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钢结构设计中几个问题探讨 　　【摘要】建筑钢结构的经济性能一直是大家最为关注的一个问题，同时如何控制工程造价，充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势，钢结构的设计阶段是关键。可以说，钢结构设计质量的高低、设计是否优化会对整个工程会产生直接的影响。本文就钢结构设计中的几个关键问题做一分析。 　　【关键词】钢结构设计；特点；关键问题 　　 　　1 钢结构的特点 　　钢结构与钢筋混凝土结构相比具有以下优点：一是钢结构可工厂化制作，减少现场施工的工作量，施工周期短；二是由于钢结构自重轻、结构荷载小，减少了地基处理的工作量和费用；三是钢结构利于抗震，给投资方带来较好的经济效益和社会效益；四是钢结构由于其材料本身的性能好，强度高，与钢筋混凝土结构相比结构断面小，可以节省一部分空间，更容易满足工艺灵活布置的要求。 　　根据《钢结构设计规范》（CB50017-20 03）的规定，承重结构应进行承载能力极限和正常使用极限状态的设计。成功的钢结构设计必须解决好其稳定设计及构造措施的问题，且在使用规范过程中还应避免孤立或片面地对规范条文进行理解。 　　2 钢结构设计的内容 　　2.1 概念设计 　　在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以做出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 　　2.2 钢结构设计分析 　　2.2.1 构件设计。构件的设计首先是材料的选择，通常主结构使用单一钢种以便于工程管理，也可以选择不同强度钢材的组合截面。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能???由于程序技术的进步，一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至通过，它减少了结构师的很多工作量。 　　2.2.2 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。常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免。 　　2.2.3 具体设计。具体设计主要包括以下内容：①焊接：对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守，焊条的选用应和被连接金属材质适应。焊接设计不得任意加大焊缝。焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。②栓接：铆接形式在建筑工程中，现已很少采用，通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用，高强螺栓使用日益广泛，而超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。③连接板：可简单取其厚度为粱腹板厚度加4ram，然后验算净截面抗剪等。梁腹板：应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。④节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。此外，节点设计还应考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。 　　2.3 工程设计图纸的编制。钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。 　　设计图：是提供制造厂编制施工详图的依据，深度及内容应完整但不冗余。在设计图中，对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。 　　施工详图：又称加工图或放样图等．深度须能满足车间直接制造加工；不完全相同的另构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表。 　　3 钢结构设计中应注意的问题 　　3.1 柱间支撑不要设置在有门、安装孔及胶带输送机栈桥与主厂房连接处，否则将影响使用或必须把柱间支撑换位置。由于主厂房门比较多，还有设备吊装孔及进出主厂房的胶带输送机，对柱间支撑的位置有一定限制，因此要在布置柱间支撑仔细核对。 　　3.2 主梁与柱、次梁之间连接螺栓不要过多，否则将给施工带来很大麻烦。抗风柱与钢梁的连接尽量采用弹簧板连接，因为中间跨的梁安装后下挠比较大，山墙的梁若用螺栓与抗风柱连接，会造成屋面不平。 　　3.3 屋面檩条布置图和钢梁的详图要认真核对，常发现屋面檩条布置图与钢梁详图檩条数量不符。檩