摘要：钢结构因其自重较轻、强度较高、抗震性较强，及隔音、保温、舒适性较好等特点在当前的建筑工程中得到了广泛的应用。而在其应用中为了保证建筑工程的质量，我们就必须要在具体的工作中明确钢结构设计以及应用中遇到的问题，并采取有效的措施进行预防处理，促进整个工作的有效开展。
关键词：钢结构；设计；问题；措施
1钢结构概述
钢结构指的是采用钢板进行焊接、热轧、冷弯等方法加工形成的钢型。 轻钢结构和重钢结构是钢结构的两种类型。 轻钢结构在跨度较小的建筑中应用较多，例如货场、仓库、体育馆场、办公楼等，主要特点是自重轻，而且占用的面积相对较小。 重钢结构在跨度较大的建筑中应用较多，例如电子厂房。
钢结构的优势。钢结构住宅与钢筋混凝土住宅，具有显著特点：钢结构住宅建筑具有环保性、可持续发展性；钢结构相比于粘土砖自重轻，抗震性能好；现场施工速度快，有利于文明施工；钢结构配件制作工厂化和机械化程度高，商品化程度高。
2钢结构的结构设计问题
2.1钢材焊接质量等级的确定不符合实际
钢结构中焊接过程是不可避免的，也是连接的最基本方法之一。焊接质量的好坏直接关系到结构的安全，所以要根据结构的实际情况来确定适合的焊接质量等级。确定适宜的焊接等级不仅可以保证结构的稳定牢固，还能使焊接面美观，不影响结构的整体视觉效果。
2.2盲目模仿外国设计方案
我国钢结构设计方案首要考虑的问题是经济效益，而外国的设计方案由于具备强大的经济实力的支持，往往不看重经济效益，因此我国的设计人员照搬外国的设计方案是不符合实际情况的。 有些设计人员盲目追求设计的新颖而没有考虑成本问题，最终导致设计方案不合理。
2.3设计质量出现下降趋势
由于缺乏较为统一的监管体系，当前设计市场的秩序比较混乱，各单位对法律的认识不太充分，出现了许多设计事故。由于当前钢结构发展比较迅速，造成许多大型设计院的任务量比较大，或者缺乏丰富的钢结构设计经验，对于钢结构设计任务不接或者推辞给别的单位。这样一旦设计有什么问题和缺陷，方案修改是一个大难题。而且一旦设计成果出现安全性隐患，责任方的责任承担也是一个问题。
2.4钢结构设计方案缺乏深度
承接单位和设计单位的分包，在很大程度上降低了设计的深度，甚至有些设计方案不能满足原设计的要求，例如柱脚设计的错误。 埋入式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型，外露式主要在民宅中应用，底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度，所以底板出现变形就会造成钢结构的变形，设计人员如果不充分考虑这些问题，不进行内力分析，预留位移角限度值，一旦出现地震灾害时，就很容易破坏柱脚节点，损坏建筑物。
3加强钢结构设计的改进措施
3.1选择合理的结构构件
在钢结构设计中，除了要考虑结构的整体稳定外，还需要考虑单个钢构件的变形限制值和自身稳定，钢结构因其材料强度高，塑性和韧性好，构件截面一般肢宽壁薄，属于长细构件，所以，在设计中钢结构截面尺寸的选定，往往不只是由材料的计算强度所决定，而是由结构的变形、稳定性、或疲劳强度来控制的，这一认识在钢结构设计中必须要建立，故而，在地震区、沿海风作用大或北方积雪量大的特殊地区、大跨度索――网、长悬臂结构、高大刚架和拱架、及有较大起重量吊车的钢结构工程设计时尤其要注意构件的稳定问题。
3.2判断钢结构的适用性
现今建筑工程中，钢结构多是用于跨度和荷载较大、体型复杂的高层建筑中。要求其能够承受较大的荷载、方便拆卸、能够承受大幅度的振动、密封严实，因此在钢结构设计之前必须要对这些方面进行全面的分析，考虑所设计的钢结构是否适用、能否满足要求。
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3.3加强钢结构的稳定性设计
