢型材等。根据荷载和支撑条件，截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间。根据梁间横向支承间距确定翼缘宽度按L／B极限确定时，避免了钢梁整体稳定性的复杂计算。断面高度和翼缘宽度、板厚按当地构造稳定性预测规定。

1、设计计算方法

        在钢结构的实际设计中，结构分析通常是线弹性分析，在条件允许时考虑p△和p△。

        最近的一些有限元软件可以考虑钢的几何非线性和弹塑性。这为更精确地分析结构提供了条件。并非所有的结构都需要使用软件：一个典型的结构可以检查工具书的内力和变形，如机械手册。用手算法对简单结构进行了分析。复杂结构需要对运行程序进行建模，并进行详细的结构分析。