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来源：《装饰装修天地》2015年第09期

        摘要：钢结构因其强度较高、自重较轻，且工业化程度较高等一系列优点而在各大工程中得到了广泛的应用，设计过程中应当充分考虑材料等各方面因素，加强钢结构整体及局部的稳定性，确保钢结构的设计质量，从而推动钢结构在建筑等多个领域的不断发展和应用。文章介绍了钢结构工程的特点及结构设计总结，以供同行参考。

        关键词： 钢结构工程;特点;结构设计;总结

        前 ;言

        随着我国建筑的不断发展，采用传统的混凝土结构已经无法满足建筑结构的多元化需求，钢结构作为一种特殊的建筑结构之一，不仅能够弥补传统混凝土结构的种种弊端，还具有结构构件较轻、施工周期较短、布置灵活方便等优势，因此，在建筑工程中得到了广泛的推广和应用。

        一、大型钢结构工程的特点与重点分析

        1.钢结构工程可通过合理的结构单元解决大平面、大跨度结构的问题。但随之而来的是面临屋面排水和防水的技术难题，对设计、施工和监理单位具有类似工程经验的要求高。

        2.一般钢结构工程柱网尺寸都较大，外墙及檐口施工安全要求较高，尤其是屋顶施工时安全措施应到位。监理单位应对施工单位的安全措施作认真审查，施工过程中须加强安全生产巡查。

        3.大面积、超长度、大体量的钢结构建筑，其温度变形量较大，对温度变形处理的正确与否，将最终决定着工程整体质量。钢结构变形缝的设置与相应的施工质量控制，值得监理工程师与设计、承包商一道进行深入的探讨与研究。

        4.由于钢结构工程包含大量钢结构现场安装，施工队伍的技术与管理素质将对工程的优质、按时完成产生直接的影响。选择一个专业经验丰富、信誉良好的钢结构承包商，对工程建设目标的实现，起到决定性的作用。

        5.钢结构工程的安装精度问题显得较为突出。不论是钢结构柱的现场制作与安装，还是钢结构屋面结构的现场拼装，都对工程的质量控制产生直接影响，同时也将影响工程交验后的正常使用与维修。

        6.钢结构工程体系的室内装饰，不论在设计还是在施工阶段都是必须认真研究的问题。根据大部分钢结构工程的使用特点（如屋面隔热等），室内宜采取吊顶装饰。采用何种装饰材料、何种安装方式、以及与通风等管道的协调处理，在工程装饰设计与施工中都将产生相互影响。

        7.对于大面积、大跨度钢结构轻型屋面结构，屋面防水设计与施工质量的控制十分重要，任何一个环节处理不当都将给建成后的工程带来不可弥补的损失。因而是监理工程师在设计与施工质量控制时应该很好解决的问题。

        8.对于大面积单层钢结构工程、大面积的混凝土地面平整度控制与防止裂缝措施值得关注。这就要求现场监理工程师应有思想准备与技术准备。

        9.钢结构工程的防腐措施得当与否将直接关系到建筑物的使用寿命与安全。监理工程师应在工程质量控制时，将此列为重点来抓。

        10.钢网架工程现场拼装的质量控制，球形节点是其关键所在;对于在现场拼装成型的钢架构件，其拼装质量控制是关键所在。在钢网架现场拼装过程中，尤以钢架结点的拼装质量控制最为重要。过量的杆件安装偏差所造成的累积误差，将严重影响到钢架工程的整体质量。

        二、钢结构工程设计总结

        1.设计方法方面

        我国钢结构建筑的设计步骤主要是：依据弹性方法计算钢结构各构件内力;依据弹塑性方法验算钢结构构件的极限承载力。由于钢结构达到极限状态时，就会进入弹塑性变形阶段，会造成结构内力的重分布，按现在的方法设计，不能保证构件承载力可靠度的一致性。

