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摘要：结构设计，课题多多。现仅就钢结构设计这个话题，笔者作为设计队伍中的一员老兵谈一点粗浅的看法，与大家共勉。
关键词：设计思路；初步判断；结构选型；结构分析；构件设计；节点设计；图纸编制
Abstract: the structure design, subject is great. Only now is steel structure design this topic, the author as design in the team veteran talking about a little superficial view, and everybody said.
Keywords: design train of thought; Preliminary judgment; The structural type; The structure analysis; Component design; Node design; Drawings of
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
任何结构设计首先要有正确的设计思路，钢结构设计也不例外，步骤和方法都应该按照正确的设计思路逐步深入展开，以致顺利完成工程设计。
1. 初步判断
钢结构通常应用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。就设计直觉来讲：高层建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房、仓库、罩棚、模块式住宅和临时建筑这些建筑物的特点是和钢结构自身的特性相一致的。
2. 结构选型及布置
由于结构选型涉及知识面很广、综合性强，故结构选型及布置工作应在经验丰富的老工程师指导下进行，并一定要经过院技术委员会的方案审查。
钢结构设计的整个过程中都应该强调的是“概念设计”，它在结构选型及布置阶段尤为重要。林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和各分体系之间的相互力学关系及简化近似设计方法。对那些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可以依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思维，从全局的角度来确定控制结构选型、布置及细部措施。 运用“概念设计”可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案通常易于计算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析结果是否可靠的主要依据。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、塔桅、门式刚架轻型房屋钢结构等结构型式。其理论与技术都很成熟。亦存在部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应综合分析它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可以考虑是否放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载 ）；降雨量大的地区，屋面坡度应有利于雨水的及时排除，防止大面积积水对结构产生不利影响。使用功能允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，宜选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢--混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯考虑经济性而选择不利于抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。
结构布置要根据使用功能、体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般来说应刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷載或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线，比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
框架结构的楼层平面次梁的布置，通常可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。一般为了减小截面沿短向布置次梁，但这会造成主梁截面加大，降低了楼层净高，顶层边柱有时也会吃不消，此时如果把次梁支撑在较短的主梁上，可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
3. 预估截面
结构选型及布置结束后，需要对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的考量。
钢梁宜选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按L/b限值确定时，可以回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法非常实用。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管、方钢管或H型钢截面等。
较少接触钢结构的设计者需注意，对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题，在钢结构规范和轻钢结构规范中的限值也有很大的区别。除此之外，构件截面形式的选择没有固定的模式，设计者应该根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济、美观的截面。
4. 结构分析
目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ,p-δ。
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件：
典型结构可以查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形；
简单结构通过手算进行分析；
复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。
正确使用结构软件，还应对其输出结果做“工程判定”。比如，评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据“工程判定”选择修改模型重新分析，还是修正计算结果。
不同的软件会有不同的适用条件，使用者应充分理解。此外，工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离，为了获得实用的设计方法，有时会用误差较大的假定，但对这种误差，会通过“适用条件、概念设计及构造”的方式来保证结构的安全。钢结构设计中，“适用条件、概念设计及构造”是较之定量计算更为重要。
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件，美国一位学者曾警告说：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题”。注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法。
5. 构件设计
构件设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235和Q345，一般主结构使用单一钢种以便于工程管理，出于经济考虑也可以选择不同强度钢材的组合截面，当强度起控制作用时，多选择Q345；稳定控制时，宜使用Q235。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。
当前通用的结构软件，都可以提供截面验算的后处理功能。基于程序技术的进步，某些软件可以将验算时不达标的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至达标，这就是常说的截面优化设计功能，它减少了结构师的很多工作量。 但是，设计者至少应注意两个方面：
5.1 软件在做构件（主要是柱）的截面验算时，计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定，目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以，尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件，结构师应该逐个检查。
5.2 当前述第3条中预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。
5.2.1 强度不满足，通常加大组成截面的板件厚度，其中，抗彎不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。
5.2.2 变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济。
使用软件的截面验算的后处理功能--自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不很合适。
6. 节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中非常重要的内容，在结构分析前，就应该对节点的形式有充分考虑和确定。常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的节点形式不完全一致，这必须避免。按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接，设计者宜选择可以简单定量分析的前两种形式。
连接节点的不同对结构影响甚大。比如，有的刚接节点承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定，会导致结构实际变形大于计算数据的不利结果。
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法，设计者可偏于安全选用前者，设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供查用，比较方便。也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。
节点设计主要包括以下内容：
6.1 焊接：
对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定，应严格遵守。焊条的选用应和被连接金属材质适应。E43对应Q235；E50对应Q345； Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50。
焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心重合或接近，其余详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
6.2 栓接：
铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用。
普通螺栓抗剪性能差，可用于次要结构部位。
高强螺栓，使用日益广泛，常用8.8s和10.9s两个强度等级。根据受力特点分为承压型和摩擦型，两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
自攻螺丝一般用于板材与薄壁型钢间的次要连接，国外在低层墙板式住宅中，也常用于主结构的连接。
6.3 连接板：
可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算其净截面抗剪强度等。
6.4 梁腹板：
应验算栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
6.5 节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6.6 节点设计还应考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
7. 防火保护
钢材是不燃烧的建筑材料，它具有高强、抗震、抗弯等特性。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉强度及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构构件通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、梁弯曲，形变过大而不能正常使用，一般不加保护的钢结构构件的耐火极限仅为15分钟左右。
目前，高层钢结构建筑日趋增多，尤其是一些超高层建筑，采用钢结构建造更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故，火不可能在短时间内扑灭。这就要求我们在建筑设计时，必须加大对钢结构构件的防火保护。钢结构在实际应用中进行防火处理，其目的就是将钢结构构件的耐火极限提高到防火设计规范规定的许可范围，防止钢结构在火灾中因快速升温发生形变塌落。下面介绍几种常用的钢结构防火保护措施。
7.1 外包法--就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型或采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，用以限制收缩裂缝保证外壳的强度。喷涂法是在钢结构表面涂抹砂浆以形成保护层，砂浆宜采用掺入珍珠岩或石棉的水泥或石灰膏砂浆。外包层也可以采用水泥珍珠岩、水泥石棉、石膏、轻混凝土薄板，包裹在钢结构构件上。
7.2 充水（水套）法--空心型钢结构构件内充水是抵御火灾有效的防护措施之一。该方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度，水在钢结构内循环，吸收构件本身受热的热量。受热的水经冷却后可以循环使用，或由管道引入冷水来参与循环。
7.3 屏蔽--钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这也是最为经济、实用的防火方法之一。
7.4 涂料法--采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，属于较为先进的防火技术措施。
8. 图纸编制
钢结构设计出图分设计图和放样详图两个阶段。设计图为设计单位提供，放样详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会委托设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与工程设计的情况也有不少。
8.1 设计图：
是设计单位提供给制造厂家编制放样详图的依据，深度及内容应完整但不冗余。在设计图中，对于设计依据、荷载资料（包括地震作用）、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等）、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于放样详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图，主要材料应列表表示。
8.2 放样详图：
又称加工图或放样图等，深度须能满足车间直接制造加工，不完全相同的差别构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表。
设计图及放样详图的内容表达方法及出图深度的控制，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同，目前小有差别，设计者可借鉴相近工程的优秀设计，同时参考相关的工具书并依据规范规定编制。
参考文献：
⑴《钢结构设计规范》GB 50017-2003/建设部编-北京:中国计划出版社2003。
⑵《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102-2002/建筑金属结构协会等编-北京: 中国计划出版社2003。
⑶《钢结构设计手册》（第三版）《钢结构设计手册》编辑委员会编-北京：中国建筑工业出版社2004。
2012年6月
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：设计思路；初步判断；结构选型；结构分析；构件设计；节点设计；图纸编制
Abstract: the structure design, subject is great. Only now is steel structure design this topic, the author as design in the team veteran talking about a little superficial view, and everybody said.
Keywords: design train of thought; Preliminary judgment; The structural type; The structure analysis; Component design; Node design; Drawings of
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
任何结构设计首先要有正确的设计思路，钢结构设计也不例外，步骤和方法都应该按照正确的设计思路逐步深入展开，以致顺利完成工程设计。
1. 初步判断
钢结构通常应用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。就设计直觉来讲：高层建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房、仓库、罩棚、模块式住宅和临时建筑这些建筑物的特点是和钢结构自身的特性相一致的。
2. 结构选型及布置
由于结构选型涉及知识面很广、综合性强，故结构选型及布置工作应在经验丰富的老工程师指导下进行，并一定要经过院技术委员会的方案审查。
钢结构设计的整个过程中都应该强调的是“概念设计”，它在结构选型及布置阶段尤为重要。林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和各分体系之间的相互力学关系及简化近似设计方法。对那些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可以依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思维，从全局的角度来确定控制结构选型、布置及细部措施。 运用“概念设计”可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案通常易于计算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析结果是否可靠的主要依据。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、塔桅、门式刚架轻型房屋钢结构等结构型式。其理论与技术都很成熟。亦存在部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应综合分析它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可以考虑是否放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载 ）；降雨量大的地区，屋面坡度应有利于雨水的及时排除，防止大面积积水对结构产生不利影响。使用功能允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，宜选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢--混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯考虑经济性而选择不利于抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。
结构布置要根据使用功能、体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般来说应刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷載或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线，比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
框架结构的楼层平面次梁的布置，通常可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。一般为了减小截面沿短向布置次梁，但这会造成主梁截面加大，降低了楼层净高，顶层边柱有时也会吃不消，此时如果把次梁支撑在较短的主梁上，可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
3. 预估截面
结构选型及布置结束后，需要对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的考量。
钢梁宜选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按L/b限值确定时，可以回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法非常实用。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管、方钢管或H型钢截面等。
