西安建筑科技大学建筑设计研究院 陕西西安 710055
摘要：钢结构设计包括设计规划的整个演变，设计蓝图到实物，以及钢结构产品。一方面，钢结构设计反映了建筑的整体质量，反过来又影响了建筑业的发展。另一方面，钢结构设计也影响了现代钢结构制造业的发展。从建筑结构设计的角度来看，钢结构设计不仅对几何设计提出了更高的要求，而且对具体的施工技术提出了专业要求。因此，钢结构设计师必须具备高水平的专业技能和工作经验和强大的整合素质素养。
关键词：建筑工程；钢结构；设计
1、建筑结构设计中钢结构设计的重要性
建筑行业中，钢结构指的是通过对钢板进行焊接、热轧、冷弯等加工使钢板形成需要的钢型。钢结构可以分为轻钢、重钢两种类型，轻钢自重与占用的面积都比较小，广泛应用于跨度小的建筑项目中；重钢的自重比轻钢肯定要重，但与钢筋混凝土比，优势还是很明显的，广泛应用于跨度较大的建筑物中。建筑结构设计的重要组成之一就是钢结构设计。钢结构设计包括将设计规划：钢结构设计蓝图变成实体：钢结构产品的整个演变过程。钢结构设计一方面影响着建筑物的整体质量，进而影响建筑业的发展；另一方面钢结构设计还影响着现代钢结构制造业的发展，所以钢结构设计至关重要。从建筑结构设计性质的角度分析的话，钢结构设计的过程除了对几何成分有很高的要求外，还对专业技术水平有一定的要求，所以进行钢结构设计的设计人员专业技能、工作经验各方面的综合素质都必须好。钢结构设计的难度很大，在进行钢结构的设计时，设计人员必须严格按照设计规划进行，结合建筑项目的施工性质与工程图纸，准确把握钢结构设计的要点，在自己的脑海中形成清晰的立体结构并通过设计图展现出来，保证钢结构设计的质量。钢结构设计的关联性很大，必须重视各个环节以及构件的设计质量，否则一个设计环节出现差错就会在很大程度上影响构件的安装质量，进而影响建筑工程后期施工的质量，出现安全事故。钢结构设计过程中设计师必须严格遵守相关的设计规范与原则，充分了解掌握设计对构造、结构受力特点等方面的要求，在满足国家的规定标准前提下合理设计。同时，还要结合建筑工程的施工诉求，对钢结构的关键部位进行设计优化，提高建筑结构设计中钢结构设计的质量，这样就能保证建筑项目的施工顺利进行、建筑物的质量，以提高建筑企业在市场的竞争力。
2、钢结构的设计思路
2.1结构体系的选择
钢结构体系的选择归根结底就是对钢结构抗震体系的选择。它包括对建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素综合分析，与建筑、水、暖、电等专业的充分协商，必要时还应进行多方案比较。一般来说，钢结构体系应受力明确，传力简捷；在满足功能使用的前提下，力求平面和竖向规则；应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力，应具备必要的抗震能力，良好的变形能力和消能能力；对可能出现薄弱层的部位，应采取措施提高抗震能力。在具体钢结构工程中，结构工程师应合理控制尺寸，避免局部失稳或整个构件失稳；要特别注意钢结构部分和钢筋混凝土的连接处，比如基础部分、钢屋架支撑处是较薄弱的部位。
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2.2计算模型的建立
计算模型应该是钢结构实际受力情况正确与合理的简化，结构计算是在计算模型的基础上进行的，计算模型选用不当不仅仅会得出错误的数值解，而且会导致结构安全事故，因此选择恰当的计算模型是保证结构安全的重要条件。比如在节点设计中，按传力特性不同，分刚接、铰接和半刚接。实际结构的节点不可能是纯粹的刚接或铰接点，这就需要结构工程师进行正确的判断，选择哪种更能真实的反映节点的受力情况的模型，使计算模型的误差控制在允许范围之内。此外，对于诸如节点这类受力复杂的构件，单从计算分析的角度并不能完全保证其可靠性，因此还应通过相应的构造措施对节点予以加强。
