建筑结构设计中的钢结构设计策略分析

么 春 龙

(大同市建筑设计研究院，山西 大同　037006)

0　引言

钢结构在本质属性上具备砖混结构以及混凝土结构在建筑上的运用优点。钢结构的自重较轻、延展性能良好，这一特性使得应用钢结构的建筑物具备相对良好的抗震能力。钢结构可被应用于复杂以及具有较大跨度的建筑结构中，满足建筑结构设计的要求。钢结构在建筑结构设计中的有效应用对建筑物的稳定性和质量具有积极影响，但钢结构在结构设计过程中还存在需要改进的地方。

1　钢结构设计在建筑结构设计中的必要性

在建筑领域，钢结构指的是利用焊接、热轧、冷弯等加工技术处理钢板，使其能够成为建筑所需的钢型。轻钢和重钢是钢结构的两种主要类型，两者具有不同的优点，可结合实际情况应用在适宜的地方。轻钢由于自重较轻、所占面积较小，在跨度较小的建筑项目中得到大力推广。重钢的自重虽然比轻钢重，但比钢筋混凝土轻，常常被用于具有较大跨度的建筑物之中。钢结构设计作为建筑结构设计中至关重要的组成部分，对建筑的稳定性和安全性具有不可忽视的影响。钢结构设计涉及到多个环节，任何一个环节的不当便会影响整体。钢结构设计的好坏会直接影响到建筑物的质量和品质，甚至还会影响建筑行业的整体发展以及钢结构制造业的发展。因此，结构设计人员要重视钢结构设计，利用扎实的理论基础和丰富的实践经验完善和优化钢结构设计。钢结构设计涉及到几何层面的知识，对工作人员的专业技能具有较高要求，在设计时具有一定的难度和挑战。结构设计人员在设计钢结构时，要严格遵守设计规划，以建筑项目的施工性质以及工程图纸为设计导向，将钢结构的每一个设计要点落实到位，明确整个结构的立体形象，并绘制出相应的设计图纸，将钢结构设计的质量问题放在首位。高品质的钢结构设计离不开具有扎实理论基础与丰富工作经验的专业人才。

钢结构设计涉及到多个环节，每一个环节环环紧扣，任何一个环节的偏差将会影响整体效果和质量。整体是由部分组成的，关键部分对整体具有决定性作用。结构设计人员在设计时要重视每一个环节以及每一个构建，将每一个细节落实到位，保证构件的安装质量，避免在建筑工程后续施工环节出现安全事故或产生安全隐患。在设计钢结构时，结构设计人员要以相关设计规范和原则为指导，明确设计对构造以及结构受力特点的多方面要求，让设计的钢结构质量符合国家的检测标准。与此同时，不同建筑工程可能具有不同的施工要求，结构设计人员要具体问题具体分析，根据实际情况对钢结构进行必要的调整和优化，重视对钢结构关键部分的完善，增强建筑结构设计中钢结构的质量，为建筑项目的顺利施工奠定基础，提升建筑物的质量，从而有效提升建筑企业在市场中的核心竞争力和综合实力。

2　当前建筑结构中钢结构存在的不足

稳定是建筑物的基本要求，也是社会公众关注的要素。根据相关调查数据显示，钢结构失稳问题成为导致当前建筑项目钢结构安全问题的主因。钢结构失稳在表现形式上具有局部失稳以及由于局部失稳导致的间接整体失稳。当受弯部位的尺寸大小超出了承受范围时，钢结构失稳现象便会产生。造成钢结构失稳的因素有很多，其中最为关键的因素是结构设计人员在设计钢结构时，未能将各个受力点以及支撑作用的关键性考虑到位。由于对钢结构的支撑作用缺乏系统全面的认识，当钢结构的吊装位置出现误差时，网架、桁架的杆件受力会因此发生巨大的变化，进而导致失稳现象的出现。只要有钢结构，失稳问题便可能发生。鉴于这一情况，相关工作人员要重视钢结构失稳问题，建立完善系统的防范机制，确保建筑工程的施工质量。

