给大家引荐一个用于钢结构规划的资料。尽管不是大师的创作，却不逊于大师的文章。大师的作品关于具有必定水平的人是很有用处的，而关于初学者却过于高深莫测。该资料特别适宜刚从事钢结构规划的人员。

　　一、钢结构适用规模及选型

　　1.钢结构适用的规模

　　钢结构一般用于高层、大跨度、体型杂乱、荷载或吊车起重量大、有较大振荡、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：超高层修建、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房和暂时修建等。这是和钢结构本身的特色相一致的。

　　2.钢结构的选型

　　在钢结构规划的整个过程中，都应该被着重的是"概念规划"，它在结构选型与安置阶段尤其重要。对一些难以作出准确理性剖析或标准未规则的问题，可根据从全体结构系统与分系统之间的力学联系、损坏机理、震害、实验现象和工程经历所取得的规划思维，从大局的角度来确认操控结构的安置及细部办法。运用概念规划能够在前期迅速、进行构思、比较与挑选。所得结构计划往往易于手算、概念明晰、定性正确，并可防止结构剖析阶段不必要的繁琐运算。一起，它也是判别核算机内力剖析输出数据牢靠与否的首要根据。

　　钢结构一般有结构、平面 （木行）架、网架 （壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都老练。亦有部分难题没有处理，或没有简略实用的规划办法，比方网壳的安稳等。

　　结构选型时，应考虑它们不同的特色。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而选用网架。基本雪压大的区域，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线 50 度内需考虑雪载），如选用三心圆网壳。总雪载开释近一半。降雨量大的区域相似考虑。修建答应时，在结构中安置支撑会比简略的节点刚接的结构有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的修建中，可挑选构件受拉为主的悬索或索膜结构系统。高层钢结构规划中，常选用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去挑选晦气抗震的筒加外框的方式。宜挑选周边巨型 SRC 柱，支撑结构的结构系统。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震晦气。

　　结构的安置要根据系统特征，荷载散布状况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型明晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响规模，使其以直接的线路传递到根底。柱间抗侧支撑的散布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力 （风震）的效果线。不然应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比方有支撑结构结构，柱子至少应能独自承受 1/4 的总水平力。

　　结构结构的楼层平面次梁的安置，有时能够调整其荷载传递方向以满意不同的要求。一般为了减小截面沿短向安置次梁，可是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此刻把次梁支撑在较短的主梁上能够献身次梁保住主梁和柱子。

　　3.钢结构构件的截面选取

　　结构安置结束后，需对构件截面作初步估算。首要是梁柱和支撑等的断面形状与尺度的假定。

　　钢梁可挑选槽钢、轧制或焊接 H 型钢截面等。根据荷载与支座状况，其截面高度一般在跨度的 1/20~1/50 之间挑选。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按 l/b 限值确认时，可逃避钢梁的全体安稳的杂乱核算，这种办法很受欢迎。确认了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按标准中部分安稳的结构规则预估。

　　柱截面按长细比预估。一般 50<λ<150，简略挑选值在 100 附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可挑选钢管或 H 型钢截面等。

　　初学者需留意，对应不同的结构，标准中对截面的结构要求有很大的不同。如钢结构所有的组成构件的板件的部分安稳问题。在钢结构标准和轻钢标准中的限值有很大的区别。

　　除此之外，构件截面方式的挑选没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力状况，合理的挑选经济漂亮的截面。

　　二、钢结构规划简略步骤和规划思路

　　1.规划核算的手段

　　目前钢结构实践规划中，结构剖析一般为线弹性剖析，条件答应时考虑 P- Δ，p- δ。

　　新近的一些有限元软件能够部分考虑几许非线性及钢材的弹塑功用。这为更准确的剖析结构供给了条件。并不是一切的结构都需要运用软件：典型结构可查力学手册之类的工具书直接取得内力和变形。简略结构经过手算进行剖析。杂乱结构才需要建模运转程序并做详细的结构剖析。

　　2.核算结果的断定

　　要正确运用结构软件，还应对其输出结果的做"工程断定".比方，评价各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程断定"挑选修改模型从头剖析，还是批改核算结果。

　　不同的软件会有不同的适用条件。初学者应充沛明了。此外，工程规划中的核算和准确的力学核算本身常有必定间隔，为了取得实用的规划办法，有时会用差错较大的假定，但对这种差错，会经过"适用条件、概念及结构"的方式来确保结构的安全。钢结构规划中，"适用条件、概念及结构"是比定量核算更重要的内容。

　　工程师们不应该过火信任与依赖结构软件。美国一位学者曾警告说：“误用核算机造成结构损坏而引起灾祸仅仅一个时间的问题。”

　　重视概念规划和工程断定是防止这种工程灾祸的办法。

　　3.判别结构是否适宜用钢结构

　　钢结构一般用于高层修建、大跨度、体型杂乱、荷载或吊车起重量大、有较大振荡、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：超高层公共修建、大跨度的公共修建、桥梁、电视塔、仓棚、工业厂房和暂时修建等。这是和钢结构本身的特色相一致的。

　　4.结构选型与结构安置

　　在钢结构规划的整个过程中都应该被着重的是"概念规划"，它在结构选型与安置阶段尤其重要。对一些难以作出准确理性剖析或标准未规则的问题，可根据从全体结构系统与分系统之间的力学联系、损坏机理、震害、实验现象和工程经历所取得的规划思维，从大局的角度来确认操控结构的安置及细部办法。运用概念规划能够在前期迅速、进行构思、比较与挑选。所得结构计划往往易于手算、概念明晰、定性正确，并可防止结构剖析阶段不必要的繁琐运算。一起，它也是判别核算机内力剖析输出数据牢靠与否的首要根据。

