1 钢结构适用范围
结构是否适合钢结构主要取决于钢结构本身所具有的优越特性，即具有材料强度高、塑性和韧性好、材质均匀、质量轻、制作简便、施工周期短等混凝土结构所不具备的特点，通常用于高层建筑和高耸建筑、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。直观地说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅、临时建筑、轻型钢结构、容器结构等。随着中国国民经济的进一步发展,钢结构必将在各行业、各领域得到广泛、快速地发展。
2 钢结构形式与结构布置
钢结构在设计之前应该选择合理的结构体系，合理的建筑结构体系应该是刚柔相济。钢结构常用的结构体系有框架、平面(桁)架、网架(壳) 、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
在钢结构设计的整个过程中都应该注重的是“概念设计”，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的繁琐运算。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。所以它在结构选型与布置阶段就尤其重要。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破坏机理、力学关系、试验现象、震害和工程经验中获得概念设计的思想，结构的布置及细部措施应该从全局的角度来确定控制。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，确定出合理的结构体系或结构形式。有关结构总体系和各分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法，整体概念来规划结构方案的方法可参考林同炎教授的《结构概念和体系》 一书。
结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般地说要刚度均匀，力学模型清晰简便，层次清楚，条理分明，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，控制构件的侧移变形，保证结构具有足够的抗弯和抗剪能力，使其结构传力以最直接简单的线路传递到基础，柱间的抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线，否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线，比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独随 1/ 4 的总水平力。
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预估柱梁截面
结构布置结束后，需对构件截面做初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/ 20～1/ 50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按1/ b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。柱截面按长细比预估，通常 50 <λ< 150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理地选择安全经济美观的截面。
4 进行结构分析
结构分析是确定在给定荷载下结构中产生的内力和变形，以便使结构设计的合理并能检查现有结构的安全状况。在结构设计中，必须先从结构的概念开始拟定一种结构形式，然后再进行分析。结构分析最重要的用处是在结构设计中作为一种工具。它通常是反复试算过程中的一个环节，在这种方法中，首先在假定的恒载下对假定的结构体系进行分析，然后根据分析结果设计各构件，这个阶段称为初步设计。由于这种设计常常在变化，通常采用粗略的快速分析方法就足够了。在此阶段，估计结构的成本、修正荷载及构件特性，并对设计进行检查以便改进。至此，所做的更改已纳入到结构中，需更精细地分析，并修改构件设计。这种设计过程会收敛，收敛的速度取决于设计者的能力。因而 ,有能力的分析人员必须掌握严密的分析方法，必须能够通过适当的假设条件进行简化分析，必须了解可利用的标准设计和分析手段以及建筑规范中允许的简化方法。同时，现代的分析人员必须精通结构矩阵分析的基本原理。
5 判定结构的合理性
要正确使用结构软件，还应对其输出结果做正确的判断。比如评估各向周期、位移、应力、 总剪力、变形特征等。不同的软件会有不同的适用条件和范围，初学者应充分明了。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。此外，工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离，为了获得实用的设计方法，有时会用误差和较大的假定，但对这种误差，会通过“适用条件、概念及构造”的方式来保证结构的安全。钢结构设计中，“适用条件、概念及构造”是比定量计算更重要的内容。
6 钢结构构件优化选型
构件的设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235，Q345和Q390，通常主结构使用单一钢种以便于工程管理和施工管理，如果从经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面，当强度起控制作用时，可选择Q345；稳定控制时，宜使用Q235。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。
1)软件在做构件(主要是柱)的截面验算时，计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定。目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以，尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件，结构师应该逐个检查，做到心中有数。
2)当预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则会很不经济。强度不满足，通常加大组成截面的板件厚度，其中，抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上常常不合适。
7 连接节点优化设计
钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件 ,各构件通过一定安装而形成整体结构，连接部位应有足够的强度、刚度、延性。所以连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，钢结构的连接方法可分为焊接、铆接、普通螺栓连接、高强螺栓连接。
在结构分析前 ,就应该对节点的形式有充分地思考与确定，应根据连接节点的位置及其所要求的强度、刚度合理地确定连接方式及节点细部构造和计算方法。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，按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者，连接的不同对结构影响甚大。比如，有的刚接节点虽然随弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定，会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法，初学者可偏安全选用前者。
8 轻型钢结构应用
随着新型建筑材料的出现，钢结构质量轻不仅对大跨度结构有利，对使用荷载特别轻的小跨度结构也有优越性。因为使用荷载特别轻时，小跨度的自重也就成为了一个重要因素，冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可以不超过钢筋混凝土屋架的用钢量。轻型门式架因其轻便和安装迅速，近20年来如雨后春笋般大量出现。从全面经济观点看，钢结构还具有更多的优越性。在地基条件差的场地，多层房屋即使高度不是很大，钢结构因其质轻而降低基础工程造价，仍然可能是首选。在地价高昂的区域，钢结构则以占用土地面积小而显示它的优越性。工期短，投资及早得到回报，是有利于选用钢结构的又一重要因素。施工现场可利用的面积狭小，也是需要借重钢结构的一个条件。此外，现代化的建筑中各类服务设施包括供电、供水、中央空调和信息化、智能化设备，需用管线很多，钢结构易于和这些设施配合，
使之少占用空间。因此，钢结构在土木工程建筑中的应用日益扩展，成为一种趋势。
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浅谈建筑的主体钢结构施工技术研究
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