文档介绍：钢结构的优化设计
随着我国经济的快速增长，钢结构越来越多的被应用在民用及工业建筑中。与钢筋砼结构相比，钢结构具有轻质高强的特点，其强度重量比指数是钢筋砼结构的5倍以上，可显著降低基础的造价,能显著减轻结构自重25％以上. 由于钢材轻质高强，其梁柱截面尺寸相对较小,可节约使用面积；钢结构工厂化程度高，构件均在工厂加工制作，现场安装,一般比钢筋砼结构施工速度约快1。5倍,可为整个项目的安全投产争取了很多宝贵时间。同时钢结构柱网尺寸可以比砼结构大，便于使用. 正因为钢结构具有以上的优点，目前钢框架结构才被广泛的应用在主厂房、准车间中。
一、钢框架结构布置
1、布置原则：
对于平面、竖向不规则的要求与钢筋砼结构相同,抗震设计要符合“强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材”的原则,对于框架,使节点的承载力高于构件的承载力，防止节点的破坏先干构件的破坏,是确保构件整体性的必要条件，但节点又不可过强，应允许地震时梁、柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形，以提高整个框架的延性，“强柱弱梁"的道理与钢筋砼结构一样,有利于提高框架的防倒塌能力；由于构件焊缝的延性，一般低于被连接构件的钢材延性，因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力，可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中,从而提高构件以至整个结构的延性，螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接，重要的构件和节点宜采用高强度螺栓连接.
2、柱、梁布置;
钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面、十字工形截面等。箱形截面的受弯载力较强，截面性能没有强、弱轴之分,截面尺寸可以按照两个方面的刚度强度要求而定,经济、合理,缺点是需要拼装焊接，焊接工艺要求高,加工量大;轧制宽翼缘H型钢优点是加工、杆件连接容易，但有强、弱轴之分，当层高较高时，弱轴的长细比就不容易满足；十字形截面钢柱的两侧刚度都较大，能很好的承受柱侧钢梁传来的弯矩。十字形截面钢柱的两侧刚度一致,长细比容易满足，梁柱节点也制作方便。鉴于主厂房内大型设备多，楼层荷载很重，加上有时候大层高,大跨度，使得钢柱两侧的弯矩均很大，钢柱本身的轴力也很大,这时候采用十字形截面钢柱是比较合适的。Ⅰ字形截面梁的经济跨度为6~12m，一般框架梁、次梁均选用Ⅰ字形梁。次梁是钢结构中数量最多的构件，。钢次梁一般宜与主梁铰接相连,连续的组合梁虽可减小梁的跨中弯矩和挠度,但与主梁受弯节点要求采用栓焊法或在钢梁上、下翼缘设置钢盖板法相连时,将增加较多的焊接工作量，实际工程中很少采用。次梁的间距一般为1。5～2。5m，在震动设备比较集中，荷载比较大的地方间距还要适量减小。
3、楼板布置
钢结构的楼板宜采用压型钢板现浇钢筋砼组合楼板或非组合楼板。也可同钢筋砼结构一样采用钢筋砼现浇楼板。在无抗震设防要求时,可采用予制楼板
(限于厂房内埋件较多，不适用)。组合楼板在使用阶段压型钢板可作为砼楼板的受拉钢筋。压型钢板镀锌量不多，，在板底需刷防火涂料，目前防火涂料价格还是较高而且量又大，因此采用组合楼板造价一般较高. 非组合楼板在使用阶段，压型钢板不代替砼板的受拉钢筋，按普通钢筋砼楼板计算。其承载力在施工阶段,要考虑由压型钢板承担未结硬的湿砼板的重量和施工活荷载。压