钢结构设计的设计思路及结构构件讲述

设计计算的手段

目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ，p-δ。

的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能。这为的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件：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。

计算结果的判定

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、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析，还是修正计算结果。

不同的软件会有不同的适用条件。初学者应充分明了。此外，工程设计中的计算和的力学计算本身常有距离，为了获得实用的设计方法，有时会用误差较大的假定，但对这种误差，会通过"适用条件、概念及构造"的方式来结构的。钢结构设计中，"适用条件、概念及构造"是比定量计算重要的内容。

工程师们不应该过分信任与依赖结构软件。美国一位学者曾警告说：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”

注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法。

判断结构是否适合用钢结构

钢结构通常用于高层建筑、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：层公共建筑、大跨度的公共建筑、桥梁、电视塔、仓棚、工业厂房和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。

结构选型与结构布置

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。对一些难以作出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、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的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据与否的主要依据。

一、主钢材的品种和牌号

钢材的品种繁多，性能各异，在钢结构中采用的钢材主要有二个种类，一是碳素结构钢（或称普通碳素钢），二是低合金结构钢。低合金钢因含有锰、钒等合金元素而具有较高的强度。

二、连接材料

钢结构的连接是通过的方式将各个杆件连成整体。杆件间要正确的相互位置，以传力和使用要求，连接部位应有足够的静力强度和疲劳强度。因此，连接是钢结构设计和施工中重要的环节，钢结构的连接应符合、节省钢材、构造简单和施工方便的原则。

钢结构的连接方法分为铆接、焊接、普通螺栓和螺栓连接，依据连接方法的不同，连接材料分为以下几种。

1、铆钉

2、普通螺栓

3、螺栓

4、焊接材料:焊接材料主要有电焊条、焊丝及焊剂。

钢结构用钢主要是热轧成形的钢板和型钢等。薄壁轻型钢结构中主要采用薄壁型钢、圆钢和小角钢。钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金结构钢。

钢结构常用的热轧型钢有：工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。

冷弯薄壁型钢包括结构用冷弯空心型钢和通用冷弯开口型钢。

钢板材包括钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等。钢板是矩形平板状的钢材，可直接轧制而成或由宽钢带剪切而成，按轧制方式分为热轧钢板和冷轧钢板。

钢板规格表示方法为宽度×厚度×长度（单位为mm）。钢板分厚板（厚度>4mm）和薄板（厚度≤4mm）两种。厚板主要用于结构，薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。