建筑钢结构工程设计及其注意事项

摘要：本文针对建筑钢结构工程设计及其注意事项进行了详细分析，通过探究建筑钢结构工程设计应用的方式、建筑钢结构工程的设计要点、钢结构工程设计的注意事项，有益于强化钢结构的设计质量，保障结构的稳定性，从而使建筑质量得到进一步提升，满足建设工程提出的目标和要求。

关键词：建筑钢结构;工程设计;注意事项

中图分类号：TU391         文献标识码：A

收稿日期：2020-05-23

作者简介：杨双龙（1976- ），男，工程师，研究方向：土木工程专业。

建筑工程的建设，不可或缺的结构便是钢结构，相应的设计与工程建设的质量有着直接的影响关系。很多建筑自身的重量非常大，因此，对其承载负荷标准要求非常高。所以，在对钢结构工程开展的设计工作，需要细致并且严谨，这样才能将施工效率提升，使得工程综合效益有所加大，强化建筑的建设质量。本文针对建筑钢结构工程设计及其注意事项给出了如下分析。

1 建筑钢结构工程设计应用的方式分析

当前，对于建筑工程的开展，在设计钢结构过程中应用的主要方法包括：（1）塑性设计法;（2）极限状态法;（3）容许应力法。每种设计方法都有着自己的核心理念，优缺点不同，具体分析如下：

1.1 塑性设计法

该项方式的设计原则，为具体的构件强度以及产生的塑性本质，要超过荷载与安全系数相乘的乘积，在分析内力结构的过程中，通常都会对该项方法和一阶属性分析法进行应用。通过塑性分析方法，钢结构构件进入到塑性之后，可以重新分配内力，但是需要对材料具备的延性特征有所保障，使其具备相应的标准。在设计建筑结构的过程中，相关人员需要对截面腹板和翼缘的具体参数规格有所明确，从而对限定标准设定。此外，该项方法针对非线性处理有特殊性要求，只是不能将结构构件进行反馈，或者不能反馈原材料当中的扩展特性[1]。钢结构的塑性设计，如图1所示。

1.2 容许应力法

该项方法具体来说，为在设计建筑结构过程中，对应力参数大小进行计算，使其不超过既定容许力。工作人员要按照工程提出的标准规范对结构构件设定的用力给予计算，其中需要借助阶弹理论开展计算工作[2]。从客观角度进行分析，该项方式存在一些缺陷：如（1）没有充分考虑到结构存在的非线性影响;（2）安全系数的应用比较单一并不能对荷载变异情况真实反馈，也不能突出独立抗力情况。

1.3 极限状态法

该项方法可以将塑性设计以及容许应力应用过程中的不足给予弥补。在极限状态法应用过程中，使用的原理为荷载分项系数以及抗力，将单一的安全系数给予取代。目前，该项方法使用的作用十分理想，因为荷载对其产生的效果，建筑结构一般会有两種不同的极限状态：（1）正常应用极限状态;（2）承载能力极限状态。其中，承载能力极限状态针对结构整体产生的稳固性以及安全性，具体来说为构建塑性变形以及发生脆性裂变，导致的结构发生损坏[3]。

2 建筑钢结构工程的设计要点

2.1 重视结构选型工作

针对钢结构进行设设计，关键点在于结构选型。选型对整体设计工作的有效落实有着直接的决定效果，所以在设计过程中，相关人员的设计切入点为结构力学关系以及结构破坏机理，以便使结构选型得以完善，对整体工程结构质量进行提升。

2.2 钢结构工程抗震设计优化

首先，需要对钢结构之间存在的稳定关系给予全面了解，有益于将工程稳定性设计进一步优化。其中，设计人员需要高度重视，针对钢结构开展的抗震设计工作，在其设计时，应用的基本原则为标准化、规程化以及简洁化。此外，在处理钢结构构件过程中，要根据具体的情况操作相关内容，从而使屋架和屋面板、主体以及柱体之间的固定连接有所保障，使得钢结构的抗震性能得以提升和完善。其中需要强调的内容是，钢结构产生的抗震性能、配置位置紧密联系着支撑形式，所以针对钢结构开展设计的过程中，要对相关因素充分考量，尽量将存在的影响因素降低，强化抗震能力;其次，在设计时，还要强调小规格零构件的应用，例如：在应用铆钉时，连接性会对整体建筑结构产生的稳固性有直接的影响，所以相关人员要根据具体的特性对符合条件和规格的铆钉进行选择。

