钢结构设计时需注意的问题及事项（一）

一、钢结构的特点及适用范围 

      钢结构具有轻质高强、塑性和韧性好、制作简便、施工周期短、耐热性较好，耐火性差、耐腐蚀性差、低温冷脆倾向等特点因此钢结构通常用于高层、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。如：大跨度厂房、栈桥和临时建筑等。

二、结构选型与结构布置

      在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是”概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出准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，并可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。

      钢结构通常有门架、框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。

      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.

三、预估截面

      结构布置结束后，需对构件截面作初步估算和计算。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。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，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局部稳定的构造规定预估。

      柱截面按长细比可按规范要求进行预估. 通常50<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.

      除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理的选择安全经济美观的截面。

四、结构分析

      目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ.

      新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更准确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件:

      典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形.

      简单结构通过手算进行分析.

      复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析.