浅谈建筑钢结构设计现状及存在的问题

陈武胜

（山西潞安工程有限公司，山西 长治 046204）

1 建筑钢结构设计的意义与现状

1.1 建筑钢结构的意义

建筑钢结构是一种由钢板和热轧钢板组成的钢基骨架结构。如果与传统的砖混结构相比，建筑钢结构比传统的砖混结构具有更高的强度和韧性，内部结构非常紧密和均匀。建筑钢结构具有许多优点，在施工过程中，施工难度远低于其他建筑方法。因此，建筑钢结构在桥梁建设、工业厂房和民用建筑中有着广泛的应用。比如法国埃菲尔铁塔就是世界著名的钢结构建筑工程。埃菲尔铁塔高300 米，天线高24 米，总高324 米，塔身为钢框架空心结构，由4 根与地面成75°角的钢柱支撑，钢柱厚，水泥混凝土基础，塔架钢柱采用水平梁连接。除了四条腿是钢和水泥做的，整个身体都是钢做的。在钢结构的具体使用过程中，也能很好地实现环境保护，这将有助于实现我国可持续发展的战略目标。

1.2 建筑钢结构设计的现状

目前，钢结构在建筑行业得到了广泛的应用，但其长期使用也暴露出许多问题，可以概括为以下三点：1） 防火。钢材耐火性能差，在结构设计中必须注意防火处理，确保重要连接部位的安全；2） 强度问题。钢材强度较大，截面往往较小，钢结构使用中普遍存在薄弱环节，导致其强度优势未得到充分发挥；3） 人员的专业素质。对于任何一个建设项目，设计和施工人员的专业素质直接影响其施工质量。如果出现钢结构设计不规范等问题，将直接导致其稳定性不达标，存在重大质量安全风险。

1.3 设计理念落后，没有创新

在我国，钢结构设计缺乏相应的设计参考和实践经验，这是实际情况。但是，由于设计师缺乏自信和信心，设计的独立性不够，设计师往往坚持传统的设计理念，特别是在建筑项目比较复杂、新颖的情况下，很难有创新的设计。针对实际情况，提高建筑钢结构的相关系数，提高建筑的安全性能更是难上加难。在设计工作中，为了获得更多的经济效益，设计师只是在办公室里不断地研究设计图纸，这些图纸与实际施工是分开的。只有到施工现场进行实际调查，并与施工技术人员进行讨论，才能使设计图纸合理可行，符合实际施工情况。

1.4 钢结构的防火设计不到位

钢虽然是耐火材料，但在高温下也会因热膨胀而变形。钢材具有良好的导热性，因此也会导致火灾的产生和蔓延。试验表明，当温度接近600℃时，钢的强度和韧性都会丧失，一旦发生火灾，钢就会变得脆弱；高层建筑更容易发生火灾。因此，高层建筑的耐火钢结构设计是非常重要的。从实际情况看，我国高层建筑钢结构防火设计技术相对落后。

2 建筑钢结构设计存在的问题及对策

2.1 设计偏向于传统和保守

对于一些比较复杂或新颖的建设项目，设计人员缺乏经验和信心。同时，为了达到更高的标准和质量，设计很难突破，更倾向于传统和保守，甚至随意提高安全性能和相关因素，如缺乏与实际情况的结合，降低了钢筋的应力比，并始终采用钢与钢的同一牌号这不仅使建筑钢结构构件复杂、数量增多，而且使工程造价增加。针对这种情况，设计单位应加强对本单位设计人员的专业考核，熟悉其能力和经验范围，然后将建筑钢结构设计任务的难度与设计人员紧密结合起来，避免其无能的发生。

2.2 相关物理问题

众所周知，钢的导热性很强。在建筑工程中使用时，为了在建筑物内外实现更好的保温效果，在建筑钢结构设计中必须综合考虑，以评估建筑物外表面吸收的热量的最大值，由于热量可以通过建筑物外表面或同时通过建筑物的窗户传递到建筑物内部，良好的设置和保证建筑物内表面的吸热程度也可以促进建筑物产生较好的保温效果。

2.3 设计缺乏深度

根据建设部有关规定，建筑钢结构设计由设计单位完成。但是，一些设计单位不仅设计水平低，而且经验不足，使得建筑钢结构的设计质量下降。对于许多建筑钢结构设计来说，承担这项任务的设计师包括许多刚毕业的年轻人。他们不仅理论知识不成熟，而且缺乏实践经验。他们忽视对重要方法和技术的综合分析和研究，盲目照本宣科。他们的目的只是完成任务，而没有考虑到他们设计作品的效果和质量、性质，其设计作品自然缺乏足够的深度。同时，一些建筑钢结构设计图纸过于简单，只是一种方案设计或初步和基础设计。他们不会根据实际情况设计重要节点，也不会认真评估这些节点是否安全、稳定、经济、合理、可操作。而是全部采用全焊或全铸钢的形式，或应属于设计方案中重要部分移交给加工企业，如具体钢结构节点设置图、各支架详图等，设计图纸移交加工企业时，因缺乏相应的计算设施，可以将设计图纸承包给他人。承包企业缺乏专业知识、设备和能力，可能导致最终设计图纸或施工图纸偏离实际情况和实际要求，给建筑的整体质量和安全运行埋下隐患。

3 结语

随着我国建筑业和技术的快速发展，建筑钢结构设计也有了很好的发展机遇，但在实际情况下，钢结构仍存在一些问题，相关设计人员应根据具体情况进行规划和逻辑改进。此外，设计师应加强专业知识的学习，不断更新理论，增强设计师的实践经验，并将理论与实践紧密结合，以提高建筑钢结构设计能力，增强设计优势。