2.3 控制好梁柱连接节点

以门式钢架为例;根据配置方式存在的差异性，门式钢架斜梁的连接方法以及主体的连接方式，可划分为不同的三类：（1）端板竖放：针对端板竖放的应用，在等截面柱当中更为合适;（2）端板横放：如果竖向荷载产生了相应的控制效果，借助柱体本身存在的重量，可以对节点产生施压效果，这样可以将节点产生的负荷力减轻;（3）端板斜放：如果节点有着较大的弯矩，可通过斜向放置的形式使抗拉连接的力臂有所延展，进而为螺栓的布置提供更加有利的条件。

通常情况下，端板进行拼接的形式主要包括两类，外伸和平齐，两种方法相比较，使用外伸对端板进行连接的形式会使受力更加稳定，并且端板外伸拼接的方式，会应用更多的节点。将加劲肋在节点板外部进行设置，可使受拉翼缘两侧当中的螺栓得到更加均匀的受力，使抗剪能力有所加强，对节点板的形变有所预防。

3 钢结构工程设计的注意事项

3.1 注重适宜性

在具体设计过程中，要对结构设计适宜性高度重视。在设计时，需要保障完成的钢结构在现场得到良好的布置，并对建筑提出的基本要求给予满足。为了实现这一目标，在开展设计之前，设计人员、技术人员等要做好相应的现场调查和勘测，之后结合具体的设备数据开展设计工作。

3.2 合理选择钢结构材料

为了对设计结果的高效落实有所保障，在设计过程中，还需要注重对材料的挑选，如果应用的材料不合格，那么即使设计再完美，也不能达到理想的效果。所以，针对钢结构材料的挑选，需要先详细比对分析各项材料类型，明确具体的参数指标等，以便挑选的材料能够对各个区域的钢结构、使用要求给予满足。此外，材料的参数包括：长度、宽度、厚度、塑性、韧性以及强度等等。

3.3 注重细节设计

针对钢结构的设计工作，不但要注重整体设计质量，还需要对细节进行把控，注重对细节实施的管理工作，以便不同的节点，都能符合可靠性提出的要求。针对不同节点应用的连接形式选择，要对其整体性、协调性以及合理性充分保障。例如：应用螺栓连接，或者焊接连接，都需要先分析好具体的情况，之后在对适合的施工形式挑选。

4 结语

建筑工程越来越高，建设的规模也越来越大，加之人们对建筑提出的质量要求更加严格，所以，针对建筑内部的钢结构设计，需要重要强调。因为对钢结构造成影响的因素比较多，所以在具体设计时，要注重材料的挑选、施工方式的应用以及各项细节的把控，从而优化钢结构设计，强化整体优化质量，有益于结构稳定性的提升。

参考文献

[1]馮涛.建筑钢结构工程设计及其注意事项浅述[J].城市建设理论研究（电子版），2017（36）：96.

[2]关吉隆.关于建筑钢结构工程设计及其注意事项的探析[J].黑龙江科技信息，2017（08）：234.

[3]邱艳军.关于建筑钢结构工程设计及其注意事项的探析[J].中国室内装饰装修天地，2017（23）：202.

Abstract： This paper makes a detailed analysis on the design of steel structure engineering and the matters needing attention. By exploring the design and application of steel structure engineering， the design points of steel structure engineering and the matters needing attention in steel structure engineering， it is beneficial to strengthen the design quality of steel structure and guarantee the stability of structure， so as to further improve the construction quality and meet the requirements of construction Objectives and requirements of the design project.

Key words： Building steel structure; Engineering design; Precautions