建筑结构设计中的钢结构设计策略分析

王瑞亮

摘要：随着社会经济的发展，我国建筑行业迅速崛起，结构设计成为项目管理的关键。其中钢结构设计的专业水平会直接影响建筑主体结构的稳定性。进而影响整个建筑的质量。当前，钢结构在建筑行业的应用非常广泛，这是由于它强度高、制作相对简单、工期短等优势，但由于钢结构设计的过程中仍有很多不足，需要不断的改进、完善钢结构设计。本文从钢结构设计的重要性着手，分析了目前钢结构设计策略，以期能够为钢结构设计的优化提供一些参考与借鉴。

关键词：建筑结构设计；钢结构设计；策略

引言

伴随着社会经济的不断发展，建筑行业也处于蒸蒸日上的阶段，建筑企业的市场竞争也变得愈发激烈，一些新的材料也出现在了建筑的施工过程中。其中钢结构由于性能好且寿命长、施工速度较快得到了广泛的应用。但由于钢结构的设计存在问题造成钢结构失稳，影响建筑的质量，甚至造成人员伤亡的事故越来越多，这不仅危害了大众的生命安全，也在一定程度上给建筑行业带来了挑战。

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。

2、前建筑结构中钢结构方面存在的问题

2.1钢结构的失稳问题

大量的调查数据显示，造成目前建筑项目钢结构安全事故的主要原因是钢结构的失稳问题。首先钢结构失稳包括局部失稳以及由局部失稳造成的间接整体失稳。失稳发生在受弯部位的尺寸大小超过承受范围时。影响钢结构失稳的因素中最突出的就是设计人员在进行建筑结构的钢结构设计时，对支撑作用的重要性没有进行充分考虑。这样在钢结构的吊装位置出现差异的情况下，会使网架、桁架的杆件受力发生很大的变化，然后就会出现失稳问题。只要钢结构存在，失稳就有可能发生，因此设计人员、施工人员都要对此进行重视，做好对应的防范措施，保障建筑工程的施工质量。

2.2构件设计方面的问题

钢结构设计中需要确保构件材料的高质量。但在实际设计中，部分設计人员过于追求设计的高标性，一味地增加安全等级，这就导致在实际设计中结构构件主次不分，构件取值缺乏科学性，这就导致钢结构整体质量降低。另外，还有一些设计人员在具体设计过程中，不对焊缝等级进行区分，全部采用一级全溶透焊缝，并全部选取最高级的钢材，在没有掌握焊接残余应力分布规律的情况下提出消除焊接残余应力，从而导致钢结构构件设计缺乏合理性。

2.3防火防腐方面的问题

由于钢结构自身不具有防腐性，在使用过程中，当外部环境具有侵蚀性时，钢结构不仅会受到腐蚀，同时还要影响其耐久性，严重时甚至会引起倒塌。这就需要设计人员在设计时要重视钢结构的防火和防腐问题的处理。当前对钢结构进行涂料防腐时多以机械除锈和手工除锈为主，而且经过处理的构件表面要做到清洁无垢。镀锌构件需要利用酸洗方法来除锈，使其露出金属色泽。具体防火防腐设计时需要严格按照相关规范要求进行，对于采用的防火防腐涂料要详细说明。

3、优化现阶段钢结构建筑设计的策略

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针对钢结构腐蚀问题的策略探讨

设计工作人员在进行钢结构设计时要全面的考虑钢材的防腐蚀性能。在建筑物的施工过程中，为了保证建筑物外观上的美感，施工人员会对钢结构进行喷铝或者是喷锌，但铝和锌作为化学物质，容易发生化学反应，腐蚀性是很强的，所以在喷抹的过程中会对钢结构造成加速腐蚀的问题。为了避免这一腐蚀问题，应该先对钢结构涂抹一层防腐蚀的保护结构，保护涂料由于电阻大、附着力好，而且致密疏水性强，可以有效的避免腐蚀问题造成的安全事故。

3.3针对钢结构火灾问题的策略探讨

钢结构的防火灾保护措施主要有：对钢结构进行防火涂料保护、防火板保护、结构内通水冷却、混凝土防火保护等等。为了避免火灾问题，在进行钢结构的设计时，要进行防火设计。而防火设计要综合考虑钢结构的所处部位、防护材料的可靠性、采取防护措施后钢结构增加的重量以及占用的空间大小、施工的难易程度及经济性。通过对这些因素的考虑，设计人员可以选择合理的方法来进行钢结构防火设计。

结语

当前钢结构在现代建筑中得以广泛应用，这就需要做好建筑钢结构优化设计工作。建筑钢结构设计具有复杂性和系统性，在具体设计过程中需要对设计要点进行准确把控，同时还要不断对设计方法进行改进和创新，全面提高钢结构设计的水平。另外，作为钢结构设计人员，需要在实践工作中不断积累经验，这样才能提高钢结构建筑设计的科学化、规范化和标准化程度，更好地推动钢结构建筑行业的健康、持续发展。

参考文献：

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[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.