较少接触钢结构的设计者需注意，对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题，在钢结构规范和轻钢结构规范中的限值也有很大的区别。除此之外，构件截面形式的选择没有固定的模式，设计者应该根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济、美观的截面。
4. 结构分析
目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ,p-δ。
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件：
典型结构可以查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形；
简单结构通过手算进行分析；
复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。
正确使用结构软件，还应对其输出结果做“工程判定”。比如，评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据“工程判定”选择修改模型重新分析，还是修正计算结果。
不同的软件会有不同的适用条件，使用者应充分理解。此外，工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离，为了获得实用的设计方法，有时会用误差较大的假定，但对这种误差，会通过“适用条件、概念设计及构造”的方式来保证结构的安全。钢结构设计中，“适用条件、概念设计及构造”是较之定量计算更为重要。
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件，美国一位学者曾警告说：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题”。注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法。
5. 构件设计
构件设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235和Q345，一般主结构使用单一钢种以便于工程管理，出于经济考虑也可以选择不同强度钢材的组合截面，当强度起控制作用时，多选择Q345；稳定控制时，宜使用Q235。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。
当前通用的结构软件，都可以提供截面验算的后处理功能。基于程序技术的进步，某些软件可以将验算时不达标的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至达标，这就是常说的截面优化设计功能，它减少了结构师的很多工作量。 但是，设计者至少应注意两个方面：
5.1 软件在做构件（主要是柱）的截面验算时，计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定，目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以，尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件，结构师应该逐个检查。
5.2 当前述第3条中预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。
5.2.1 强度不满足，通常加大组成截面的板件厚度，其中，抗彎不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。
5.2.2 变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济。
使用软件的截面验算的后处理功能--自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不很合适。
6. 节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中非常重要的内容，在结构分析前，就应该对节点的形式有充分考虑和确定。常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的节点形式不完全一致，这必须避免。按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接，设计者宜选择可以简单定量分析的前两种形式。
连接节点的不同对结构影响甚大。比如，有的刚接节点承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定，会导致结构实际变形大于计算数据的不利结果。
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法，设计者可偏于安全选用前者，设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供查用，比较方便。也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。
节点设计主要包括以下内容：
6.1 焊接：
对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定，应严格遵守。焊条的选用应和被连接金属材质适应。E43对应Q235；E50对应Q345； Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50。
焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心重合或接近，其余详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
6.2 栓接：
铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用。
普通螺栓抗剪性能差，可用于次要结构部位。
高强螺栓，使用日益广泛，常用8.8s和10.9s两个强度等级。根据受力特点分为承压型和摩擦型，两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
自攻螺丝一般用于板材与薄壁型钢间的次要连接，国外在低层墙板式住宅中，也常用于主结构的连接。
6.3 连接板：
可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算其净截面抗剪强度等。
6.4 梁腹板：
应验算栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
6.5 节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6.6 节点设计还应考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
7. 防火保护
钢材是不燃烧的建筑材料，它具有高强、抗震、抗弯等特性。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉强度及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构构件通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、梁弯曲，形变过大而不能正常使用，一般不加保护的钢结构构件的耐火极限仅为15分钟左右。
目前，高层钢结构建筑日趋增多，尤其是一些超高层建筑，采用钢结构建造更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故，火不可能在短时间内扑灭。这就要求我们在建筑设计时，必须加大对钢结构构件的防火保护。钢结构在实际应用中进行防火处理，其目的就是将钢结构构件的耐火极限提高到防火设计规范规定的许可范围，防止钢结构在火灾中因快速升温发生形变塌落。下面介绍几种常用的钢结构防火保护措施。
7.1 外包法--就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型或采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，用以限制收缩裂缝保证外壳的强度。喷涂法是在钢结构表面涂抹砂浆以形成保护层，砂浆宜采用掺入珍珠岩或石棉的水泥或石灰膏砂浆。外包层也可以采用水泥珍珠岩、水泥石棉、石膏、轻混凝土薄板，包裹在钢结构构件上。
7.2 充水（水套）法--空心型钢结构构件内充水是抵御火灾有效的防护措施之一。该方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度，水在钢结构内循环，吸收构件本身受热的热量。受热的水经冷却后可以循环使用，或由管道引入冷水来参与循环。
7.3 屏蔽--钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这也是最为经济、实用的防火方法之一。
7.4 涂料法--采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，属于较为先进的防火技术措施。
8. 图纸编制
钢结构设计出图分设计图和放样详图两个阶段。设计图为设计单位提供，放样详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会委托设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与工程设计的情况也有不少。
8.1 设计图：
是设计单位提供给制造厂家编制放样详图的依据，深度及内容应完整但不冗余。在设计图中，对于设计依据、荷载资料（包括地震作用）、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等）、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于放样详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图，主要材料应列表表示。
8.2 放样详图：
又称加工图或放样图等，深度须能满足车间直接制造加工，不完全相同的差别构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表。
设计图及放样详图的内容表达方法及出图深度的控制，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同，目前小有差别，设计者可借鉴相近工程的优秀设计，同时参考相关的工具书并依据规范规定编制。
参考文献：
⑴《钢结构设计规范》GB 50017-2003/建设部编-北京:中国计划出版社2003。
⑵《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102-2002/建筑金属结构协会等编-北京: 中国计划出版社2003。
⑶《钢结构设计手册》（第三版）《钢结构设计手册》编辑委员会编-北京：中国建筑工业出版社2004。
2012年6月
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。