鋼結(jié)構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，因其自重較輕，且施工簡單，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場館、超高層等領(lǐng)域。

一、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
為保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力和防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮，選用合適的鋼材牌號(hào)和材性。
承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號(hào)的鋼材時(shí)，尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。對(duì)Q235鋼宜選用鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼。

對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于0℃但高于-20℃時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃C沖擊韌性的合格保證；對(duì)Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20℃沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于-20℃時(shí)，對(duì)Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有-20℃沖擊韌性的合格保證；對(duì)Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-40℃沖擊韌性的合格保證。
對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證，當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度等于或低于-20℃時(shí)，對(duì)Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0℃沖擊韌性的合格保證；對(duì)Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20℃沖擊韌性的合格保證。
當(dāng)焊接承重結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時(shí)，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313的規(guī)定。
鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)），應(yīng)根據(jù)鋼材厚度或直徑按表1采用。鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表2采用。連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3~5采用。
1.鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表1

注：表中厚度系指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚度，對(duì)軸心受力構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。
2.鋼鑄件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表2

3.焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表3

注：
1．自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑，應(yīng)保證其熔敷金屬的力學(xué)性能不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 5293和《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 12470中相關(guān)的規(guī)定；
2．焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205的規(guī)定。其中厚度小于8mm鋼材的對(duì)接焊縫，不宜用超聲波探傷確定焊縫質(zhì)量等級(jí)；
3．對(duì)接焊縫抗彎受壓區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取fcw，抗彎受拉區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取ftw。
4.螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表4

注：
1．A級(jí)螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm（按較小值）的螺栓；B級(jí)螺栓用于d＞24mm或l＞10d或l＞150mm（按較小值）的螺栓。d為公稱直徑，l為螺桿公稱長度；
2．A、B級(jí)螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C級(jí)螺栓孔的允許偏差和孔壁表面粗糙度，均應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205的要求。
5.鉚釘連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表5

注：
1．屬于下列情況者為I類孔：
1）在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑鉆成的孔；
2）在單個(gè)零件和構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑分別用鉆模鉆成的孔；
3）在單個(gè)零件上先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴(kuò)鉆至設(shè)計(jì)孔徑的孔。
2．在單個(gè)零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔屬于II類孔。
計(jì)算下列情況的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接時(shí)，上述強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)：
1．單面連接的單角鋼
1）按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接0.85；
2）按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性
等邊角鋼0.6＋0.0015δ，但不大于1.0：
短邊相連的不等邊角鋼0.5＋0.0025δ，但不大于1.0；
長邊相連的不等邊角鋼0.70；
幾為長細(xì)比，對(duì)中間無連接的單角鋼壓桿，應(yīng)按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算，當(dāng)δ＜20時(shí)，取δ＝20；
2．無墊板的單面施焊對(duì)接焊縫0.85；
3．施工條件較差的高空安裝焊縫和鉚釘連接0.90；
4．沉頭和半沉頭鉚釘連接0.80。
注：當(dāng)幾種情況同時(shí)存在時(shí)，其折減系數(shù)應(yīng)連乘。
6.鋼材和鋼鑄件的物理性能指標(biāo) 表6

吊車梁、樓蓋梁、屋蓋梁、工作平臺(tái)梁以及墻架構(gòu)件的撓度不宜超過表7所列的容許值。
7.受彎構(gòu)件撓度允許值 表7

注：
1．l為受彎構(gòu)件的跨度（對(duì)懸臂梁和伸臂梁為懸伸長度的2倍）。
2．[νT]為全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度（如有起拱應(yīng)減去拱度）允許值；[νQ]為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度允許值。
框架結(jié)構(gòu)的水平位移允許值：在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架柱頂水平位移和層間相對(duì)位移不宜超過下列數(shù)值：
1．無橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/150
2．有橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/400
3．多層框架的柱頂位移H/500
4．多層框架的層間相對(duì)位移h/400
H為自基礎(chǔ)頂面至柱頂?shù)目偢叨?；h為層高。
注：1．對(duì)室內(nèi)裝修要求較高的民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)，層間相對(duì)位移宜適當(dāng)減小。無墻壁的多層框架結(jié)構(gòu)，層間相對(duì)位移可適當(dāng)放寬。
2．對(duì)輕型框架結(jié)構(gòu)的柱頂水平位移和層間位移均可適當(dāng)放寬。
8.桁架弦桿和單系腹桿的計(jì)算長度l0 表8

注：
1．l為構(gòu)件的幾何長度（節(jié)點(diǎn)中心間距離）；l1為桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。
2．斜平面系指與桁架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不在桁架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。
3．無節(jié)點(diǎn)板的腹桿計(jì)算長度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長度（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。
9.受拉構(gòu)件的允許長細(xì)比 表9

注：
1．承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計(jì)算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細(xì)比。
2．在直接或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，單角鋼受拉構(gòu)件長細(xì)比的計(jì)算方法與表10注2相同。
3．中、重級(jí)工作制吊車桁架下弦桿的長細(xì)比不宜超過200。
4．在設(shè)有夾鉗或剛性料耙等硬鉤吊車的廠房中，支撐（表中第2項(xiàng)除外）的長細(xì)比不宜超過300。
5．受拉構(gòu)件在永久荷載與風(fēng)荷載組合作用下受壓時(shí)，其長細(xì)比不宜超過250。
6．跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦桿和腹桿的長細(xì)比不宜超過300（承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載）或250（直接承受動(dòng)力荷載）。
10.受壓構(gòu)件的允許長細(xì)比 表10

