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摘要：

在本文中，筆者先分析了鋼結構的相關布置，然后，就鋼結構設計中存在的幾點問題進行了相應闡述，文章認為，在設計鋼結構的時候，還存在不少問題有待進一步深究，因而，在實際工程中，我們應該不斷總結經驗，同時動態的進行改善和提高，使得相關問題能夠得到及時和有效的控制。希望通過本次研究，能夠為相關理論探究及實際的結構設計提供參考力量。

關鍵詞：

鋼結構；設計；問題；分析

最近幾年，伴隨著建筑物建筑技術要求的不斷提高，原本普通的鋼筋混凝土結構已經難以較好適應于現代多樣化的建筑結構，因此鋼結構應運而生。鋼結構不僅自重相對較輕（因為和混凝土結構相比，鋼結構有著相對較輕的自重，如此就有著相對較低的地基處理費用，同時也有著相對較小的地震反應），還有著相對靈活的結構布置（鋼材結構有著相對均勻的組織，也有著相對較大的強度和彈性，因而可以進行相對較大的開間布置，如此就能更為合理的分隔建筑平面，故而相對方便也更加靈活），同時，使用鋼結構還可以縮短施工周期（就鋼結構而言，其基本都來源于工廠的制造，因而質量能夠較好的得以保證，并且采用此種結構基本不會存在其他的保濕性操作，而安裝鋼結構的時候，和混凝土結構相比也相對簡單，故而有著相對較短的工期），因此有很多的研究一致認為，采用鋼結構有著相對較大的經濟效益（制造鋼結構的機器設備大多為自動化，因而相對簡便，故而有著相對較短的工期，回報時間也就相應縮短，如此也就有著相對較大的經濟效益），和鋼筋混凝土結構相比，鋼結構有著諸多優點。但是，因為鋼結構本身的材質實際，其也難免伴隨諸多問題，而較為突出的問題就是其結構的穩定性，因而，對其進行設計時，一定要采取合理的對策，鑒于此，筆者總結本文。

1.鋼結構的相關布置

就鋼結構而言，其結構體系囊括了多個結構，每個結構都有著各自的特殊性，因而在進行結構體系的選擇工作時，需要結合這些結構的自身實際，比如，如果工業廠房選擇的鋼結構為輕型，如果伴隨較大的懸掛負荷，就不要選擇門式的結構，因為其最為合適的結構當屬網架結構；若建筑設計相對成熟，也可以選擇將支撐布置在框架里從而使得結構的剛度得以提高，如此，和簡單剛性節點的連接框架相比，其有著相對較高的經濟性。就具有相對較大跨度屋面覆蓋的建筑而言，較為合適的結構則有兩個，一個是懸索，另外一個則是索膜，其構件主要體現為受拉作用。而在設計高層鋼結構的時候，為了避免鋼結構自身存在的缺陷，一般將其和混凝土聯合使用，從而使得其結構性能得以提高。當布置鋼結構的時候，要和結構體系的特點結合起來，并且要充分考慮建筑體分布的負荷實際，也不能忽視其他因素。大體來講，布置結構的時候，要采取均勻的剛度和清晰的力學模型，這樣一來，才可以較快的將負荷向基礎進行傳遞。另外，布置結構的時候，還要結合實際隨機應變。比如說，布置次梁的時候，大多數情況下，為了更好的控制截面，就沿著較短的一方進行次梁的布置，但如此，將會增加主梁的截面，這樣一來，將無形使得樓層的凈高被縮短。為了控制這一現象，就可以結合實際的需要對其負荷的傳遞方向進行靈活調整，從而使得其和設計實際需求對應起來。在這里，要注意的是，在結構的抗端，需要設置多個防線，比如采取框架支撐結構，這樣就能使得框架柱分擔25%的總體側向負荷。

