貴州鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計入門：簡單設(shè)計步驟和設(shè)計思路

一、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍與選擇

1、鋼結(jié)構(gòu)的適用范圍

        貴州鋼結(jié)構(gòu)常用于高層、大跨度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、大荷載或吊車、大振動、高溫廠房、高密封要求，可主動或經(jīng)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(jié)構(gòu)本身的特點的。

2、鋼結(jié)構(gòu)選型。

        在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程中，應(yīng)重視概念設(shè)計。在結(jié)構(gòu)選型和布置階段尤為重要。一些很難做出準(zhǔn)確合理的分析或規(guī)范不明確、力學(xué)關(guān)系的基礎(chǔ)上，從整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的損傷機制、損傷設(shè)計、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗，從總體布局和確定控制結(jié)構(gòu)的詳細(xì)措施來看。概念設(shè)計的使用可以在初期快速有效地構(gòu)思、比較和選擇。該結(jié)構(gòu)計算簡單、準(zhǔn)確，避免了結(jié)構(gòu)分析階段的不必要操作。同時，也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)是否可靠的主要依據(jù)。

        鋼結(jié)構(gòu)通常有框架、木（木）框、網(wǎng)框（殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。其理論和技術(shù)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(shè)計方法，如網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等。

        在鋼結(jié)構(gòu)選型時應(yīng)考慮其不同的特點。在輕鋼廠房中，當(dāng)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(yīng)有助于雪滑（切線50度的國內(nèi)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(dāng)建筑物允許時，框架內(nèi)的支撐將比僅通過簡單節(jié)點連接的框架更經(jīng)濟(jì)。在有大屋頂?shù)慕ㄖ镏?，可以選擇懸掛或索膜結(jié)構(gòu)作為主要結(jié)構(gòu)。在高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。在高烈度或不規(guī)則地震烈度的高層建筑中，為了經(jīng)濟(jì)起見，不必簡單地選擇芯筒加外框的形式。應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)系統(tǒng)的特點、荷載的分布和結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來考慮。一般說來，剛度是均勻的。力學(xué)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(chǔ)。柱間抗側(cè)力分布應(yīng)均勻。它的質(zhì)心應(yīng)接近側(cè)向力（風(fēng)沖擊）作用線。否則，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)具有多重防線。例如，一個支撐框架結(jié)構(gòu)，柱子至少能承受1/4的水平力。

        框架結(jié)構(gòu)樓面梁的布置有時可以調(diào)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(jié)構(gòu)構(gòu)件

        鋼結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需要對構(gòu)件截面進(jìn)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(fù)雜計算。斷面高度和翼緣寬度、板厚按當(dāng)?shù)貥?gòu)造穩(wěn)定性預(yù)測規(guī)定。

1、設(shè)計計算方法

        在鋼結(jié)構(gòu)的實際設(shè)計中，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)提供了條件。并非所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件：一個典型的結(jié)構(gòu)可以檢查工具書的內(nèi)力和變形，如機械手冊。用手算法對簡單結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。復(fù)雜結(jié)構(gòu)需要對運行程序進(jìn)行建模，并進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。