一、輕型鋼結構與普通鋼結構的特點(diǎn)

　　1.Pre-engineered metal building system是建筑行業(yè)內一個(gè)高度發(fā)達的部門(mén)，是從二次世界大戰時(shí)起源的，很多細節已經(jīng)研發(fā)得完美無(wú)缺，多一點(diǎn)嫌多，少一點(diǎn)嫌少。不過(guò)引進(jìn)相關(guān)技術(shù)并本地化，轉為簡(jiǎn)體中文版本的時(shí)候，特別要小心，不要變了味；

　　2.鋼結構過(guò)重的原因往往是由于以往工程經(jīng)驗導致（象故宮的金鑾殿的大柱一樣，采用的是經(jīng)驗斷面），雖然通用結構分析軟件會(huì )給你一個(gè)0.000幾的UNITY CHECK RATIO，但是由于CAD軟件及制造工藝的限制，你會(huì )無(wú)從下手改善；

　　3.輕鋼結構這個(gè)描述雖然中國大陸幾十年來(lái)較為通用，但仍然是不確切不科學(xué)的，建議淘汰。改為低層鋼結構，高層鋼結構似更為妥當；

　　4.實(shí)際上，采用目前的主流技術(shù)后，低層鋼結構，住宅鋼結構，多層鋼結構，高層鋼結構，超高層鋼結構，鋼結構電廠(chǎng)，鋼結構橋梁，鋼結構鐵塔，鋼結構海洋鉆井平臺，……經(jīng)過(guò)優(yōu)化都會(huì )比教科書(shū)上寫(xiě)的較為詳細；

　　5.目前簡(jiǎn)體中文版本的鋼結構教科書(shū)老化比較嚴重，建議響應朱榮基的號召，在高等院校廣泛采用英文版本教科書(shū)；

　　6.學(xué)習的時(shí)候請注意如下幾點(diǎn)：

　　1盡量采用變截面剛架（帶隅撐），剛架連結采用端板，截面高度經(jīng)過(guò)適當優(yōu)化，盡量多考慮制造運輸安裝的便利性；

　　2盡量采用兩端鉸接的搖擺柱，中柱太高時(shí)改為方管；

　　3柱底盡量鉸接；

　　4支撐盡量采用Tension Only Rod；

　　5檁條盡量采用Z型，連續跨，必要時(shí)支座處尚可加強（多伸出來(lái)一點(diǎn)就可以了）；

　　6檁條盡量標準化；

　　7收邊泛水盡量標準化；

　　8建筑柱網(wǎng)要考慮模數化，控制線(xiàn)位于次結構外沿；

　　9屋架檁條拉桿目的是為了風(fēng)吸力作用下反彎時(shí)下翼緣失穩；

　　10墻架檁條與彩色鋼板協(xié)同作用，一般拉桿是沒(méi)有必要的，施工時(shí)需加木方臨時(shí)支撐，端墻檁條必要試可以加小拉條（偏鋼）；

　　11盡量少在墻架上開(kāi)孔，屋面采光板比墻面窗幅采光效率要高很多很多；

　　12屋面鋼板盡量采用Structural Standing Seam Metal Roof；

　　13屋面密封不要用硅膠；

　　14夾層梁柱穩定由主剛架保證；

　　二、鋼結構設計簡(jiǎn)單步驟和設計思路

　�。ㄒ唬┡袛嘟Y構是否適合用鋼結構

　　鋼結構通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車(chē)起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車(chē)間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結構。直觀(guān)的說(shuō)：大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠(chǎng)、住宅和臨時(shí)建筑等。這是和鋼結構自身的特點(diǎn)相一致的。

　�。ǘ�）結構選型與結構布置

　　此處僅簡(jiǎn)單介紹。 詳請參考相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。由于結構選型涉及廣泛，做結構選型及布置應該在經(jīng)驗豐富的工程師指導下進(jìn)行。

　　在鋼結構設計的整個(gè)過(guò)程中都應該被強調的是“概念設計”，它在結構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范未規定的問(wèn)題，可依據從整體結構體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想，從全局的角度來(lái)確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構思、比較與選擇。所得結構方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。同時(shí)，它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

　　林同炎教授在《結構概念和體系》一書(shū)中介紹了用整體概念來(lái)規劃結構方案的方法，以及結構總體系和個(gè)分體系間的相互力學(xué)關(guān)系和簡(jiǎn)化近似設計方法。[20]

　　鋼結構通常有框架、平面（木行）架、網(wǎng)架（殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結構型式。

　　其理論與技術(shù)大都成熟。亦有部分難題沒(méi)有解決，或沒(méi)有簡(jiǎn)單實(shí)用的設計方法，比如網(wǎng)殼的穩定等。

　　結構選型時(shí)，應考慮它們不同的特點(diǎn)。在輕鋼工業(yè)廠(chǎng)房中，當有較大懸掛荷載或移動(dòng)荷載，就可考慮放棄門(mén)式剛架而采用網(wǎng)架�；�本雪壓大的地區，屋面曲線(xiàn)應有利于積雪滑落（切線(xiàn)50度內需考慮雪載 ），如亞?wèn)|水泥廠(chǎng)石灰石倉棚采用三心圓網(wǎng)殼�？傃┹d釋放近一半。降雨量大的地區相似考慮。建筑允許時(shí)，在框架中布置支撐會(huì )比簡(jiǎn)單的節點(diǎn)剛接的框架有更好的經(jīng)濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構件受拉為主的懸索或索膜結構體系。高層鋼結構設計中，常采用鋼混凝土組合結構，在地震烈度高或很不規則的高層中，不應單純?yōu)榱私?jīng)濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型src柱，核心為支撐框架的結構體系。我國半數以上的此類(lèi)高層為前者。對抗震不利。[19]

　　結構的布置要根據體系特征，荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般的說(shuō)要剛度均勻。力學(xué)模型清晰。盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響范圍，使其以最直接的線(xiàn)路傳遞到基礎。 柱間抗側支撐的分布應均勻。其形心要盡量靠近側向力（風(fēng)震）的作用線(xiàn)。 否則應考慮結構的扭轉。 結構的抗側應有多道防線(xiàn)。 比如有支撐框架結構，柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力。

　　框架結構的樓層平面次梁的布置，有時(shí)可以調整其荷載傳遞方向以滿(mǎn)足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會(huì )使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時(shí)會(huì )吃不消，此時(shí)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。

　�。ㄈ�）預估截面

　　結構布置結束后，需對構件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。

　　鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接h型鋼截面等。根據荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之間選擇。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距按l/b限值確定時(shí)，可回避鋼梁的整體穩定的復雜計算，這種方法很受歡迎。 確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規范中局部穩定的構造規定預估。

　　柱截面按長(cháng)細比預估。 通常50<λ<150， 簡(jiǎn)單選擇值在100附近。根據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同，可選擇鋼管或h型鋼截面等。

　　初學(xué)者需注意，對應不同的結構，規范中對截面的構造要求有很大的不同。 如鋼結構所特有的組成構件的板件的局部穩定問(wèn)題。在普鋼規范和輕鋼規范中的限值有很大的區別。

　　除此之外，構件截面形式的選擇沒(méi)有固定的要求，結構工程師應該根據構件的受力情況，合理的選擇安全經(jīng)濟美觀(guān)的截面。