钢结构设计中存在的问题分析

池碧波

摘要：本文对钢结构设计的概念、特征和钢结构设计中存在的问题进行分析，并提出相应的解决措施，希望能为未来我国钢结构设计的发展提供有益参考。

关键词：钢结构；建筑结构设计；问题

1.钢结构设计概述

钢结构是指将钢板进行焊接、热轧、冷弯等加工形成的钢型，主要分为轻钢结构与重钢结构两种。轻钢结构具有自重轻、占用空间小等优点，多用于仓库、体育馆、办公楼等跨度较小的建筑物。重钢结构则多用于跨度较大的建筑当中。

2.钢结构特征分析

2.1强度高。自重轻

与钢筋混凝土结构相比。钢结构的强度更高。且钢结构建筑的横向构件截面面积更小，同时在强度、建筑跨度、负载等条件相同的情况下。钢结构自重是钢筋混凝土的1/3。因此钢结构正在逐渐替代钢筋混土。

2.2材质均匀

在一定应力的环境中。钢结构受力所产生的实际弹性与理论计算数据极为接近。因此材质与结构更为稳定。

2.3可塑性强

一般的压力作用不会造成钢材断裂或损害。这是由钢材内部调节应力平衡。并合理分配外部作用力而形成的。

3.当前钢结构设计中存在的缺陷分析

3.1设计质量下降

与钢筋混凝土建筑设计相比。钢结构设计在人力、物力等方面的投入更大。且设计周期短。设计经费少。工作强度大。在当前建筑行业设计市场相对混乱的环境下。钢结构的设计质量难以得到保证。此外，我国设计市场缺乏配套的监督机制与约束性法律法规，一旦发生工程事故。将造成不可挽回的损失。

3.2防腐、抗震问题

钢的抗腐蚀能力较差。不能用于存在强烈腐蚀介质的建筑物内。同时若长时间遭受大雨、强风等恶劣天气。钢材的自身承载能力会因为老化生锈而严重下降。对外观造成影响。目前钢结构的抗震能力较弱。从设计角度来看。一方面抗震性能的验算方法尚不符合相关要求。另一方面提升受弯钢铸件的局部稳定性设计上仍存在一定困难。从材料角度来看。大量钢材内部存在夹层。使钢结构建筑的抗震性能有所下降。

3.3照搬国外设计方案

我国的钢结构设计工作与欧美等发达国家相比存在一定差距。因此借鉴国外先进的设计方案是我国钢结构设计师在工作中常用的方法。然而我国的钢结构设计方案多为地区项目。大部分设计师盲目照搬国外设计方案。既没有考虑方案的经济效益。也没有根据当地的实际情况进行修改。使建筑企业遭受巨额的经济损失。部分设计人员过分追求创新。设计的方案毫无可行性。造成大量资源浪费。

4.完善钢结构设计的有效策略

4.1完善设计思路和步骤

为了进一步提高钢结构设计方案的科学陛。设计人员必须完善设计思路和步骤，具体内容包括：（1）钢结构的形式与布置。由于每种结构形式都有各自的优劣点与适用范围。因此在设计中应结合项目的具体情况进行选择。同时。钢结构形式虽然较多，但施工并没有能够作为参考的固定标准。所以设计人员必须对建筑施工的实际情况与周边环境进行全面分析。最终确定施工方案。（2）图纸编制。图纸是钢结构建筑施工的基础环节，因此为了最大限度保证工程质量。设计人员必须运用科学的方法进行图纸设计。并对设计的可操作性进行反复确认。必要时可组织专业素质高且工作经验丰富的设计团队进行集体讨论。

4.2加强地坪与基础设计

地坪与基础设计中。若不进行有效的模板定位。将会导致地脚螺栓错位。通过简易整改在柱底板上开新孔、钻入膨胀螺栓或化学螺栓便可控制上述问题。若地脚螺栓偏差过大，则需要更换基础。部分情况下地脚螺栓外露部分不够。螺母无法正确拧入。针对此问题。可将螺栓利用焊接带螺纹的钢筋棒来加长。伸长部分的端部应切成45°。以保证全熔透焊接：或者在拼接处采取带螺纹连器。需要注意的是，在连接材料上应该设置相应的垫圈。以抬高螺母。另外，要重视墙体插筋的应用。利用墙体插筋可让地坪跨过墙边夯实较差的土壤区。并为墙体顶部创造一个有效的侧向支撑。起到夯实作用。以保证地坪与基础的稳定性。

4.3重视钢结构防腐设计

长时间暴露在空气中会造成钢结构腐蚀。设计人员应将钢结构的腐蚀问题作为关注焦点。并结合建筑地区的环境状况。采取相应的解决措施和设计方案。将防腐防锈涂料涂在钢结构表面是目前钢结构设计中最常用的防腐方案。这样的涂料具有电阻大、附着力强、致密疏水性强等优点，能够有效抵御空气中的氧气、水蒸气及氯离子对钢结构的腐蚀。按照相关规定，室内钢结构的防腐涂层厚度必须在100微米以上。暴露在空气中钢结构的防腐涂层厚度必须在150微米以上。而地面及底下的钢柱柱脚必须在采用C20混凝土包裹的前提下。保证防腐涂层的厚度在50微米以上。若钢结构处于酸性较强的环境。则必须使用氯磺化防酸漆等特殊涂料予以保护。

4.4强化钢结构的抗震设计

抗震设计。我国处在地震多发地区。为了尽可能保证人们的生命财产安全。设计人员应当将抗震性能作为立足点。尽可能地提高建筑物的稳定性与安全性。在建筑钢结构的设计中。必须保证钢结构的匀称、简洁，并选择合适的连接方法，如住宅，采用钢筋混凝土剪力墙结构体系，框架梁、柱均采用热轧H型钢材，框架柱与框架梁采用栓、焊混合连接节点。此外，支撑形式、墙和柱子的高宽比例等因素也会直接影响建筑物的抗震能力。这些都是设计人员在实际工作中应着重考虑的问题。

5.结语

钢结构在建筑结构领域中将扮演越来越重要的角色。因此重视钢结构设计是提高建筑质量的关键环节。钢结构设计的改进措施不可能做到尽善尽美。设计人员与建筑施工人员只有深入学习理论知识。在实践工作中不断总结经验。提高自身综合素质，才能进一步提升我国钢结构的设计水平。