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钢结构设计步骤介绍

钢结构设计对于不同的定量指标和应用都有相应的阐释，包括对钢结构防震设计。要注意的是，在钢结构设计的过程中，一定要从安全的角度出发。结构选型和结构布置要相对合理。这篇文章就主要向大家介绍了钢结构设计的相关操作，并且向大家展示了几幅钢结构设计的图片信息，让大家可以更加地了解钢结构设计知识，下面就跟小编一起去看看吧。

钢结构设计步骤

1.判断结构是否适合用钢结构

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、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院

2.结构选型与结构布置

结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计

3.预估截面

结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。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

4.结构分析

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

5.工程判定

要正确使用结构软件，还应对其输出结果的做“工程判定”。比如，评估各向周期、总剪力、变形特征

6.构件设计

构件设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235和Q345。当强度起控制作用时,可选择

Q345;稳定控制时,宜使用Q235

7.节点设计

连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者

钢结构的抗震设计

1)进行动力学分析获得必须的侧向力。在计算前必须有最基本的结构要素，尤其是结构的自重和侧向传力体系要有明确的计划。最简单的动力学分析是底部剪力法。这通过计算各楼层的自重和分布计算得出。更为流行的是实用软件进行线性模态分析。模态分析依赖于结构的自重，侧向力单元的分布和刚度。

2)设计侧向传力单元。从动力学中获得的力需要考虑侧向力单元的延性来折减。延性系数由规范规定。注意不能太保守设计。最为整个建筑的耗能结构，侧向单元只要满足侧向力计算即可。原因是截面过大会降低结构延性，并且所有其他的构件都会受到影响。确定截面后，需要计算出实际的延性。这是因为实际选取的截面会大于计算所要求的界面。所以实际延性会低于理论延性。

3)设计与侧向单元联接的柱和其他主要构件。为满足“强柱”的要求，使用最大可能的侧向单元的力，即考虑侧向单元的极限承载力。

4)设计地基。设计思路同3)。如果地质良好，如岩石，可以在最后设计。

5)设计隔板。当然考虑是刚性的还是半刚性的。隔板的破毁将导致结构脆性破坏或倒塌，所以设计思路是不能屈服，必须在线性范围内。其涉及内容有支柱，弦，连接样式;剪切连接件等等。

好了，说到这里，小编对于钢结构设计的步骤以及相关信息就介绍得差不多了，在设计的时候，一定要考虑到安全度和可靠度的方面。同时，大家要注意的是，防震设计过程设计思路清晰，以防操作人员收到伤害。如果大家还有什么问题或者有兴趣对钢结构设计深入地了解的话，可以登录土巴兔官网进行访问哦，小兔也会随时给予答复哦。

钢结构的温度荷载怎么考虑？

钢结构温度荷载效应的分项系数等于1.0，组合系数取1.0。钢筋及混凝土材料特性有所改变（常温下基本上没变）；钢结构设计手册特别说明，当温度荷载与其他荷载组合时，钢材的强度设计值可提高25%。烟囱设计规范限制混凝土最高温度不大于150度。仅考虑大气温度变化的计算温度差值（摘自钢结构设计手册）

1）采暖房屋25~35度

2）非采暖房屋：北方地区35~45度；中部地区25~35度；南方地区20~25度

3）热加工车间约40度

4）露天结构：北方地区55~60度；南方地区45~50度

详细的温度差可参考《民用建筑热工设计规范》GB50176-931。

注意事项：

1、现在的PKPM系列的PMSAP已经具备进行温度应力分析的功能。PMSAP采用有限元计算温度应力，构件的温度变化对结构的变形、内力的影响将等效为某种荷载的影响。具体的技术分析和操作功能参见PMSAP手册。但是，这些计算都是在我们用户自定义温度场的基础上进行的，所以我们要首先了解以下的一些基本概念。

