现阶段钢结构建筑的优化和设计

江河

【摘要】钢结构作在设计过程中，结构方案的合理性是首先应该注意的，要均匀分配结构刚度，保持较强的抗侧力性能。另外决定了钢结构工业建筑的安全性的，在结构分析前钢结构节点的设计是否合理也要考虑。在设计建造的过程中，从业人员积极寻求解决之道，应正视问题确保钢结构工程满足市场需要。本文对现阶段钢结构建筑的优化和设计进行了探讨。

【关键词】现阶段；钢结构建筑；优化设计；策略

钢结构设计中应该选择最佳的设计方案，才能确保设计的合理性。对于钢结构节点的设计决定了工业建筑的安全性，所以节点设计的合理性需要充分考虑。此外，在建筑设计中，设计人员还需要不断学习专业知识，提高自身的专业技能，为钢结构设计质量的提高奠定坚实的技术基础。

一、建筑结构设计中钢结构设计的重要性分析

在实际的建筑结构设计过程中，钢结构设计是至关重要的组成部分，其主要是指将钢结构设计蓝图到钢结构产品的演变过程，对于现代钢结构制造业的可持续发展有著关键性的影响。从建筑结构设计的性质来看，其中存在的钢结构设计不仅具有几何成分，更具体表现了技术性的相关因素。因此，这就对设计人员的专业知识能力提出了较高的要求，设计者在对建筑结构设计中钢结构进行设计时，必须严格遵守相应的设计蓝图要求，其实结合建筑工程项目的施工性质，充分掌握工程图纸中的设计要点，并将蓝图中的平面线条联想出一个完整清晰的立体结构，以此来保障钢结构设计的高质量。但是，在这一设计工程中，设计人员应该清楚的认知到，如果其中任何一个设计环节出现错误，都将会严重影响构件的安装质量，极有可能危及到建筑结构整体的安全稳定性，这就很容易引发重大的安全事故，造成人员的伤亡。除此之外，设计师还要切实遵守建筑建筑结构设计中钢结构的设计规范，真正了解到构造要求、结构受力特点等方面的要求。只有这样，才能设计出合理的连接接地玩形式，使其能够满足于国家规定的标准要求。

二、优化现阶段钢结构建筑设计的策略

1、 提高建筑结构基础设计的质量

在建筑结构设计中， 地基与基础的设计的主要原则是科学安全合理。因此设计人员必须要从多个方面进行考虑，在进行结构设计前，必须要对现场地质进行认真。详细的勘察， 以根据全面的地质勘察资料为的基础及上部结构方案进行设计。在进行荷载计算过程中，除了套用基础设计公式与地基所容许的承载力值进行设计之外， 还要严格根据规范修正地基容许承载力值。由于不同的土， 其承载力是不同的，因此设计人员必须要根据土层的类型，合理计算地基的承载力。在进行基础设计计算时，必须要严格按照设计规范，采用分析法进行计算，尽可能减少计算的误差，以提高建筑结构基础设计的质量。

2、 注重上部结构设计

在钢结构建筑中，一般结构为框架剪力墙结构，因而在布置剪力墙或者单肢刚度的控制上可能会存在着某些问题，这样就会对梁板等构件的设计造成一定程度的影响。集中应力加果有应力破坏问题的出现将会导致严重问题的发生。那么就需要对这些问题的原因充分考虑， 避免此类问题的出现。加果采用的剪力墙刚度是第一级别，那么就需要保证其墙肢数不小于4，以此来分散应力。要将框架结构多层设防的原则严格遵守下去层层设防促使剪力墙的防御能力得到强化，对外来的破坏力进行有效抵抗。同时还需要将做大放小的原则来应用过来。用强柱弱梁以及强剪弱弯的形式来设计剪力墙的梁和柱。

3、 强柱弱梁和强剪弱弯的结构设计

因为这方面的设计有一定的难度， 虽然这种设计方法有一定的优势，但在实践过程中，很难发挥其功效。特别是我国在相关的抗震设计规范中， 通常将轻度震级的地震作为主要防范内容。如果出现了较大震级的地震，就会影响到钢筋混凝土结构中梁柱的稳定性并且也无法保证可以先倒塌梁后倒塌柱。因此就需要结合我国具体情况，来对相关的抗震设计规范进行修改和完善对建筑抗震设计要求进行完善促使强柱弱梁以及强剪弱弯的设计原则得以有效实现。

4、注重钢结构的防护性

在钢材料的防护过程中， 防腐蚀和隔热是其中非常重要的两个方面。但是建筑工程师在应用钢结构的过程中只注重对钢材硬度和抗压力度的强化， 忽略了防腐蚀和隔热的重要性。在相关的文件和制度中对钢结构的抗腐蚀和隔热并没有明确的标准， 这些情况就导致建设完成后由于外部环境的侵蚀和影响，在一定程度上减少的使用寿命。因而面对这样的情况， 相关部门需要制定和出台相关的文件明确钢材的抗腐蚀度， 同时钢结构中埋入地下的部分需要进行一定的包装，提高钢材的抗腐蚀性。除此之外，钢材料在生产的时候要进行相应的耐火测试，以此有效防护措施的重要依据。

5、 注重钢结构的抗震性设计

对于不同的地区来说，其地壳的活跃程度也存在着很大的区别，有些地区的地壳波动程度非常的剧烈，而有的地区其波动程度是比较小的，因而发生地震的时候其地震强度也有着一定的差异。在传统的建设过程中，混凝土结构的为了尽可能的降低地震所带来的破坏，对于地震较为活跃的地区和较为稳定的地区的结构设置了非常明确的抗震等级。但是对于钢结构来说，由于其硬度高的特点，自身就具备一定的抗震能力，因而运用钢结构的并没有明显的等级区别。钢结构在结构设计的应用过程中，需要全面考虑钢结构材料自身的结构形式、能够承受的地震强度以及的特点等重要影响因素。同时将这些因素之间的区别作为设计的重要依据，通过设计不同的钢结构类型来达到不同程度的抗震效果。

6、 承重墙结构的设计

钢结构的平面结构为矩形， 因而在设计时的纵向刚度要大于横向的，这就要求必须要有足够的横墙，才能有效保证建筑结构的抗震性能。从地震灾害可知，墙体一般都是剪切破坏。因此，在进行建筑设计时，必须要提高建筑的抗剪强度，以提升横墙的抗震能力，以提高建筑的抗剪强度，就要求提高材料的强度等级，并增加横墙的轴压力，因此需要将横墙尽量成为承重与隔断相结合的墙体。当建设中的房间比较大时， 设有沿进深方向的梁应支撑在纵墙上，以使纵墙承重。同时，建筑楼板应沿纵向搁置，因此形成横墙承重，再加上纵墙因存在轴压力而增加其抗剪能力。此外还应注意挑梁变形问题， 因为钢筋混凝土结构有着较大的局部受力那么就会有挑梁变形问题的出现； 针对这种情况就可以将构造柱设置于悬挑的挑梁端头构造柱就可以有效连接每层的挑梁通过这样的结构设计方式就可以将挑梁变形问题给有效消除掉， 因为即使有过大的受力集中于局部位置在挑梁的作用下也可以向其他各层结构中传递这样就可以对压力进行有效的分散。

总而言之，目前，由于我国建筑行业及其技术的不断进步，为建筑钢结构及其设计带来了良好的发展契机，但在具体实践中，其仍存在许多方面的问题和不足，针对此情况，相关设计单位和设计人员必须加强理论知识学习，增进工程实践经验，将二者紧密结合的同时，不断提升我国建筑钢结构设计的能力与水平。

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