除了钢结构失稳问题，钢结构的腐蚀问题也是相关工作人员需要重点关注的问题。钢材料在抗腐蚀方面略显不足，当钢材料处于湿度较大以及具有侵蚀性媒介的环境时，钢结构会出现锈蚀现象，并加速锈蚀现象的蔓延。建筑结构中钢结构一旦出现锈蚀现象，构件的承载能力便会被大大削弱，严重时甚至会威胁到整个建筑物的安全和稳定，造成安全隐患。根据相关调查数据显示，木屋架、钢木屋架、钢筋混凝土屋架以及钢屋架均可能产生安全事故，其中由钢材料腐蚀问题导致的钢屋架安全事故所占比例颇高。钢材的耐高温能力较弱，钢材的性能会根据温度的变化而产生差异。当温度处于430 ℃～540 ℃这个区间范围时，钢材的屈服点、抗拉强度、弹性模量会发生巨大的变化，不再具备承载能力。由于建筑物构建的耐火性能不佳，一旦发生火灾，钢结构的承载能力将难以为继，使得相关解决疏散工作不能及时进行。

3　建筑结构设计中钢结构的设计策略

3.1　基于钢结构稳定性的探讨

钢结构的稳定性作为基本要素，相关工作人员要给予高度重视，明确钢结构设计的相关原则和标准，全面系统的分析钢结构的布置问题，将钢结构设计放到建筑整体之中去考量，确保各个环节以及各个系统之间的稳定性。为了有效克服钢结构出现平面外部失稳问题，结构设计人员要细致处理桁架与框架的平面体系设计问题，让平面结构构建的平面稳定计算与结构布局协调一致，并适当增加支撑构建，从而有效控制钢结构的稳定问题。结构设计人员在计算时所参考的简图要与结构计算简图一致，确保数据的真实性和准确性。设计人员在计算框架柱的稳定计算时，要确保所有条件都符合相关要求。

3.2　基于钢结构腐蚀问题的探讨

钢结构的耐腐蚀问题是结构设计人员需要重点关注的问题。在设计钢结构时，设计人员要根据具体情况采用适宜的防腐蚀措施，增强钢结构的耐腐蚀能力。在建筑物施工过程中，施工人员为了增加建筑外观的美观程度，会在钢结构上喷涂铝或锌，由于作为铝和锌的化学元素容易发生化学反应，会产生一定的腐蚀作用，进而加剧钢结构的腐蚀程度。为了有效解决钢结构的腐蚀问题，施工人员可以在钢结构上涂抹具有耐腐蚀能力的材料，给钢结构添加耐腐蚀的防护层，增强钢结构的耐腐蚀能力。保护涂层具有良好的附着力和电阻力，使得致密输水能力强，有利于解决钢结构的腐蚀问题。

3.3　基于钢结构火灾问题的探讨

针对钢结构的防火灾问题，结构设计人员在设计之初便要慎重对待这一问题。应对钢结构防火灾问题的措施有很多，如涂抹防火涂层、使用防火板、结构内同冷却水等。结构设计人员在进行防火设计时需要明确钢结构所处的位置，选择性能良好的防护材料。增加防护措施后的钢结构会增加重量和所占空间，结构设计人员要根据具体情况制定适宜的解决措施，并将施工难度以及经济因素纳入考虑范围内，将每一个细节落实到位，做好钢结构的防护措施，优化和完善钢结构的防火设计。

4　结语

伴随着钢结构的逐步发展，结构设计人员关于钢结构设计方面的理论知识和实践能力也在逐步增强。在设计钢结构时，结构设计人员要明确关于钢结构的相关规范条文，将安全性和稳定性放在设计的首位，万万不能为了追求经济效益的最大化而降低对质量和安全的要求。钢结构具有优点也具有缺点，结构设计人员要细致考量结构的屈曲，确保建筑结构的稳定性。

参考文献：

[1]储威.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨[J].黑龙江科技信息,2015(23):120.

[2]陈婷,霍媛,陈玉红.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略[J].工程技术(文摘版),2016(8):50.