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摘要： 钢结构指的是以钢材作为主要的材料所制作成受力建筑构件的建筑结构体系。在随着成型制造工艺以及炼钢技术不断的发展，给在钢结构工程方面的应用带来新的活力，本文就针对土建钢结构设计进行深入的分析与研究
关键词：土建；钢结构；设计；分析
中图分类号：TU391文献标识码： A
随着我国的科学技术以及国民经济不断的发展，钢结构建筑已经逐渐的成为一种非常普遍的建筑结构形式，在民用、工用土建当中都得到了非常广泛的运用，施工与设计的好坏将会直接的决定了土建结构的质量。
一、土建钢结构的特点
土建钢结构同钢筋混凝土结构来比较是具有下面一些优点:
（1）钢结构可工厂化的制作,减少了在现场施工方面的工作量,施工的周期较短;
（2）因为钢结构自重较轻、结构荷载较小,极大地减少了在地基处理方面的工作量以及费用;
（3）钢结构有利于抗震, 这样就会给投资方带来了比较好的社会效益和经济效益;
（4）钢结构因为自身材料性能较好,强度较高,同钢筋混凝土的结构来比较结构断面较小,在厂房布置当中能够节省一部分的空间,更加容易的满足了工艺灵活布置的要求。
二、土建钢结构的设计要点
1.正确的选用焊缝与钢材质量的等级
根据国内现行相关的规范要求，在钢结构设计的方案当中，应该明确的标注焊缝与钢材质量等级。在国内现阶段钢结构的设计当中，对于焊缝质量的等级要求缺乏明确性，部分的项目甚至是并没有提及。在抗震要求比较高的钢结构建筑设计的时候，钢板厚度应该不小于40毫米，在承受着沿板厚方向比较大拉力的时候，要确保板厚方向上的截面收缩率。在钢结构的设计当中，焊接的连接是基本的钢结构连接方法，焊缝的质量优劣将会直接的影响到结构整体的安全，因此，无比依据构件、结构的重要性以及受力性能等，合理的确定焊缝质量的等级。
2.结构的选型
在钢结构设计过程当中都应被强调为“概念设计”,它在结构的选型以及布置阶段显得非常重要。对于一些难以给出精确理性分析或者是规范未规定的问题，可以根据从整体的结构体系同分体系之间力学的关系、震害、破坏机理、试验现象以及工程经验所获取的设计思想，要从全局角度来确定出控制结构细部构造及布置措施。在早期有效、迅速的进行比较、构思与选择，所得出结构的方案通常易于手算、力学行为较为清晰、定性正确，并且可以防止在结构分析阶段一些不必要的繁琐运算。并且，它同样也是判断计算机内力分析输出数据的可靠与否主要的根据。结构在选型的时候，应该考虑出不同的结构形式特点。在工业厂房当中，当有较大的悬挂荷载或者是大范围的移动荷载，就可以考虑放弃门式刚架而使用网架。基本在雪压大的一些地区，屋面的曲线应该有利于积雪的滑落，建筑允许的时候，在框架当中布置的支撑会比简单的节点刚接的框架有着更好的经济性。然而屋面的覆盖跨度比较大的建筑当中，可以选择构件受拉为主的悬索或者索膜结构的体系。高层钢结构的设计当中，常常使用钢混凝土组合的结构，在地震烈度高或者很不规则的高层当中，不应该单纯的为了经济去选择不利的抗震核心筒加外框的形式。
3.结构的布置
结构布置是在设计当中相对比较难的部分，它既要考虑到结构整体刚度的大小问题，又要考虑到结构整体刚度的均匀问题。具体来说，也便就是柱子的主方向朝向，剪力墙、支撑设置的位置等。要是不对结构的布置做好仔细的分析工作，整个结构的传力途径合理性、抗力有效性将不会得到充分的发挥，从而使得经济性不佳。建议初算之后，要调整结构柱子的主方向以及剪力墙、支撑位置的时候，能够尽量的参考结构整体的变形图以及几个主振型图情况。实际的设计工作当中建筑使用功能与结构布置通常是有冲突的。针对于有冲突的一些地方，结构布置要给出相对应的调整，努力地做到在满足建筑使用的功能前提下，将结构的布置趋于最合理。