　　钢结构一般有结构、平面 （木行）架、网架 （壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。

　　其理论与技术大都老练。亦有部分难题没有处理，或没有简略实用的规划办法，比方网壳的安稳等。

　　结构结构的楼层平面次梁的安置，有时能够调整其荷载传递方向以满意不同的要求。一般为了减小截面沿短向安置次梁，可是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此刻把次梁支撑在较短的主梁上能够献身次梁保住主梁和柱子。

　　5. 节点规划

　　衔接节点的规划是钢结构规划中重要的内容之一。在结构剖析前，就应该对节点的方式有充沛思考与确认。常常出现的一种状况是，规划的节点与结构剖析模型中运用的方式不一致，这有必要防止。按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。初学者宜挑选能够简略定量剖析的前两者。

　　衔接的不同对结构影响甚大。比方，有的刚接节点尽管承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构剖析中的假定。会导致实践工程变形大于核算数据等的晦气结果。

　　衔接节点有等强规划和实践受力规划两种常用的办法，初学者可偏安全选用前者。钢结构规划手册中一般有焊缝及螺栓衔接的表格等供规划者查用，比较便利。也能够运用结构软件的后处理部分来自动完结。

　　详细规划首要包含以下内容：

　　5.1 焊接：对焊接焊缝的尺度及方式等，标准有强制规则，应严格遵守。焊条的选用应和被衔接金属原料习惯。E43 对应 Q235，E50 对应 Q345. Q235 与 Q345 衔接时，应该挑选低强度的 E43，而不是 E50.

　　焊接规划中不得任意加大焊缝。焊缝的重心应尽量与被衔接构件重心接近。其他详细内容可查标准关于焊缝结构方面的规则。

　　5.2 栓接：

　　铆接方式，在修建工程中，现已很少选用。

　　一般螺栓抗剪功用差，可在次要结构部位运用。

　　高强螺栓，运用日益广泛。常用 8.8s 和 10.9s 两个强度等级。根据受力特色分承压型和冲突型。两者核算办法不同。高强螺栓小标准 M12.常用 M16~M30.超大标准的螺栓功用不安稳，规划中应慎重运用。

　　自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要衔接。国外在低层墙板式住宅中，也常用于主结构的衔接。

　　5.3 衔接板：可简略取其厚度为梁腹板厚度加 4mm.然后验算净截面抗剪等。

　　5.4 梁腹板：应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓衔接还需验算孔壁部分承压。

　　5.5 节点规划有必要考虑装置螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法装置是初学者长犯的错误。此外，还应尽可能使工人能便利的进行现场定位与暂时固定。

　　5.6 节点规划还应考虑制作厂的工艺水平。比方钢管衔接节点的相贯线的切断需要数控机床等设备才能完结。

　　6.构件规划

　　构件的规划首先是资料的挑选。比较常用的是Q235 （类似 A3）和 Q345 （类似 16Mn）。一般主结构运用单一钢种以便于工程办理。经济考虑，也能够挑选不同强度钢材的组合截面。当强度起操控效果时，可挑选 Q345；安稳操控时，宜运用 Q235.

　　构件规划中，现行标准运用的是弹塑性的办法来验算截面。这和结构内力核算的弹性办法并不匹配。

　　当前的结构软件，都供给截面验算的后处理功用。因为程序技术的进步，一些软件能够将验算时不经过的构件，从给定的截面库里挑选加大一级。并自动从头剖析验算，直至经过，如 sap2000 等。这是常说的截面优化规划功用之一。它减少了结构师的很多工作量。

　　可是，初学钢至少应留意两点：

　　6.1 软件在做构件 （首要是柱）的截面验算时，核算长度系数的取定有时会不符合标准的规则。目前一切的程序都不能处理这个问题。所以，尤其关于节点衔接状况杂乱或变截面的构件，结构师应该逐一查看。

　　6.2 当上面预估的截面不满意时，加大截面应该分两种状况区别对待。

　　（1）强度不满意，一般加大组成截面的板件厚度，其间，抗弯不满意加大翼缘厚度，抗剪不满意加大腹板厚度。

　　（2）变形超限，一般不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，不然，会很不经济。

　　运用软件的前述自动加大截面的优化规划功用，很难考虑上述强度与刚度的区别，实践上，常常并不适宜。

　　7.图纸编制

　　钢结构规划出图分规划图和施工详图两阶段，规划图为规划单位供给，首要是原理图和杆件示意图。施工详图一般由钢结构制作公司，根据规划图来进行详细的深化规划内容。现在的深化规划程序和先进，能够一起完结一切杆件的加工、制作等内容。有时也会由规划单位代为编制。因为近年钢结构项目增多和规划院钢结构工程师缺少的对立，有规划能力的钢结构公司参加规划图编制的状况也很普遍。

　　7.1 规划图：是供给制作厂编制施工详图的根据。内容应完好但不冗余。在规划图中，关于规划根据、荷载资料 （包含地震效果）、技术数据、资料选用及原料要求、规划要求 （包含制作和装置、焊缝质量检验的等级、涂装及运送等）、结构安置、构件截面选用以及结构的首要节点结构等均应表明清楚，以利于施工详图的顺畅编制，并能正确表现规划的意图。首要资料应列表表明。

　　7.2 施工详图：又称加工图或放样图等。深度须能满意车间直接制作加工。相同的另构件单元须独自制作表达，并应附有翔实的资料表。

　　规划图及施工详图的内容表达办法及出图深度的操控，目前比较紊乱，各个规划单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。初学者可参阅他人的优异规划并参阅相关的工具书，并根据标准规则编制。

文章源自：江门钢结构工程 http://www.jmxygjg.com/