鋼結構設計步驟及設計思路

(1)判斷結構是否適用于鋼結構、高溫車間

、密封要求高、需要移動或頻繁拆裝的結構。直觀地說：建筑物、體育館、歌劇院、橋梁、電視塔、倉庫、工廠、住宅和臨時建筑等。這與鋼結構本身的特點是一致的。

(2)結構選擇與布局

這只是一個簡單的介紹。具體請參考相關專業書籍。由于結構選型涉及面廣，結構選型和布置應在有經驗的工程師指導下進行。

鋼結構設計全過程要強調的是“概念設計”，在結構選擇和布置階段尤為重要。對于一些難以準確合理分析或規范中未規定的問題，可根據以下整體結構系統與子系統的力學關系、破壞機理、地震破壞、實驗現象和設計思路借鑒工程經驗，從全局角度確定控制結構的布局和詳細措施。概念設計允許在早期階段快速有效地構思、比較和選擇。得到的結構解往往易于手工計算，概念清晰，定性正確，可以避免結構分析階段不必要的復雜操作。同時，也是判斷計算機內力分析輸出數據是否可靠的主要依據。

鋼結構通常包括框架、平面（木排）框架、網架（殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結構類型。它的大部分理論和技術都是成熟的。還有一些問題沒有解決，或者沒有簡單實用的設計方法，比如網殼的穩定性。

在選擇結構時，應考慮其不同的特點。在輕鋼工業廠房中，當有較大的懸吊荷載或移動荷載時，可以考慮放棄門式剛架，采用網架。在雪壓大的地區，屋面曲線應有利于降雪（與雪荷載相50°），如亞東水泥廠石灰石棚采用三中心網殼。近一半的總雪荷載被釋放。類似的考慮也適用于降雨量大的地區。在建筑允許的情況下，在框架中布置支撐可能比帶有剛性接頭的簡單框架更經濟。在屋面覆蓋跨度較大的建筑物中，可選擇構件主要受拉的懸索或索膜結構系統。在高層鋼結構設計中，常采用鋼-混凝土組合結構。在抗震烈度大或非常不規則的高層建筑中，不應單純出于經濟原因選擇不利的抗震芯管和外框。周邊應選用巨型SRC柱，核心是支撐框架的結構體系。我國這樣的高層管理人員中，有一半以上屬于前者。不利于抗震。 [19] 結構布置應根據系統特點、荷載分布和性質綜合考慮。一般來說，剛度要均勻，力學模型要清晰。盡量限制大載荷或移動載荷的影響范圍，選擇最直接的路線。它被傳送到基金會。柱間側向支撐的分布應均勻。質心應盡可能靠近側向力（風震）的作用線。否則，應考慮結構的扭轉。結構的橫向阻力應具有多道防線。支撐框架結構，柱子至少應能單獨承受總水平力的1/4

框架結構平面圖上的次梁布置，有時荷載傳遞方向可調整以滿足不同的要求。通常，次梁布置在短方向是為了減少截面，但這會增加主梁的截面，降低層高。在較短的主梁上，可以犧牲次梁來保留主梁和柱子。

(3)估算截面

結構布置完成后，需要對桿件截面進行初步估算。主要是對梁、柱、支撐的截面形狀和尺寸的假設。鋼梁可選用槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據荷載和支撐條件，截面高度通常選擇在跨度的1/20到1/50之間。當翼緣寬度根據梁間橫向支撐間距確定l/b限值時，可以避免鋼梁整體穩定性的復雜計算，這種方法很受歡迎。斷面高度和翼緣寬度確定后，板厚可按規范中局部穩定施工規定進行估算。

(4)結構分析

目前鋼結構的實際設計中，結構分析通常為線彈性分析，條件允許的情況下考慮P-Δ、p-δ。

近期的一些有限元分析元軟件可以部分考慮鋼的幾何非線性和彈塑性性能。這為更準確的結構分析提供了條件

。并非所有結構都需要使用軟件：對于典型結構，內力和變形可以直接從《力學手冊》等參考書獲得。

簡單結構通過手工計算進行分析。需要建模對于復雜的結構，運行程序，做詳細的結構分析。

(5)工程判斷

為了正確使用結構軟件，還應對輸出結果進行“工程判斷”。例如，評價各個方向的周期、總剪力、變形特性等。根據“工程判斷”，選擇修改模型重新分析，或者修改計算結果，不同軟件會有不同的適用條件

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