4.结构计算
柱、梁的截面初选的时候，要考虑到构造的要求，例如腹板高厚比、翼缘宽厚比、构件的长细比等。不宜为了一味的追求用钢的指标，而使用把柱、梁截面的高度加大、翼缘的宽度变窄、腹板的厚度变薄等一些措施。要是这样做之后，将会产生负面的效应。首先，便是使得柱、梁自身的整体稳定性不容易确保。其次，便是使得施工、运输当中都难以确保构件不发生一些翘曲变形。结构的分析当中必须要注意结构分别在风的荷载作用下、地震的作用下的顶点的位移、层间的位移、自振的周期。設计当中通常不重视结构自振的周期，有的时候结构的层间位移、顶点的位移都要满足规范的要求，但是自振的周期却相对较长，这对于建筑物的抗震是非常不利的。当建筑物遇到了主要为低频地震波的时候，地震波对于这种周期较长、高柔的建筑影响非常大。柱、梁变形应根据规范严格来进行控制。当梁跨度较大的时候，梁的变形验算要同时考虑到相对变形以及绝对变形。
5.节点的设计
钢结构的节点设计便是整个设计当中的关键。设计的时候既要确保节点具有足够的延性和强度，又要使节点构造简洁，便于施工。节点的设计当中连接螺栓数目的确定，翼缘的连接焊缝厚度方面的确定，相对是较为容易、直观的。然而节点域抗剪的验算、连接板等计算是通常是容易被忽略，但是它们也是决定了节点安全性的非常重要的因素之一。柱、梁刚性连接设计应该注意以下几个方面:
（1）不可以太厚，同样也不可以太薄。太厚了便会使节点域不能发挥它的耗能作用，太薄了也会使框架的侧向位移过大。
（2）当梁的腹板与柱采用螺栓来连接的时候，螺栓的排数应该不少于两排。
（3）当梁上的翼缘有楼板加强，并且施焊的条件比较好，震害比较少的时候，可以不做特殊的处理，然而应该对梁下翼缘的焊接衬板边缘来施焊，同样也可以使用割除衬板，之后清根补焊的方法，来达到消除焊接衬板缺口的效应。
钢结构柱脚有埋人式、外露板式以及外包混凝土式。外包混凝土式以及埋人式柱脚具有相对较好抗震的能力，强地震区应该优先采用。外露板式柱脚的震害说明:地脚的锚栓是抗震较为薄弱的部件，在抗震的设计当中，应该充分的考虑到地震的剪力，增强锚栓的抗震强度。钢结构的连接破坏大多数都是由焊缝质量不好所引起的，所以应该加强对于施工质量的监督和管理。
三、钢结构建筑设计以及技术上的表现
1. 钢结构建筑设计在技术上的表现
建筑形象的构思为一个概念形象创作的过程，也是建筑创作的难点之一，同样也是建筑设计当中所备受关注的核心问题之一。建筑设计上的宗旨也是从单纯的追求美发展到追求问题合理的解决，从根本上改变了人们过去对于建筑上的认识以及设计的方式，并且最终的影响到了人类千百年来所形成传统的建筑观，例如高技派的建筑便是其主要的代表，其以精致的节点以及精细的加工体现了高超的技艺，以更高的工艺水平来设计以及“制造”建筑。
2. 钢结构建筑在细部设计上有较高的要求
钢结构的建筑设计复杂化以及精致度的要求越高，对于细部设计上的要求同样也越高。由于细部的设计决定一个地方最终是不是得到了确认以及其质量。在现代的钢结构建筑当中，各种的金属结构杆件，连接金属杆件节点的细部，通常都是暴露在外，使得建筑带有强烈的科技感。
结束语
钢结构用它所独有的特点在当前建筑行业发挥着非常重要的作用，同时钢结构建筑已经逐渐的成为了一种较为普遍的土建结构的形式，在工业、民用建筑当中都得到了非常广泛的运用。它的设计的好坏将会决定着施工以及工程质量的好坏，所以，钢结构的设计技术越来越多的被业内人士所重视，本文希望能够更好的推动钢结构建筑的发展，为我国建筑业又好又快的发展出把力。
参考文献
[1]. 李丽 关于建筑钢结构设计的几点思考 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》.2013年