2.3建筑材料的使用
要善于利用钢结构的抗拉性能。按受力的不同，现行的钢结构设计规范对钢结构主要从受弯、受拉、受压和拉弯、压弯五个方面计算[1]。从规范中不难看出，受压、受弯或压弯构件需同时进行强度和稳定性计算，对于大多数此类构件，当它发生失稳破坏时，其强度远未达到设计值。而受拉或拉弯构件只需考虑强度计算，构件的力学性能可以得到充分发挥，应力水平很高，因此材料的利用率最高。
3、钢结构设计中存在的问题
钢结构设计运用中，主要存在的问题如下：对于建筑钢结构工程设计过程中所使用到的钢材，有一部分由于生产工艺的问题导致钢材的质量达不到相应的施工标准；在对钢结构进行设计的时候，一些设计人员往往忽视钢结构与建筑工程的整体性要求，经常使得钢结构的设计独立于整体建筑之外，这样导致了钢结构设计完工之后，出现与建筑物之间的衔接度不够的情况，这样势必导致建筑钢结构工程的建设质量大打折扣；一些设计师盲目搬规范、套程序，只给出构件布置图。将应该设计的“节点构造”、“支座详图”等都交给加工企业。厂家若做出的图纸不符合原设计要求，存在质量隐患。
4、建筑钢结构工程设计的注意事项
4.1保证钢材选择的质量
建筑钢结构工程设计过程中的选材非常重要，主要是因为钢材的质量好坏直接决定着整个建筑钢结构工程的建设成败。然而由于我国建筑行业的飞速发展，使得我国的建材行业也跟着不断的发展壮大，目前市场上充斥着各种不同种类的钢材，要从众多种类的钢材中选出最为合适的一种确实难度较大。由于钢材生产方面的问题，一些钢材的强度、硬度、形变等特性很难满足相应的施工要求，如果相应的采购人员不够专业，会导致一些不合适的钢材进场，以至于建筑钢结构的功能很难充分发挥出来。因此在实际的设计过程中，需要由资深的人员进行钢材的选购，以保证钢材选择的质量。
4.2判断建筑钢结构的适用性
随着建筑的建设规模不断扩大，现阶段的钢结构被越来越多的使用与高层建筑的建设过程中。因此相应的设计人员需要对钢结构是否具有足够的强度、足够的硬度、是否能承受較大的振动幅度以及拆卸方便的性能进行考虑，以保证钢结构的适用性。
4.3加强受力体系以及细部节点的设计
在对钢结构进行设计时，为避免最终出现的节点与结构分析模型中不完全一致的情况，需注重对钢材强度、截面尺寸等方面的考虑，并保证构件节点之间的连接稳固性。另外对于细部节点的设计，也需按照相应的规范和标准进行。
结语
为了进一步建筑结构工程设计水平，以确保其作用及优势能够得到充分的发挥，促使其在今后的长时间使用过程中具有良好的表现，应该对去关键要点及重要问题投入必要的重视。因此，应该注重对建筑钢结构工程项目设计工作的真正落实，并对其可靠性、安全性、科学性及合理性进行不断的加强，以避免其它问题及干扰的出现，使用最为科学合理的设计方法，进而将建筑钢结构设计的优势充分的发挥出来，为建筑行业的稳定发展提供积极的推动作用。
参考文献：
[1]袁良君.建筑钢结构设计的问题及解决措施[J].住宅与房地产，2018（11）：135+203.
[2]贾树军.建筑钢结构工程设计及其注意事项[J].住宅与房地产，2018（03）：98.
[3]苏立强.建筑钢结构设计的要点分析[J].建材与装饰，2018（27）：83-84.
论文作者:张全民1,邵先来2
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：钢结构论文; 建筑论文; 构件论文; 钢材论文; 节点论文; 质量论文; 结构论文; 《防护工程》2019年11期论文;