浅谈建筑钢结构设计

肖玉东

摘要：随着全球经济的快速发展，城市化建设也不断创新。在当前的城市建设中，在钢结构为主的建筑已逐渐成为建筑行业最热的设计。建筑钢结构设计，在相应的钢结构的设计应用和稳定性分析，本文简单的分析了钢结构大厦的稳定性设计，钢结构建筑稳定特点，重点论述了钢结构建筑的设计要点。

关键词：钢结构 稳定性 钢结构设计

目前，我国社会在不断的发展壮大，建筑业水平的不断提高，建筑行业自身具有着大跨度、大面积、低消耗、短施工期、建筑施工和易于安装、环保、回收、建筑等优点，在建筑物造型方面又具有美观简洁等优点的钢结构建筑已成为建筑行业中耀眼的“明星”，已广泛应用于仓库、工业厂房、博物馆等民用和工业建筑。

一、钢结构建筑的设计要点

1.钢材等级的选择

钢结构建筑的钢结构原材料应满足屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲试验、冷拉拔、硫和磷的含量是基本保证；此外，对于焊接结构，还应具有合格的含碳量。对于地震带的钢结构房屋，除上述要求外，还具有良好的>中击韧性，按照抗震设计规范的有关规定，详细的规定了钢材的各项物理和力学指标。

2.楼面结构设计

楼面结构设计是钢结构设计中的重要内容之一，钢结构建筑房屋和混凝土结构住宅非常大的变形缝，如钢框架结构房屋温度可调线圈长度120m，与混凝土结构住宅55m，混合混凝土盖钢框架结构房屋，为了防止在地板的裂缝，在正常的情况下，仍采用混凝土结构住宅需要设置变形缝。当遇到设置后浇带的时候，或当混凝土的温度变化减小或收缩时，才可以增加伸缩缝的长度。压型钢一混凝土组合楼板设计，除了钢梁焊接螺柱外，还要保证混凝土和异形钢板连接良好，为了做到这些要采取有效的措施，主要是：压力板焊接横向钢筋；压型钢板的纵向波槽；压力板压痕，开小洞或冲成的不闭合孔眼等于混凝土共同工作，保护地板的完整性和强度。此外，还必须要事先声明的是，压型钢板端部必须焊接栓钉。

3.地基结构设计

地基结构设计是建筑结构设计中的亮点，钢结构设计也不例外，下面阐述下这方面的问题。基础设计应根据工程、水文地质条件、荷载大小及分布、建筑形态及功能要求，考虑相邻施工建筑的相应的施工条件等因素综合考虑，选择合理的基础形式。砌体结构应根据刚性的基础，如素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础，当基础宽度大于2.5m，需要灵活的基础使用，如钢筋混凝土扩展基础。

如果是多层框架结构，由于没有地下室，并且它的负荷大，再加上地基的基础差，为了提高地基的整体性，通常采用交叉梁条基。如果做到了上述条件仍无法满足的基本要求，需要使用筏板基础。当剪力墙结构和无地下室或地下室基础时，同时又具有相应的良好的基础，没有防水要求，应采用交叉条形的基础，当有防水要求时，可采用箱形基础或筏板基础。

4.网架结构设计

钢结构往往是在网架结构中经常遇到的，设计人员通常分开设计并且计算将网架和下部结构。首先假定网格承载的刚度是无限的，这时支座刚度均相同，并且计算出相应的支撑反作用力，然后转移到下部结构。实际上，下部结构通常是柱、梁或其他情况，不仅刚度较小，而且差异较大，而且计算假定刚度无限大且刚度相同相违背，计算出网架内力及支座反力与相应的实际情况会有较大的差异。

这是因为超静结构的网架内力和反应力的分布和刚度的大小有关联，对网格的计算量和下部的计算结果会产生较大的误差。但之所以没有出现建筑事故，其原因是钢网架结构是高次超静定结构，钢结构也是非常理想弹塑性材料，个别构件超载时会发生塑性内力重分布，不会引起杆或断裂失效，但我认为，不能够片面的认为，就是因为没有出现相应的建筑事故，这种在设计网架结构时，网架和下部结构分开计算就是正确的，这种认为实际上是严重的违背了实际结构中的实际受力，与相应的实际结构严重不符。

二、钢结构建筑设计过程

1.收集相关的资料：在钢结构建筑设计的过程中，前期施工准备工作，首先，收集相关信息的钢结构的建筑，包括建筑工地周围的环境信息，钢结构施工的相关标准和规范等。例如：我国目前发布的《钢结构设计规范》实施的要求。其次，分析了钢结构大厦的设计方法和做法，根据一些优秀的结构设计经验，设计出最适合该项目的设计方案。

2.研究并确定结构体系：该系统主要是确定的两个方面的考虑：系统的纵向结构和横向结构。纵向系统，主要由相关的材料组成，如：车梁、桁架或制动梁、支架、墙梁、压力框等。柱网，根据建筑的要求，需要对建筑的美观方面的设计要求进行设计。经济跨度和柱间距等方面的设计还包括考虑跨度、制造和安装成本。横向系统，要考虑建筑使用的综合要求，结构应力要求、刚度要求、材料选择等具体情况确定。

三、钢结构建筑稳定性设计

钢结构建筑的稳定，在设计各种类型的钢结构建筑中，会因为钢结构的不稳定，在施工中造成安全事故更为常见。为了减少事故的发生，提高钢结构设计的稳定性，保证施工项目的安全和质量，我们要积极的对钢结构的稳定性进行了详细的研究。

钢结构失稳，和强度较小的刚度都会在一定程度上对钢结构造成破坏，但稳定性和强度是不一样的。稳定性是变形，材料的组成部分由内部结构的抵抗力和外部荷载不稳定，关键是要找出不稳定的平衡状态，防止变形的快速增长而导致破坏。

综上所述，钢结构具有强度高、工业化程度高的优点，在城市建设和工业建设中得到广泛应用。钢结构的广泛应用和发展，为提高城市建设水平打下了坚实的基础。在钢结构建筑的设计中，应重点考虑钢结构材料的优缺点、钢结构的特点、结构的局部稳定性、整体稳定性和平面稳定性，克服钢结构中存在的缺陷，对钢结构的科学发展应用，有效地提高钢结构建筑中钢结构使用的开发。