[2]. 胡赞华 谈钢结构的建筑设计 [期刊论文] 《四川建材》.2006年
[3]. 邓向飞 谈钢结构建筑及技术构思与表现 [期刊论文] 《中华民居》.2010年
关键词：土建；钢结构；设计；分析
中图分类号：TU391文献标识码： A
随着我国的科学技术以及国民经济不断的发展，钢结构建筑已经逐渐的成为一种非常普遍的建筑结构形式，在民用、工用土建当中都得到了非常广泛的运用，施工与设计的好坏将会直接的决定了土建结构的质量。
一、土建钢结构的特点
土建钢结构同钢筋混凝土结构来比较是具有下面一些优点:
（1）钢结构可工厂化的制作,减少了在现场施工方面的工作量,施工的周期较短;
（2）因为钢结构自重较轻、结构荷载较小,极大地减少了在地基处理方面的工作量以及费用;
（3）钢结构有利于抗震, 这样就会给投资方带来了比较好的社会效益和经济效益;
（4）钢结构因为自身材料性能较好,强度较高,同钢筋混凝土的结构来比较结构断面较小,在厂房布置当中能够节省一部分的空间,更加容易的满足了工艺灵活布置的要求。
二、土建钢结构的设计要点
1.正确的选用焊缝与钢材质量的等级
根据国内现行相关的规范要求，在钢结构设计的方案当中，应该明确的标注焊缝与钢材质量等级。在国内现阶段钢结构的设计当中，对于焊缝质量的等级要求缺乏明确性，部分的项目甚至是并没有提及。在抗震要求比较高的钢结构建筑设计的时候，钢板厚度应该不小于40毫米，在承受着沿板厚方向比较大拉力的时候，要确保板厚方向上的截面收缩率。在钢结构的设计当中，焊接的连接是基本的钢结构连接方法，焊缝的质量优劣将会直接的影响到结构整体的安全，因此，无比依据构件、结构的重要性以及受力性能等，合理的确定焊缝质量的等级。
2.结构的选型
在钢结构设计过程当中都应被强调为“概念设计”,它在结构的选型以及布置阶段显得非常重要。对于一些难以给出精确理性分析或者是规范未规定的问题，可以根据从整体的结构体系同分体系之间力学的关系、震害、破坏机理、试验现象以及工程经验所获取的设计思想，要从全局角度来确定出控制结构细部构造及布置措施。在早期有效、迅速的进行比较、构思与选择，所得出结构的方案通常易于手算、力学行为较为清晰、定性正确，并且可以防止在结构分析阶段一些不必要的繁琐运算。并且，它同样也是判断计算机内力分析输出数据的可靠与否主要的根据。结构在选型的时候，应该考虑出不同的结构形式特点。在工业厂房当中，当有较大的悬挂荷载或者是大范围的移动荷载，就可以考虑放弃门式刚架而使用网架。基本在雪压大的一些地区，屋面的曲线应该有利于积雪的滑落，建筑允许的时候，在框架当中布置的支撑会比简单的节点刚接的框架有着更好的经济性。然而屋面的覆盖跨度比较大的建筑当中，可以选择构件受拉为主的悬索或者索膜结构的体系。高层钢结构的设计当中，常常使用钢混凝土组合的结构，在地震烈度高或者很不规则的高层当中，不应该单纯的为了经济去选择不利的抗震核心筒加外框的形式。
3.结构的布置
结构布置是在设计当中相对比较难的部分，它既要考虑到结构整体刚度的大小问题，又要考虑到结构整体刚度的均匀问题。具体来说，也便就是柱子的主方向朝向，剪力墙、支撑设置的位置等。要是不对结构的布置做好仔细的分析工作，整个结构的传力途径合理性、抗力有效性将不会得到充分的发挥，从而使得经济性不佳。建议初算之后，要调整结构柱子的主方向以及剪力墙、支撑位置的时候，能够尽量的参考结构整体的变形图以及几个主振型图情况。实际的设计工作当中建筑使用功能与结构布置通常是有冲突的。针对于有冲突的一些地方，结构布置要给出相对应的调整，努力地做到在满足建筑使用的功能前提下，将结构的布置趋于最合理。
4.结构计算
