一、结构钢材的主要物理力学性能与钢结构设计

　　屈服强度fy：结构设计中线弹性分析以及强度、稳定性计算的限值标准。

　　抗拉强度fu：受拉破坏的极限。强屈比是衡量强度储备的重要标志。

　　伸长率δ5（δ10）：钢材单向拉伸的塑性性质表现。

　　冷弯角α：钢材弯曲挤压时的塑性性质表现，和对钢材内部缺陷的揭示。

　　断面收缩率ψ：钢材复杂受力状态下的塑性体现。

　　冲击韧性AK：钢材破坏所需动能的一种量度。

　　断裂韧性K1C：钢材裂纹失稳扩展的一种限值。

　　二、选用结构钢材性质的基本原则：足够可靠，满足需要（防止因材质差而脆断破坏）工艺性能良好和价格低廉。

　　三、结构钢材性质选用须要考虑的主要因素：结构重要性；结构类型；连接方法；节点构造；受力状态；环境状况。

　　四、结构钢材的钢种、牌号、强度级别、质量等级：

　　钢种：碳素钢，低合金钢；普通钢，优质钢，特种工艺钢（如TMPS）。

　　牌号：由屈服强度字母Q、屈服强度数值、质量等级（A，B，C，D，E）、脱氧方法符号（F，B，Z，TZ）组成。

　　强度级别：Q235， Q345， Q390， Q420…。

　　质量等级：标准规定交货时，一般应保证合格的性能如下

　　A级— fu， fy，δ5 （δ10） ，α； S ， P。

　　B级— fu， fy，δ5 （δ10） ，α； C，S ， P， AK（＋200C）。

　　C级— fu， fy，δ5 （δ10） ，α； C，S ， P， AK（ 00C）。

　　D级— fu， fy，δ5 （δ10） ，α； C，S ， P， AK（－200C）。

　　E级— fu， fy，δ5 （δ10） ，α； C，S ， P， AK（－400C）。

　　其它性能指标要求，须由设计提出，并与供货方协约确定。但是，要求的级别、等级越高， 附加条件越多、越苛刻，则价格越贵。

　　五、钢结构的钢材选用

　　（1）质量等级的选择

　　一般非焊接的钢结构可选用A级钢；

　　焊接钢结构，静载作用时应选用B级钢；

　　焊接钢结构，动载作用时，应根据结构所处环境温度，选用C，D，E级的或特级钢，务必使钢材的脆性转换温度低于结构所处环境温度。

　　对于有层状撕裂受力的结构部位的较厚钢板，应有抗层状撕裂的要求。

　　对节点构造及受力状况复杂、工作环境条件恶劣的重型焊接钢结构，应提高对钢材质量标准的要求。

　　重要钢结构钢材的质量等级选择宜提高。

　　（2）强度等级的选用

　　普通钢结构钢材的强度等级常常选为Q235或 Q345；

　　重型、超重型钢结构钢材的强度等级可选为Q345，Q390，Q420或更高强度等级的特种钢材；

　　冷弯薄壁轻型钢结构，非焊接时可用A级，焊接时应用B级钢；一般可选用强度等级为Q235或Q345钢；

　　超轻型钢结构及用于屋面、墙面的压型板的彩色涂层钢板可选用强度等级与Q235或 Q345相当的钢材；当锁缝连接时应有良好的冷弯性能，必要时可补做多层卷筒压扁无损伤合格试验；当为压扣连接时宜选较高强度级别和韧性好的钢材。

从结构计算和构造上满足规范要求

　　（A）从结构计算角度，看结构计算应注意的问题：

　　1、避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。

　　2、底框砌体结构验算时就应注意：①底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1.2-1.5的增大系数。②底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20％-30％。③应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。

　　3、避免楼板计算中不正确方法。①连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。②双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则，由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。

　　4、以电算结果的正确性不能作出鸽蝗评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断，根据其正确与否，决定能否作为施工图设计的依据。

　　（B）从构造角度看应注意的问题：

　　1、注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性，又必须满足最小配筋的要求。

　　2、严格按照规范要求，保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度，材料选用也必须满足强度要求。

　　3、为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂，必须采取有效的通风融热措施。

　　4、按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于500毫米基础圈梁，或伸入室外地面以下500毫米，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。

    综上所述，通过对各类常见结构错误问题的分析，可以加强结构设计人员对常见结构设计错误的辨别能力，提高对结构设计通病的防治能力，使住宅的结构设计工作做行更安全、更合理。

结构设计人员应该及早介入建筑的概念设计

　　建筑的概念设计在整个设计过程了起着举足轻重的作用，一幢建筑物的设计，如果没有事先经过全盘正确的概念设计，以后的计算模式再准确、计算再精确、配筋再合理，也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。

　　根据最新的地震区域划分和规定，上海的设防烈度规定为7度（局部6度）。住宅设计无论是多层砖混或和框架剪力墙结构，都不同于以往的静力设计，必须从抗震的角度，采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此，结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计，否则，将会导致建筑结构设计的不合理，给以后的结构设计带来难度。为在建筑物的方案设计阶段正确把握建筑结构的概念设计，应对不同形式的住宅建筑，掌握各自概念设计中容易疏忽的要点：

　　1、对一般多层砌住宅结构，应按《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）要求做到：优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系：纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处；

　　不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。

　　2、对钢筋砼多、高层结构住宅，力求做到：

　 （1）结构布置应尽量采用规则结构。对复杂结构，可以设置防震缝，把它分割成各自规则的结构单元，结构布置以少设缝为宜，一旦设缝，则应使防震缝的设置与伸缩缝、沉降缝相统一；

　 （2）框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力；

　 （3）框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外，还需采取措施，保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。