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钢结构工程设计的基本要求

发布时间：

2019-08-15 12:00

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　　1.钢结构设计必须适应社会主义现代化建设的需要，贯彻执行国家的技术经济政策，从实际情况出发，合理选用材料和结构方案，使结构方案符合可持续发展的要求，并做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。

　　2.钢结构设计应遵循下列原则：

　　(1)建筑钢结构的设计首先应满足生产工艺、建筑功能和形式的要求，并在此基础上做到结构合理、安全可靠、经济节约。为此，结构设计人员应充分了解生产操作过程以及建筑功能和艺术的要求以便和工艺及建筑人员共同商定最合理的方案。

　　(2)设计钢结构时，应从工程实际出发，考虑材料供应情况和施工条件，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，同时还要符合防火标准，注意结构的防腐蚀要求。在技术经济指标方面，应针对节约材料、提高制作劳动生产率、降低运输费用和减少安装工作量以缩短工期等主要因素，进行多方案比较，通过分析，根据具体情况抓主要矛盾以形成综合经济指标最佳的方案。

　　(3)遵循局部服从整体原则，应从提高综合经济效益出发，不宜围于某一种构件的得失而影响总的经济指标，如：

　　1)上部结构应和地基基础的建设费用统一考虑；

　　2)厂房屋架的端部高度应和墙面结构的费用统一考虑；

　　3)有吊车厂房柱的截面高度宜和厂房建筑面积统一考虑等。

　　(4)注意当前和长远结合，随着科技进步和工艺革新的加快，在设计时，需考虑今后改建的可能性和简便性。

　　(5)在可能条件下，逐步向结构定型化、构件和连接接头标准化的方向发展。在具体设计中应尽量减少构件和连接的类型，注意构件断面的协调和构造处理的统一性。

　　(6)遵循集中使用材料的原则，即适当扩大柱距使承重结构大型化，减少构件数量，将钢材集中使用千承受主要荷载的结构上，使承受其他荷载和特殊荷载（如地震作用）的钢材消耗量减至最低限度。

　　(7)在保证结构安全可靠的前提下，实行功能兼并的原则，即一个构件可同时承担多种功能，如既起承重作用又起维护作用的结构或既是承重构件又是稳定体系的网架等。

　　(8)在钢材选用方面应考虑结构的工作条件（如受力情况、温度和周围介质环境等）、材料供应和加工制作诸方面的因素。对各类各级钢材应充分发挥其作用，重点是推广采用高效能钢材。

　　钢结构工程设计的基本要求

　　3.构件和连接节点的精心设计。结构设计人员在设计中除正确运用理论知识和设计经验以及符合国家现行有关标准的规定外，尚应注意下列各点：(1)仍需具有创新意识，结合实际采用一些新的结构形式、节点构造、连接方法和高效截面等；

　　(2)结构计算一定要保证质量，对电算结果要凭经验加以判断，必要时应用手算进行校核，或通过两个程序分别计算校核以确保计算不发生大的误差；

　　(3)对计算结果应根据结构的实际工作状态，凭概念和经验对某些重要构件的截面和节点连接的承载力进行适当的调整，使设计更趋合理；

　　(4)现场安装连接可采用焊接连接或摩擦型高强度螺栓连接，采用何种连接应根据施工环境条件和作用力的性质以及减少安装费用等因素确定。

　　4.在钢结构设计中应注意的事项：

　　(1)了解结构构件可能承受的所有荷载，掌握各种荷载的特性和横值以及可能出现的荷载组合，以确定合适的荷载设计值。

　　(2)结构受力分析一般采用弹性状态，在一定条件下亦可采用塑性状态。对构件应进行强度、刚度和稳定性的验算，对直接承受动力荷载的构件尚需进行疲劳验算。

　　(3)重视结构的整体刚度，考虑结构的空间作用，尽量使结构构件由强度控制而不是由刚度或稳定控制。

　　(4)充分利用钢材的强度潜力，为此：

　　1)宜多用受拉构件，少用受压构件，在条件许可时宜采用张力结构体系；

　　2)在受压构件中宜多用短而粗的杆件，少用细长的杅件，尽量增大稳定系数口值；

　　3)在受弯构件中应尽量增大截面抵抗矩系数(a=W/A)值。

　　(5)构件和连接的构造设计应和计算图形相符合，同时应避免应力集中现象。

　　(6)在构件设计时应树立等强设计的概念，即组成该构件的各零部件、杆件及其连接的承载能力的安全度应与整个构件的安全度相接近。

　　5.支撑体系的布置和设计应根据建筑结构的具体情况．及柱网布置、房屋高度、结构类型、荷载的性质与大小等因素通盘考虑，灵活处理，以简单有效而可靠的方式来进行设计，以保证建筑结构在安装和使用时的整体稳定，提高结构的整体刚度，形成整个结构的空间工作，并使所受的水平荷载以简捷、明确、可靠的途径传达到基础。

　　6.钢结构设计时应注意结构在使用期间的实际工作状况，不能单纯按每一个单体构件进行考虑。要注意到；

　　(1)结构相互之间的关系及其协同工作。

　　(2)设计假定与计算简图以及实际情况的差异。

　　钢结构工程设计的基本要求

　　?7.钢结构设计应十分重视防锈、防撞以及高温烧损或防火等的保护措施。一般不得因考虑锈蚀、碰撞或高温影响而加大钢材截面或厚度。因此，在设计中应采取下列必要的措施：(1)除在结构表面涂以防锈涂层外，在构造上要尽扯避免出现难千检查、清刷和油漆之处以及能积留湿气和灰尘的死角和凹槽；严格按除锈等级标准进行基层除锈处理。

　　(2)应竭力避免因飘雨、漏雨而使结构经常受潮。

　　(3)应选用防锈性能较好的型钢截面，对闭口截面构件应全长和端部焊接封闭。

　　(4)对容易受碰撞或高温辐射（或喷溅）之处，必须根据具体情况采取切实可靠的保护措施，以免使结构损伤。

　　(5)对有防火要求者应根据耐火等级采取相应的防火保护措施。

　　8.设汁钢结构时应充分考虑到制作、运输和安装等方面的要求：

　　(1)应考虑施工操作（如施焊）的可能性，尽量方便制作加工，部件重量要结合制造厂的装备能力来确定，以便搬运、翻转。

　　(2)划分运送单元时，部件的最大轮廓尺寸和重最应满足运输和起重能力的要求。

　　(3)设计应考虑组合吊装的要求，为施工提供地面组装和整体起吊的条件并满足组合吊装时所需的刚度要求。

　　(4)安装连接设计应采用传力可靠、制作方便、插接简单、易于固定和便千调整的构造形式。

　　(5)现场拼接或安装连接一般采用焊接或摩擦型高强度螺栓。粗制螺栓只允许使用在螺栓沿杆轴方向受拉的连接或次要构件的连接中。当安装连接采用焊接时，应考虑用安装螺栓将构件固定。每个构件在节点处的安装螺栓数量不宜少于两个。

　　9.在钢结构设计施工图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢材牌号与质量等级及性能要求和连接材料的牌号、强度级别与所遵循的标准以及焊缝质量等级。此外，在钢结构设计施工图中还应注明钢材基层除锈等级和防护涂层构造及厚度。

　　10.在设计中应结合具体条件，积极采用新材料、新结构、新技术，进一步改进和简化结构构件的形式，减少施工工作量，降低材料消耗，使建筑钢结构的设计能始终有所前进、有所创新，以取得更好的经济效益。