（一)判断结构是否适合用钢结构
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、密封性请求高、请求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时修建等。这是和钢结构自身的特点相一致的。
（二）结构选型与结构安置
此处仅简单介绍。 详请参考有关专业书籍。由于结构选型涉及广泛,做结构选型及安置应当在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构规划的整个过程中都应当被强调的是“概念规划”,它在结构选型与安置阶段尤其主要。对一些难以作出准确理性剖析或标准未规则的问题，可根据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、损坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的规划思维，从大局的角度来确定控制结构的安置及细部措施。运用概念规划能够在早期迅速、有效地进行构思、比较与挑选。所得结构方案往往易于手算、概念明晰、定性正确，并可避免结构剖析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断核算机内力剖析输出数据可靠与否的主要根据。（无论结构软件如何强大，扎实的结构概念和力学剖析，及可靠的手算能力，才是过硬的素质。）
钢结构一般有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技能大都成熟。亦有有些难题没有解决,或没有简单有用的规划办法，比如网壳的安稳等。
结构选型时，应考虑它们不一样的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑抛弃门式刚架而采用网架。屋面上雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。修建答应时，在框架中安置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。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体系。高层钢结构规划中，常采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不利抗震的中心筒加外框的方式。宜挑选周边巨型src柱，中心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围安置，是充沛利用资料功用的要害，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很主要。）
结构的安置要根据体系特征,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范围,使其以最直接的线路传递到基础。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)的作用线。 不然应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子最少应能单独承受1/4的总水平力。
框架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足不一样的请求。一般为了减小截面沿短向安置次梁，但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，此时把次梁支撑在较短的主梁上能够牺牲次梁保住主梁和柱子。
（三）预估截面
结构安置结束后，需对构件截面作初步估算。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限值确定时，可回避钢梁的整体安稳的杂乱核算，这种办法很受欢迎。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,简单挑选值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不一样,可挑选钢管或h型钢截面等。
初学者需注意，对应不一样的结构，标准中对截面的结构请求有很大的不一样。如钢结构所特有的组成构件的板件的部分安稳问题。在普钢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请求，结构工程师应当根据构件的受力状况，合理的挑选安全经济美观的截面。
（四）结构剖析
目前钢结构实际规划中,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有些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。并不是所有的结构都需求运用软件:
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剖析。
杂乱结构才需求建模运行程序并做详细的结构剖析。
（五）工程判定
要正确运用结构软件，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”挑选修改模型重新剖析,还是修正核算结果。
不一样的软件会有不一样的适用条件。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一定距离, 为了获得有用的规划办法,有时会用差错较大的假定, 但对这种差错, 会通过"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”是比定量核算更主要的内容。
工程师们不应当过分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难只是一个时间的问题。”
注重概念规划和工程判定是避免这种工程灾难的办法。
（六）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管理。经济考虑,也能够挑选不一样强度钢材的组合截面。 当强度起控制作用时,可挑选q345; 安稳控制时,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。由于程序技能的前进,一些软件能够将验算时不通过的构件，从给定的截面库里挑选加大一级。并自动重新剖析验算，直至通过，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。但是，初学者最少应注意两点：
1、软件在做构件(主要是柱)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。目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其关于节点衔接状况杂乱或变截面的构件,结构师应当逐一检查。
2、当上面第(三)条中预估的截面不满足时，加大截面应当分两种状况区别对待。
(1) 强度不满足,一般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。
(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分，实际上，常常并不合适。
（七）节点规划
衔接节点的规划是钢结构规划中主要的内容之一。在结构剖析前,就应当对节点的方式有充沛考虑与确定。常常出现的一种状况是,最终规划的节点与结构剖析模型中运用的方式不完全一致,这有必要避免。按传力特性不一样,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜挑选能够简单定量剖析的前两者。常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及核算公式。
衔接的不一样对结构影响甚大。比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结构剖析中的假定。会导致实际工程变形大于核算数据等的不利结果。
衔接节点有等强规划和实际受力规划两种常用的办法, 初学者可偏安全选用前者。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,比较方便。也能够运用结构软件的后处理有些来自动完成。
具体规划主要包括以下内容:
1、焊接: 对焊接焊缝的尺寸及方式等,标准有强制规则,应严格遵守。 焊条的选用应和被衔接 金属原料适应。e43对应q235,e50对应q345。 q235与q345衔接时,应当挑选低强度的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。
2、栓接:铆接方式,在修建工程中，现已很少采用。
普通螺栓抗剪功用差, 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。根据受力特点分承压型和摩擦型。两者核算办法不一样。高强螺栓最小规格m12。常用m16～m30。 超大规格的螺栓功用不安稳,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。
3、衔接板: 可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm。 然后验算净截面抗剪等。
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、节点规划有必要考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6、节点规划还应考虑制造厂的工艺水平。 比如钢管衔接节点的相贯线的切口需求数控机床等设备才能完成。
（八）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，施工详图一般由钢结构制造公司根据规划图编制，有时也会由规划单位代为编制。由于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与规划图编制的状况也很遍及。
1、规划图: 是供给制造厂编制施工详图的根据。深度及内容应完整但不冗余。在规划图中,关于规划根据、荷载资料（包括地震作用）、技能数据、资料选用及原料请求、规划请求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等）、结构安置、构件截面选用以及结构的主要节点结构等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现规划的意图。主要资料应列表表示。
2、施工详图:又称加工图或放样图等。深度须能满足车间直接制造加工。不完全相同的另构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的资料表。
规划图及施工详图的内容表达办法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个规划单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。初学者可参考他人的优秀规划并参考有关的工具书，并根据标准规则编制。
|