2、温度对结构的作用首先是个热传导问题，只有当构件变形受约束，温度作用才以力的形式表现出来，才产生结构设计问题。所以，导热状况不同，约束内力计算结果差异明显，要特别注意导热计算正确与否将直接影响结构计算及结构设计的正确性。

3、建筑物的环境温度由空气温度加上太阳热辐射在建筑物表面产生的日照温度组成。要注意的是，建筑物的表面温度通常与空气温度不相同；而因为日照具有方向性和直接性，所以，日照温度对建筑物来说是一个非均匀分布的温度场。

4、要明确的是，外部温度最高时构件温度不是最高；当构件温度最高时外部温度早就降了下来。所以，就必然存在一个温度变化周期的取值问题。因为取瞬时温度作为环境温度来进行结构温度作用的分析是不必要的；温度波动周期取得短，分析得可靠度就相对较高，这一点也是明显得；所以，温度作用分析时温度变化周期以日为宜。

5、室外空气温度夏季取30年一遇最高日平均温度，冬季取30年一遇最低日平均温度。使用阶段室内空气温度夏季取空调设计温度，冬季取采暖设计温度。计算日照温度时，夏季太阳辐射照度计算取日照时段太阳辐射的平均值。构件和结构的初始温度取成型时环境空气温度。

6、由于结构构件表面通常有砂浆层、装饰面层，屋面构件上往往铺设保温隔热及防水层，所以要求解构件截面内的温度分布，首先应知道在环境温度作用下，经多层材料的热传导后，构件受力部分界面上的温度。

7、在截面设计时，由于温度作用是个缓慢的实施过程，因此考虑徐变变形引起的构件应力松弛，应力松弛系数建议取0.3。另外，要注意，荷载组合时的分项系数的合理取值，具体可参考文献1。

8、结构约束的相对性。温度作用对结构产生的直接影响是变形。显然，地下、地上的温度变形是不一样。在结构整体工作下，变形协调通过竖向构件来完成。这一协调过程实质就是变形变化量小的地下部分约束了地上部分的温度变形，因此，这种约束是相对的。

9、温度作用影响的可控性。控制温度作用的影响，就是要首先减小温度变形，着眼点应是控制结构长度或结构工作温度变化量。对于超长结构，可以利用后浇带来实现。

10、由于温度计算的复杂性以及模型简化的相对性，所以计算结果更多的是参考作用，构造措施和正确施工更为重要。正如基坑现在越来越重视信息化施工一样，对于温度应力，实际的测试结果我想应该具有更大的说服力。以下是一个超长结构（156mX16m，且两端16米范围内各加宽成34米）无缝设计后进行实地测试后的一些重要结论（详参考文献4）：

11、对于无缝超长结构变形而言，温度引起的结构变形占很大的比例，是起控制作用的主要因素，在结构初步设计时不能忽略温度因素。

12、结构非预应力钢筋中温度应力的变化，根据本次测试的结果，一般年度变化量小于40Mpa，这样的应力变化对于普通的非预应力钢筋是可以接受的。

13、在该工程中，采取了很多的技术构造措施来减少温度作用对结构造成的不利影响。比如，设置控制温度应力的无粘结预应力钢筋，采用较好的保温隔热措施，确实起到了良好的效果，使得钢筋中温度应力的变化量较小，保证了结构长期使用的安全性和耐久性。

14、温度变化引起的应力有一定的滞后性。比如，温度最高的月份是8月，但应力峰值一般在9月。

15、在今后的结构设计中，有必要考虑立面不同辐射的影响，进行配筋或构造设计，协调结构的温度应力和或变形。

钢结构连接节点设计手册绝版了，是不适用了还是要出第四版？

原钢结构连接节点设计手册应该要出新版了，因为新的钢结构设计标准已经颁布实施了，一些新的设计方法和理论已经在新标准中推出和应用，相应的，与之配套的钢结构节点设计手册也需要更新。