摘要：当今社会经济飞速发展,人民生活水平日益提高,世界各国纷纷筹划建造更大、更高、更长的各种超大型复杂结构物。来满足人们对生活空间的追求。大跨度房屋钢结构设计是经济和社会发展的需要。本文介绍了大跨度钢结构设计的现状和大跨度房屋主要的钢结构划分，分析了大跨度房屋钢结构的设计要点。
关键词：大跨度，房屋 ， 钢结构，设计要点
引言
与其他材料的结构相比,钢结构具有材料强度高、结构重量轻;结构的塑性韧性较好;钢结构的制造简单施工周期短等优点。我们在进行钢结构设计时,应当从工程实际出发,合理选用钢材,选择高强度、具有较好经济指标的钢材;在结构方案选择上,应尽可能采用标准化、模数化的结构布置;在连接设计中,应选用构造简单、传力直接的节点形式,并应满足构造要求;另外,在钢结构设计中,还应保证钢结构在加工、运输、安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求,并应针对钢结构的实际,满足防火、防腐的要求。宜优先选用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。
一、大跨度钢结构设计的现状
与设计其他形式的钢结构一样，大跨度钢结构设计主要解决结构体系设计、构件设计及连接节点设计等方面的内容。与其他形式钢结构不一样的是，大跨度钢结构体系几何与材料非线性影响突出，延性性能成为其体系、构件、节点的安全控制因素。在工程实践中，设计技术人员迫切需要设计规范提供明确的大跨度钢结构计算分析理论与设计方法、与现代计算技术相应的工程实用计算软件以及明确的结构承载力与变形能力安全控制指标。
我国现行钢结构及相关设计规范( 程) 对体系、构件及连接节点等三个层次设计的现状可简单总结如下:
1、在计算理论与设计方法方面， 现行钢结构及相关设计规范( 程) 对计算理论与方法的规定，相当程度是基于手算或平面简化计算技术， 对于空间受力的大跨度钢结构体系缺乏适应性。此外现行钢结构及相关设计规范( 程) 对连接设计有计算公式，对节点设计缺乏明确的计算理论和方法。
2、在计算手段方面， 现代计算机应用技术已能够解决钢结构体系、构件以及节点的线性
与非线性、静力与动力的计算分析， 国内版 SAP84、3D3S 软件及一些国外编程但已本土化的软件 SAP 2000、MIDAS、ANSYS 等已为工程设计人员提供工程实际可行的计算手段。现行钢结构及相关设计规范( 程)基于手算和平面简化计算的方法， 给广大工程设计人员带来方便的同时， 有时也限制了先进计算技术的推广应用。
3、在性能控制指标方面， 完整的钢结构设计应包括体系、构件以及连接节点的承载力( 包括稳定承载力)、变形能力等性能控制指标。现行钢结构及相关设计规范对钢结构安全控制的性能指标规定不全面， 主要体现在以下几个方面: 结构体系设计着重于弹性变形控制， 对于结构体系稳定承载力的控制，GB 50017——2003IFANY《钢结构设计规范》JGJ 99——1998《高层民用建筑钢结构技术规程》等用增大构件计算长度以增加其稳定承载力来实现， TGJ 7 ——2010《空间网格结构技术规程》仅对空间网壳结构体系的稳定承载力系数作出规定; 连接节点设计主要是基于经验和试验的指导性构造设计。总之现行钢结构及相关设计规范( 程) 对工程设计人员来说简单实用， 但对于大跨度钢结构体系和节点设计缺乏明确的工程实用的计算理论和方法，未能很好地适应现代计算技术的发展， 且尚未建立系统明确、工程实用的基于力学计算的安全设计控制指标。
4、存在的问题
门式刚架轻型房屋结构用于大跨度的单层工业厂房，其优越性越来越被业主接受，跨度也越做越大，30米以上跨度已屡见不鲜。然而由于钢材市场的价格波动，钢柱的用钢量大于钢梁的用钢梁，加上防火涂料价格的昂贵，不少业主提出采用传统的钢筋混凝土柱，H钢梁的结构形式，实际上，这已给设计人员提出了一种新的结构体系，由于目前现有的国家规范、规程没有针对这种结构进行专门的规定，譬如受力分析、变形限值等等，加上一些设计人员将其与门式刚架结构混淆，从而使设计导入误区，留下安全隐患，造成了较严重的后果，诸如钢粱挠度大大超过限值要求，甚至脱落砸伤人，因此有必要对这种结构体系有一个明确的描述，对它的受力特点有一个明确的认识，才能使设计做到合理，防患于未然。