首先，在钢结构稳定性计算前，就要考虑结构方案布置和构造设计相配合，保持协调一致。另外，工程的实际情况和结构计算简图的一致性也是设计过程中要充分考虑的问题，在此基础上的稳定性分析和计算相结合，才能有效的保证钢结构建筑的稳定性。在进行钢结构整体稳定性设计计算的过程中，局部的计算也是不可缺少的。每一个结构构件部分在整体中都要进行考虑和计算，这是钢结构设计的基本原则。其中对于受弯钢构件的板件局部稳定可以通过：限制板件宽厚比，使之达到屈曲的极限承载能力，不在构件整体失效前屈曲；允许钢板件在钢构件整体失效前屈曲，然后利用其屈曲后强度达到构件的承载能力；对梁设置横向或纵向加劲肋，以解决不考虑屈曲后强度的梁的局部稳定问题。对于轴心受压构件和压弯构件局部稳定也可通过两种方式实现，分别是控制翼缘板自由外伸宽度与其厚度之比和控制腹板计算高度与其厚度之比，如果受压构件为圆管截面，则应控制外径与壁厚之比。
3.4钢节点设计
连接节点的设计是整个设计过程中极其重要的环节，节点设计得当与否，对保证结构的整体性、可靠度以及建设周期和成本有着直接影响。在进行结构设计时，在结构分析过程中就应该想好用哪种节点形式，根据结构构件的选用，传力特性不同判断是选用刚节点、铰节点还是半刚节点。对于焊接节点，焊缝的尺寸及形式应符合我国现行规范的有关规定。
3.5细部节点的设计
对于钢结构建筑的细部节点设计而言，钢结构建筑的节点设计要求细致且设计内容复杂，都需要对细部节点进行严格的设计。很多时候，细部节点的设计直接决定着钢结构的整体质量。在细部节点设计中，除了要确保其满足结构受力要求之外，还必须要充分考虑钢结构安装的便利性以及可行性。
3.6 钢结构的抗震设计
建筑结构的设计应当重视抗震性能的设计。建筑钢结构的设计，一定要确保钢结构的规正、匀称和简洁，同时连接方法要选择得当。柱子和屋架之间以及屋面板和屋架之间的连接一定要稳定牢固，确保地震发生时节点的稳定。 另外，位置的选择、支撑形式的选用是否合理都会影响建筑的抗震能力，因此设计人员要慎重考虑这些问题，同时要积极做好抗震措施。 此外，墙和柱之间的拉结要加强，并将高宽比合理调整，使之有效抗震。
3.7钢结构的防腐设计
设计人员一定要重视钢结构的腐蚀问题，并且要结合实际的情况，想出最好的解决对策和最佳的设计方案，提高建筑的安全性。 当前，钢结构的防腐设计通常都是将防腐防锈涂料涂在钢结构表面，从而达到保护钢结构的目的。 这样的涂料的主要特点是电阻较大、附着力较好、致密疏水性较强，在很大程度上阻碍了氯离子、氧气和水蒸气的腐蚀，防腐作用效果较好。 按照相关规定，室内的钢结构的涂料层的厚度至少达到 100μm，而裸露在空气中的钢结构或者露天钢结构的涂料层的厚度至少达到 150μm~200μm， 而在地面或者地面以下的钢柱柱脚， 最好采用 C20 混凝土将其包裹，同时涂料层的厚度至少在 50μm 以上。 需要注意的是，如果钢结构处在酸环境中，则需要使用特殊的涂料如氯磺化防酸漆来保护钢结构。
3.8柱间支撑
在钢结构设计时要科学的设置柱间支撑，进一步的满足增大结构刚度和刚度的布置合理两个方面的要求。想做到以上的要求，首先就必须不能设置太多的柱间支撑，以免结构的整体刚度过强，导致结构整体的地震力增大以及影响到整体用钢量的增多，既不经济也不实用；其次，合理科学的布置柱间支撑需要提前考虑好以下几个问题：（1）不会影响建筑的功能布置；（2）布置要尽量均匀对称；（3）在同一单体内尽量采用相同柱间支撑的类型；还应该注意的就是柱间支撑处的受力较大，随之传给基础的受力增大，所以在柱间支撑处还应设置一个基础梁，来增强受力较大处的整体稳定性。
4结语
钢结构有很多优越的工程条件，如钢材的结构组织均匀、强度高、弹性模量高、塑性和韧性好。适于承受冲击和地震荷载、钢材的密度与强度之比较小、钢结构与钢筋混凝土结构相比要轻30%--50%，而且钢结构便于机械化生产。但是钢结构也存在着很多缺陷和隐患。因此，在采用钢结构时，要时刻谨慎，只有对其进行合理科学的设计才能保证钢结构安全、持久的工作。
参考文献
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[2]卢俊澄.探析钢结构设计与应用难点[J].中华民居(下旬刊)，2014，03:29.
[3]樊永斌.多层钢结构设计中的一些注意事项和经验[J].山西建筑，2013
论文作者:吴婷婷
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：钢结构论文; 结构论文; 节点论文; 构件论文; 建筑论文; 设计方案论文; 屈曲论文; 《基层建设》2018年第26期论文;