注：
1．桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當(dāng)其內(nèi)力等于或小于承載能力的50%時(shí)，允許長細(xì)比值可取為200。
2．計(jì)算單角鋼受壓構(gòu)件的長細(xì)比時(shí)，應(yīng)采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，但在計(jì)算交叉桿件平面外的長細(xì)比時(shí)，可采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。
3．跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的允許長細(xì)比值宜取為100，其他受壓腹桿可取為150（承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載）或120（直接承受動(dòng)力荷載）。
11.單層廠房階形柱計(jì)算長度的折減系數(shù) 表11

注：有橫梁的露天結(jié)構(gòu)（如落錘車間等），其折減系數(shù)可采用0.9。
摩擦型高強(qiáng)度螺栓中摩擦面抗滑移系數(shù)見表12。一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力見表13。
12.摩擦面的抗滑移系數(shù)μ 表12

13.一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P（kN） 表13

14.螺栓或鉚釘?shù)淖畲?、最小允許距離 表14

注：
1．d0為螺栓或鉚釘?shù)目讖剑瑃為外層較薄板件的厚度。
2．鋼板邊緣與剛性構(gòu)件（如角鋼、槽鋼等）相連的螺栓或鉚釘?shù)淖畲箝g距，可按中間排的數(shù)值采用。
二、鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算分析解決方案
以下四款以STAAD.Pro為核心的鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件組成的結(jié)構(gòu)解決方案，能幫助您全方面進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程計(jì)算，省去人工計(jì)算的繁雜，提高工作效率。
本結(jié)構(gòu)解決方案是從結(jié)構(gòu)計(jì)算、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)再到布置圖、詳圖及材料表生成的全生命周期解決方案。

1.上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
STAAD.Pro 是一款綜合性強(qiáng)和功能性齊全的有限元分析設(shè)計(jì)軟件，它包含熟悉的操作界面、可視化工具和國際通用的設(shè)計(jì)代碼等；同時(shí)，該軟件還可以對(duì)多種不同的荷載進(jìn)行分析校驗(yàn)，例如動(dòng)靜態(tài)分析、基礎(chǔ)分析、風(fēng)荷載、地震荷載、移動(dòng)荷載等。它適用于塔樓建筑、電纜管道、工廠、橋梁、體育場館、海洋工程等多種行業(yè)的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)。

在功能的應(yīng)用上，它有以下特點(diǎn)：
1．能對(duì)復(fù)雜、異形（包括一些帶板殼的單元）等結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析；
2．可計(jì)算出桿件的內(nèi)力（彎矩、軸力）、各節(jié)點(diǎn)內(nèi)力、基礎(chǔ)反力、板單元應(yīng)力等;
3．可根據(jù)不同國家的檢驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)證，包括：中國。美國、英國、印度、加拿大等一些主要國家的規(guī)范。

2.三維建模與詳圖深化
Prostructure 是一款新型的三維建模與詳圖深化軟件，分為鋼結(jié)構(gòu) Prosteel 和混凝土Proconcrete兩個(gè)模塊，能夠幫助結(jié)構(gòu)工程師、詳圖繪制人員和制造商輕松創(chuàng)建混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)三維模型。

它有以下特點(diǎn)：
1．基于 Autocad 或者 Microstation平臺(tái)，無須更換現(xiàn)有平臺(tái)，更容易上手操作；
2．通過 STAAD 計(jì)算后的模型可以直接導(dǎo)入Prostructure 中生成相應(yīng)的布置圖、節(jié)點(diǎn)圖等，更方便生成詳圖及材料表，提高工作效率；
3．操作靈活，能建立多種異形鋼構(gòu)；

3.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析
Foundation 是一款綜合的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)程序，能夠構(gòu)建復(fù)雜或簡單的基礎(chǔ)模型，包括那些特定于工廠設(shè)施的基礎(chǔ)，也可用于大型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，或使用參數(shù)化向?qū)нM(jìn)行設(shè)計(jì)。
具體一些功能特點(diǎn)如下：
1．可進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、板筏基礎(chǔ)等通用基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，也可以進(jìn)行一些壓力容器、換熱器等設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；
2．可生成基礎(chǔ)的布置圖、配筋圖，可導(dǎo)出CAD文件；
3．不僅僅是一個(gè)設(shè)計(jì)軟件，并且可以進(jìn)行不同基礎(chǔ)方案的經(jīng)濟(jì)性比較；
4．可通過與STAAD.Pro集成簡化工作流程，也可以獨(dú)立使用。

4.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)分析
RAM Connection 是一款鋼結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，它幾乎可為所有的節(jié)點(diǎn)連接類型提供全面的分析和設(shè)計(jì)，包括繁瑣的抗震規(guī)范設(shè)計(jì)。通過與三維軟件和詳圖繪制模型相集成且利用程序定制功能可以實(shí)現(xiàn)工作流程的優(yōu)化。

以下是該軟件的優(yōu)點(diǎn)：
1．三維可視化節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)模式，更加直觀；
2．可設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的螺栓大小、 尺寸及布置，焊縫的大小，長度、加肋板的尺寸等；
3．可按中國、美國、英國的節(jié)點(diǎn)及規(guī)范進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；
4．可生成節(jié)點(diǎn)詳圖（導(dǎo)出CAD格式）、按規(guī)范生產(chǎn)相應(yīng)報(bào)告書（導(dǎo)出 Word 格式）。