【鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單步驟和設(shè)計(jì)思路

1.設(shè)計(jì)方案計(jì)算的手段

目前鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)方案中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般而言為線彈性分析，條件允許時考慮 P- Δ，p- δ。

新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能。這為更精確的分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了條件。并不是所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都需要使用軟件：典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可查力學(xué)手冊之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形。簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過手算進(jìn)行分析。復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才需要建模運(yùn)行程序并做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。

2.計(jì)算結(jié)果的評定

要正確使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，還應(yīng)對其輸出結(jié)果的做"工程評定".比如，評估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)"工程評定"選擇修改模型重新分析，還是修正計(jì)算結(jié)果。

不一樣的軟件會有不一樣的適用條件。初學(xué)者應(yīng)充分明了。此外，工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算和精確的力學(xué)計(jì)算本身常有一定距離，為了獲得實(shí)用的設(shè)計(jì)方案方法，有時會用誤差較大的假定，但對這種誤差，會通過"適用條件、概念及構(gòu)造"的方式來保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，"適用條件、概念及構(gòu)造"是比定量計(jì)算更重要的內(nèi)容。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們不應(yīng)該過分信任與依賴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。美國一位學(xué)者曾警告說：“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)破壞而引起災(zāi)難只是一個時間的問題?！?/p>

注重概念設(shè)計(jì)和工程評定是避免這種工程災(zāi)難的方法。

3.判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)工程一般而言用于高層建筑、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。直觀的說：超高層公共建筑、大跨度的公共建筑、橋梁、電視塔、倉棚、工業(yè)廠房和臨時建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)相一致的。

4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個過程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是"概念設(shè)計(jì)"，它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型與布置階段尤其重要。對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)方案思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。同時，它也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)一般而言有框架、平面 （木行）架、網(wǎng)架 （殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式。

其理論與技術(shù)大都成熟。亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單實(shí)用的設(shè)計(jì)方案方法，比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定等。

框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置，有時可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不一樣的要求。一般而言為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。

5. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案

連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前，就應(yīng)該對節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設(shè)計(jì)方案的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避免。按傳力特性不一樣，節(jié)點(diǎn)分剛接，鉸接和半剛接。初學(xué)者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。

連接的不一樣對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響甚大。比如，有的剛接節(jié)點(diǎn)雖然承受彎矩沒有問題，但會產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)動，不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定。會導(dǎo)致實(shí)際工程變形大于計(jì)算數(shù)據(jù)等的不利結(jié)果。

連接節(jié)點(diǎn)有等強(qiáng)設(shè)計(jì)方案和實(shí)際受力設(shè)計(jì)方案兩種常用的方法，初學(xué)者可偏安全選用前者。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊中一般而言有焊縫及螺栓連接的表格等供設(shè)計(jì)者查用，比較方便。也可以使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的后處理部分來自動完成。