柱、梁的截面初选的时候，要考虑到构造的要求，例如腹板高厚比、翼缘宽厚比、构件的长细比等。不宜为了一味的追求用钢的指标，而使用把柱、梁截面的高度加大、翼缘的宽度变窄、腹板的厚度变薄等一些措施。要是这样做之后，将会产生负面的效应。首先，便是使得柱、梁自身的整体稳定性不容易确保。其次，便是使得施工、运输当中都难以确保构件不发生一些翘曲变形。结构的分析当中必须要注意结构分别在风的荷载作用下、地震的作用下的顶点的位移、层间的位移、自振的周期。設计当中通常不重视结构自振的周期，有的时候结构的层间位移、顶点的位移都要满足规范的要求，但是自振的周期却相对较长，这对于建筑物的抗震是非常不利的。当建筑物遇到了主要为低频地震波的时候，地震波对于这种周期较长、高柔的建筑影响非常大。柱、梁变形应根据规范严格来进行控制。当梁跨度较大的时候，梁的变形验算要同时考虑到相对变形以及绝对变形。
5.节点的设计
钢结构的节点设计便是整个设计当中的关键。设计的时候既要确保节点具有足够的延性和强度，又要使节点构造简洁，便于施工。节点的设计当中连接螺栓数目的确定，翼缘的连接焊缝厚度方面的确定，相对是较为容易、直观的。然而节点域抗剪的验算、连接板等计算是通常是容易被忽略，但是它们也是决定了节点安全性的非常重要的因素之一。柱、梁刚性连接设计应该注意以下几个方面:
（1）不可以太厚，同样也不可以太薄。太厚了便会使节点域不能发挥它的耗能作用，太薄了也会使框架的侧向位移过大。
（2）当梁的腹板与柱采用螺栓来连接的时候，螺栓的排数应该不少于两排。
（3）当梁上的翼缘有楼板加强，并且施焊的条件比较好，震害比较少的时候，可以不做特殊的处理，然而应该对梁下翼缘的焊接衬板边缘来施焊，同样也可以使用割除衬板，之后清根补焊的方法，来达到消除焊接衬板缺口的效应。
钢结构柱脚有埋人式、外露板式以及外包混凝土式。外包混凝土式以及埋人式柱脚具有相对较好抗震的能力，强地震区应该优先采用。外露板式柱脚的震害说明:地脚的锚栓是抗震较为薄弱的部件，在抗震的设计当中，应该充分的考虑到地震的剪力，增强锚栓的抗震强度。钢结构的连接破坏大多数都是由焊缝质量不好所引起的，所以应该加强对于施工质量的监督和管理。
三、钢结构建筑设计以及技术上的表现
1. 钢结构建筑设计在技术上的表现
建筑形象的构思为一个概念形象创作的过程，也是建筑创作的难点之一，同样也是建筑设计当中所备受关注的核心问题之一。建筑设计上的宗旨也是从单纯的追求美发展到追求问题合理的解决，从根本上改变了人们过去对于建筑上的认识以及设计的方式，并且最终的影响到了人类千百年来所形成传统的建筑观，例如高技派的建筑便是其主要的代表，其以精致的节点以及精细的加工体现了高超的技艺，以更高的工艺水平来设计以及“制造”建筑。
2. 钢结构建筑在细部设计上有较高的要求
钢结构的建筑设计复杂化以及精致度的要求越高，对于细部设计上的要求同样也越高。由于细部的设计决定一个地方最终是不是得到了确认以及其质量。在现代的钢结构建筑当中，各种的金属结构杆件，连接金属杆件节点的细部，通常都是暴露在外，使得建筑带有强烈的科技感。
结束语
钢结构用它所独有的特点在当前建筑行业发挥着非常重要的作用，同时钢结构建筑已经逐渐的成为了一种较为普遍的土建结构的形式，在工业、民用建筑当中都得到了非常广泛的运用。它的设计的好坏将会决定着施工以及工程质量的好坏，所以，钢结构的设计技术越来越多的被业内人士所重视，本文希望能够更好的推动钢结构建筑的发展，为我国建筑业又好又快的发展出把力。
参考文献
[1]. 李丽 关于建筑钢结构设计的几点思考 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》.2013年
[2]. 胡赞华 谈钢结构的建筑设计 [期刊论文] 《四川建材》.2006年
[3]. 邓向飞 谈钢结构建筑及技术构思与表现 [期刊论文] 《中华民居》.2010年