钢结构设计中应注意几个问题

关于钢结构设计中应注意的几个问题

摘要：随着我国经济的快速增长，综合国力的增强促进了建筑业的发展，钢结构工程日益增多，钢网架、多层钢框架、立体钢桁架等逐渐成为常用的结构形式，钢结构设计的改革过程中也出现了一些问题，本文主要就钢结构设计中几个常见问题进行分析，并提出了一些解决问题的合理化建议，希望为钢结构设计的发展提供一些参考。

关键词：钢结构；设计；工程

中图分类号：tu973+.3 文献标识码：a 文章编号：1001-828x （2013）03-0-01

随着我国钢产量的快速增长，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于建筑主体结构是历史所趋，钢结构近年来在我国广泛应用，由于设计不周等原因造成的问题和事故非常多，为了减少钢结构设计中的问题，有必要对钢结构设计进行细致、科学的研究。

一、钢结构的优点分析

钢结构与钢筋混凝土结构相比具有以下优点，首先是钢结构可工厂化制作，减少现场施工的工作量，施工周期短；其次是由于钢结构自重轻、结构荷载小，减少了地基处理的工作量量和费用；钢结构利于抗震，给投资方带来较好的经济效益和社会效益；钢结构由于其材料本身的性能好，强调度，与钢筋混凝土结构相比结构断面较小，在厂房布置中可以节省一空间，更容易满足工艺灵活布置的

要求。

二、钢结构的特点分析

1.功能优越

在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一；还有日本株式会社建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支承，可在30分钟内完成开闭的动作，确保全年比赛及活动不受天气影响。

2.生态环保

发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大，因为中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。目前国际上引人瞩目的新型住宅产品已引入我国，其环保节能的特点主要体现在两个方面。该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，温度变化小，热损失低。不论冬夏，都具有舒适当居住环境。室外0摄氏度时，室内仍可以保持17摄氏度以上；在室外温度达到30摄氏度的情况下，室内温度仅为21摄氏度左右。

三、钢结构设计中的注意问题

1.选择合理的结构构件

在钢结构设计中除了体系稳定外还需要考虑单个钢构件的变形限制值和自身稳定。钢结构因其材料强度高，塑性和韧性好，构件截面一般肢宽壁薄，属于长细构件，在设计中，钢结构截面尺寸往往不是由材料的计算强度控制，而是由变形、稳定、或疲劳应力来控制。这一认识在钢结构设计中必须要建立。在地震区、沿海风作用大的地区、大跨度索-网、长悬臂结构、高大刚架和拱架、及有较大起重量吊车的钢结构工程设计时尤其要注意构件的稳定问题。

2.建立完善的结构受力体系

结构方案确定之后，建立完善的结构受力体系是结构设计的首要工作。这在钢结构工程设计中尤为重要。钢结构多为杆系结构，因钢材强度高，构件截面尺寸较小、刚度较差，且可工厂化生产，现场组装，构件间相互约束作用也较小，因此要求支撑布置完善，节点连接构造可靠，才能保证整个结构受力体系的稳定。

3.合理选择钢材

我国钢铁工业与建筑钢结构的应用都有迅速的发展，我国的年钢产量已居世界首位。但在我们设计人员中间不清楚如何合理选用钢材的问题还是很普遍的，不少人对钢号的差别及质量等级的含义、脱氧方法及钢材厚度不同的影响、结构选材。因此，尽量按规范推荐的钢号及材质选用钢材，并在设计说明中明确注明所用钢材的钢号、质量等级、脱氧方法及附加性能要求。

4.加强钢结构建筑的细部设计

钢结构建筑设计的复杂化与精致度要求越高，对细部设计的要求也越高。因为细部设计决定一个地方最终是否得到确认及其优良的质量。在现代钢结构建筑中，各种金属结构杆件，连接金属杆件的节点细部，常常暴露在外，使建筑带有强烈的科技感，值得提倡。

5.加强钢结构的稳定设计

稳定性是钢结构设计中的一个突出问题，在各种类型的钢结构设计中，都会遇到稳定问题。钢结构中的稳定问题也是钢结构设计中亟待解决的主要问题，一旦出现钢结构的失稳事故，不但对经济造成严重的损失，甚至会造成人员的伤亡，这方面的教训也很多。所以我们在钢结构设计中，一定要把好这一关。目前，钢结构中出现的失稳事故大多是由于设计者的经验不足，对结构及构件的稳定性能不够清楚，对如何保证结构稳定缺少明确的认识，造成结构设计中出现不应有的薄弱部位。因此，在设计中应该明确钢结构稳定的一些基本概念，才能更好地处理钢结构的稳定问题。

小结

我国钢结构发展前景光明，目前应大力加强和提高各级设计人员的设计水平，做到理论与实践相结合，尽可能多地关注钢结构行业的新动向，学习新的设计理念和设计方法，了解和掌握现有的施工经验和技术，提高设计工作水平和效率，促进钢结构的发展。

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