分析建筑结构设计中钢结构存在的问题

陈金明

随州市黄龙建筑工程有限公司 湖北随州 441300

钢结构的稳定性与可靠性相对较高、结构性能好，在建筑工程中的应用有效避免了外力作用对结构产生的不利影响。但是，一些建筑工程项目中，由于有关人员没有遵守相应的设计要点，使得钢结构设计存在诸多的安全隐患，影响了建筑工程结构的稳定性，因此，钢结构设计上，要充分根据工程需求，提高钢结构设计质量。

1 钢结构的概念

钢结构顾名思义就是以钢材作为结构搭建的主要原材料，通过钢梁、钢板、钢柱等不同的钢制组件，采用焊接、铆接等连接手段进行拼接组装，进行大型建筑物搭建的建筑结构类型。钢结构以各类钢材作为主要材料，与普通混凝土等建筑材料不同，钢材具有重量轻，韧性强等特点，能够承受更大的力，因此在大中型建筑物设计中经常采用钢结构设计。钢结构构造稳定，不易变形，能够为建筑物提供良好的安全稳定性。但是，在某些特殊情况下也有可能出现钢结构失稳的情况，常见的有以下两种情况：一种是过大的压力直接作用在受力平衡点上，造成结构整体受力不均导致失稳。另一种是钢结构构件由于长期使用，导致内部结构发生金属疲劳等问题，内部结构失去支撑作用，导致整体结构失稳。在进行钢结构设计之前，有必要明确这种结构的稳定性特点，才能在设计过程中有的放矢，避免结构弱点，发挥钢结构的优势，使得建筑物中的钢结构发挥更好的作用[1]。

2 钢结构设计的现状问题

2.1 缺乏质量保障

在建筑结构设计中，钢结构设计的应用非常广泛，其设计质量影响着建筑项目整体品质。但是，钢结构设计缺乏质量保障是目前建筑设计的难点，而造成这一问题的原因较多，如：设计人员本身能力有限、经验不足、结构细节落实不到位。同时，根据当前建筑市场来看，部分施工单位会将钢结构设计承包出去，导致钢结构设计与建筑整体结构设计脱离，这样不仅会影响钢结构设计的科学性，还无法保障承接单位的设计质量，增加了钢结构设计的不稳定因素。

2.2 钢结构设计的问题

节点、结构焊接是钢结构设计的重要内容，也是影响钢结构稳定性和牢固性的关键因素。建筑工程更加重视施工过程，对结构设计的关注度不高，常常会忽视结构设计的价值，从而导致钢结构设计出现问题。当前钢结构设计内容比较单一，其形式也是千篇一律，无法满足多样化的市场需求。例如，当前柱脚设计的类型主要包含埋入式设计、外包式设计、外露式设计，不同柱脚设计适用工程存在差异。如果在钢结构设计中，设计人员忽视了内外力分析，可能会导致柱脚节点受到破坏，造成钢结构变形或建筑结构被损坏。

3 建筑结构设计中钢结构设计的优化对策

3.1 重点设计钢结构的细节部分

建筑工程钢结构设计中，不仅包含了主体结构设计，还涉及了诸多的细节问题，如果在设计过程中，有关设计人员没有做好这些细节问题的处理，就会影响钢结构的整体稳定性。有关设计人员在确定了钢结构设计方案以后，还需要进行受力情况、细节的分析，随后根据这些细节分析结果，完善整个钢结构设计体系。钢结构受力分析是钢结构设计与优化的重要参考。当前，在我国建筑工程领域，建筑工程多以杆系结构为主，这种特殊的结构使得在钢结构设计的过程中，必须保障钢结构的强度等级较高、截面尺寸符合要求，才能够符合结构设计的要求。钢结构设计时，设计人员需要做好相应的细节处理，提高钢结构的整体稳定性[2]。

3.2 防火设计

在防火设计之中基本都是选择一些耐火的材料或者选择防火的涂料。在防火设计当中必须要依照项目的防火等级、种类和实际情况强化结构设计。在选择涂料的时候需要选用比较厚一点的，并且其黏结度还需要超过0．05 兆帕；在选择材料的时候需要选择硬质的板材。在选择好材料之后需要将填涂在钢结构的节点部位提升节点部位的防火效果，提升防火指数。在选择钢材的时候也都需要选择耐火的，如果无法满足防火标准，还需要选择较薄的耐火性材料。在设计吊顶的时候，压型板材除了需要将防火效果处理好，还需要进行防锈处理。

3.3 受力设计

在建筑工程实践中，钢结构是建筑物外围的一种常用结构，对建筑物起到受力支撑作用。在建筑物整体设计中，钢结构的使用尽量遵循对称原则，其目的是让每个钢结构均匀地承受整个建筑物的作用力，防止个别钢结构承受压力过大或过小。除此之外，对钢结构不同部位的受力及稳定性要求也不同。例如，对于钢结构中不动支座的要求是防止位移，因此对于这部分的支撑能力要求较高，但是对于钢梁架，除了要起到纵向支撑作用，还需要考虑在水平位置防止其发生扭转。钢结构不同部位的受力特点要在设计中体现出来，避免因考虑不足而出现失稳状况。最后，钢结构的具体施工操作也非常重要，现场施工人员必须按照设计图来严格执行，尽量减少施工误差，加强部门间相互配合，严格依据标准进行施工，加强细节管理[3]。

4 结语

近年来，随着人们生活质量的提升，人们对于建筑工程稳定性与安全性提出了更高的要求，在建筑工程的结构设计上，钢结构基于其优势，在一些建筑工程中得到了广泛的应用。但是，由于钢结构设计中需要考虑的因素相对较多，有关的设计人员需要从钢材选择、细节把控、整体设计着手，保障钢结构设计的总体质量，提高建筑工程的结构稳定性。