貴州鋼結構設計入門：簡單設計步驟和設計思路

一、鋼結構的應用范圍與選擇

1、鋼結構的適用范圍

        貴州鋼結構常用于高層、大跨度、復雜結構、大荷載或吊車、大振動、高溫廠房、高密封要求，可主動或經常拆裝。直觀地說：超高層建筑、體育館、歌劇院、橋梁、電視塔、工業(yè)建筑和臨時建筑。這是符合鋼結構本身的特點的。

2、鋼結構選型。

        在鋼結構設計的全過程中，應重視概念設計。在結構選型和布置階段尤為重要。一些很難做出準確合理的分析或規(guī)范不明確、力學關系的基礎上，從整體的系統(tǒng)結構和系統(tǒng)的損傷機制、損傷設計、試驗現(xiàn)象和工程經驗，從總體布局和確定控制結構的詳細措施來看。概念設計的使用可以在初期快速有效地構思、比較和選擇。該結構計算簡單、準確，避免了結構分析階段的不必要操作。同時，也是判斷計算機內力分析輸出數(shù)據(jù)是否可靠的主要依據(jù)。

        鋼結構通常有框架、木（木）框、網(wǎng)框（殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結構型式。其理論和技術大都成熟。還有一些問題沒有得到解決，也沒有簡單實用的設計方法，如網(wǎng)殼結構的穩(wěn)定性等。

        在鋼結構選型時應考慮其不同的特點。在輕鋼廠房中，當有較大的懸移載荷或移動荷載時，可以拋棄門架，使用網(wǎng)架?；痉e雪壓力大的地區(qū)，屋頂曲線應有助于雪滑（切線50度的國內需求考慮雪），如三圓殼。將近一半的積雪被釋放。強降水地區(qū)相似。當建筑物允許時，框架內的支撐將比僅通過簡單節(jié)點連接的框架更經濟。在有大屋頂?shù)慕ㄖ镏校梢赃x擇懸掛或索膜結構作為主要結構。在高層鋼結構設計中，常采用鋼-混凝土組合結構。在高烈度或不規(guī)則地震烈度的高層建筑中，為了經濟起見，不必簡單地選擇芯筒加外框的形式。應選擇周邊地區(qū)的巨型鋼骨混凝土柱，核心是支撐框架的結構體系。在我國，這種高水平的一半以上是前者。這不利于抗震。

        鋼結構的布置要根據(jù)系統(tǒng)的特點、荷載的分布和結構的性質來考慮。一般說來，剛度是均勻的。力學模型清晰。盡可能地限制大或移動荷載的影響，使它們以最直接的路線為基礎。柱間抗側力分布應均勻。它的質心應接近側向力（風沖擊）作用線。否則，應考慮結構的扭轉。結構的抗側應具有多重防線。例如，一個支撐框架結構，柱子至少能承受1/4的水平力。

        框架結構樓面梁的布置有時可以調整荷載傳遞方向，以滿足不同的要求。通常為了縮短橫截面沿短時間來裝飾梁，但會使梁截面增大，降低柱子頂邊的樓板高度，有時過多，主梁在次梁和梁柱上較短，以保持犧牲。

3、鋼結構構件

        鋼結構布置結束后，需要對構件截面進行初步估算。主要是對梁柱截面形狀和尺寸以及支座的假定。

        鋼梁可選用槽鋼、軋制或焊接H型鋼型材等。根據(jù)荷載和支撐條件，截面高度通常在跨度的1/20～1/50之間。根據(jù)梁間橫向支承間距確定翼緣寬度按L／B極限確定時，避免了鋼梁整體穩(wěn)定性的復雜計算。斷面高度和翼緣寬度、板厚按當?shù)貥嬙旆€(wěn)定性預測規(guī)定。

1、設計計算方法

        在鋼結構的實際設計中，結構分析通常是線彈性分析，在條件允許時考慮p△和p△。

        最近的一些有限元軟件可以考慮鋼的幾何非線性和彈塑性。這為更精確地分析結構提供了條件。并非所有的結構都需要使用軟件：一個典型的結構可以檢查工具書的內力和變形，如機械手冊。用手算法對簡單結構進行了分析。復雜結構需要對運行程序進行建模，并進行詳細的結構分析。