论当前钢结构建筑的设计手法

张诚

摘 要：随着我国经济的快速发展，我国的钢结构建筑物也开始在慢慢的增加，在当前的建筑设计中，特别是在公共建筑、标志性建筑中，以钢结构为主体的建筑已经成为了当前结构建筑发展的重点。怎样更好的设计出钢结构建筑是当前建筑工作者的核心。本文就论当前钢结构建筑的设计手法进行了以下的探讨。

关键词：钢结构；建筑；设计手法

引 言

现代钢结构建筑的广泛让建筑物变得具有观赏性和更加牢固，钢结构改变了建筑工程的设计理念和设计模式，强度高、质量轻、抗震好、力学性能优良、承重能力强等优势加快了钢结构在建筑工程中运用的步伐。但是，想要不断的增加钢结构的运用范围，就应当要对其设计问题展开研究和加强钢结构建筑的设计水平。

1 钢结构建筑简介

1.1 钢结构建筑概念

我们都知道，钢结构因为具有非常优越的性能，所以在建筑工程之中具有非常重要的地位与作用。与通常传统建筑比如钢筋混凝土建筑、砖木结构不一样的是钢结构建筑主要是以H型钢梁、钢柱（型钢、钢管、钢板等制成）为承重骨架，选用焊缝、铆钉或螺栓等连接方法，并以隔热和保温墙体材料当作围护结构的新型建筑结构样式。

1.2 钢结构建筑的优点

钢结构建筑是较为新型的一种建筑形式，当前应用已经十分普遍，它的主要优点体现在：钢结构建筑的质量比较轻，并且强度高，因为具有其优点，所以钢结构合适于大跨度的建筑；钢结构的材质匀称，一般都与力学计算的假定相符合；钢结构材质的韧性、塑性都比较好，其优点证明钢结构建筑既能够抵抗比较大的动力荷载，又能够抵抗比较大的静力荷载，因此，钢结构建筑的抗震性能比较优越；钢结构构件施工的周期较短、制作的精度也比较高。

2 当前钢结构建筑的设计手法

2.1 判断结构是否适合用钢结构

钢结构一般用于体型复杂、大跨度、高层、荷载或吊车的起重量比较大、振动比较大、密封性的要求比较高、要求能够活动或常常装拆的结构。

2.2 结构选型和结构布置

应当依据工程的特点和条件，综合思考建筑的荷载性能、使用功能、材料供应、制作安装等因素，择优挑选抗震性能好，而且又合理经济的结构形式和结构体系，对高烈度设防的高层钢结构，应当选择钢-筒中筒、钢框-筒或钢框-支等钢结构体系。与此同时应当和建筑师充分的交流合作，共同商量符合抗风、抗震原则的立面布置与结构平面。

结构的布置要按照体系的特点，荷载分布性质及情况等全面考虑。通常来说要刚度匀称，力学模型清楚，尽量移动荷载或限制大荷载的影响区域，让其以最直接的线路转递到基础。柱间抗侧支撑的分布应当匀称，其形心要尽可能往侧向力的作用线靠近，否则应当考虑结构的改变，结构的抗侧应当有多道的防线。

2.3 构件的设计

构件的设计指的是构件材料的组合与选择，Q345和Q235是较为常见的材料组合，主结构通常都使用比较单一的钢种以方便工程管理；出于经济的思考，也可选取不同的钢材展开组合截面，例如当强度起到控制的作用时，就可以使用Q345，当稳定起到控制的作用则应当要选择Q235。弹塑性的方式验算截面是构件设计之中标准的运用方法，其与结构内力计算的弹性方式却不合适。伴随着程序技术的逐渐进步，现在的一些软件可以把验算不达标的构件，从给定的截面库里选取加大一级，并且自动重新解析验算，直到达标为止，面对不同需求的建筑则选取不同材料的构件是完善建筑的必须条件。

2.4 建筑钢结构的稳定性设计

在各样类型的钢结构之中，因为结构失稳导致的伤亡事故发生、为了能够更好的确保钢结构稳定在设计之中构件不失稳定，确保使用安全和工程质量，就必须要对钢结构的稳定性设计展开具体的探讨。

钢结构布置应当要从各组成部分和体系和稳定性要求综合考虑，当前钢结构舵主是根据平面体系展开设计，确保平面结构不发生平面外失稳，要求平面结构构件的平面稳定运算需要和结构布置相同，增加必需的支撑构件等。

实用的计算方法所按照的简图和结构计算简图应当要一致，多层或中层框架结构设计框架稳定解析一般是省略的，只展开框架柱的稳定计算，因为框架各柱的杆件稳定计算的稳定参数、常用力法等是根据假设者或简化典型情况得出的，所以设计者要能确保所有的条件与假设相符合时才能够应用。

2.5 钢结构建筑设计的防火、防腐蝕

火灾对钢结构建筑有很大的危害，建筑钢结构在火灾中的结构空间大，火势蔓延快（如图1），当建筑采取无防火保护方法的钢结构时，就很容易损坏建筑。建筑的结构防火问题通常在钢筋混凝土构造上比较容易处理，但在钢结构建筑设计之上需要思考更多的因素。防腐问题是钢结构建筑设计中所需要处理的问题，当前的做法主要是采取构造材料和新型防腐。防火涂料通常的做法是先把丹防锈底漆两度刷红，然后再刷钢结构的面漆两度，对钢结构建筑的钢结构构件施工也有判断的要求。

3 钢结构建筑设计和技术表现

3.1 设计的技术表现

钢结构建筑设计的创作难点较多，建筑形象的构想是当中的一个。随着技术信息的快速发展，现代科学思想不断融进到了建筑设计中，让建筑、景观设计方式发生了天翻地覆的改变。其对人类长时间形成的传统建筑观发生了比较大的影响，进而人们对建筑设计方式的了解发生了实质的改变，探求问题的解决，已经成为了当前建筑设计的目标，而以前是探求单纯的美观。

3.2 建筑细部的设计要求比较高

因为细部设计决定了地方的质量和最终的确定性，所以在钢结构建筑设计的过程之中，复杂化、精致度的要求越高，细部设计的要求也相对越高。当前钢结构建筑中，钢柱、桁架等结构构件和相连金属构件的节点细部，经常暴露在外面，从中不但体现出设计者的智慧和能力，而且也展现出了技术之美。

3.3 建筑策划也是设计中的重要影响因素

因为设计者的设计构想常常受到业主设计任务书的影响，而且建筑设计的属性也要展现在钢结构建筑的设计中，因此设计者不可以随心所欲的展开设计。客户希望在决定最终产品的过程之中，设计者、市场专家可以彼此合作，高效的参加决策，以获取更好的经济效益。专业化的钢结构建筑设计可以使市场专家和设计者产生沟通，设计资源可以得到有效的组合，进而让业主减少项目的风险，取得比较高的经济效益。

4 结束语

综上所述，钢结构因为其比较独特的结构属性，当前已成为建筑行业之中较为常用的建筑材料，但是钢结构在实质的建筑设计过程之中也有一系列的问题存在，这就应当要采取技术措施来处理这些问题，让钢结构在使用中展示其最大的优点，更加的适用于当前建筑的要求。

参考文献

[1]纪伟东，宋祥.现代钢结构工业建筑设计分析[J].山东建筑人学学报，2011.6.

[2]张运田，郁银泉.钢结构住宅建筑体系研究进展[J].钢结构，2002（6）：22～23.

[3]李国强.钢结构抗足设计方法的发展[J].钢结构与建筑业.2001（2）：27.