        2.钢结构楼板设计方面

        楼板不仅承受竖向荷载并将其传给框架，还将水平力传到柱上，因此楼板的强度、承载力和整体性都十分重要。作为钢结构工程要求，楼板还应考虑隔音要求;目前钢结构工程上，压型钢板组合楼板，现浇楼板等应用较多;震级较高的震区或重要钢结构，在柱的设计方面，因考虑在柱子的周边宜设置钢箍筋，以免高水平力破坏楼板。

        3.钢结构抗震设计方面

        3.1设计反应谱问题：地震记录仪构造使得很多大于 3 秒的强震被削弱，因此计算的反应谱不真实，而建设部人为调整的谱曲线来保证钢结构安全性的抗震设计，可靠性需进一步验证;

        3.2弹塑性地震反应计算问题：目前我国没有高层钢结构弹塑性地震反应计算程序，缺乏空间弹塑性地震反应分析软件。

        3.3钢-砼结构搞垮设计问题：我国是一个多地震国家，国际上没有这方面的研究，需要解决抗震设计原则、设计指标和设计方法。

        4.钢结构节点和支撑构造方面

        4.1钢结构设计中重要的内容是连接节点的设计，应该在结构分析前对节点的形式进行充分思考和确定。必须避免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的情况。此外，节点设计还必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序。

        4.2焊接：焊缝的尺寸及形式应严格遵守规范。选用的焊条应与金属材质相适应。焊接设计不得任意加大焊缝。焊缝与被连接构件重心应尽量接近。

        4.3梁腹板：栓孔处腹板的净截面抗剪性能应进行验算。承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。

        4.4柱应通过小悬臂与梁拼接，梁拼接大部分采用翼缘焊接腹板拼接，也可采用全截面螺栓连接。拼接设计时，腹板要考虑弯矩。

        4.5高层钢结构工程的框架-支撑体系，框架梁柱应刚性连接。

        4.6为防止管壁开裂，支撑与钢管混凝土连接，不应将节点板焊在钢管管壁上。

        4.7为满足钢结构工程的抗震要求，不应在钢管支撑内灌注混凝土。

        5.钢结构选型方面

        应根据钢结构不同的特点考虑结构选型。例如，在轻型钢结构工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就采用网架结构。雪压较大的地区，屋面曲线应有利于积雪的滑落。降雨量大的地区可以与雪压较大的地区一样考虑。当建筑条件允许时，在框架中布置支撑有更好的经济性;屋面覆盖跨度较大的钢结构工程，应选择悬索或索膜等受拉为主的结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构。

        6.钢结构抗火设计方面

        钢结构在温度超过 400 摄氏度时，强度将降为原来的一般，达到 600 摄氏度时，将丧失全部强度。高层钢结构火源较多，很容易失火，因此，刚曾钢结构抗火方面的设计尤为重要。设计方面存在严重缺陷：没考虑温度变形和应力的影响;没有考虑高温状态下钢结构内力的重分布;没有考虑钢结构构件相互作用的影响;

        7.设计指标方面

        7.1钢结构高宽比限值问题。现在我国的规范对地震多发区高层钢结构的高度比为：钢-砼结构为 5，纯的钢结构为 6。现行规范的高宽比主要根据低于 150m 的高层砼结构提出的，能否适用于超高层的钢结构，还需要深入研究。

        7.2钢结构层间变形问题。现在我国很多钢结构实际计算层间很难满足规范的要求，因此，目前钢结构设计标准的层间变形是不是合理，需要更进一步的解决。另外，很多高层钢-砼混合结构的层间变形也亟待解决。

        三、结束语

        随着国内经济突飞猛进地发展，钢结构在建筑业被越来越广泛的重视和应用，钢结构工程在我国将得到前所未有的发展。作为钢结构工程设计人员，面对钢结构建筑的大量涌现，应与时俱进，加强学习有关钢结构工程的专业知识与管理内容，特别对钢结构工程设计方面的一些问题应认真细致的分析，不出现丝毫纰漏，从而确保我国高层钢结构工程的经济性和安全性。

        参考文献

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        [3] 蒋彦涛，白洪源 . 钢结构住宅技术体系研究及其产业化道路 [J]. 建筑技术，2011，42（6）：542-545.下载本文