二、大跨度房屋钢结构的设计要点
大跨度房屋主要按照荷载类型进行设计,其荷载主要分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。对于永久荷载,应采用标准值作为代表值。对于可变荷载,应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对于偶然荷载,应按照建筑结构使用的特点确定其代表值。
4.1 永久荷载
对大跨度房屋结构,永久荷载主要包括屋盖结构自重和屋面覆盖材料自重。屋盖结构的自重计算可采用经验公式或由计算机自动完成,在有擦体系中,还应计入擦条的自重。屋面覆盖材料自重主要是指屋面板、屋面保温层、坡层及防水层等的自重。若有吊顶等装修构造或设备管道,按实际情况采用。
4.2 可变荷载
(1)毒苹果事件屋面活荷载。屋面均布活荷载一般按屋面的水平投影面计算。对于大跨度房屋钢结构,不上人屋面,屋面均布活荷载标准值采用0.5kN/m2,但当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用,或在施工中采取特殊措施;上人屋面,屋面均布活荷载标准值采用2.0kN/m2。
(2)雪荷载。屋面雪荷载的大小主要与屋面的几何形状、朝向和风向等有关。大多数情况下,屋面雪荷载小于荃本雪压。这是因为雪可从坡度较大的曲面屋顶滑落,风可将松散的雪从平屋顶刮下,有时雪还可能被屋顶外皮的散热所融化。然而,有时也会产生积雪,如双坡屋面的
背风一侧、双跨或多跨曲面屋顶的交接处等。此时必须考虑采用较大的雪荷载。
(3)风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍,就会在建筑物表面的法向形成压力或吸力,这些压力或吸力称为建筑物所受的风荷载。风荷载具有静力和动力作用的双重特点,其静力部分称为平均风或稳定风,动力部分称为脉动风。平均风对结构的作用可用静力学的方法求得;脉动风对结构的作用应采用动力学的随机振动理论求得。
(4)温度作用。大跨度房屋钢结构在因温度变化而出现温差时,由于杆件不能自由变形,会在杆件中产生应力,即温度应力。温差的大小与结构合拢时的温度与当地年最高或最低气温相关,在设计中应考虑。关于温度应力的计算原则按空问结构的相关规程执行。
(5)支座位移。大跨度房屋钢结构由于位移的不均匀沉降而引起结构杆件内附加应力。
4.3 偶然荷载实华开
在大跨度房屋钢结构分析中,偶然荷载主要是指地震作用。地震作用是建筑物因地面运动而产生的一种惯性作用,sqlite3属于动力作用。它的大小既与结构的固有振动特性有关,又与地面运动的特性有关。地震作用与风荷载的区别在于:① 地震作用完全属于动力作用,而风荷载具有
静力和动力作用的双重特点。②地震作用与建筑物的重量直接相关,重量越大,地震作用也越大;而风荷载主要与体型(或流形)和开洞情况关系较大。③建筑物的自振周期越长,对承受地震作用越有利,而对承受风荷载却是很不利的。地震作用包括水平地震作用和竖向地震作用两类。一般情况下,应在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用,对于8度和9度区,还应计算大跨度房屋钢结构的竖向地震的作用。大跨度房屋钢结构的地震作用一般可采用振型分解反应谱法计算;对于某些规则的网架和网壳结构还可采用简化计算方法;对特别重要或体型特别复杂的空间结构,应采用时程分析法进行补充计算。
结束语
钢结构虽然相对简单，但设计中仍有很多需要注意的问题，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
参考文献 禁娱是什么意思?齐齐哈尔铁路工程学校：
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