2.截面的相關設計措施

就構件而言，其截面的設計實際和結構安全息息相關，也影響著工程的造價和施工。如果確定了結構形式，就可以結合經驗進行預期估算構件的截面。比如梁等構件截面應該采取何種形狀以及多大尺寸等等。就普通的鋼梁而言，選擇的鋼截面有多種，可以選槽鋼，也可以選軋制鋼。而考慮到負荷和支座實際，一般選擇跨度為二十分之一到五十分之一的截面高度。進行翼緣寬度的設計時，一般參照國家規定的相關標準。就板件厚度而言，大多依據中局部的穩定來加以明確。估計柱截面的時候，要結合長細比以及受力實際，一般而言，大多選擇鋼管等形式。設計鋼結構的時候，要保證該結構的安全性，基于合理滿足相關要求，采用最省的用鋼量和最低的造價。故而，怎樣進行合理截面鋼件的選擇？一定要在充分滿足相關需求的基礎上采用最小的用鋼量才可以達到設計的最優目的。在優化截面的時候，我們一般需要考慮如下幾點：第一，要充分考慮構件的強度和穩定，從而保證結構設計的安全度；第二，要充分滿足剛性需求，使得橫梁等相關指標控制在標準范圍內；第三，要充分考慮構造需求，進行截面優化的時候，相關尺寸要和對應規范符合起來；第四，在進行安裝制作的時候，需要依據常規要求加以進行。

3.支撐的相關設計措施

就鋼結構而言，要想有著比較好的穩定性，自然離不了支撐。較好的支撐體系可以將構件內力的分布進行合理的優化，進而使得整體剛度分布得以改善，使得結構的一些薄弱環節能夠強化，才能有著較好的抵抗負荷作用。大體來說，進行支撐設計的時候，可以有如下原則：第一，將縱向負荷的傳遞及時準確；第二，就結構體系而言，其平面以外的穩定性需要保障好，從而更好的保障整體穩定；第三，要有著較為方便的結構安裝；第四，需要及時滿足相應的強度剛度，并且保證連接的可靠性。大多數情況下，就柱間支撐而言，采取的模式為十字式。如果柱間有著其他要求，諸如運輸等，就可以將門架式和單斜式的支撐樣式加入進來。除去這些，還有一些類似于人字形的支撐模式，就普通的支撐體系而言，如果鋼量沒有差別，這類支撐體系特別是在側向剛度方面有著相對更好的支撐效果。

4.節點的相關設計措施

在設計的時候，在設計全程中扮演重要角色的環節就是節點的連接，節點設計的實際情況和結構的可靠性以及建設工期等有著密不可分的關系。所以，設計結構的時候，在分析的環節中就應該將合適的節點形式明確出來，結合選擇的結構構件實際，確定采用哪種模式的節點，從而將它們的傳力優勢充分發揮出來。就焊接節點而言，其焊縫的相關形式以及尺寸一定要和國家規定對應起來。選用的焊條要采取相對應的連接金屬材質強度。另外，進行焊接設計的時候，一定要充分考慮焊縫的重心，使得其盡可能的接近于被連接構件的重心。就栓接節點而言，因為常規螺栓有著相對較差的抗剪性能，因而僅僅可以應用于結構的次要位置。就高強螺栓而言，其有著相對廣泛的應用面，一般來說，等級強度有倆個，一個是S8.8，另外一個是S10.9，高強螺栓在進行連接的時候，結合受力特征，一般有兩類，一類是承壓型，另外一類是摩擦型，在進行設計的時候，要區分好它們的計算方法。就連接板而言，可以將它的厚度減去四毫米作為梁腹板的厚度，然后，依據我國的相應標準進行對應的驗算。另外，進行節點設計的時候，要和制造廠的工藝實際等進行充分的結合，從而為工人進行現場定位等工作提供方便。

5.結語

除去上述闡述的幾點，在設計鋼結構的時候，還存在不少問題有待進一步深究，因而，在實際工程中，我們應該不斷總結經驗，同時動態的進行改善和提高，使得相關問題能夠得到及時和有效的控制。

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作者:孫海濤 單位:山西省第二建筑設計院